II.1. Tổng quan về RPS.
Các chức năng của RP: RP lưu trữ và thực thi các phần mềm vùng liên quan đến hệ thống chuyển mạch APT và hệ thống điều khiển APZ. Trực tiếp điều khiển sự hoạt động của thiết bị thoại và mạng chuyển mạch, phát hiện sự thay đổi trạng thái của các thiết bị và thơng báo tới CP, giao tiếp hệ thống vào ra các CP.
Cấu trúc của RPS: Hệ thống con này gồm điều khiển xử lý vùng RPH, bus xử lý vùng (RPB) và nhiều bộ xử lý vùng RP khác nhau.
Hình 4.2. Kết nối RP, EM.
• RPH nhiệm vụ chính là cung cấp giao diện kết nối giữa CP và các RPB, lưu trữ tạm thời các tín hiệu đến và đi từ CP và tải các tín hiệu này lên RPB.
• RPB là các bus kết nối CP với các RP, mỗi bus gồm hai nhánh. Cĩ hai loại RPB là RPB song song (RPB-P) và RPB nối tiếp (RPB-S). Các tín hiệu gởi trên mỗi loại RPB theo một giao thức thơng tin.
• Các RP được thiết kế để thực hiện các chức năng đơn giản cĩ tính lặp lại thường xuyên và chủ yếu là để điều khiển trực tiếp các đơn vị phần cứng, ngồi ra cĩ một số RP chuyên xử lý báo hiệu SSNo7, V5.2.
• Các thiết bị do RP điều khiển nằm trong một nhĩm gọi là module mở rộng EM (Extension Module).
+ Các đơn vị phần cứng APT được điều khiển bởi RP thì được định nghĩa như các thiết bị (device), đối với hệ thống điều khiển các device được định nghĩa như những mơđun mở rộng EM. EM là đơn vị xử lý nhỏ nhất trong hệ thống, gồm nhiều đơn vị phần cứng. Thường các EM được điều khiển bởi các bộ điều khiển EM. Bộ điều khiển EM thực hiện các yêu cầu từ RP, và được kết nối đến RP bằng bus EM (EMB).
Hình 4.3. Khái niệm EM.
+ Một số EM được nhĩm lại một cách đặc biệt để cung cấp truy xuất thuê bao được gọi là nhĩm mơđun mở rộng EMG. EMG cĩ thể được đặt ở gần hoặc ở xa tổng đài. Một loại RP để điều khiển tuyến thơng tin giữa CP-EMG là đầu cuối báo hiệu ST (signalling terminal). RP ở phía tổng đài gọi là đầu cuối báo hiệu trung tâm STC, RP ở phía EMG gọi là đầu cuối báo hiệu đầu xa STR. Tuyến thơng tin này sử dụng giao thức giống giao thức SS No 7. Các EM trong EMG được điều khiển bởi một xử lý vùng mơđun mở rộng EMRP. EMRP được kết nối đến STR bởi EMRPB.
Các EMRP được load các phần mềm ứng dụng vùng, và chủ yếu để điều khiển trực tiếp các đơn vị phần cứng. Các mạch thiết bị và các chức năng trong các EM thì được điều khiển bởi bộ xử lý thiết bị DP, DP thực hiện các cơng việc điều khiển phần cứng đơn giản.
Hình 4.4. Khái niệm EMG. II.2. Dạng RP.
Cĩ nhiều loại dạng RP sử dụng cho các mục đích khác nhau, nhưng cĩ 2 nhĩm chính của dạng RP là RP song song và RP nối tiếp, hai dạng này phụ thuộc vào cách RP kết nối và cách chúng thơng tin với các CP.
II.2.1. RP song song.
Hình 4.5. Thơng tin CP – RP song song.
RP song song đã cĩ từ lâu trong AXE. Mỗi RP được kết nối vật lý đến cả hai CP bằng một trong hai nhánh trên bus RP song song. Bus RP trong trường hợp này gọi là bus RP song song (RPB-P). Tín hiệu được gửi và nhận từ các CP trên cả hai nhánh bus.
Bình thường, các RP song song hoạt động thành đơi, theo kiểu mỗi RP trong chúng sẽ điều khiển một nửa số phần cứng APT kết nối đến chúng. Nếu cĩ lỗi xảy ra trên một RP, RP cịn lại sẽ điều khiển tồn bộ phần cứng APT.
II.2.2. RP nối tiếp.
Hình 4.6. Thơng tin CP – RP nối tiếp.
RP nối tiếp là dạng mới trong AXE và giống như RP song song, chúng cũng được kết nối vật lý đến cả hai CP. Trong trường hợp này, chúng sử dụng cả hai nhánh bus trên bus RP nối tiếp (RPB-S). Tín hiệu trong quá trình hoạt động bình thường chỉ được gửi đến một CP và CP này sẽ phân phối tín hiệu cho CP kia.
