Einführung - T-Online...TFH / TT4 Dipl.-Ing. Jürgen Schröter Digitalvermittlungssystem EWSD Einführung EWSD ist ein digitales SPC-System: EWSD wird eingesetzt als Orts-, Fern-,

TFH / TT4 Dipl.-Ing. Jürgen Schröter

Digitalvermittlungssystem EWSD

Einführung

EWSD ist ein digitales SPC-System:

EWSD wird eingesetzt als Orts-, Fern-, Auslands,- und Mobil-VSt sowie im Intelligent Network (IN) in Deutschland und (mit SW-Varianten) im Weltmarkt.

Mit „digital“ ist die Verbindungs-Durchschaltung in Form von 64-kbit/s-Kanälengemeint, nicht das Prinzip der Rechner-Steuerung!

Mit „SPC“ = Stored Program Control bezeichnet die Telekommunikations-technik speicherprogrammierte Steuerungen.

Das bedeutet, die Steuerung der System-Funktionen ist aufgeteilt zwischen• starren Hardware-Steuerungen in elektronischen Bausteinen & Baugruppen• variabler Software in den Rechner-Steuerungen des Systems.

Der Vorteil von SPC-Systemen liegt darin, daß über Software-Erweiterungen (durch SW-Tausch) die System-Funktionen erweiterbar sind - in der Regel ohne Hardware-Tausch! Auf diese Weise können neue Funktionen schnell und wirtschaftlich in das Netz eingeführt werden.

Das erste SPC-Vermittlungssystem in Deutschland war das analoge EWSO(siehe „Grundlagen der TK-Netze“, Kapitel „Übersicht zu den Entwicklungsstufen“: Stufe 4).



Grundsätze der digitalen Vermittlung mit EWSD

Die EWSD-Systemstruktur basiert auf drei Prinzipien:

Mit der volldigitalen Durchschaltung war eine der Voraussetzung einer Netz- und Dienste-Integration der früher getrennten Spezial-Netze erfüllt, denn: alle Dienste können zwar digital, aber nicht alle analog übertragen werden. Zur Erinnerung: der älteste Fernmeldedienst - das Fernschreiben - war von Beginn an digital!Mit Hilfe der verteilten Steuerintelligenz wird u.a. in der Vermittlungstechnik alles realisiert, was zum Auf- und Abbau von Verbindungen und der Steuerung von modernen Leistungsmerkmalen dient. Im EWSD ist die Steuerintelligenz zwischen HW 1, FW 2 und SW 3 aufgeteilt und die SW-Funktionen sind verteilt auf einezentrale Einheit (CP 4) und viele dezentrale Einheiten (die Anschlußgruppen).Mit genormten Schnittstellen sind sowohl die physikalische Schnittstellen (Takte, Pegel, Übertragungsgeschwindigkeit, Synchronisierung) zwischen den System-Einheiten, als auch der EWSD-interne Meldungsaustausch (incl. Datensicherung) zwischen der zentralen und den dezentralen System-Steuerungen gemeint.

1 Hardware 2 Firmware 3 Software 4 Coordination Processor

1) volldigitale Durchschaltung der Verbindungen mittels 64-kbit/s-Kanälen,2) verteilte Steuerintelligenz zwischen zentralen und dezentralen Steuerungen,3) genormte Schnittstellen zwischen den System-Einheiten und für den

Meldungsaustausch zwischen den Steuerungs-Prozessoren.


Grundstruktur und Systemübersicht des EWSDDigitalvermittlungssystem EWSD



Die EWSD-System-ArchitekturWie im Bild dargestellt, läßt sich dasEWSD in 5 Funktionseinheiten gliedern:

Einige dieser Funktionseinheiten sind aus Sicherheitsgründen gedoppelt (s.u. „System-Redundanzen“).Mit Ausnahme der DLU‘n (die über zwei bzw. vier 2-Mbit/s-Systeme mit den LTG‘n verbunden werden), sind alle Funktionseinheiten mit dem Koppelnetz über 8-Mbit/s-Multiplexleitungen verbunden, die 128 Kanäle zu je 64 kbit/s führen.Hiervon werden max. 127 Kanäle jeder LTG zum SN für die Nutzkanal-Verbindungenverwendet, während ein Kanal für den Meldungsaustausch der LTG-Steuerung (Group Processor GP) mit dem CP und anderen GP‘s reserviert ist („Nailed-up Connection“ NUC).

