Система коммутации 5ESS — это телефонная электронная коммутационная система класса 5 , разработанная Western Electric для American Telephone and Telegraph Company (AT&T) и Bell System в Соединенных Штатах. Она была введена в эксплуатацию в 1982 году, а последний блок был произведен в 2003 году. [1]
5ESS появился на рынке как Western Electric No. 5 ESS. Он начал работу в Сенеке, штат Иллинойс, 25 марта 1982 года и был предназначен для замены электронной коммутационной системы Number One (1ESS и 1AESS) и других электромеханических систем в 1980-х и 1990-х годах. 5ESS также использовался как телефонный коммутатор класса 4 или как гибридный коммутатор класса 4/класса 5 на рынках, слишком маленьких для 4ESS . Примерно половина всех центральных офисов США обслуживается коммутаторами 5ESS. 5ESS также экспортировался и производился за пределами США по лицензии. [2]
Версия 5ESS–2000, представленная в 1990-х годах, увеличила емкость коммутационного модуля (SM) с большим количеством периферийных модулей и большим количеством оптических соединений на SM с модулем связи (CM). Последующая версия, 5ESS–R/E, находилась в разработке в конце 1990-х годов, но не вышла на рынок. Другая версия называлась 5E–XC. [ необходима цитата ]
Технология 5ESS была передана в подразделение AT&T Network Systems после распада Bell System в 1984 году. Подразделение было продано AT&T в 1996 году как Lucent Technologies , [3] и после того, как в 2006 году оно стало Alcatel-Lucent , [4] в 2016 году оно было приобретено Nokia . [5]
Коммутатор 5ESS по-прежнему широко используется в телефонной сети общего пользования (PSTN) в Соединенных Штатах и других странах, но их заменяют более современными системами пакетной коммутации. В 2021 году в эксплуатацию были введены несколько коммутаторов 5ESS, эксплуатируемых ВМС США. [6]
Коммутатор 5ESS имеет три основных типа модулей: административный модуль (AM) содержит центральные компьютеры; коммуникационный модуль (CM) является центральным коммутатором с разделением по времени системы; а коммутационный модуль (SM) составляет большую часть оборудования в большинстве коммутаторов. SM выполняет мультиплексирование, аналоговое и цифровое кодирование и другую работу по взаимодействию с внешним оборудованием. Каждый имеет контроллер, небольшой компьютер с дублированными процессорами и памятью, как и большинство обычного оборудования коммутатора, для резервирования. Распределенные системы уменьшают нагрузку на центральный административный модуль (AM) или главный компьютер. [ необходима цитата ]
Питание для всех цепей распределяется как –48 В постоянного тока (номинально) и преобразуется локально в логические уровни или телефонные сигналы. [ необходима цитата ]
Каждый коммутационный модуль (SM) обрабатывает от нескольких сотен до нескольких тысяч телефонных линий или несколько сотен соединительных линий или их комбинацию. Каждый имеет свои собственные процессоры , также называемые контроллерами модулей, которые выполняют большинство процессов обработки вызовов , используя свои собственные платы памяти . Первоначально периферийными процессорами должны были быть Intel 8086 , но они оказались неадекватными, и система была представлена с процессорами серии Motorola 68000. Название шкафа, в котором размещается это оборудование, было изменено в то же время с Интерфейсного модуля на Коммутационный модуль. [ необходима цитата ]
Периферийные устройства находятся на полках в SM. В большинстве коммутаторов большинство из них — линейные блоки (LU) и цифровые линейные соединительные блоки (DLTU). Каждый SM имеет локальные цифровые сервисные блоки (LDSU) для предоставления различных услуг линиям и соединительным линиям в SM, включая генерацию и обнаружение тонов. Глобальные цифровые сервисные блоки (GDSU) предоставляют менее часто используемые услуги для всего коммутатора. Интерчейнджер временных интервалов (TSI) в SM использует память с произвольным доступом для задержки каждого речевого образца, чтобы он вписался во временной интервал, который перенесет его вызов через коммутатор на другой или, в некоторых случаях, на тот же SM.
T-carrier spans заканчиваются, изначально по одному на карту, но в более поздних моделях обычно по два, в цифровых линейных соединительных блоках (DLTU), которые концентрируют свои каналы DS0 в TSI. Они могут обслуживать либо межстанционные соединительные линии, либо, используя Integrated Subscriber Loop Carrier , абонентские линии. Сигналы DS3 с более высокой пропускной способностью также могут иметь свои сигналы DS0, коммутируемые в цифровых сетевых блоках SONET (DNUS) без демультиплексирования их в DS1 . Более новые SM имеют интерфейсы DNUS (DS3) и Optical OIU (OC12) с большой пропускной способностью.
