6.4.1. Классификация систем управления
В общем случае система управления состоит из нескольких управляющих устройств (УУ), которые определенным образом взаимодействуют друг с другом. Обмен управляющими сигналами (функциональные связи) и информацией (информационные связи) между УУ в процессе их совместного функционирования осуществляется через системный интерфейс, а между управляющими устройствами и объектами управления – через периферийный интерфейс.
Рисунок 6.5 – Структура электронной управляющей системы (ЭУС)
ЭУС классифицируются по двум основным признакам:
1) по способу управления процессом установления соединения (рисунок 6.6);
Рисунок 6.6 – Классификация ЭУС по способу управления установлением соединения
2) по типу системного интерфейса (рисунок 5.7).
Рисунок 6.7 – Классификация ЭУС по типу системного интерфейса
Централизованное управление. Система управления состоит из одного центрального управляющего устройства (ЦУУ) в пределах всей системы коммутации. Возможны два способа реализации ЦУУ:
· на базе одного дублированного процессорного модуля (рисунок 6.8).
Рисунок 6.8 – Одномодульная ЭУС
В состав одномодульного ЦУУ входят две электронные управляющие машины ЭУМ 0 и ЭУМ 1. В этом случае ЦУУ выполняет как общестанционные, так и местные задачи по управлению оборудованием ЦСК.
· на базе нескольких процессорных модулей (рисунок 6.9).
Рисунок 6.9 – Многопроцессорная ЭУС
Для повышения гибкости и модульности ЦУУ может строится на базе нескольких процессорных модулей. При этом повышается надежность системы управления и появляется возможность наращивания ее производительности.
Достоинства централизованных систем управления:
- простота построения;
- экономичность для небольших станций.
Недостатки централизованных систем управления:
- высокие требования по производительности ЭУМ для станций большой емкости;
- сложность наращивания емкости.
В ЦСК централизованные СУ не получили распространения, но используются в квазиэлектронных коммутационных системах АТСКЭ и УПАТС.
Иерархическое управление. Система управления состоит из ЦУУ и нескольких групп периферийных управляющих устройств ПУУ, находящихся между собой в отношении иерархического подчинения (рисунок 6.10).
В иерархических ЭУС самому высокому уровню принадлежит ЦУУ, которое выполняет общесистемные задачи и координирует работу периферийных УУ. Управляющие устройства одного иерархического уровня работают независимо друг от друга, а УУ разных уровней имеют между собой информационные и функциональные связи через соответствующий системный интерфейс.
Процесс управления на каждом этапе обслуживания вызова проходит через все уровни, начиная с самого низкого до самого верхнего и обратно. При этом УУ на более высоком уровне выполняют более сложные функции. ПУУ самого низкого уровня принимает и предварительно обрабатывает информацию
Рисунок 6.10 – Иерархическая ЭУС
о поступающих входных сигналах и формирует необходимые сообщения для ПУУ следующего уровня или ЦУУ. Одновременно с этим ЦУУ координирует совместную работу связанных с ним ПУУ при установлении каждого соединения и выполняет функции, требующие наиболее сложной арифметико-логической обработки информации о вызовах (например, анализ номера и выбор направления связи).
Достоинства иерархических систем управления:
- более высокая надежность по сравнению с централизованными ЭУС;
- модульность и гибкость структуры;
- простота программного обеспечения для каждого УУ;
- большая производительность УУ.
Недостатки иерархических систем управления:
- необходимость организации межпроцессорного обмена;
- наличие ЦУУ снижает надежность и усложняет процесс наращивания емкости.
Иерархические ЭУС используются в ЦСК: МТ-20/25, EWSD, AXE-10, 5ESS, NEAX.
Децентрализованное управление. Система управления состоит из большого числа УУ, каждое из которых выполняет только определенную часть функций по управлению процессом установления соединения. Отличительными чертами данной системы управления является управление процессом установления каждого соединения несколькими УУ. Система управления может быть:
· полностью распределенной, в которой в каждом функциональном блоке (модуле) находится УУ, а взаимодействие между модулями осуществляется через цифровое коммутационное поле ЦКП (рисунок 6.11);
Рисунок 6.11 – Полностью распределенная ЭУС
· частично распределенная ЭУС, в которой управляющие функции в каждом блоке (модуле) выполняются местными УУ, а управление отдельными функциями (например, техническая эксплуатация, сопряжение с внешними устройствами ввода-вывода данных) осуществляется централизовано.
Достоинства децентрализованных систем управления:
- простота реализации;
- простота программного обеспечения для одного отдельно взятого блока;
- более высокая надежность из-за отсутствия ЦУУ;
- возможность наращивания емкости.
Недостатки децентрализованных систем управления:
- сложная организация межпроцессорных связей;
- задержки при межпроцессорных связях.
Распределенные СУ используются в ЦСК: DX-200, S-12, Si-2000.
Способы взаимодействия УУ. В системах управления взаимосвязь и взаимодействие УУ в процессе установления соединения осуществляется через системный интерфейс. Существует три варианта построения ЭУС с разными типами системного интерфейса:
· непосредственная связь УУ (рисунок 6.12) – одновременно обеспечивается взаимодействие между парой УУ (организуется при небольшом количестве УУ);
Рисунок 6.12 – Организация непосредственной связи УУ
· связь УУ через общую шину (рисунок 6.13) – все УУ поочередно (с разделением во времени) подключаются к общей шине (ОШ) для передачи информации. Одновременно по шине может передаваться информация только между парой УУ, поэтому для организации очередности доступа в состав системного интерфейса вводится блок управления шиной БУШ;
Рисунок 6.13 – Организация связи УУ через общую шину
· связь УУ через коммутационное поле (рисунок 6.14) – организация взаимодействия между УУ через общее КП (или через специальное, входящее в состав управляющей системы), при котором информация передается по любым или только по специально выделенным каналам коммутируемых ИКМ-линий (например, по 16-му временному интервалу).
Рисунок 6.14 – Организация связи УУ через КП
6.4.2. Фазы работы управляющих устройств
В цифровых АТС все действия управляющих устройств заранее предопределены программами их функционирования. Программы хранятся в памяти управляющих устройств. Весь цикл работы управляющих устройств условно можно разделить на три фазы (рисунок 6.15).
1 этап. Обнаружение события (поступление вызова от абонента, набор номера, отбой абонента, ответ абонента). Событие обнаруживается путем сканирования – периодического опроса контрольных точек приборов. Результат текущего опроса сравнивается с предыдущим состоянием контрольной точки, которое хранится в памяти управляющего устройства. Если текущее состояние отличается от предыдущего, то делается вывод о том, что произошло событие.
2 этап. Формирование управляющих воздействий (управляющих команд). На данном этапе происходит определение характера события. В зависимости от характера события формируются управляющие команды. Также на данном этапе происходит поиск свободных соединительных путей в коммутационном поле. Поиск происходит без непосредственного (электрического) обращения к самим приборам в памяти управляющего устройства.
3 этап. Выдача управляющих команд. На данном этапе происходит выдача управляющих команд в блоки периферийного оборудования. После выполнения команд приборы и вызовы переводятся в новое состояние.
Рисунок 6.15 – Фазы работы управляющего устройства