1) die Anschlußgruppen (LTG),2) die digitalen Teilnehmerleitungs-

einheiten (DLU, abgesetzt: APE),3) die Steuerung für das Netz der

ZZK (CCNC),4) das Koppelnetz (SN),5) den Koordinationsprozessor (CP).



Die Anschlußgruppen des EWSD

Die Anschlußgruppen - Line Trunk Group (LTG) - sind die Schnittstellen zwischen den Anschlüssen einer VSt - allgemein „Ports“ genannt - und dem digitalen Koppelnetz, dem Switching Network (SN). Je nach Typ der Ports wird ein bestimmter Typ von Anschlußgruppe eingesetzt:

1 Digital Line Unit, digitale Einheit zum Anschluß analoger und digitaler Teilnehmer 2 ISDN-Primary Rate Access, der ISDN-Primärmultiplexanschluß (2 Mbit/s) 3 Digitalsignal der 1. Europäischen Hierarchiestufe, d.h. 2 Mbit/s (PCM-30-System)4 Digitalsignal der 1. Nordamerikanischen Hierarchiestufe, d.h. 1,544 Mbit/s (PCM-24-System)

LTGA: für max. 256 analoge Tln-Anschlüsse (veraltet)LTGB: zum Anschluß von DLU1 oder ISDN-PA2 über 4 x E13 (bzw. 5 x T14)LTGC: zum Anschluß von Verbindungsleitungen oder ZZK über 4 x E1 (bzw. 5 x T1)LTGD: für Verbindungsleitungen mit ITU-T-Signalisierung Nr. 5 oder R2LTGF: kombiniert Anschlußmöglichkeiten von LTGB und LTGCLTGG: LTGB- und LTGC-Funktionen mit optimiertem PlatzbedarfLTGH: Schnittstelle zum Paket-Datennetz mit „Frame-Handler-Baugruppen“LTGM: noch platzsparender als LTGG


Blockschaltbild „Digital Line Unit“ (DLU) & „Line Trunk Group“ (LTG)Digitalvermittlungssystem EWSD



Teilnehmer- und Leitungsschnittstellen am EWSDIn früheren Versionen des EWSD lagen die Teilnehmer-Schnittstellen in der Anschluß-gruppe LTGA, die ausschließlich analoge Teilnehmer bediente.

Da es neben den Einzelanschlüssen und Bündelanschlüssen mit sogenannter „HKZ 5-Signalisierung“ noch spezielle Signalisierungen für IKZ-Durchwahl-Anlagen und Notruftelefone gibt, kommen SLMA-Varianten zum Einsatz.

1 Digital Line Unit, digitale Einheit im EWSD zum Anschluß analoger und digitaler Teilnehmer 2 Subscriber Line Module Analog 3 Subscriber Line Module Digital 4 ISDN Basic Access (ISDN-Basisanschluß) 5 Hauptanschluß-Kennzeichen 6 Digital Interface Unit (PCM-30-Leitungsschnittstelle) 7 ISDN Primary Rate Access

In den modernen EWSD-Versionen werden alle Baugruppen mit Teilnehmer-Schnitt-stellen in der DLU 1 eingesetzt. Man unterscheidet dabei zwischen SLMA 2-BG für analoge Teilnehmer und SLMD 3-BG für den ISDN-BA 4.

Alle übrigen Leitungen von/zum EWSD sind (in Deutschland) 2-Mbit/s-Schnittstellenund werden an DIU 6-BG in der LTG abgeschlossen. Dies können sein:• Verbindungsleitungs-Bündel zu anderen VSt‘n,• ZZK in eigenen Bündeln oder in Verbindungsleitungs-Bündeln,• Primärmultiplex-Anschlüsse für ISDN-PA 7,• Leitungen zum DLU (incl. Steuerkanäle für Signalisierung DLU <-> LTG) sowie• V5.1- und V5.2-Schnittstellen für systemunabhängige Access Networks (AN).


