Система X (телефония)
 | В этой статье есть несколько проблем. Пожалуйста, помогите улучшить его или обсудите эти проблемы на странице обсуждения . ( Узнайте, как и когда удалять эти шаблонные сообщения )
|
System X — это система цифровой коммутации, установленная почти на всех телефонных станциях Соединенного Королевства с 1980 года.
История
[ редактировать ]Разработка
[ редактировать ]Система X была разработана почтовым отделением (позже ставшим British Telecom ), GEC , Plessey и Standard Telephones and Cables (STC) и впервые была показана публике в 1979 году на выставке Telecom 79 в Женеве, Швейцария. [1] STC вышла из проекта в 1982 году. В 1988 году телекоммуникационные подразделения GEC и Plessey объединились в GPT , а Plessey впоследствии была выкуплена GEC и Siemens . В конце 1990-х годов GEC приобрела у Siemens 40% акций GPT. GEC переименовала себя в Marconi в 1999 году.
Когда Marconi был продан Ericsson в январе 2006 года, Telent plc сохранила за собой System X и продолжает поддерживать и развивать ее в рамках своего сервисного бизнеса в Великобритании.
Выполнение
[ редактировать ]Первое устройство System X, поступившее на общественную службу, в сентябре 1980 года было установлено в Бейнард-Хаусе в Лондоне и представляло собой «тандемное соединительное устройство», которое коммутировало телефонные звонки между примерно 40 местными телефонными станциями. Первая местная цифровая АТС начала работу в 1981 году в Вудбридже, Саффолк (недалеко от исследовательского штаб-квартиры BT в Мартлшем-Хит ). Последняя электромеханическая телефонная станция BT (в Терсо , Шотландия ) была закрыта в июле 1990 года, завершив переход магистральной сети Великобритании на чисто цифровую работу и став первой национальной телефонной системой, добившейся этого. Последние электромеханические местные АТС, Кроуфорд , Кроуфордджон и Элванфут , все в Шотландии, были переведены на цифровые 23 июня 1995 года, а последние электронные аналоговые АТС, Селби , Йоркшир и Ли-он-Си , Эссекс, были переведены на цифровые 11 марта 1998 года.
Помимо Великобритании, System X была установлена на Нормандских островах , а также несколько систем были установлены в других странах, хотя значительных экспортных продаж она так и не достигла.
Малые биржи: UXD5
[ редактировать ]Отдельно от System X компания BT разработала UXD5 («цифровой обмен единицами»), небольшую цифровую станцию, которая была экономически эффективной для небольших и удаленных сообществ. Monarch Разработанный компанией BT в Мартлшам-Хит и основанный на PABX , первый экземпляр был принят на вооружение в Гленкинди , Шотландия, в 1979 году, за год до появления первой System X. [2] Несколько сотен таких бирж были произведены Плесси. [3] и установлены в сельской местности, в основном в Шотландии и Уэльсе. UXD5 был включен в портфолио, когда System X продавалась в других странах.
Единицы системы X
[ редактировать ]System X охватывает три основных типа телефонного коммутационного оборудования. Концентраторы обычно размещаются на местных телефонных станциях, но могут быть размещены удаленно, в менее населенных районах. DLE и DMSU работают в крупных городах и обеспечивают функции маршрутизации вызовов. В сетевой архитектуре BT станции обозначены как DLE/DMSU/DJSU и т. д., но другие операторы настроили свои станции по-разному в зависимости от сетевой архитектуры.
Поскольку при проектировании особое внимание уделяется надежности, общий архитектурный принцип аппаратного обеспечения System X заключается в том, что все основные функции дублируются на двух «сторонах» (сторона 0 и сторона 1). Любая сторона функционального ресурса может быть «рабочей», а другая — «резервной». Ресурсы постоянно контролируют себя, и в случае обнаружения неисправности соответствующий ресурс помечает себя как «неисправный», а другая сторона мгновенно принимает на себя нагрузку. Эта отказоустойчивая конфигурация позволяет вносить изменения в оборудование для устранения неисправностей или выполнения обновлений без прерывания обслуживания. Некоторое критически важное оборудование, такое как коммутационные платы и генераторы сигналов, дублируется в три раза и работает по принципу «любые 2 из 3». Процессоры в кластере обработки R2PU дублируются в четыре раза, чтобы сохранить производительность 75 % при одном из них, а не 50 %, если бы они были просто дублированы. Линейные карты, предоставляющие линейные порты клиента, или оконечные устройства E1 со скоростью 2 Мбит/с на коммутаторе не имеют резервирования «второй стороны», хотя клиент может иметь несколько линий или межсоединение имеет несколько E1 для обеспечения устойчивости.
