Кіріспе

5ESS коммутациялық жүйесі – Western Electric компаниясы Америка телефон және телеграф компаниясы (AT&T) және Bell System үшін дамытқан 5-сыныпты телефондық электрондық коммутациялық жүйе. Ол 1982 жылы қолданысқа енгізілді және соңғы құрылғысы 2003 жылы өндірілді.

Тарих

5ESS базарға Western Electric No. 5 ESS ретінде шықты. Ол 1982 жылғы 25 наурызда Иллинойс штатының Сенека қаласында қызмет етуге кірісті және 1980-ші және 1990-шы жылдары №1 электрондық коммутациялық жүйелерді (1ESS және 1AESS) және басқа электромеханикалық жүйелерді алмастыруға арналған еді. 5ESS сондай-ақ 4-ші класс телефондық коммутатор ретінде немесе 4-ші/5-ші класс гибридтік коммутатор ретінде, 4ESS үшін тым кішкентай нарықтарда қолданылды. АҚШ-тың барлық орталық кеңселердің шамамен жартысына 5ESS коммутаторлары қызмет көрсетеді. 5ESS экспортқа да шығарылды және лицензия бойынша АҚШ-тан тыс жерлерде өндірілді. 1990-шы жылдары ұсынылған 5ESS–2000 нұсқасы коммутациялық модульдің (SM) сыйымдылығын арттырды, сондай-ақ байланыс модуліне (CM) SM-ге көбірек шеткі модульдер мен оптикалық байланыстар қосылды. 5ESS–R/E нұсқасы 1990-шы жылдардың соңында әзірленді, бірақ нарыққа шығарылмады. Тағы бір нұсқасы – 5E–XC. 5ESS технологиясы 1984 жылы Bell жүйесінің таратылуынан кейін AT&T Network Systems бөлімшесіне берілді. Бұл бөлім 1996 жылы AT&T компаниясынан Lucent Technologies ретінде бөлінді, ал 2006 жылы Alcatel Lucent болғаннан кейін, 2016 жылы Nokia компаниясы сатып алды. 5ESS коммутаторы әлі де АҚШ және басқа елдердегі қоғамдық телефон желісінде (PSTN) кеңінен қолданылуда, бірақ олар заманауи пакеттік коммутациялық жүйелермен алмастырылуда. 2021 жылы қолданыстағы 5ESS коммутаторларының арасында АҚШ Әскери-теңіз күштеріне тиесілі бірнеше коммутаторлар да болды.

Сәулет

5ESS коммутаторының үш негізгі модулі бар: әкімшілік модуль (AM) орталық компьютерлерді қамтиды; байланыс модулі (CM) жүйенің орталық уақытты бөліп пайдаланатын коммутаторы болып табылады; ал коммутациялық модуль (SM) көптеген стансалардағы жабдықтың басым бөлігін құрайды. SM мультиплекстеу, аналогтық және цифрлық кодтау, сондай-ақ сыртқы жабдықпен байланыс үшін қажетті жұмыстарды атқарады. Бөлінген жүйелер орталық әкімшілік модульдің (AM) немесе бас компьютердің жүктемесін азайтады. Барлық схемаларға қуат –48 В тұрақты ток (номиналды) түрінде таратылады және логикалық деңгейлерге немесе телефон сигналдарына ауыстырылады.