Die „BORSCHT“-Funktionen der analogen Teilnehmer-Baugruppe



EWSD-interne Signalisierung zwischen DLU‘n, LTG‘n und dem CPDigitalvermittlungssystem EWSD



Die Steuerung für das Netz der zentralen Zeichengabekanäle im EWSD

Mit der kanalgebundenen Zeichengabe (CAS) ist in herkömmlichen Netzen ein einwandfreier Vermittlungsbetrieb gewährleistet - allerdings ist er auf den Signali-sierungsumfang der eingesetzten PCM-Systeme begrenzt (z.B. IKZ50). Die modernen, digitalen, rechnergesteuerten öffentlichen Vermittlungssysteme (DIV) bieten wesentlich mehr Dienste und Leistungsmerkmale als die früheren analogen Systeme. Damit ist auch der benötigte Signalisierungsumfang enorm gestiegen. Anstelle der CAS kommt daher für die Signalisierung zwischen den VSt‘n im deutschen Netz das „Zentrale Zeichengabesystem Nr. 7“ 1 (ZGS Nr. 7 vom CCITT/ITU-T) mit dem „ISDN-Anwenderteil“ 1 (ISUP) zum Einsatz.

1 siehe Kapitel „Signalisierung und Zeichengabesysteme“ im Hauptkapitel „Vermittlungstechnik“ 2 „Nailed-up Connection“, eine (semi-)permanente „Punkt-zu-Punkt-Verbindung“

Im Digitalvermittlungssystem EWSD übernimmt die Funktionseinheit „Common Channel Signaling Network Control“ (CCNC) die Steuerung der „Zentralen Zeichengabekanäle“ (ZZK).

Die ZZK sind 64-kbit/s-Kanäle, die entweder in Verbindungsleitungs-Bündeln eingebettet sind (Kanal 16), oder in eigenen Bündeln (in denen nur ZZK liegen) zur Partner-VSt geführt werden. Sie werden in DIU-BG terminiert und über NUC 2 von der LTG über das SN zum CCNC geführt.


Blockschaltbild des „Common Channel Signaling Network Control“Digitalvermittlungssystem EWSD



Jeder CCNP besteht aus• den Anpassungsprozessoren zur Zeichengabe-Peripherie SIPA,• dem Zeichengabe-Leitprozessor SIMP,• und dem Schnittstellen-Prozessor zum CP, dem CPI.Die CPI des gedoppelten CCNP sind mit dem ebenfalls gedoppelten CP verbunden, so daß der CP mit jedem der beiden CPI zusammenarbeiten kann.

Je nach erforderlichem Ausbauzustand (der von der Zahl der MSU/s 1 abhängt), können an den CCNP 2 bis 32 Signaling Link Terminal Groups SILTG angeschlossen werden. Die SILTG sind nicht mehr gedoppelt, da der Message Transfer Part (MTP) die Ersatzschaltung von ZZK im Fehlerfall vorsieht!

Jede SILTG besteht aus Signaling Link Terminals SILT und deren Controller SILTC. Jede SILTC, ist mit einem SIPA beider CCNP verbunden und nimmt zum SIMP eine Verkehrskonzentration vor.

Die ZZK werden in zwei Stufen von 64 kbit/s über 512 kbit/s auf 8 Mbit/s gemultiplext. Der CCNC ist - ebenso wie LTG - mit beiden Koppelnetzen (SN 0 und 1) verbunden.

1 MSU = Message Signaling Unit = Zeichengabeeinheiten, die Nachrichten übertragen

Die Steuerung des CCNC erfolgt durch Software, die beim Hochlauf des Systems vom CP in den CCNP geladen wird. Der Prozessor für das ZGS Nr. 7, der „Common Channel Signaling Network Processor“ (CCNP) ist aus Sicherheitsgründen gedoppelt; beide CCNP arbeiten im „hot stand by“-Betrieb.