Концентраторная установка
[ редактировать ]Концентратор имеет четыре основные подсистемы: линейные модули, цифровой концентраторный коммутатор, цифровые оконечные устройства линии (DLT) и блок управления. Его цель — преобразовать речь из аналоговых сигналов в цифровой формат и сконцентрировать трафик для дальнейшей передачи на цифровую местную АТС (DLE). Он также получает информацию о набранном номере от абонента и передает ее процессорам обмена, чтобы вызов мог быть перенаправлен к месту назначения. В обычных обстоятельствах он не переключает сигналы между абонентскими линиями, но имеет ограниченную возможность сделать это в случае потери соединения с родительским коммутатором.
Каждый модуль аналоговых линий преобразует аналоговые сигналы максимум из 64 абонентских линий в сети доступа в цифровые двоичные сигналы со скоростью 64 кбит/с, используемые в базовой сети. Это делается путем дискретизации входящего сигнала со скоростью 8 тыс. выборок в секунду и кодирования каждой выборки в 8-битное слово с использованием методов импульсно-кодовой модуляции (ИКМ). Линейный модуль также извлекает любую сигнальную информацию из абонентской линии, например, набранные цифры, и передает ее в блок управления. К цифровому концентратору-коммутатору подключаются до 32 линейных модулей по каналам 2 Мбит/с, что дает каждому концентратору емкость до 2048 абонентских линий. Цифровой коммутатор-концентратор мультиплексирует сигналы от линейных модулей с помощью мультиплексирования с временным разделением и концентрирует сигналы в 480 временных интервалах на E1 до коммутатора обмена через оконечные устройства цифровых линий. Два других временных интервала на каждом канале используются для синхронизации и сигнализации. Это временные интервалы 0 и 16 соответственно.
В зависимости от используемого оборудования концентраторы поддерживают следующие типы линий: аналоговые линии (одна или несколько групп линий), ISDN2 ( ISDN с базовой скоростью ) и ISDN30 (ISDN с основной скоростью). специфичные для Великобритании ISDN может использовать протоколы DASS2, , или ETSI (европейский). С учетом определенных ограничений концентратор может использовать любое сочетание типов линий, что позволяет операторам сбалансировать бизнес-пользователей ISDN с частными пользователями, чтобы обеспечить лучшее обслуживание для обоих и эффективность для оператора.
Блоки-концентраторы могут работать отдельно в качестве удаленных концентраторов или размещаться рядом с ядром коммутатора (коммутатор и процессоры).
Цифровая местная АТС
[ редактировать ]Цифровая локальная телефонная станция (DLE) содержит несколько концентраторов и маршрутизирует вызовы на разные DLE или DMSU в зависимости от пункта назначения вызова. Сердцем DLE является подсистема цифровой коммутации (DSS), состоящая из временных переключателей и пространственного переключателя. Входящий трафик по 30-канальным магистралям PCM от концентраторов подключается к таймерам. Их цель — взять любой входящий отдельный временной интервал и соединить его с исходящим временным интервалом и таким образом выполнить функцию переключения и маршрутизации. Чтобы обеспечить доступ к широкому спектру исходящих маршрутов, отдельные временные переключатели соединяются друг с другом с помощью космического переключателя. Взаимосвязи временных интервалов хранятся в схемах коммутаторов, которые обновляются программным обеспечением, работающим в подсистеме утилит процессора (PUS). Природа архитектуры Time Switch-Space Switch такова, что на систему вряд ли повлияет неисправный временной или пространственный переключатель, если только не присутствует много ошибок. Коммутатор является «неблокирующим».
Цифровой главный коммутационный блок
[ редактировать ]Цифровой главный коммутационный блок (DMSU) обрабатывает вызовы, которые были маршрутизированы DLE или другим DMSU, и является «транзитным/транзитным коммутатором», т. е. в нем нет концентраторов. Как и в случае с DLE, DMSU, среди прочего, состоят из подсистемы цифровой коммутации и подсистемы утилиты процессора. В британской сети PSTN каждый DMSU подключен к каждому другому DMSU в стране, что обеспечивает практически защищенное от перегрузок соединение для звонков через сеть. Во внутреннем Лондоне специализированные версии DMSU, известные как DJSU, передают только внутрилондонский трафик. Сеть DMSU в Лондоне с годами постепенно выводилась из эксплуатации и переводилась на более современные коммутаторы «NGS», поскольку спрос на телефонные линии PSTN снизился, и BT попыталась вернуть себе часть своей площади. Упомянутый коммутатор NGS представляет собой версию линейки продуктов Ericsson AXE10 , внедренную в период с конца 1990-х по начало 2000-х годов.