Қосылым модулі

Әрбір коммутациялық модуль (SM) бірнеше жүзден бірнеше мыңға дейін телефон желілерін немесе бірнеше жүздеген магистральдарды немесе олардың комбинациясын басқарады. Әрқайсысының өз процессорлары бар, оларды модульді контроллерлер деп те атайды, олар өздерінің жады тақталарын пайдалана отырып, көптеген қоңырауларды өңдеу процестерін жүргізеді. Бастапқыда шеткі процессорлар Intel 8086 болуы керек еді, бірақ олар жеткіліксіз болып шықты және жүйе Motorola 68000 сериялы процессорлармен енгізілді. Бұл жабдықты қамтитын шкафтың атауы бір уақытта Интерфейс модулінен коммутациялық модульге өзгертілді. Шеткі құрылғылар SM-де сөрелерде орналасқан. Көптеген биржаларда басым бөлігі Желілік бірліктер (LU) және Сандық желілік магистральдық бірліктер (DLTU) болып табылады. Әрбір SM-да желілер мен магистральдарға түрлі қызметтерді, соның ішінде дыбыс генерациялау және анықтау үшін Жергілікті цифрлық қызмет көрсету бірліктері (LDSU) бар. Глобалды цифрлық қызмет көрсету бірліктері (GDSU) бүкіл биржаға сирек қолданылатын қызметтерді ұсынады. Уақыттық аралықты алмастырушы (TSI) SM-де кездейсоқ қолжетімділік жадыны пайдаланады, әр сөйлеу үлгісін уақыт аралығына кіру үшін кешіктіреді, ол қоңырауын алмасу арқылы басқа немесе кейбір жағдайларда сол SM-ге жеткізеді. Т тасымалдаушы аралықтары, бастапқыда әр картаға бір, бірақ кейінгі модельдерде әдетте екі, Сандық желілік магистральдық бірліктерде (DLTU) аяқталады, олар DS0 арналарын TSI-ға шоғырландырады. Олар кеңселер арасындағы магистральдарға немесе, Integrated Subscriber Loop Carrier-ді пайдаланып, абоненттік желілерге қызмет көрсете алады. Жоғары сыйымды DS3 сигналдары DS0 сигналдарын DS1 бірлігіне демультиплекссіз SONET (DNUS) бірліктеріне ауыстыра алады. Жаңа SM-де DNUS (DS3) және үлкен сыйымдылыққа ие оптикалық OIU интерфейстері (OC12) бар. SM-дерде Dual Link Interface (DLI) карталары бар, оларды басқа SM-дерге уақыт бөлінген ауысу үшін Байланыс модульдеріне көп реттік оптикалық талшықтар арқылы қосуға болады. Бұл байланыс қысқа болуы мүмкін, мысалы, бір ғимарат ішінде немесе алыс жерлердегі SM-ке қосылуы мүмкін. Белгілі бір SM желілері мен магистральдары арасындағы қоңыраулар CM арқылы өтуі қажет емес, ал қашықтан орналасқан SM орталық AM-ден басқарылатын, үлестірілген коммутациялау ретінде әрекет ете алады. Әрбір SM-де екі Модульді контроллер/Уақыттық аралықты алмастыру (MCTSI) контуры бар. Кодекпен жеке желілік карталарды пайдаланатын Nortel DMS 100-ден айырмашылығы, көптеген желілер екі сатылы аналогты кеңістікті бөлу концентраторларында немесе Желілік бірліктерде, олар қажет болған жағдайда 512 желіге дейін, әрқайсысында 8 кодек бар 8 арналы карталарға және қоңырау шалу мен сынау үшін жоғары деңгейдегі қызмет контурларына қосылады. Концентрацияның екі сатысы да бір GDX (Gated Diode Access) тақтасына орналасқан. Әрбір GDX тақтасы 32 желіге, 16 А желісіне және 32 В желісіне қызмет көрсетеді. Шектелген қолжетімділік толық толтырылмаған матрицалар арқылы ақша үнемдеуге мүмкіндік береді. Желілік бірлік арналық тақталарға ортақ B сілтемелерімен қосылатын 16 GDX тақтасына ие болуы мүмкін, бірақ желілер үшін үлкен трафик бар кеңселерде GDX тақталарының саны азайтылады. ISDN желілері жеке желілік карталармен ISLU (Integrated Services Line Unit) қызмет көрсетеді.

Әкімшілік модуль

Әкімшілік модуль (AM) – UNIX RTR жүйесімен жұмыс істейтін AT&T 3B сериясының екі процессорлы шағын негізгі компьютерлік құрылғысы. AM орталық және перифериялық процессорлардың бағдарламалық жасақтамасын және аудармаларын жүктеуге, сондай-ақ сақтық көшірме жасауға қолданылатын қатты және таспа дискілерін қамтиды. Дискілер бастапқыда 300 мегабайттық SMD көп пластинкалы блоктерден тұратын жеке құрылғыда орналасқан. Қазір олар әрқайсысы картада орналасқан бірнеше гигабайттық SCSI дискілерінен құралған. Таспа дискілері бастапқыда 6250 бит/дюйм тығыздықтағы жарты дюймдік ашық катушкалы болды, бірақ 1990-шы жылдардың басында 4 мм Digital Audio Tape кассеталарымен алмастырылды. Әкімшілік модуль 3B21D платформасында құрылған және коммутатордағы көптеген микропроцессорларға бағдарламалық жасақтаманы жүктеуге, сондай-ақ жоғары жылдамдықты басқару функцияларын қамтамасыз етуге қолданылады. Ол терминалдарды басқару үшін хабарламалар мен интерфейс ұсынады. 5ESS-тің AM-і 3B20x немесе 3B21D процессорлық блогынан, соның ішінде I/O, дискілер мен таспа дискілерінен тұрады. 3B21D бағдарламалық жасақтаманы 5ESS-ке жүктегеннен кейін және коммутатор қосылғаннан кейін, 3B21D-нің қосымша араласуысыз пакеттік коммутация жүзеге асырылады, бірақ есеп айырысу функциялары үшін деректерді дискіге көшіру қажет. Процессорда дуплекстік аппараттық құрылғы, бір жұмыс жасайтын және бір резервтік жағы болғандықтан, процессордың бір жағының істен шығуы коммутацияның тоқтауына міндетті түрде әкелмейді.