Nhánh bus dùng cho thơng tin CP-RP gọi là bus tích cực (active bus) và nhánh kia gọi là bus thụ động (passive bus). Để kích hoạt và kiểm tra cả hai bus RP, hai nhánh bus được chuyển đổi giữa hai trạng thái active và passive trong một khoảng thời gian nào đĩ.
RP nối tiếp dùng ít phần cứng hơn RP song song và bus RP nối tiếp cĩ tốc độ truyền nhanh hơn 2-3 lần so với bus RP song song. Bus RP song song và nối tiếp và dạng RP cĩ thể cùng tồn tại trong một tổng đài.
II.3. Hoạt động của RP.
Trong hoạt động bình thường, các RP làm việc theo cặp và chia tải, nghĩa là mỗi RP điều khiển một nửa thiết bị (một nữa EM). Nếu một trong hai RP bị lỗi, RP cịn lại sẽ chuyển sang điều khiển tồn bộ thiết bị. Để thực hiện được điều này, dữ liệu trong RP cịn lại phải được cập nhật (khơng hoạt động song song trong hoạt động bình thường). Dữ liệu cập nhật được giám sát bởi phần mềm trung tâm của các khối cĩ phần mềm vùng trong cặp RP. Quá trình cập nhật sẽ gây nên sự ngắt kết nối các cuộc gọi đang thiết lập, cịn đối với các cuộc gọi đã thiết lập thì khơng bị ảnh hưởng bởi lỗi RP.
Trong hoạt động bình thường, các RP nhận lệnh từ CP-A (EX). Các tín hiệu từ
CP-B (SB-WO) được nhận bởi RP nhưng chỉ kiểm tra parity, để giám sát bus thơng
tin RP - CP-B. Các bản tin từ CP EX cũng được kiểm tra parity, hai kiểm tra parity
trên hai RP được so sánh để phát hiện bus thơng tin lỗi.
Các bản tin từ các RP được gửi đến cả hai mặt CP, nĩ cần thiết vì hai mặt CP phải cĩ cùng thơng tin theo yêu cầu để cĩ thể hoạt động trong chế độ song song.
Bộ nhớ bên trong các RP là RAM, nghĩa là phần mềm của các bộ xử lý sẽ bị mất nếu nguồn bị tắt trong quá trình sửa chữa. Để RP hoạt động trở lại sau khi sửa chữa, các đơn vị phần mềm vùng RSU của RP sẽ được nạp lại từ CP khi mở (deblock) RP. CP cĩ một bản sao chép các phần mềm vùng của tất cả các RP trong bộ nhớ của nĩ, và bản sao chép này được dùng cho việc nạp lại RP. Các đơn vị phần mềm vùng được nạp vào CP từ một đĩa quang bằng lệnh LAEUL (Loading Administration, Regional Software Unit, Load). Khi RP được mở khĩa sau quy trình sửa chữa, hoặc khi đưa nĩ vào hoạt động, RP thực hiện tổng kiểm tra nội dung bộ nhớ của nĩ. Nếu tổng kiểm khơng cĩ lỗi RP sẽ chuyển sang trạng thái hoạt động bình thường.
II.4. Bus xử lý vùng song song (RPB-P). II.4.1. Cấu trúc RPB-P.
Bus xử lý vùng RPB tạo thành một đường thơng tin giữa hai mặt CP và RP. Nĩ bao gồm 2 nhánh, mỗi nhánh kết nối đến mặt CP tương ứng. Các nhánh RPB cĩ thể làm việc song song hoặc cách ly.
Để đảm bảo độ tin cậy và giới hạn tải vật lý, RPB được chia thành nhiều nhánh kết nối đến CP. Do giới hạn tải, số lượng các RP được kết nối vào mỗi nhánh bus là 32.
CP quản lý và làm việc với các RP theo địa chỉ của RP. Địa chỉ RP trong phần mềm là tồn cục và liên tục bắt đầu từ 0, và được tính như sau : địa chỉ của các RP trong một bus là duy nhất, các RP được kết nối vào bus 0 cĩ địa chỉ từ 0 đến 31, các RP được kết nối vào bus 1 cĩ địa chỉ từ 32 đến 63, …
Địa chỉ phần cứng của RP gồm hai phần là là địa chỉ subrack và địa chỉ bo mạch (số vị trí khe). Địa chỉ subrack được cài đặt ở trên bo mạch phía bên trái nhất của subrack.
II.4.2. Thơng tin CP–RP (RPB-P).
