GTD -5 EAX ( General Telephone Digital Number 5 Electronic Automatic Exchange ) — это телефонный коммутатор класса 5, разработанный GTE Automatic Electric Laboratories. Эта цифровая система коммутации телефонных цепей центрального офиса используется в бывших зонах обслуживания GTE и многими небольшими поставщиками телекоммуникационных услуг .
GTD-5 EAX впервые появился в Баннинге, Калифорния , 26 июня 1982 года [1] , медленно заменяя электромеханические системы, которые в то время все еще использовались на рынке независимых коммутаторов. GTD-5 EAX также использовался как телефонный коммутатор класса 4 или как смешанный класс 4/5 на рынках, слишком маленьких для коммутатора GTD-3 EAX или 4ESS . GTD-5 EAX также экспортировался на международный рынок и производился за пределами США по лицензии, в основном в Канаде, Бельгии и Италии. К 1988 году он занимал 4% мирового рынка коммутаторов с установленной базой в 11 000 000 абонентских линий. [2] GTE Automatic Electric Laboratories стала GTE Network Systems, а позже GTE Communication Systems. В 1989 году GTE продала часть своего коммутационного подразделения AT&T , образовав AG Communication Systems. AG Communication Systems в конечном итоге перешла во владение Lucent Technologies и была распущена как отдельное корпоративное образование в 2003 году.
Обрабатывающим строительным блоком GTD-5 EAX был «процессорный комплекс». Каждому из них была назначена определенная функция в рамках общей конструкции коммутатора. В исходном поколении использовались процессоры Intel 8086. Во втором поколении их заменили процессоры NEC V30 (совместимый с набором инструкций 80186 процессор с выводами 8086, реализованными в КМОП и несколько более быстрыми, чем 8086, из-за внутренних улучшений), а в конечном итоге — процессоры 80386.
APC отвечал за интерфейс с системой, администрирование контроля состояния всех аппаратных устройств, отслеживание последних изменений, выставление счетов и общее администрирование.
TPC отвечал за последовательность вызовов и управление состоянием. Он получал сигнальные входы, собранные с периферийных процессоров (см. MXU, RLU, RSU и TCU ниже), и отправлял управляющую информацию обратно периферийным процессорам.
Этот термин относился к APC и TPC в совокупности. Физически это различие не имело особого смысла, но было важно с точки зрения компиляции программного обеспечения. Поскольку процессоры APC и TPC совместно использовали большое отображенное в памяти пространство, некоторые этапы компиляции выполнялись совместно.
TCU отвечал за группу устройств интерфейсов (FIU). Каждое устройство FIU отвечало за подключение системы к определенному классу физических соединений: аналоговые линии в FIU аналоговых линий (и его преемнике, FIU расширенных линий); аналоговые каналы в FIU аналоговых магистралей; и цифровая несущая в FIU цифровых магистралей и его преемнике, FIU EDT. В отличие от SM в конкурирующем коммутаторе 5ESS , устройства TCU не выполняли все функции обработки вызовов, а ограничивались сбором цифр и интерпретацией сигналов.
RSU был похож на TCU, но имел сеть с возможностью локальной коммутации и мог обрабатывать вызовы локально при разрыве связи с базовым блоком.
RLU представлял собой сокращенную версию RSU, не имевшую возможности локальной коммутации и ограниченную пропускную способность линии.
Фактически MXU был абонентским шлейфом Lenkurt 914E . При интеграции с GTD-5 EAX он использовал специальную загрузку программного обеспечения, которая позволяла обмениваться сообщениями с остальной частью системы.
Большая часть коммуникации в GTD-5 осуществлялась через прямой ввод-вывод с отображением памяти. APC и каждый TPC были подключены к трем общим блокам памяти. Каждый из этих общих блоков памяти содержал 16 мегабайт памяти, которые были выделены для общих структур данных, как динамических структур, связанных с динамическими данными вызовов, так и статических (защищенных) данных, связанных с офисной базой данных. APC, TPC и TCU все подключены к меньшей общей памяти, Message Distribution Circuit (MDC). Это была 8k word 96 port memory, которая использовалась для помещения небольших пакетированных сообщений в программно-определяемые очереди. MXU, RLU и RSU были достаточно далеки от базового блока, чтобы они не могли напрямую участвовать в коммуникации на основе общей памяти. Специальная печатная плата, Remote Data Link Controller (RDLC), была установлена в DT-FIU удаленного блока и его хост-TCU. Это позволяло осуществлять последовательную связь через выделенный временной интервал носителя DS1. Хост-TCU отвечал за пересылку сообщений от удаленного блока через MDC.
На GTD-5 были доступны два поколения сети. Последняя сеть появилась около 2000 года, но ее характеристики не описаны в общедоступной документации. Сеть, описанная в статье, является оригинальной сетью, доступной с 1982 года примерно до 2000 года.
GTD-5 EAX работал по топологии Time-Space-Time (TST). Каждый TCU содержал два временных коммутатора (TSW) с общей емкостью 1544 временных интервала: 772 в исходном временном коммутаторе и 772 в конечном временном коммутаторе. Четыре FIU по 193 временных интервала каждый были подключены к TSW. Транкинговые FIU подключали 192 временных интервала объекта (восемь несущих DS1 или 192 отдельных аналоговых канала). Первоначальный аналоговый линейный FIU имел емкость 768 линий с одним кодеком на линию. Цифровой выход 768 кодеков был сконцентрирован в 192 временных интервала перед представлением временному коммутатору, концентрация 4:1. В конце 1980-х годов стали доступны линейные кадры с более высокой емкостью в 1172 и 1536 линий, что позволило достичь более высоких коэффициентов концентрации 6:1 и 8:1.