Байланыс модулі

Байланыс модулі (CM) стансаның орталық уақыттық коммутаторы болып табылады. 5ESS уақыт-кеңістік-уақыт (TST) топологиясын пайдаланады, онда Коммутациялық модульдердегі Уақыт ұясы ауыстырғыштары (TSI) әрбір телефон қоңырауын CM арқылы бағыттау үшін уақыт ұясына тағайындайды. CM-дер уақыттық бөлісті коммутацияны жүзеге асырады және жұптарда жеткізіледі; әр модуль (кабинет) Офистік желі және уақыт кешеніне (ONTC) 0 немесе 1-ге жатады, бұл басқа конструкциялардың коммутациялық жазықтықтарына шамамен сәйкес келеді. Әрбір SM-де төрт оптикалық талшық байланысы бар, екеуі ONTC 0-ге жататын CM-ге, екеуі ONTC 1-ге қосылады. Әрбір оптикалық байланыс екі көп режимді оптикалық талшықтан тұрады, ST коннекторлары екі жағынан да артқы панельге қосылған трансиверлерге қосылады. CM-дер қабылдаушы талшықтағы уақыттық мультиплекстеу сигналдарын қабылдайды және оларды жіберуші талшықтағы тиісті SM-ге жібереді.

Өте кішігірім цифрлық алмасу

Very Compact Digital Exchange (VCDX) 5ESS 2000 арқылы әзірленді және негізінен Bell компанияларына жатпайтын телефон компанияларына аналогтық коммутациялық орталықта ISDN және басқа да цифрлық қызметтерді ұсынудың тиімді әрі төмен құнды жолы ретінде сатылды. Бұл, көптеген желілерге мұқтаж болмайтын және POTS желілері болып қалатын жағдайларда, аналогтық коммутатордың барлық желілеріне қызмет көрсету үшін оны толығымен цифрлыққа қайта жабдықтаудың қымбат шығындарын болдырмады. Мысалы, (бұрынғы) GTE/Verizon Class 5 телефон коммутаторы – GTD 5 EAX. Western Electric 1ESS/1AESS сияқты, ол көбінесе орта және ірі сымдық орталықтарға қызмет көрсетті. Жеке VCDX 400 желіден аз желілік орталықтарға (CDX – Қоғамдық диалдық кеңсесі) коммутатор ретінде де қызмет ете алатын. Алайда, шағын сымдық орталықтар үшін, 400-4000 желілік сымдық орталықтар үшін, бұл функция әдетте RSM (5ESS "Алыс SM"), ORM немесе сымдық ORM арқылы қамтамасыз етілді. RSM, DLTU құрылғысына қосылған T1 желісі арқылы басқарылады. Алғашқы 2 T1 RSM басқаруын қамтамасыз етеді және кез келген жаңа өзгерістерді енгізу үшін қажет. RSM-де 10 T1 желісіне дейін болуы мүмкін. Бір кеңседе бірнеше RSM болуы мүмкін. ORM тікелей талшықты желі арқылы немесе коаксиалды кабель арқылы, яғни сымдық ORM ретінде қуаттандырылуы мүмкін. RSM немесе ORM толық 5ESS коммутаторының құрамына кіретін көптеген шеткі құрылғылармен жабдылуы мүмкін. RSM-нің қашықтығы шектеулі және үлкен қалалық немесе ауылдық кеңселердің бөліктеріне қызмет көрсетуге қабілетті. ORM немесе сымдық ORM техникалық тұрғыдан кез келген жерде орналасуы мүмкін және ORM қолжетімді болғаннан кейін RSM-ге қарағанда артықшылыққа ие болды. RSM және ORM екеуі де көбінесе шағын және орта қалалар үшін 5-сыныпты сымдық орталық ретінде қолданылады, олар үлкен қалада орналасқан 5ESS коммутаторынан басқарылады. Сымдық ORM MUX блогынан коаксиалды кабель арқылы қосылады және коаксиалды сигналды DLI-ге қосылуға айналдыратын TRCU құрылғысына беріледі. Сондай-ақ, кеңсе бөлінген немесе басқа кеңседен аумақ алған кезде қолданылатын екі мильдік ORM болды. Бұл жағдайда қашықтық хост-орталықтан 2 мильге дейін, ал қуат беру тікелей талшықты желі арқылы жүзеге асырылады. Кез келген SM сияқты, мөлшері әрбір шеткі құрылғыға қажетті уақыттық слоттардың санымен анықталады. ORM-дер DS3 желісімен, ал RSM-дер T1 желісімен байланыстырылады. VCDX ірі жеке филиалдық коммутатор (PBX) ретінде де пайдаланылды. 400 желіден аз желілік шағын қауымдастарға SLC 96 немесе Anymedia құрылғылары да берілді. Жеке VCDX бір коммутациялық модульге ие, бірақ байланыс модулі жоқ. Оның Sun Microsystems SPARC жұмыс станциясында VCDX-тің әкімшілік модулі ретінде жұмыс істейтін 3B20/21D процессор MERT OS эмуляциялық жүйесін іске асыратын UNIX негізіндегі Solaris (операциялық жүйе) орнатылған. VCDX CO-ның стандартты телефондық қуат көздерін (өте үлкен үзіліссіз қуат көздері) пайдаланады және T1 кіру үшін CO Digital кросс-қосылу жүйесіне қосылады.

