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交换机的硬件结构及原理

第四章交换机的硬件结构及原理

目的:

了解交换机的硬件结构及原理

理解相关概念

了解APT和APZ的子系统

AXE10:

是一种全数字集中的控制的程控交换机,可在移动网,公网上使用。

AXE10由APZ和APT两大部分组成。

其系统结构如下:

系统层1

 

系统层2

 

子系统层

 

功能块层

 

功能单元层(软件或硬件)

 

1、APZ:

为交换机的控制部分,主要子系统:

CPS:

中央处理机子系统

MAS:

维护子系统

RPS:

区域处理机子系统

IOS:

I/O输入输出子系统

在AXE10系统中,根据不同的应用要求,APZ有两大类:

APZ211和APZ212。

主要在硬件和处理能力上有所不同。

1.1CPS:

CENTRALPROCESSORSUBSYSTEM中央处理机子系统。

1.1.1含有双备份的处理机CPA和CPB。

还为系统中所有的功能块提供程序和数据的存储器。

CPS由硬件和软件组成,并与MAS、RPS和SPS配合工作。

CP的类型:

CP20、CP25、CP30,CPS的主要功能如下:

(1)、程序执行及数据处理:

它在被执行的任务之间分配处理机的资源,而这些任务通过缓存器、工作表、时间队列、日历功能等来分级。

(2)、功能变换:

它用于变换、增删系统中的软件单元。

(3)、系统后备:

它用于将CP存储器的内宾拷贝出来,或将拷贝出来的软件再装到系统中去。

(4)、监视功能:

用于监视CP存储器的使用情况。

在CP内有三种存储器:

程序存储器(PS),数据存储器(DS)和参考存储器(RS)。

这些存储器使用的限度和范围可设,一旦超出将产生告警。

(5)、程序修改功能:

用于处理需纠正的软件错误。

CP内含有打补丁的功能。

(6)、程序测试的功能:

用于测试和踊跃软件信号和变量。

它可以用于正在安装调测的交换机,又可以用于正处于运行中的交换机。

(7)、处理机负载测试:

用于在话务高峰期检测处理机处理能力过载的情况。

(8)、维护统计:

用于收集CP的状态信息以及APZ发生的非正常事件。

(9)、SIZE自动监视。

(10)、FUNCTIONCHANGE:

替换、增加和删除功能块。

1.1.2中央处理机两侧的状态

CP采用的是双备份的并行同步的工作方式,正常情况下,CPA是执行边,呈现EX状态;CPB是备用工作侧,呈现SB/WO状态。

执行边控制RP,备用侧CP执行与执行侧CP相同的工作,但不向RP发指令信号,它产生的结果信号仅用于与执行侧CP送来的结果地进行比较,这样,一旦系统出错,比较的结果就会不同,故障马上被发现。

只要两边CP的结果信号不同,系统将会进行诊断测试,两个CP的状态将发生变化。

例如若是侧的CP发生故障,则B侧会变成执行侧,呈现EX/WO状态,而A侧则退出服务,因此对话务不产生影响。

以上功能是由自动维护单元(AMU:

APZ211)控制的(在APZ212中是由维护单元(MAU)控制的)。

两个CP的不同状态可归功纳如下表所示:

CP两侧状态

CPA

CPB

备注

执行(EX)

备用工作(SB/WO)

正常状态

执行(EX)

备用暂停(SB/HA)

不正常状态

执行(EX)

备用分离(SB/SE)

不正常状态

执行(EX)

备用刷新(SB/UP)

不正常状态

备用工作(SB/WO)

执行(EX)

正常状态

备用暂停(SB/HA)

执行(EX)

不正常状态

备用分离(SB/SE)

执行(EX)

不正常状态

备用刷新(SB/UP)

执行(EX)

不正常状态

1.1.3、CPS的硬件介绍:

硬件逻辑图:

 

CP30硬件图:

SPU——SIGNALPROCESSORUNIT

IPU——INSTRUCTIONPROCESSORUNIT

STUD——STOREUNITDATA

RPH——RPHANDLER

UMB-S:

UPDATINGANDMATCHBUSFORSPU

UMB-I:

UPDATINGANDMATCHBUSFORIPU

SPU的功能:

(1)把任务排序,送给IPU

(2)处理简单的任务

(3)命令执行(INSTRUTIONEXECUTION)

IPU的功能:

(1)中央处理器

(2)工作管理(JOBADMINISTRATION)

CPMEMORY,DS、PS、RS构成CP内存。

(1)、DS:

(DATASTORE)存储局数据,用户资料

(2)、PS:

(PROGRAMESTORE)存储程序。

(3)、RS:

(REFERENCESTORE)存储程序运行所需要的参考数据

 

系统备份:

把PS、DS、RS数据存入IOG的硬盘(系统DUMP、人工DUMP)

1.系统的后备文件:

RELFSWn存在RELVOLUSW里。

SYBFP:

FILE;

FILE;

ORDERED

WOCZBBSC290R/FC/0/0/00/00AT-5TIME0012121549PAGE1

SYSTEMBACKUPFILES

FILEIOEXCHANGE

RELFSW0--

FAULTCODE5

FILEIOEXCHANGE

RELFSW1-BCN90R/FC/0/0/00/00

SUBFILETYPEOUTPUTTIMECURRENTCOMMANDLOG

R1DSSMALL0011141148YES-

R2DSSMALL-NO-

R3DSLARGE0011141148YES-

R4DSLARGE-NO-

R5PS,RS0011141148YES-

FILEIOEXCHANGE

RELFSW2-BCN90R/FC/0/0/00/00

SUBFILETYPEOUTPUTTIMECURRENTCOMMANDLOG

R1DSSMALL0011141148YES-

R2DSSMALL-NO-

R3DSLARGE0011141148YES-

R4DSLARGE-NO-

R5PS,RS0011141148YES-

END

在通常情况下,RELFSW0为最新文件,RELFSWn(MAX)为最大文件。

人工DUMP:

人工DUMP不能DUMP到RELFSW0文件里。

 

人工DUMP是最彻底的DUMP,DUMP到R0、R1、R2、R3、R4、R5。

REFERENCEDUMP是最基本的DUMP,用于开局时用。

R0是存储控制数据。

R1、R2是存储CHARGING数据。

(DS)

R3、R4是存储EXCHANGEDATA,SUBDATA。

(DS)

R5是存储程序。

(RS、PS)

SYTUC;人工旋转RELFSWn,条件是在所有RELFSWN都必须有内容,如果有的文件为空,用INFIC改名。

人工DUMP:

人工DUMP不能DUMP到RELFSW0文件里。

SYBUP:

FILE;

自动找到最大的文件里。

R0、R1/R2、R3/R4、R5都DUMP到HD。

自动DUMP:

自动DUMP到RELFSW0文件,用不着反转。

SYBUI:

DISC;激活自动DUMP。

SYBUE;去活自动DUMP。

设置自动DUMP时间:

SYBTS:

TIME=,TDMI=;

SYBTP;打印。

TIME:

做LARGEDUMP时刻。

TDMI:

两次SMALLDUMP的间隔时间。

如何保存某一刻的DUMP文件?

将系统文件从IOG的HD往OD或OD往IOG里HD传送文件称CONVERSION。

将系统文件从OD往IOG的HD传送文件称IN。

将系统文件从IOG的HD往OD传送文件称OUT。

INMCT:

SPG=0;

INVOL:

IO=OD-1,NODE=A;

END;

SYMTP:

DIR=OUT/IN,SPG=spg,NODE=node[,IO1=io1],IO2=io2,FILE1=[file1][,FILE2=file2];

FILE1:

系统备份文件。

FILE2:

OD的文件名。

INMCT:

SPG=0;

INVOE:

IO=OD-1,NODE=A;

END;

1.2RPSREGIONALPROCESSORSUBSYSTEM区域处理机子系统

RPS用于存储和执行与其相关的区域软件,RP所控制的硬件被分成扩充模块(EM),从RP的角出发,其控制的所有硬件都是一个个不同号码的扩充模块是RP最基本单元,它是由一定数量的硬件设备组成。

通常,两个RP组成一对RP,其同控制一组(最多可达16个)EM,其中每个RP控制组中一半的EM,只有当其中的一个RP对EM的控制发生故障时,另一个RP才接替控制所有的EM,是通过EM总线(EMB)被RP控制的。