Das Koppelnetz des EWSDDas Koppelnetz - Switching Network (SN) - ist gegliedert in Zeitstufen1 und Raumstufen1. Je nach Zahl der Ports einer VSt sowie deren Verkehrswert wird das EWSD-Koppelnetz in einer der nachfolgenden Ausbaustufen realisiert:

DE = Digital Exchange TSG = Time Stage Group (Zeitstufe) SSG = Space Switch Group (Raumstufe)TSM 4/4 = Zeitstufen-Baugruppe mit je 4 Ein- und Ausgängen zu je 8 Mbit/sSSM 8/15 = Raumstufen-Baugruppe mit 8 Eingängen und 15 Ausgängen zu je 8 Mbit/sSSM 16/16 = Raumstufen-Baugruppe mit je 16 Ein- und Ausgängen zu je 8 Mbit/s

1 siehe Kapitel „Koppelnetze“ im Hauptkapitel „Vermittlungstechnik“


Das gedoppelte* 3-stufige (T-S-T) EWSD-Koppelnetz DE4

* hot-stand-by !!!



Das gedoppelte* 5-stufige (T-S-S-S-T) EWSD-Koppelnetz DE54

* hot-stand-by !!!




Die Steuerung der EWSD-VSt durch den Koordinationsprozessor

Wie bereits ausgeführt, ist EWSD ein SPC-System mit verteilter Steuerungs-Intelligenz in Software. Die Funktionstrennung der SW erfolgt nach dem Prinzip:

Dadurch wird einerseits eine gute Dynamik erreicht und andererseits eine von unnötigen Koordinationsaufgaben freie Software.

1 Operation, Administration and Maintenance, Oberbegriff für alle Bedienungs- und Wartungsfunktionen

• Tätigkeiten, die vielfach und parallel anfallen, werden auf mehrereProzessoren verteilt,

• selten anfallende Tätigkeiten sowie solche, die den Überblick über dasGesamtsystem erfordern, werden vom Koordinationsprozessor erledigt.

Hinsichtlich der „OAM 1-Funktionen“ sowie der „Sicherungstechnik“ nimmt der „Coordination Processor“ (CP) die Koordinierungs-Funktionen wahr. Die „Vermittlungstechnik“ läuft weitgehend in der Peripherie ab (in den LTG‘n bzw. dem CCNC für ZZK) - hier übernimmt der CP jedoch die Aufgaben des Zugriffs auf den zentralen Datenbestand wie Verkehrslenkung, Wegespeicher und Gebührenspeicher.



Die Koordinationsprozessor-Typen des EWSD

Im Laufe des EWSD-Einsatzes kamen drei CP-Typen zum Einsatz:• der CP103 mit einer Leistungsfähigkeit bis 200.000 BHCA 1

• der CP112 mit einer Leistungsfähigkeit bis 60.000 BHCA 1

• der CP113 mit einer Leistungsfähigkeit bis 1.000.000 BHCA 1 (modular ausbaubar)

1 Busy Hour Call Attempts, Belegungsversuche in der Hauptverkehrsstunde

Der CP113 ist ein modular erweiterbarer Rechner mit Multiprozessorarchitekturmit ausreichender Leistungsfähigkeit für heutige und künftige EWSD-Anwendungen.Das folgende Bild zeigt die vereinfachte Struktur des CP113. Die PU sind 32-Bit-Mikroprozessoren. Im Vollausbau ist der CP113 mit 12 PU bestückt:• 2 Basisprozessoren BAP (Base Processor), 2 BAP) CP113• 6 Vermittlungsprozessoren CAP (Call Processor) und --- ) Grund-• 4 Ein-/Ausgabeprozessoren IOP (Input/Output Processor). 2 IOP ) ausbauÜber ein gedoppeltes Bussystem sind alle Prozessoren miteinander verbunden und haben Zugriff auf den gedoppelten gemeinsamen Arbeitsspeicher CMY(Common Memory). Zusätzlich besitzt jeder Prozessor einen lokalen Speicher LMY, in dem Programme und Daten (z.B. Laufzeitstack) nur für diese PU abgelegt sind. Die Parallelverarbeitung erlaubt diese hohe Rechenleistung.


Blockschaltbild des „Coordination Processor“, Typ CP113Digitalvermittlungssystem EWSD


Die Software-Entwicklung für EWSDDigitalvermittlungssystem EWSD



Konstruktion des EWSD-Systems

Das EWSD ist konstruktiv gegliedert in:

Die Kabel von und zu den BGR können entweder von oben über einen sogenannten „Flächenrost“ oder von unten durch einen „doppelten Boden“ zugeführt werden.