SM имеют карты Dual Link Interface (DLI) для подключения их многомодовыми оптическими волокнами к коммуникационным модулям для временного разделения коммутации с другими SM. Эти соединения могут быть короткими, например, в пределах одного здания, или могут подключаться к SM в удаленных местах. Вызовы между линиями и магистралями конкретного SM не обязательно должны проходить через CM, а SM, расположенный удаленно, может действовать как распределенная коммутация , управляемая из центрального AM. Каждый SM имеет две схемы контроллера модулей/ обмена временными интервалами (MCTSI) для резервирования.
В отличие от Nortel DMS -100 , который использует отдельные линейные карты с кодеком , большинство линий находятся на двухступенчатых аналоговых концентраторах с пространственным разделением или линейных блоках , которые подключают до 512 линий по мере необходимости к 8 -канальным картам , каждая из которых содержит 8 кодеков, и к высокоуровневым сервисным схемам для вызова и тестирования. Оба этапа концентрации включены в одну и ту же плату GDX (Gated Diode Access). Каждая плата GDX обслуживает 32 линии, 16 каналов A и 32 канала B. Ограниченная доступность экономит деньги при неполном заполнении матриц. Линейный блок может иметь до 16 плат GDX, подключенных к канальным платам с помощью общих каналов B, но в офисах с более интенсивным трафиком для линий устанавливается меньшее количество плат GDX.
Линии ISDN обслуживаются отдельными линейными картами в ISLU (Integrated Services Line Unit).
Административный модуль (AM) — это двухпроцессорный мини- компьютер AT&T серии 3B , работающий под управлением UNIX-RTR . AM содержит жесткие диски и ленточные накопители, используемые для загрузки и резервного копирования программного обеспечения центрального и периферийного процессора и трансляций. Первоначально дисковые накопители представляли собой несколько 300-мегабайтных многопластинчатых SMD -модулей в отдельном корпусе. Теперь они состоят из нескольких избыточных многогигабайтных SCSI- накопителей, каждый из которых находится на карте. Первоначально ленточные накопители представляли собой полудюймовые открытые катушки со скоростью записи 6250 бит на дюйм, которые в начале 1990-х годов были заменены на 4-миллиметровые цифровые аудиокассеты .
Административный модуль построен на платформе 3B21D и используется для загрузки программного обеспечения во множество микропроцессоров по всему коммутатору и для обеспечения высокоскоростных функций управления. Он обеспечивает обмен сообщениями и интерфейс для управления терминалами. AM 5ESS состоит из процессорного блока 3B20x или 3B21D, включая блоки ввода-вывода, диски и ленточные накопители. После того, как 3B21D загрузил программное обеспечение в 5ESS и коммутатор активируется, коммутация пакетов происходит без дальнейших действий со стороны 3B21D, за исключением функций выставления счетов, требующих переноса записей на диск для хранения. Поскольку процессор имеет дуплексное оборудование, одну активную сторону и одну резервную сторону, отказ одной стороны процессора не обязательно приведет к потере коммутации.
Модуль связи (CM) образует центральный временной коммутатор коммутатора. 5ESS использует топологию «время-пространство-время» (TST), в которой коммутаторы временных интервалов (TSI) в коммутационных модулях назначают каждому телефонному звонку временной интервал для маршрутизации через CM.
CM выполняют коммутацию с разделением по времени и поставляются парами; каждый модуль (шкаф) принадлежит Office Network and Timing Complex (ONTC) 0 или 1, что примерно соответствует коммутационным плоскостям других конструкций. Каждый SM имеет четыре оптоволоконных соединения, два из которых подключаются к CM, принадлежащему ONTC 0, а два — к ONTC 1. Каждое оптическое соединение состоит из двух многомодовых оптоволоконных соединений с разъемами ST для подключения к трансиверам, подключенным к проводке объединительной платы на каждом конце. CM получают мультиплексированные по времени сигналы по приемному волокну и отправляют их в соответствующий пункт назначения SM по передающему волокну.
Very Compact Digital Exchange (VCDX) был разработан с 5ESS-2000 и продавался в основном не-Bell телефонным компаниям как недорогой и эффективный способ предложить ISDN и другие цифровые услуги в аналоговом коммутационном центре . Это позволило избежать капитальных затрат на модернизацию всего аналогового коммутатора в цифровой для обслуживания всех линий коммутатора, когда многим это не требовалось и они оставались линиями POTS .
Примером может служить (бывший) телефонный коммутатор GTE/Verizon Class-5 , GTD-5 EAX . Как и Western Electric 1ESS /1AESS, он обслуживал в основном средние и крупные центры передачи данных.