RP通过双备份的区域处理机总线(RPB)连接到CP,每一条RPB可连接32对RP(64个RP)。

一对中央处理机(APZ212)可控制32条RPB。

RP类型:

(1)、普通RP

(2)、PRD:

它的容量和能力都比普通RP大,用于处理大量的复杂程序

(3)、STC:

局间信令终端。

(4)、RPA:

区域处理机适配器,它是向SP与CP之间提供通信的接口。

RPA的状态:

EXSLP:

SPG=0;

(5)、EMRP:

这是专门用于用户级的RP。

RPBUS有串行RPBUS和并行RBBUS。

BYB202所带RPBUS是并行RPBUS,BYB501所带的RPBUS可以是并行RBBUS,也可以是串行的RBBUS。

1.3MAS:

维护子系统MAINTENANCESUBSYSTEM

硬件:

APZ211:

AMU;APZ212:

MAU

主要功能:

1)比较CP两边处理的结果。

2)若比较结果不一致,MAU将决定哪边的CP有问题,并作相应处理。

3)INITIALLOADING,CPT(CENTRALPROCESSOR)TEST。

1.4、IOS:

I/O输入输出子系统INPUT/OUTPUTSUBSYSTEM

输入输出子系统处理出入AXE10系统数据通信的支援系统,也是系统与维护人员之间的人机接口。

主要功能:

1)、数据通信。

例如:

向计费中心传送计费数据。

2)、CP的再装入。

3)、统计处理。

4)、人机通信接口,包括配合维护支援中心对交换机的操作。

IOG(INPUT/OUTPUTGROUP)类型:

IOG11A,IOG11B,IOG11C,IOG20B,IOG20-P,IOG20C,IOG20M等。

目前主要是IOG20系统。

Thedescriptionwillincludesuchgeneraltopicsas:

•thesubsystemsincludedinSP-basedIOSystems

•thehardwareconfiguration

•supportedexternalmedias

•terminaldefinition

•thefilesystem

•datalinks

•commandhandlingandgeneraloperationproceduresforSP-basedIOsystems

•MCSTransactionLog

•Infinitefiles

•FileProcessUtility

Aswellasmoreadvancedtopicssuchas:

•externaldatalinkprotocols

•inter-nodecommunicationinSPG

•CP-SPcommunication

•functionchangeinSP

•SPbackup

•SPco-processordump

•hardwaremaintenancefunctions

•SPTraceSystemLog

•SPsystemparameters

•SPRestartLog

•SPSEventLog

•DirectFileOutput

•StartupofIOG20

 

 

1.4.1基本概念:

SP:

SupportProcessorIOG里的处理器。

硬件:

CPU60。

ICB:

INTERCOMPUTERBUS用于两SP之间的通信,是ETHERNETBUS.

NODE:

SP,FILEMEDIAS,CPINTERFACE共同构成。

正常状态下有EX和SB两种状态。

可设置成节点A和节点B.具体由IOG上的旋扭设置.

LINK:

CP和SP之间的逻辑连接,经过RPV(RPV2)和RPBUS。

在节点A设置成LINK=0,在节点B设置成LINK=1;在分离LINK时,有两种方法:

(1)手动按扭分离,连接两下,主要用于开局时.这种方法可以分离LINK0,也可以分离LINK1

(2)指令分离,FCSLI:

SPG=0;这种方法只能分离LINK1.主要用于平常维护.

SPG:

SUPPORTPROCESSORGROUP。

两个SP节点加上其它的IO设备。

一个SPG只能有两个NODES,一个IOG系统可以有四个SPG,具体由IOG上的旋扭设置.可以有四个SPG连到CP。

一个SPG有两条LINK(LINK0和LINK1)。

具体四个SPG的LINK配置如下:

SPG0:

LINK0(RP-1)ANDLINK1(RP-4)

SPG1:

LINK0(RP-5)ANDLINK1(RP-6)

SPG2:

LINK0(RP-7)ANDLINK1(RP-8)

SPG3:

LINK0(RP-9)ANDLINK1(RP-10)

通常情情况下,在CPRELOAD时,通过RP=1LOAD系统备份文件.RP=2指定用于CPFUNCTIONCHANGE.RP=3指定用于IOG3功能.RP=4用于B节点与CP之间的通信.