В крупных городах Великобритании в одном здании АТС часто можно обнаружить несколько коммутаторов (коммутаторов): DLE для клиентов, подключенных напрямую, и DMSU для обеспечения связи с остальной частью Великобритании.
Комбинированная магистральная и местная телефонная станция
[ редактировать ]Комбинированная Trunk & Local Exchange (CTLE) — это станция, которая выполняет обязанности как DLE, так и DMSU — она имеет собственных напрямую подключенных абонентов, а также действует как транзитный коммутатор. Их могут использовать небольшие сетевые операторы, имеющие небольшое количество АТС.
Подсистема утилит процессора
[ редактировать ]Подсистема утилит процессора (PUS) управляет операциями переключения и является мозгом DLE или DMSU. Здесь размещается программное обеспечение приложений обработки вызовов, выставления счетов, коммутации и обслуживания (среди других программных подсистем). PUS разделен на восемь «кластеров» в зависимости от объема телефонного трафика, обрабатываемого станцией. Каждый из первых четырех кластеров процессоров содержит четыре центральных процессора (ЦП), основную память (STR) и два типа резервной памяти (первичную (ОЗУ) и вторичную (жесткий диск)) памяти. PUS был закодирован с использованием версии языка программирования CORAL66 , известной как PO CORAL (Post Office CORAL), позже известной как BTCORAL.
Оригинальный процессор, поступивший на вооружение в доме Бэйнарда в Лондоне, был известен как процессор MK2 BL. В 1980 году она была заменена POPUS1 (служебная подсистема процессора почтового отделения). Позже процессоры POPUS1 были установлены в Ланкастер-хаусе в Ливерпуле, а также в Кембридже. Позже они также были заменены гораздо меньшей системой, известной как R2PU или Release 2 Processor Utility. Это было четыре процессора на кластер и система до 8 кластеров, как описано выше. Со временем, по мере разработки системы, добавлялись дополнительные кластеры «CCP/Performance 3» (кластеры 5, 6, 7 и 8) с использованием более современного оборудования, похожего на компьютерные технологии конца 1990-х годов, в то время как исходные кластеры обработки от 0 до 3 были модернизированы, например, с увеличенными магазинами (больше оперативной памяти). Расширенные функции этой отказоустойчивой системы помогают объяснить, почему они все еще используются сегодня — такие как самообнаружение и восстановление неисправностей, ОЗУ с батарейным питанием, зеркальное дисковое хранилище, автоматическая замена неисправного блока памяти и возможность опробовать новое программное обеспечение. (и откатиться при необходимости) на предыдущую версию. Позже жесткие диски в кластерах CCP были заменены твердотельными накопителями для повышения надежности.
В наше время все коммутаторы System X имеют максимум 12 вычислительных кластеров; 0–3 — это кластеры на базе System X с четырьмя процессорами, а оставшиеся восемь позиций могут быть заполнены кластерами CCP, которые отвечают за всю обработку трафика. Хотя статус-кво для большого коммутатора System X предполагает наличие четырех основных и четырех кластеров CCP, существуют один или два коммутатора, которые имеют четыре основных и шесть кластеров CCP. Кластеры CCP ограничены только обработкой вызовов. Была возможность переписать программное обеспечение обмена для поддержки кластеров CCP, но от этого отказались, поскольку это было слишком дорогостоящим решением для замены системы, которая уже работала хорошо. В случае сбоя кластера CCP Система X автоматически перераспределит свою долю обработки вызовов другому кластеру CCP. Если кластеры CCP недоступны, то основные кластеры обмена начнут брать на себя работу по обработке вызовов, а также запускать обмен.