Космический коммутатор (SSW) находился под управлением TPC и APC, которые обращались к нему через контроллер космического интерфейса (SIC). SSW был разделен на восемь космических коммутаторов (SSU). Каждый SSU мог переключать все 772 канала между 32 TCU. Первые 32 TCU подключались последовательно к первым двум SSU. Параллельное подключение двух SSU таким образом обеспечивало удвоение сетевой емкости, требуемой в сети CLOS. Когда система вырастала за пределы 32 TCU, добавлялись еще 6 SSU. Два из этих SSU подключались к TCU32-TCU63 способом, непосредственно аналогичным первым двум SSU. Два подключали входы TCU0-TCU31 к выходу TCU32-TCU63, а последние два подключали выходы TCU32-TCU63 к входу TCU0-TCU31.
GTD-5, в отличие от своих современников, не использовал широко технологию последовательной линии. Сетевая связь была основана на 12-битном параллельном PCM-слове [3], передаваемом по кабелям, включающим параллельные витые пары. Связь между процессорами и периферийными устройствами была отображена в памяти, с аналогичными кабелями, расширяющими 18-битные шины адреса и данных между кадрами.
AL-FIU содержал 8 симплексных групп по 96 линий в каждой, называемых аналоговыми линейными блоками (ALU), управляемыми резервным контроллером, аналоговым блоком управления (ACU). 96 линий в каждом ALU были размещены на 12 печатных платах по восемь линейных цепей. Эти 12 печатных плат были электрически сгруппированы в четыре группы по три платы, где каждая группа из трех плат совместно использовала последовательную 24-слотовую группу PCM. Возможности назначения таймслотов кодека использовались для управления таймслотами в группе PCM. ACU содержал схему выбора таймслота, которая могла выбирать один и тот же таймслот из восьми групп PCM (т. е. сетевой таймслот 0-7 выбирал бы таймслот PCM 0, сетевой таймслот 8-15 выбирал бы таймслот PCM 1 и т. д., давая восемь возможностей для таймслота PCM 0 подключиться к сети). Поскольку один и тот же таймслот мог быть выбран только восемь раз из тридцати двух возможных кандидатов, общая концентрация составляла четыре к одному. В более позднем поколении число АЛУ было увеличено до двенадцати или шестнадцати, в зависимости от ситуации, что обеспечивало большую эффективную концентрацию.
AT-FIU представлял собой переупакованный AL-FIU. Поддерживались только две симплексные группы, а магистральные карты содержали четыре цепи вместо восьми. Группы PCM имели ширину в шесть карт вместо трех. Поскольку две симплексные группы обеспечивали в общей сложности 192 канала, AT-FIU был неконцентрированным, как того требуют интерфейсы каналов.
T-несущие интервалы были терминированы, по четыре на карту, на интерфейсной схеме Quad Span (QSIC) в интерфейсных блоках цифровых магистралей (DTU). На каждую копию было установлено по два QSICS, обеспечивая емкость восьми DS1. Интерфейсные схемы интервалов были полностью избыточными, и все схемы управления работали в синхронном режиме между двумя копиями. Такая компоновка обеспечивала превосходное обнаружение сбоев, но страдала от недостатков конструкции в самых ранних версиях. Исправленные версии конструкции не были широко доступны до начала 1990-х годов. Более позднее поколение Extended Digital Trunk Unit (EDT) включало 8 T-несущих на карту и включало интерфейсы ESF и PRI. Этот FIU также работал в синхронном режиме между двумя копиями, но включал небольшую заднюю панель, смонтированную на «пальцевой плате» для размещения схемы трансформатора.
На протяжении всего жизненного цикла GTD-5 EAX включал в себя архитектуру процессора с квадрантным резервированием. Основной процессорный комплекс APC, TPC, TCU, RLU и RSU состоял из пары процессорных карт, и каждая из этих процессорных карт содержала пару процессоров. Пара процессоров на карте выполняла точно такую же последовательность инструкций, и выходные данные пары сравнивались каждый тактовый цикл. Если результаты не были идентичны, процессоры немедленно сбрасывались, а пара процессоров на другой карте подключалась в качестве активного процессорного комплекса. Активный процессор всегда поддерживал память в актуальном состоянии, так что при возникновении этих принудительных переключений происходила небольшая потеря данных. Когда переключение запрашивалось в рамках планового обслуживания, переключение могло быть выполнено без потери данных вообще.
GTD-5 EAX был запрограммирован в пользовательской версии Pascal . [4] [5] Этот Pascal был расширен для включения отдельной фазы компиляции данных и типов, известной как COMPOOL (Communications Pool). Принудительное применение этой отдельной фазы компиляции позволило обеспечить строгую типизацию в рамках отдельной компиляции кода. Это позволило проверять типы через границы процедур и через границы процессоров.
Небольшое подмножество кода было запрограммировано на языке ассемблера 8086. Используемый ассемблер имел препроцессор, который импортировал идентификаторы из COMPOOL, позволяя проверять совместимость типов между Pascal и ассемблером.
Самые ранние периферийные устройства программировались на языке ассемблера, соответствующем каждому процессору. В конечном итоге большинство периферийных устройств программировались на вариациях C и C++.
Система управляется через набор телетайпных «каналов» (также называемых системной консолью ). К этим каналам подключены различные внешние системы для предоставления специализированных функций.
Ниже приведен неполный список патентов США, применимых к конструкции GTD-5 EAX.