Khi các bus RP song song được dùng làm bus kết nối giữa CP và RP, tồn bộ chúng đều được điều khiển bởi hai CP. Thực tế cả CP và bus RP đều được ghép đơi, mỗi RP phải làm việc hướng về hai bus RP. Tín hiệu từ RP sẽ được gửi đến cả hai CP. Tuy vậy, tín hiệu từ các CP chỉ được nhận và lưu trữ từ một CP. Các tín hiệu từ CP Standby chỉ được dùng để giám sát (kiểm tra parity) để dị tìm lỗi phần cứng trên nhánh bus RP kết nối. Chiều dài tối đa của một bus RP song song là 120 m.
Các CP sẽ dùng các dạng báo hiệu sau trên bus RP:
• Đánh địa chỉ một RP bằng cách gửi tín hiệu “Signal Sending”. Trong trường hợp này, CP sẽ chọn 1 trong 32 nhánh bus RP, đánh địa chỉ RP riêng trên nhánh, và gửi dữ liệu đến RP theo chu kỳ lặp. Các bus RP được đánh số từ 0 – 31, và
mỗi RP sẽ cĩ một địa chỉ dựa trên bus RP nào mà nĩ kết nối đến, ví dụ bus RP 0 sẽ kết nối đến RP 0 – 31, bus RP 1 kết nối đến RP 32 – 63...
• Đánh địa chỉ một nhĩm 8 RP cùng lúc bằng cách gửi tín hiệu “Group
Scanning”, nghĩa là CP cĩ thể gửi và yêu cầu 8 RP cùng lúc, dù chúng cĩ tín hiệu để gửi hay khơng. Sau đĩ, CP gửi lệnh “Signal Fetching” chỉ đến các RP trong nhĩm 8 này mà cĩ tín hiệu trả lời quét nhĩm (các RP chỉ trả lời nếu chúng cĩ tín hiệu để gửi), do đĩ cĩ lúc CP khơng cĩ tín hiệu trả lời từ các RP, thủ tục này sẽ nhanh hơn nếu lệnh “Signal Fetching” được gửi đến từng RP trong nhĩm.
• Đánh địa chỉ và ra lệnh một RP gửi tín hiệu đến CP. Điều này được thực hiện bởi việc gửi tín hiệu “Signal Fetching” đến RP. Tín hiệu này sẽ chỉ được gửi đến một RP mà RP này cĩ dữ liệu cần gửi trong lệnh quét nhĩm trước.
Hình 4.7. Thơng tin CP-RP trong APZ 212. II.5. Bus bộ xử lý vùng nối tiếp.
II.5.1. Cấu trúc RPB-S.
Hai CP mặt A và B đang hoạt động đồng bộ song song và tất cả RP được kết nối đến cả hai CP qua hai mặt RPB-S, gọi là đường A và đường B. Nếu CP đang hoạt động song song, RPB-S là tích cực (active) trong một mặt và rỗi (idle) trong mặt kia.
Chỉ 2 RP trong một magazine để kết nối cáp cho đường A và B tương ứng và hai RP này truyền các tín hiệu với nhau qua backplane. Các RP nối tiếp được đặt trong các nhĩm của hai hoặc nhiều magazine ứng dụng.
• Đường truyền giữa các magazine là điểm-điểm cân bằng DC qua hai đơi cáp, một đơi cho mỗi hướng: hướng đến và từ CP. Các đầu nối cáp dùng là các đầu nối chuẩn 8 chân định nghĩa trong BYB 501.
• Đường truyền ở mặt sau của các magazine ứng dụng là DC khơng cân
bằng, được đưa đến tất cả các khe cắm các bo mạch.
Hình 4.8. Các đường tín hiệu RPB-S. II.5.2. Thơng tin CP-RP (RPB-S).
Hình 4.9. Thơng tin CP-RP trong APZ 212 .
• Cĩ tối đa 32 bus RP nối tiếp trong APZ 212 33, mà mỗi bus này cĩ thể nối tối đa 32 RP. Độ dài tối đa của bus RP là 60 m.
Các RP nối tiếp dùng thuật tốn và giao thức báo hiệu khác so với các RP song song. Địa chỉ RP nối tiếp khơng giống RP song song, RP nối tiếp khơng cĩ địa chỉ xác định trong phần cứng (address plug), trong khi RP song song cĩ.
Trong quá trình hoạt động bình thường, CP báo hiệu đến các RP sẽ được gửi trên
một nhánh bus (nhánh tích cực). CP kết nối đến bus active sẽ phân phối tín hiệu RP
đến CP kia qua kết nối chéo giữa các giao diện bus RP. Chú ý là các RP nối tiếp ở
trạng thái cơ lập SEP chỉ thơng tin với CP bị cơ lập.
• Bus RP nối tiếp dùng giao thức chuẩn gọi là giao thức điều khiển đường dữ liệu mức cao HDLC và tín hiệu truyền giữa CP và RP được điều khiển bởi kết nối liên kết dữ liệu điểm-điểm hoặc qua kết nối liên kết dữ liệu quảng bá:
+ Điểm-điểm: Tín hiệu được gửi đến một điểm cuối (RP). Dữ liệu được gửi giữa CP và RP trong chế độ kết nối cĩ định hướng (connection-oriented), nghĩa là đã cĩ kết nối được thiết lập giữa CP và RP.
