PDF - Telfor
PDF - Telfor
PDF - Telfor
Create successful ePaper yourself
Turn your PDF publications into a flip-book with our unique Google optimized e-Paper software.
XI TELEKOMUNIKACIONI FORUM TELFOR 2003, Beograd, Sava Centar, 25.-<br />
27.11.2003.g.<br />
UNAPREĐENJE KOMUTACIONOG MODULA SISTEMA DKTS30<br />
Vidić Predrag, Nikola Nikolić, Gligor Golubović<br />
Pupin Telecom DKTS<br />
I<br />
UVOD<br />
Povećanje kapaciteta u daljem razvoju DKTS centrale<br />
postao je imperativni zahtev tržišta i nametnuo se kao<br />
prioritetni razvojni zahtev. Povećanje kapaciteta<br />
neposredno zavisi od povećanja kapaciteta komutacionog<br />
bloka i efikasnog korišćenja resursa komutacionog polja.<br />
Pored proširivanja kapaciteta, predloženo rešenje<br />
omogućava arhitekturu otvorenu za dalju dogradnju<br />
sistema DKTS i optimizaciju postojećih sklopova.<br />
Proširenje kapaciteta sistema DKTSv30 prati i zahtev za<br />
proširivanjem kapaciteta konferencijskie funkcionalnosti.<br />
Poseban zahtev koji je postavljen pred konstruktora je<br />
kompatibilnost sa postojećim sistemom koji je u<br />
eksploataciji i mogućnost proširenja već instaliranih<br />
DKTSv30 sistema.<br />
II<br />
PRIKAZ PRETHODNOG KOMUTACIONOG<br />
MODULA SISTEMA DKTSV30<br />
Postojeći komutacioni modul sistema DKTSv30<br />
realizovan je na ploči KOM128. Ploče su duplirane radi<br />
postizanja redudanse i rade u M/S (master/slave) režimu<br />
tako da je S ploča u vrućoj rezervi. Interfejs komutacionog<br />
modula prema periferijskim blokovima je distribuiran<br />
na pločama UCP i obuhvata E1 frejmer sa multipleks<br />
sklopom koji 2x2Mbps periferijska linka presklikava u<br />
1x4Mbps link ka komutaciji. Spojni putevi između KOM<br />
ploča i UCP ploča nisu redudovani tako da su redudatni<br />
izlazi KOM ploča vezani kratko.<br />
KOM128_B<br />
KOM128_A<br />
63x4Mbps<br />
1x4Mbps<br />
3x4Mbps<br />
UCP_1B<br />
2x4Mbps<br />
GGI_A<br />
UCP_1A<br />
UCP_21A<br />
GGI_B<br />
UCP_21B<br />
1xE1<br />
1xE1<br />
1xE1<br />
1xE1<br />
Slika 1: Položaj KOM128 u sistemu DKTSv30<br />
UB1<br />
UB6<br />
UB121<br />
UB124<br />
Komutaciono polje predstavlja TSI komutacionu matricu.<br />
Topologija i karakteristike komutacionog polja na<br />
KOM128 ploči presudno utiču na ograničavanje rasta<br />
resursa sistema. Polje je neblokirajuće i ima fiksnih<br />
64x4Mbps pristupnih tačaka, tako da je kapacitet 4Kx4K.<br />
Realizovano je u vidu matrice koju čine 32 integrisane<br />
matrice kapaciteta 512x256 (slika 2).<br />
16x4Mbps<br />
16x4Mbps<br />
16x4Mbps<br />
16x4Mbps<br />
4x4Mbps<br />
4x4Mbps<br />
4x4Mbps<br />
Slika 2: Topologija komutacionog polja na KOM128<br />
Jedna pristupna tačka je fiksno rezervisana za<br />
konferencijski podsklop, dok su ostalih 63 na<br />
raspolaganju ostatku sistema. Zbog toga, komutaciono<br />
polje može sistemu ponuditi 4032 kanala kao resurs za<br />
komutaciju PCM kanala. Sistem jednu pristupnu tačku<br />
fiksno dodeljuje generatoru govornih informacija na GGI<br />
ploči dok su ostalih 62 posvećeni periferijskim blokovima<br />
učesničkih i/ili prenosničkih kanala. Na taj način sistemu<br />
ostaje 3968 kanala za učesničke i/ili prenosničke blokove.<br />
10Mbs<br />
Ethernet1<br />
10Mbs<br />
Ethernet2<br />
MC68EN360<br />
QUICC<br />
32bit<br />
4x4Mbps<br />
8bit<br />
8bit<br />
4x4Mbps<br />
N 0<br />
4x4Mbps<br />
Konferencijski<br />
blok<br />
(integrisana<br />
komponenta)<br />