1 Elektromagnetisch Verträglichkeit - trägt der Forderung Rechnung, daß verschiedene elektronischeGeräte in einem definierten Abstand voneinander betrieben werden können, ohne sich durch ihrehochfrequenten Ein-/Ausstrahlungen gegenseitig zu stören

• Baugruppen (BG) mit einem definierten Funktionsumfang (z.B. SLMD);

• Baugruppenrahmen (BGR), in die eine bestimmte Anzahl von BG eingesetzt werden kann und deren Rückwand (engl. „backplane“) eine (tlw. mehrlagige) Leiterplatte ist, die innerhalb des BGR die elektrischen Verbindungen zwischenden BG herstellt. An die Rückwand des BGR können Kabel angesteckt werden,die elektrische Verbindungen zu anderen BGR herstellen;

• Gestellrahmen (GR), in die eine bestimmte Anzahl von BGR eingesetzt werdenkann. Der GR ist von vorn und hinten mittels Türen zu öffnen. Alle BG sind vonvorn, alle Kabel von hinten zugänglich. Die Konstruktion des GR sorgt auch fürdie erforderliche EMV 1-Festigkeit;

• Gestellreihen, die aus mehreren, nebeneinander aufgebauten GR entstehen.



Modularität des EWSD-Systems

• Jede Funktionseinheit des EWSD (also DLU, LTG, SN / Typ DEx, CCNC und CP)ist innerhalb vorgegebener Grenzen modular ausbaubar, d.h. es können (ohne Systemstörung bei laufendem Betrieb !) entsprechende BG zugefügt werden, dienach ihrem „Einrichten“ (OAM-Funktionen) zur Verfügung stehen;

• werden mehr Ports benötigt, muß die Zahl der DLU bzw. LTG erhöht werden - dies ist ebenso ohne Systemstörung bei laufendem Betrieb möglich;

• werden mehr gleichzeitige Verbindungs-Durchschaltungen benötigt, kann das SN,welches teilausgebaut sein kann, mit BG auf den Vollausbau erweitert werden -dies ist ohne Systemstörung bei laufendem Betrieb möglich. Ist jedoch ein Übergang auf den nächst größeren DE-Typ erforderlich (z.B. vonDE52 auf DE54), so sind Umbaumaßnahmen nötig, die eine Außerbetriebnahmedes SN erforderlich machen (das System läuft solange mit einem SN weiter);

• die ZZK-Kapazität kann durch Ergänzung von SILT-BG (bzw. SILTG) sowie durchHinzufügen entsprechender MUX im CCNC vergrößert werden;

• die vermittlungstechnische Leistung des CP113 kann durch Hinzufügen von CAP(auf max. 6 CAP) erhöht werden - auch dies ist ohne Systemstörung beilaufendem Betrieb möglich.



System-Redundanzen des EWSDDie wichtigsten Funktionseinheiten des EWSD sind aus Sicherheitsgründen gedoppelt, dazu gehören• das Koppelnetz SN• der CCNC-Steuerprozessor CCNP und• der Koordinationsprozessor CP sowie der zugehörige Nachrichtenverteiler MB

mit seinem zentralen Taktgenerator.

Aus technischen und wirtschaftlichen Gründen können nicht alle Einheiten gedoppelt sein. Fallen solche nicht gedoppelten Funktionseinheiten aus (z.B. ein DLU), so hat dies Ausfälle zur Folge, die die „System-Verfügbarkeit“ 1 vermindern.

1 Siehe Kapitel „Verkehrstheorie“ im Hauptkapitel „Vermittlungstechnik“

Bei den gedoppelten Einheiten läuft in der Regel eine Einheit (z.B. SN 0) im„aktiven“ Modus, während die andere Einheit (SN 1) in einem „hot-stand-by“-Modus ist.

Sollte ein Fehler in der aktiven Einheit auftreten,• erkennt das EWSD diesen Fehler,• schaltet automatisch auf die „hot-stand-by“-Einheit und• alarmiert den Fehler, da nun keine Ersatz-Einheit mehr verfügbar ist.

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