С точки зрения структуры процессор System X представляет собой конфигурацию «один главный, много подчиненных»: кластер 0 называется базовым кластером, и все остальные кластеры фактически зависят от него. Если подчиненный кластер потерян, то также теряется обработка вызовов для любых зависимых от него маршрутов или концентраторов; однако, если базовый кластер потерян, весь обмен перестает функционировать. Это очень редкий случай, поскольку благодаря конструкции System X она изолирует проблемное оборудование и выдает отчет о неисправности. При нормальной работе наибольшим уровнем сбоя, скорее всего, будет перезапуск базового кластера, все функции обмена теряются на 2–5 минут, пока базовый кластер и его слейвы снова в сети, но после этого обмен продолжит работу с неисправным аппаратное обеспечение изолировано. Биржа может и будет перезапускать («откатывать») отдельные процессы, если обнаружит в них проблемы. Если это не сработает, можно выполнить перезагрузку кластера. Если базовый кластер или коммутатор невозможно восстановить при перезагрузке, последнюю конфигурацию архива можно перезагрузить вручную с помощью процедуры восстановления. Полное возвращение всего в эксплуатацию может занять несколько часов, поскольку коммутатору приходится перезагрузить все свои полупостоянные пути, а концентраторам — загрузить свои конфигурации. После 2020 года программное обеспечение обмена будет модифицировано, чтобы значительно сократить время восстановления.
Во время нормальной работы обрабатывающие кластеры биржи будут использовать 5–15 %, за исключением базового кластера, загрузка которого обычно составляет от 15 до 25 %, а пиковая нагрузка достигает 45 % — это связано с обработкой базового кластера. гораздо больше операций и процессов, чем в любом другом кластере коммутатора.
Редакции System X
[ редактировать ]Система X прошла через две основные версии: Mark 1 и Mark 2, в зависимости от используемой матрицы переключателей.
Цифровой абонентский коммутатор Mark 1 (DSS) был представлен первым. Это установка переключателей времени-пространства-времени с теоретической максимальной матрицей 96x96 временных переключателей. На практике максимальный размер переключателя составляет матрицу Time Switch 64x64. Каждый временной переключатель дублируется на две плоскости безопасности: 0 и 1. Это позволяет проверять ошибки между плоскостями и использовать несколько вариантов маршрутизации в случае обнаружения ошибок. Каждый таймер на одной плоскости может выйти из строя, и полная функция коммутатора может быть сохранена, однако, если один таймер на плоскости 0 отключен, а другой на плоскости 1, то связь между ними теряется. Аналогично, если таймер имеет обе плоскости 0 и 1, то таймер изолирован. Каждая плоскость таймера занимает одну полку в группе из трех полок: нижняя полка — плоскость 0, верхняя полка — плоскость 1, а средняя полка занята максимум 32 DLT (окончаниями цифровых линий). DLT представляет собой 32-канальный канал PCM со скоростью 2048 кбит/с на входе и выходе станции. Пространственный переключатель является более сложным объектом, но ему присвоено имя в диапазоне от AA до CC (или BB в общем использовании), плоскость 0 или 1 и, в зависимости от способа его расположения, четный или нечетный сегмент. обозначается другими цифрами 0 и 1. Таким образом, имя пробела в программном обеспечении может выглядеть следующим образом. SSW H'BA-0-1. Пространственный коммутатор — это объект, который обеспечивает логическое перекрестное соединение трафика через коммутатор, а временные коммутаторы зависят от него. При работе с космическим переключателем обязательно убедитесь, что остальная часть коммутатора исправна, поскольку из-за его компоновки отключение питания как нечетного, так и четного сегмента пространственного переключателя «убьет» все зависимые от него таймеры. самолет. Марка 1 DSS управляется тройным набором блоков управления соединениями (CCU), которые работают с большинством 2/3 для проверки ошибок и постоянно контролируются дублированным блоком мониторинга аварийных сигналов (AMU), который сообщает о неисправностях обратно в процесс обработчика DSS. для принятия соответствующих мер. CCU и AMU также принимают участие в диагностическом тестировании Mark 1 DSS.
Устройство Mark 1 System X состоит из секций длиной по 8 стоек каждая, всего может быть 15 и более секций. Соображения относительно пространства, требований к мощности и охлаждению привели к разработке Mark 2.
Mark 2 DSS («DSS2») — это более поздняя версия, которая продолжает использовать ту же процессорную систему, что и Mark 1, но вносит серьезные и столь необходимые изменения как в физический размер коммутатора, так и в способ его функционирования. Это матрица коммутации время-пространство-время-пространство-время на основе оптического волокна, соединяющая максимум 2048 систем PCM со скоростью 2 Мбит / с, очень похоже на Mark 1; однако аппаратное обеспечение намного компактнее.