4Mbps<br />
N 1<br />
Komutaciono<br />
polje<br />
N 63<br />
Slika 3: Blok šema ploče KOM128<br />
4x4Mbps<br />
4Mbps<br />
4Mbps<br />
4x4Mbps<br />
63 PCM pristupna noda<br />
ka sistemu DKTSv30<br />
Resursi konferencijskog podsklopa su locirani na<br />
KOM128 ploči, zauzimaju permanentno jedan pristupni<br />
PCM nod polja i ograničeni su na 64 konferencijska
kanala koji mogu graditi do 29 konferencijskih veza, pri<br />
čemu u konferencijskoj vezi može učestvovati do 64<br />
kanala.<br />
Upravljački organ na KOM128 ploči je realizovan<br />
kontrolerom MC68EN360 što je eternet varijenta<br />
komunikacionog kontrolera MC68360 QUICC. Resursi<br />
kontrolera koji su od važnosti za ponašanje ploče u<br />
sitemu su 6MIPS-a na 33MHz sistemskog kloka, 32-bitna<br />
magistrala podataka i dva 10Mbps Eternet kontrolera.<br />
Performanse procesorskih resursa su dimenzionisane da<br />
zadovoljavaju performanse sistema i ispitivanja<br />
performansi ploče pokazuju da procesorski resursi na<br />
polju obrade sistemskih zahteva za uspostavom veze<br />
daleko nadmmašuju planirane sistemske kapacitete.<br />
Utvrđeno je da opterećenje procesora ne prelazi 40%<br />
procesorskog vremena za dimenzionisani maksimalni<br />
kapacitet centrale, tako da se istom procesorskom<br />
platformom može opslužiti i dvostruko veći kapacitet.<br />
III REALIZACIJA ZAHTEVA ZA POVEĆANJE<br />
KAPACITETA<br />
Rešenje povećanja komutacionog polja zahtevalo je<br />
odgovor na postavljena ograničenja koja se odnose na<br />
potpunu kompatibilnost sa postojećim sistemom,<br />
minimalne izmene hardvera i softvera i brzu realizaciju.<br />
Osnovni zahtev je bio dupliranje kapaciteta<br />
komutacionog polja i proširenje konferencijskih resursa.<br />
Imperativ je bio da se postojeći sistem iskoristi u što<br />
većoj meri i omogući jednostavno i jeftino proširenje<br />
kapaciteta postojećih DKTSv30 sistema koji su već u<br />
eksploataciji.<br />
Osnovna ideja realizacije je da se zadrži postojeća<br />
topologija sistema, tako da se položaj komutacione ploče<br />
u DKTSv30 i spojni putevi u sistemu ne menjaju, a da se<br />
povećanje kapaciteta ostvaruje povećanjem brzine PCM<br />
linkova od komutacione ploče do UCP ploča i od UCP<br />
ploča do učesničkih blokova.<br />
Rešenje novog komtacionog sklopa je urađeno u vidu<br />
razvoja nove komutacione ploče realizovanog pod<br />
nazivom KOM512 (blok šema je data na slici 4).<br />
10/100<br />
Ethernet1<br />
10/100<br />
Ethernet2<br />
MPC860<br />
Power QUICC<br />
32bit<br />
8bit<br />
Konferencijski<br />
blok<br />
HPI<br />
(DSP)<br />
8 Mbps 8 Mbps<br />
16bi<br />
t<br />
N 0 N 63<br />
N 1<br />
Komutaciono<br />
polje<br />
N 62<br />
2,4,8,<br />
16Mbps<br />
2,4,8,<br />
16Mbps<br />
2,4,8,<br />
16Mbps<br />
2,4,8,<br />
16Mbps<br />
64 PCM pristupna noda<br />
ka sistemu DKTSv30<br />
Slika4: Blok šema KOM512<br />
Unapređenja na KOM512 ploči obuhvataju proširenje<br />
komutacionog polja na maksimalnih 16Kx16K (čemu<br />
odgovara 512 ekvivalentnih dvomegabitnih TDM<br />
linkova) uz zadržavanje osnovne topologije polja od 64<br />
TDM pristupne tačke i proširenje resursa konferencije na<br />
maksimalno 256 konferencijskih kanala.<br />
Istovremeno, unapređen je i upravljački organ<br />
implementiranjem MPC860 kontrolera kao i topologija<br />
komutacionog polja koja je postala rekonfigurabilna, tako<br />
da odgovori na različite zahteve za konfiguraciju sistema.<br />