Автономный VCDX также мог служить коммутатором для очень маленьких проводных центров (CDX- Community dial office ) менее чем с ~400 линиями. Однако для маленьких проводных центров, с 400-4000 линиями, эта функция обычно выполнялась RSM, 5ESS "Remote SM", ORM или проводными ORM. RSM управляется линиями T1, подключенными к блоку DLTU. Первые 2 T1 управляют RSM и необходимы для любых последних изменений. RSM могут иметь до 10 T1. В офисе может быть несколько RSM. ORM может питаться через прямое оптоволокно или через коаксиальный кабель, поэтому они называются проводными ORM. RSM или ORM могут иметь много тех же периферийных устройств, которые являются частью полного коммутатора 5ESS. RSM имеет ограниченное расстояние и может обслуживать части более крупного метрополитена или сельских офисов. ORM или проводной ORM может быть где угодно технически и предпочтительнее RSM, как только ORM стал доступен. И RSM, и ORM часто используются в качестве проводного центра класса 5 для малых и средних городов, размещенных в 5ESS, расположенном в крупном городе. Проводной ORM подключается через коаксиальный кабель от блока MUX и подается на TRCU, который преобразует коаксиальный кабель в соединение с DLI. Также был двухмильный ORM, который использовался, когда офис был разделен или занимал область из другого офиса. Расстояние на нем составляло 2 мили от главного офиса и подавалось напрямую через оптоволокно. Как и в случае с любым SM, размер диктуется количеством временных интервалов, необходимых для каждого периферийного устройства. ORM связаны с DS3, RSM связаны с линиями T1. VCDX также использовался в качестве большой частной телефонной станции (PBX). Небольшие сообщества менее чем с 400 линиями или около того также были снабжены устройствами SLC-96 или устройствами Anymedia.
Автономный VCDX имеет один коммутационный модуль и не имеет коммуникационного модуля. Его рабочая станция Sun Microsystems SPARC работает под управлением ОС Solaris на базе UNIX , которая выполняет систему эмуляции ОС MERT процессора 3B20/21D , выступая в качестве административного модуля VCDX. VCDX использует обычные телефонные источники питания CO (которые являются очень большими источниками бесперебойного питания ) и имеет соединения с цифровой кросс-системой CO для доступа T1 и т. д.
5ESS имеет две различные архитектуры сигнализации: кольцо общего сетевого интерфейса (CNI) и сигнализацию SS7 на базе блока коммутации пакетов (PSU) .
Разработка 5ESS потребовала пяти тысяч сотрудников, создавших 100 миллионов строк исходного кода системы, в основном на языке C , со 100 миллионами строк заголовочных файлов и makefiles . Развитие системы длилось более 20 лет, при этом три релиза часто разрабатывались одновременно, каждый из которых занимал около трех лет. Изначально 5ESS был доступен только в США, а международные продажи привели к созданию полной системы разработки и команды, параллельно с версией в США.
Системы разработки представляли собой мэйнфреймовые системы на базе Unix. На пике популярности таких систем было около 15. Существовали машины разработки, машины-симуляторы, машины сборки и т. д. Рабочие столы разработчиков представляли собой многооконные терминалы (версии Blit, разработанные Bell Labs ) до середины 1990-х годов, когда были развернуты рабочие станции Sun. Разработчики продолжали входить на серверы для работы, используя X11 на своих рабочих станциях в качестве многооконной среды.
Управление исходным кодом было основано на SCCS и использовало строки "#feature" для разделения исходного кода между выпусками, между функциями, специфичными для США или Intl, и т. п. Настройка вокруг текстовых редакторов vi и Emacs позволяла разработчикам работать с соответствующим представлением файла, скрывая части, которые не были применимы к их текущему проекту.
Система запросов на изменение использовала SCCS MR для создания именованных наборов изменений, привязанных к системе IMR (первичный запрос на изменение), которая имела чисто числовые идентификаторы. Имя MR было создано с префиксом подсистемы, номером IMR, символами последовательности MR и символом для выпуска или «загрузки». Таким образом, для подсистемы gr (общая модернизация) первый MR, созданный для 2371242 IMR, предназначенный для загрузки «F», будет gr2371242aF.
Система сборки использовала простой механизм конфигурации сборки, который вызывал генерацию makefile. Система всегда все собирала, но использовала результаты контрольной суммы, чтобы решить, действительно ли файл изменился, перед обновлением дерева выходных каталогов сборки. Это обеспечивало огромное сокращение времени сборки при редактировании основной библиотеки или заголовка. Разработчик мог добавлять значения в перечисление, но если это не изменяло выходные данные сборки, то последующие зависимости от этих выходных данных не приходилось бы перекомпоновывать или строить библиотеки.
Система администрируется через набор телетайпных «каналов», также называемых системной консолью , таких как канал TEST и канал Maintenance. Обычно инициализация выполняется либо через интерфейс командной строки (CLI), называемый RCV:APPTEXT, либо через управляемую меню программу RCV:MENU,APPRC. RCV означает Recent Change/Verification (недавние изменения/проверка), и к ней можно получить доступ через систему Switching Control Center . Однако большинство заказов на обслуживание администрируются через Recent Change Memory Administration Center (RCMAC). На международном рынке этот терминальный интерфейс имеет локализацию для предоставления локальных языковых вариаций и названий команд на экране и выводе на принтер.