Группа из четырех стоек Mk1 CCU и AMU исчезла и была аккуратно заменена одной стойкой управления соединениями, включающей внешние коммутационные модули (OSM), центральные коммутационные модули (CSM) и соответствующее аппаратное обеспечение интерфейса коммутатора/процессора. Полки Timeswitch заменены полками группы терминаторов цифровых линий (DLTG), каждая из которых содержит по два DLTG, состоящих из 16 плат двойного цифрового подключения линий (DDLT) и двух мультиплексоров линейной связи (LCM), по одному для каждой плоскости безопасности. LCM подключаются к OSM оптоволоконным кабелем по каналу в сорок мегабит. Всего в полноразмерном блоке Mk2 DSS имеется 64 DLTG, что аналогично 64 таймерам блока Mk1 DSS. Блок Mk2 DSS намного меньше, чем Mk1, и поэтому потребляет меньше энергии, а также в результате выделяет меньше тепла, с которым приходится бороться. Также возможно напрямую взаимодействовать с передачей SDH по оптоволоконному кабелю со скоростью 40 Мбит/с, тем самым уменьшая объем использования DDF и SDH со скоростью 2 Мбит/с. Теоретически транзитный коммутатор (DMSU) может взаимодействовать с SDH по оптоволокну вообще без DDF. Кроме того, благодаря полностью измененному дизайну и расположению переключателя, переключатель Mk2 работает несколько быстрее, чем Mk1 (хотя на практике фактическая разница незначительна). Он также гораздо более надежен: наличие меньшего количества дискретных компонентов в каждой его секции означает, что гораздо меньше неисправностей, а когда что-то идет не так, как правило, это вопрос замены карты, привязанной к вышедшему из строя программному объекту. вместо необходимости запускать диагностику для определения возможных мест возникновения точки отказа, как в случае с Mk1 DSS.
В начале 2020-х годов BT приступила к рационализации своего комплекса SystemX, чтобы сэкономить электроэнергию, затраты, площадь и повысить надежность — устаревшие коммутаторы Mk1 стали головной болью при обслуживании. Сокращение объемов трафика и количества абонентов означает, что у System X есть значительные возможности для сокращения. Этот процесс рационализации влечет за собой перепрофилирование DMSU/DJSU, оснащенных коммутаторами Mk2, в CTLE, переподключение на них концентраторов от других АТС и отключение этих АТС. В результате создаются «супер-CTLE» с большим (60+) количеством размещенных на них концентраторов. Большое количество концентраторов приводит к длительному времени восстановления в случае серьезной неисправности на бирже, поэтому компания Telent переписала программное обеспечение обмена, чтобы сократить время восстановления. Ожидается, что эта основная версия программного обеспечения продлится до тех пор, пока сетевые операторы не выведут из эксплуатации свою систему SystemX, хотя планы вывода из эксплуатации неизменно занимают больше времени, чем планировалось, из-за неспособности IP-сетей обрабатывать устаревшие услуги, особенно межмашинную связь.
Подсистема передачи сообщений
[ редактировать ]Процессоры обмена System X взаимодействуют со своими концентраторами и другими обменами, используя подсистему передачи сообщений (MTS). Каналы MTS «закрепляются» между узлами путем перепрофилирования отдельных цифровых речевых каналов со скоростью 64 кбит/с через коммутатор в постоянные пути для маршрутизации сигнальных сообщений. Обмен сообщениями с концентраторами осуществляется с использованием собственной системы обмена сообщениями, обмен сообщениями между биржами осуществляется с использованием системы обмена сообщениями C7/SS7 . Поддерживаются протоколы, специфичные для Великобритании, и варианты ETSI. Также можно было использовать сигнализацию, связанную с каналом, но, поскольку в одну и ту же эпоху станции Великобритании и Европы стали цифровыми, это практически не использовалось.
Система замены
[ редактировать ]Многие из коммутаторов System X, установленных в 1980-х годах, продолжают работать до 2020-х годов.
System X планировалось заменить оборудованием софтсвитча Next Generation в рамках программы BT 21st Century Network (21CN) . Некоторые другие пользователи System X, в частности Jersey Telecom и Kingston Communications , заменили свое оборудование System X с коммутацией каналов на программные коммутаторы Marconi XCD5000 (которые были задуманы как замена NGN для System X) и узлы мультисервисного доступа Access Hub . Однако исключение Маркони из списка поставщиков BT 21CN и смещение акцента с телефонии на широкополосную связь привели к тому, что большая часть имущества System X была сохранена.
См. также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ «Экспонаты: Система X» . Фонд Музея связи . Проверено 27 мая 2021 г.
- ^ Эймс, Джон (9 декабря 2015 г.). «Воспоминания о телефонной станции Гленкинди» . Национальные музеи Шотландии . Проверено 27 мая 2021 г.
- ^ «История Плесси» . www.britishtelephones.com . Проверено 27 мая 2021 г.