Сигнал беру

5ESS екі түрлі сигнализация архитектурасын қолданады: Ортақ желілік интерфейс (CNI) сақинасы және пакеттік коммутациялық блокқа (PSU) негізделген SS7 сигнализациясы.

Бағдарламалық жасақтама

5ESS-ті әзірлеу үшін бес мың қызметкер жұмылдырылды, олар негізінен C тілінде 100 миллион жол жүйелік бастапқы кодты, сондай-ақ 100 миллион жол бас файлдар мен makefile файлдарын жасады. Жүйенің дамуы 20 жылға жуық уақыт алды, ал үш релиз бір уақытта әзірленді, олардың әрқайсысын аяқтауға шамамен үш жыл кетті. 5ESS бастапқыда тек АҚШ-та қолданылды, ал халықаралық сату АҚШ нұсқасымен қатар толық даму жүйесі мен командасын құруға әкелді. Даму жүйелері Unix негізіндегі мейнфрейм жүйелері болды. Ең жоғары деңгейде осындай 15 жүйе белсенді болды. Олардың ішінде даму машиналары, симуляторлар және құрастыру машиналары бар еді. 1990 жылдардың ортасына дейін әзірлеушілердің жұмыс орындарында Bell Labs әзірлеген Blit нұсқаларындағы көп терезелі терминалдар орналастырылды, содан кейін Sun жұмыс станциялары енгізілді. Әзірлеушілер өздерінің жұмысы үшін серверлерге кіруді жалғастырды, жұмыс станцияларында X11-ді көп терезелі орта ретінде пайдаланды. Бастапқы кодты басқару SCCS негізінде жүзеге асырылды және релиздер арасындағы бастапқы кодты, АҚШ немесе халықаралық ерекшеліктерді және т.б. бөлу үшін "#feature" жолдары қолданылды. vi және Emacs мәтіндік редакторларын бейімдеу арқылы әзірлеушілер файлдың қажетті бөлігін көруге мүмкіндік алды, ағымдағы жобаға қатысы жоқ бөліктерді жасырып жұмыс істеді. Өзгеріс талаптары жүйесі SCCS MR-ді пайдаланып, IMR (бастапқы өзгеріс талабы) жүйесімен байланысты, сандық идентификаторлары бар атаулы өзгеріс жиынтығын жасады. MR атауы кіші жүйенің префиксі, IMR нөмірі, MR реттік белгілері және релиз немесе "жүктеме" белгісінен тұрды. Мысалы, gr (жалпы жаңарту) кіші жүйесі үшін 2371242 IMR-ге арналған алғашқы MR, 'F' жүктемесі үшін gr2371242aF болады. Құрастыру жүйесі makefile жасауды қамтамасыз ететін қарапайым құрастыру конфигурациясы механизмін қолданды. Жүйе әрқашан барлық кодты құрастырды, бірақ файлдың өзгергенін анықтау үшін тексеру сомаларын пайдаланды, содан кейін құрастыру шығыс каталогының ағашын жаңартты. Бұл негізгі кітапхана немесе бас файл өңделген кезде құрастыру уақытын қысқартты. Әзірлеуші enum-ға мәндер қоса алады, бірақ егер бұл құрастыру нәтижесін өзгертпесе, онда осы нәтижеге тәуелді компоненттерді қайта құраудың қажеті болмайды.

ОАМП

Жүйе телетайппитер "арналары" арқылы басқарылады, олар жүйелік консоль деп те аталады, мысалы ТЕСТ каналы және Техникалық қызмет каналы. Көбінесе, жабдықтау RCV:APPTEXT деп аталатын командалық желі интерфейсі (CLI) немесе мәзірлік бағдарлама арқылы жасалады. RCV – «Соңғы өзгерістер/Растау» дегенді білдіреді және оған Коммутациялық басқару орталығы жүйесі арқылы қол жеткізуге болады. Дегенмен, қызмет көрсету тапсырыстарының көп бөлігі Соңғы өзгерістерді сақтау орталығы (RCMAC) арқылы басқарылады. Халықаралық нарықта бұл терминал интерфейсі экрандағы және принтер шығысындағы жергілікті тілге және команда атауларының нұсқаларына бейімделу үшін локализацияланады.