SCSI-2-SmallComputerSystemsInterface.

VME-VERSAModuleEurocards.

VSA-VMEtoSCSI-2adapter.

DL----DATALINK

IODEVICE:

AT\AMTP\ALI\HD\OD\FD\DL

RPBUS

 

ICB

 

SPG

有关指令:

P:

PRINT;打印

I:

INITIAL;激活、定义,开始

E:

END;去活,结束

C:

CHANGE;修改

T:

TRANSFER;传送

R:

REMOVE;删除

SPS既可以放在CP,也可以放在SP内存里。

IOIOP:

IO1=ALL;打印CP中的MCS设备。

1.4.2.IOG的四个子系统:

1)、SPS支持处理子系统

2)、DCS数据通信子系统

3)、FMS文件管理子系统

4)、MCS人机通信子系统

1.4.2.1SPS:

SUPPORTPROCESSORSUBSYSTEM

主要包括以下几个方面:

·SP和它们的操作系统(包括SPFUNCTIONCHANGE)。

·RPA

·CP和SP之间通信的硬件和软件。

软件存在CP和SP内。

·SPG的操作维护软件。

·节点之间通信的硬件和软件。

·系统备份。

1)、SPS的硬件包括:

CPU60和RPV(RPV2)。

·CPU60:

是SP的处理器和数据存储器(DRAM)。

·RPV(RPV2):

软件存在硬盘,在硬盘开电时读入。

RPV:

RPBUSADAPTERVME是RPBUS和SP之间的接口.类似于局域处理器,有它自己的RP地址,同时是RPBUS接口与VMEBUS接口之间相互转换.软件存在硬盘,在硬盘开电时读入。

RPV是并行RPBUS与VMEBUS之间的接口,RPV2是串行RPBUS与VMEBUS之间的接口.其中软件存在PROG_A和PROG_B中。

RPV是由PROVME和DRPBU组成。

2)、CP和SP之间的通信:

是由SPS子系统完成,由CP里的功能块和SP里的独立模块及RPV/RPV2处理。

SP到CP或CP到SP的寻址方式有两种:

经过JTP(JOPTRANSFERRPOTOCOL,LAYER4~5)或直接经过TSAP(TRANSPORTSERVICEACESSPOINT)。

(OSImodel)

OSIMODEL:

是一种逻辑结构,把里面的软件分成七层结构或协议,协议的结果是保证在同层通信和对话。

其中LAYER1是物理层,是硬件之间的接口,可以有软件支持,也可以无软件支持。

LAYER2~7是由软件提供支持。

LAYER1~4是网络层,目的是在用户之间建立通路。

LAYER5~7

是应用层,目的是在用户之间建立通信和维护。

入口指令在CP的命令接收功能块处理之后,功能块把SUBCOMMAND送向SP相关的功能块去处理。

有些指令只在CP中处理,处理之后送给SP相关的功能块。

TSAP:

TRANSPORTTRANSFERACESSPOINT,有些SP功能是通过TSAP实现。

TSAP存储在CP的功能块中,作为LOCALSTRINGSYMBOL。

指令:

EXTDP;

EXDTI/EXTDE

INTERFACECP-SP:

PARALLELRPBUSVMEBUS

/SERIALRPBUS

RPA和SP都为双备份工作,正常情况下既可以为ANODE主用节点,也可是BNODE为

用节点,且两LINK都为WO。

查看其状态:

IMMCT:

SPG=0;

IMCSP;

END;

定义SP和CP之间的LINK(LAYER2);

EXSLI:

SPG=0,NODE=A,ADDR=1,RPTYPE=RPV/RPV2;

EXSLE:

SPG=0,LINK=0;

举例:

如果要删除一个文件TTFILE00。

但是出现告警:

文件在使用中;可以有以下步骤处理:

可以通过TSAP一删除。

BLSLI:

SPG=0,LINK=1;

EXSLE:

SPG=0,LINK=1;

EXTDE:

TSAP=FMG00VFP;

INFIR:

FILE=TTFILE00;

EXTDI:

EXSLI:

BLSLE:

JTP:

JOPTRANSFERPROTOCOL

EXJAP/EXJAI/EXJAE

 