Pored novog komutacionog polja koji čini ploča<br />
KOM512, platformu za ovakav pristup čine još: novi<br />
učesnički blok UB352 koji ima PCM link na 4,096Mbps i<br />
ploče UCP8 koja dva 4Mbps periferijska linka konvertuje<br />
u jedan 8Mbps link ka komutaciji (jedna UCP8 ploča<br />
konvertuje tri para periferijskih linkova na tri<br />
komutaciona linka).<br />
Primer konfiguracije sistema u kome rade stari i novi<br />
učesnički blokovi prikazan je na slici 5.<br />
KOM512_B<br />
KOM512_A<br />
63x4Mbps<br />
1x4Mbps<br />
GGI_A<br />
UCP_1A<br />
GGI_B<br />
3x4Mbps<br />
UCP_1B<br />
UCP8_21A<br />
2x8Mbps<br />
UCP8_21B<br />
1xE1<br />
1xE1<br />
1x4Mbs<br />
1x4Mbs<br />
UB1<br />
UB6<br />
Slika 5: Položaj KOM512 u sistemu DKTSv30<br />
UB352_121<br />
UB352_124<br />
Ovladavanje novim tehnološko tehničkim rešenjima<br />
zahtevalo je razvoj međufaznog rešenja na procesorskoj<br />
platformi MC68360. Kroz projekat komutacione ploče<br />
KOM256 koji je predhodno završen, u potpunosti je<br />
proveren koncept rešenja i omogućeno je da se brzo dođe<br />
do prihvatljivog rešenja za određene slučajeve gde se<br />
zahtevaju manja proširenja kapaciteta. Na taj način je<br />
skraćen period razvoja konačnog rešenja i potvrđena<br />
ispravnost koncepcije rešenja, proveren novi softver<br />
sistema i provereni i optimizovani ostali delovi sistema<br />
DKTS u radu.<br />
Komutaciono polje<br />
Osnovni kvalitet novog polja, pored povećanog<br />
kapaciteta, je fleksibilnost i rekonfigurabilnost.<br />
Komutaciono polje je zadržalo 64 pristupne tačke i dobilo<br />
je mogućost prilagodljivosti širokom opsegu brzina PCM<br />
linkova. Svaki pristupni nod može biti konfigurisan da<br />
radi sa 2, 4, 8 ili 16Mbps. Svaki ulazni kanal može biti
komutiran na bilo koji izlazni kanal bez obzira na njihove<br />
data-rate.<br />
Od brine PCM linkova sa kojima rade pojedine pristupne<br />
tačke polja zavisi ukupni kapacitet polja, tako da je<br />
maksimalni kapacitet neblokirajćih 16Kx16K za slučaj<br />
kada sve pristupne tačke rade se linkovima brzine<br />
16Mbps. Konfigurisanje nodova je softversko, pod<br />
kontrolom host procesora, i podložno je rekonfigurisanju<br />
u bilo kom trenutku tokom normalnog rada ploče.<br />
Pristupne tačke komutacionog polja imaju mogućnost<br />
prilagođenja širokom opsegu kašnjenja ulaznog frejma u<br />
odnosu na sistemsku sinhronizaciju čime je olakšano<br />
sprezanje ploče sa različitim varijantama podsklopova u<br />
sistemu.<br />
Ovim je ostvarena fleksibilnost polja u pogledu brzine<br />
rada i sinhronizacije različitih podsklopova u sistemu.<br />
Komutaciono polje je realizovano upotrebom Zarlink<br />
integrisane komutacione matrice MT90869. Matrica je<br />
visokog stepena integracije tako da je topološki polje<br />
izuzetno pojednostavljeno, realizovano je samo jednom<br />
matricom MT90869.<br />
Konferencijska veza<br />
Strožiji zahtevi u pogledu realizacije konferencijskih<br />
veza, kako po broju učesnika u konferencijskoj vezi tako<br />
i po broju ostvarenih konferencijskih veza, zahtevao je<br />
upotrebu digitalng signalnog procesora (DSP), čije su<br />
mogućnosti višestruke: velika brzina rada, interfejsi za<br />
prenos PCM signala, ugrađeni moduli za kompresiju i<br />
ekspandovanje PCM signala kodovanih po A ili µ<br />
zakonu, upotreba višekanalne DMA jedinice itd...<br />
Na ploči KOM512 uporebljen je Texas-ov DSP<br />
TMS5402 na kome je ostvarena mogućnost<br />