+ Quảng bá: Tín hiệu được gửi đến nhiều điểm cuối (các RP). Khơng cĩ kết nối được thiết lập giữa CP và các RP trong chế độ này (connection-less).
• RPH cho bus RP nối tiếp cĩ nhiều điểm mà RPH cho RP song song
khơng cĩ:
+ Cĩ thể gửi tín hiệu chỉ trên một nhánh bus.
+ Cĩ kết nối chéo giữa các RPH trong hai CP, được dùng để phân phối tín hiệu đến CP kia.
+ Một phương pháp mới, nhanh hơn để thăm dị hoặc quét các RP. Khi dùng bus RP song song, RPH gửi tín hiệu đến tất cả các loại RP, khơng quan tâm đến trạng thái của chúng là gì, nhưng khi sử dụng RP nối tiếp, RPH nắm được trạng thái của mỗi RP và chỉ thơng tin đến các RP khơng bị khố, đĩ là nhờ RPH nối tiếp cĩ chứa bit khố (blocking bit) của mỗi RP, chỉ thị rằng RP đĩ cĩ bị khố hay khơng.
III. Hệ thống con bộ xử lý trung tâm (CPS). III.1. Chức năng của CPS.
CPS bao gồm bộ xử lý trung tâm CP ghép đơi và phần mềm để thực thi chương trình quản lý, nạp, phân phối lưu trữ và kiểm tra. Các chức năng của CP là:
• Thực thi chương trình và quản lý dữ liệu. CP xử lý các cơng việc theo mức bằng việc sử dụng các bộ đếm cơng việc, bảng cơng việc.
• Thay đổi chức năng, đây là cơng việc quan trọng trong vận hành và bảo dưỡng mạng lưới, đảm bảo việc thay thế, cài đặt thêm hay loại bỏ các đơn vị phần mềm trong AXE
Kết xuất (Dumping): sao chép tồn bộ nội dung của bộ nhớ CP ra thiết bị nhớ ngồi
Tải lại (Reload) khi lỗi xảy ra trong CP thì thực hiện việc sao chép tồn bộ nội dung bộ nhớ ngồi vào bộ nhớ của CP.
• Quản lý việc nạp và thay đổi kích thước. Đây là cơng việc quan trọng, đảm nhận việc sao chép, trao đổi thơng tin giữa các bộ nhớ trong CP và thiết bị nhớ ngồi. Ngồi ra chức năng này cung cấp cho nhu cầu mở rộng hay giảm các dữ liệu trong bộ nhớ CP.
• Chức năng kiểm tra, giám sát việc sử dụng và sắp xếp bộ nhớ chính của CP. Cĩ ba bộ nhớ:
Bộ nhớ chương trình PS (Program Store).
Bộ nhớ dữ liệu DS (Data Store).
Bộ nhớ tham chiếu RS (Reference Store).
• Hiệu chỉnh chương trình. CP chứa những chức năng để hiệu chỉnh phần mềm nếu xuất hiện lỗi trong phần mềm.
• Bảo dưỡng thống kê: thực hiện việc tập hợp các thơng tin về trạng thái hoạt động của CP và các sự kiện xảy ra trong APZ để sử dụng cho việc vận hành, bảo dưỡng.
III.2. Cấu trúc phần cứng của CPS trong APZ 212 33 .
Để đảm bảo độ an tồn và tin cậy cho tổng đài, CP luơn luơn cĩ hai CP là CPA và CPB hoạt động theo kiểu một cái làm việc, một cái dự phịng. Thường CPA ở trạng thái làm việc, khi CPA cĩ sự cố lập tức CPB làm việc.
Trong quá trình hoạt động bình thường, hai CP hồn tồn giống nhau về phần mềm và chỉ cĩ một điểm khác về phần cứng là MAU thuộc về CP–B mặc dù nĩ hỗ trợ CP-A cũng tốt như CP-B.
Hình 4.10. Cấu trúc phần cứng CPU.
Các phần chính của bộ xử lý trung tâm là:
• Khối đơn vị bộ xử lý trung tâm CPU: gồm khối đơn vị xử lý chỉ dẫn
IPU và khối đơn vị xử lý báo hiệu SPU.
SPU (Signal Processor Unit) là đơn vị xử lý tín hiệu, thực hiện cơng việc quản lý ở APZ 212, đồng thời chuẩn bị cho cơng việc sẽ thực hiện ở IPU. Khối SPU bao gồm hai bộ xử lý là SPU master (SMC) và SPU slave (SSC). SPU master cĩ trách nhiệm thơng tin về hướng IPU, cịn SPU slave chịu