TheSPallocatedapplicationshaveastatusforeachnode:

•Active,ACT:

EXJAI已经在CP中定义,系统已经启用该项功能。

•Defined,DEF:

EXJAI已经在CP中定义,但没有在节点报告给AXIOJTP

•Blocked,BL:

EXJAI没在CP中定义,但已经在SP中报告,不能在所有的SP中启用。

·SPTRACESYSTEM追踪错误、记录IOG有关事件(EVENTLOG)。

EVENTLOGITEMS(SPSEVEMTLOG):

(1)、信号的接收与发送

(2)、事件的产生与结束

(3)、写入变量

(4)、内存的分配与管理

RUNNINGLOG/CURRENTLOG/TRACEPOINTS

SPSTRACELOGFILE(.STL)存在PROG_A和PROG_B.

查OPI“SPTRACESYSTEM”

指令:

IMLIT:

SPG=0;

IMTSI;激活SPSTRACESYSTEM

IMTSI:

MODE=SIG,NODE=ALL;激活所有节点的信号数据。

IMTSE;去活SPSTRACESYSTEM。

IMTSE:

NODE=B;去活BNODE的TRACING。

IMTSP;打印SPTRACESYSTEM的状态。

IMTLP;打印在SPG存在的一系列的LOGFILE。

IMTLP:

NODE=A;打印在SPG中ANODE存在的一系列的LOGFILE。

IMTTI:

设置TRACEPOINT。

IMTTR:

删除TRACEPOINT。

IMTLT:

LOGFILE从硬盘拷到OD、FD。

IMTLR:

从硬盘删除LOGFILE。

·SPTRACESYSTEM的监视

万一LOGFILE存储不够空间时,或PROG_A和PROG_B被SPTRACESYSTEM占满或超出VOLUMELIMIT时,SPTRACESYSTEM自动去活,告警“SPTRACESYSTEMINACTIVE”,可以在OPI查找。

IMTLP;

IMTLR:

·SPHARDWARETABLE存在PROG_A和PROG_B中,SPHARDWAREDEFAULTTABLE存在

OMFZLIBORD中。

IMLCT:

SPG=0;

IMHWI:

定义

IMHWR:

删除

IMHWL:

LOAD软件

IMHWC:

修改

IMHWP:

打印

SPSYSTEMPARAMETERS(可以用FUNCTIONCHANGE修改,存在CONFILEn)

打印所有SPG的值:

LASSP:

IMALP:

打印SPSEVENTLOG

 

1.4.2.2DCS:

DATACOMMUNICATIONSUBSYSTEM

DCS其软件存在SP内,主要是数据通信功能,即TERMINALCOMMUNICATION、DATALINKCOMMUNICATION、CPTLINKCOMMUNICATION。

硬件包括LUM(LINEUNITMODULE),由一块MOTHERBOARD和四块DAUGHTERBOARD构成。

其中LUM软件存在PROG_A和PROG_B中。

CPT:

CENTRALPROCESSORTEST

DATALINK:

用于两台终端之间的连接与通信。

PHYSICALINTERFACE:

相互通信的硬件或终端。

PROTOCOL:

在终端之间通信寻址、建立通话、交换数据和信息的规则。

传输:

同步和异步。

(AsynchronousorSynchronous),同步传输的特点是可以多字节打包传送。

异步传输是一字节一字节传送。

DTE:

DataTerminalEquipment,通常是一台终端或一台计算机。

DCE:

DataCircuitTerminatingEquipment,通常是一个网络或一个MODERM。

OSI模型:

 

(1)LAYER1:

 

NP=CM-LM-LU-NP

·CM:

COMMUNICATIONMODULE:

是一个逻辑概念,在某种意义上,CM和NODE是同一概念。

SPG0NODEA=CM1

SPG1NODEA=CM17

SPG2NODEA=CM33

SPG3NODEA=CM49

·LM:

LINEMODULE

NODEA:

LM=1

NODEB:

LM=2

·LU:

LINEUNIT,在硬件上是LUMBOARD。

一LU控制1-4个端口。

状态为:

•WorkingExecutiveorStandby-WO/EX,WO/SB

•ManuallyBlocked-MBL

•Hardware

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