uspostavljanja do 84 konferencijske veze, gde svaka<br />
konferencijska veza može da sadrži maksimalno 256<br />
kanala. Takođe je zbog mogućnosti programiranja<br />
digitalnog signalnog procesora, u svakom trenutku<br />
moguće dodati nove konferencijske servise.<br />
DSP je preko HPI porta vezan direktno na magistralu<br />
podataka host procesora MPC860 a interfejsna logika<br />
omogućava dinamičko trajanje transfera podataka tako da<br />
je ostvarena maksimalna brzina pristupa host procesora<br />
resursima DSP-a, tj. konferencijskog modula.<br />
Konferencijskoj funkciji je dodat aktivan nadzor i<br />
eliminisanje prekoračenja signala konferencijske veze u<br />
vidu izdvajanja dominantnih kanala po kriterijumu<br />
srednje snage pojedinih kanala i potiskivanjem ostalih<br />
zajedno sa superponiranim šumom.<br />
Realizovano softversko rešenje je ograničeno samo<br />
hardverskim resursima DSP-a pa implementacijom na<br />
moćnijem DSP-u omogućava proširenje resursa<br />
konferencije.<br />
Raspodela resursa PCM linkova<br />
Za resurs konferencijske funkcije su predviđeni linkovi 0<br />
i 63 (slika 4) ali linkovi nisu fiksrani za konferencijski<br />
blok. Softverskom intervencijom može se bilo koji od ova<br />
dva linka preusmeriti na bek panel i staviti sistemu na<br />
raspolaganje.<br />
Upravljački organ<br />
Procesorski resursi na ploči KOM128 više nego dva puta<br />
nadmašuju sistemske zahteve u prethodnom rešenju<br />
sistema DKTS30 ali ploča KOM512 u maksimalnoj<br />
varijanti kapaciteta ima četiri puta veći kapacitet polja od<br />
KOM128 uz srazmerno povećane kapacitete<br />
konferencijskog modula. Kontroler MC68EN360,<br />
korišćen u prethodnom rešenju KOM128, ne može da<br />
odgovori takvom povećanom obimu zahteva za<br />
nadzorom i upravljanjem komutacionim poljem,<br />
konferencijskim modulom i komunikacijom sa ostatkom<br />
sistema. Za upravljački organ na KOM512 odabran je<br />
kontroler Power QUICC MPC860 koji je napredna<br />
verzija prethodnog QUICC-a. MPC860 radi na internim<br />
brzinama do 66Mhz i ima 86MIPS-a.<br />
IV PREDNOSTI REŠENJA<br />
Povećanje kapaciteta ostvareno primenom fleksibilnog<br />
komutacionog bloka opisanog u ovom radu pruža niz<br />
prednosti:<br />
• Realizovano komutaciono polje pruža mogućnost da<br />
se veoma lako (softverski) komutaciono polje u<br />
svakom trenutku rekonfiguriše tako da svaka<br />
pristupna tačka može primati PCM bilo koje brzine:<br />
2M, 4M, 8M ili 16M. Kom polje sa ovakvom<br />
fleksibilnošću je potpuno pin to pin kompatibilno sa<br />
postojećom pločom KOM128 tako da intervencija na<br />
(živom) sistemu odnosno proširenje kapaciteta<br />
zahteva minimum prekida u radu centrale koji se<br />
meri minutima.<br />
• U najvećoj meri je zadržana postojeća arhitektura<br />
sistema i proširenje postojećih objekata može se<br />
izvesti uz minimalna materijalna ulaganja.<br />
• Otvorena arhitektura rešenja bazirana na potpunoj<br />
kompatibilnosti sa postojećim objektima na terenu,<br />
omogućava da se kapacitet sukcesivno povećava .<br />
• Kompatibilnost sklopova KOM512 i KOM128<br />
omogućava da se KOM128 potpuno zameni<br />
naprednijom komutacionom pločom<br />
• Primena savremenihih tehnoloških rešenja utiče na<br />
pojeftinjenje KOM512 u odnosu na KOM128<br />
• Omogućeni su novi servisi i procesorska platforma je<br />
otvorena za uvođenje i novih servisa u budućnosti<br />
• Konferencijska veza obezbeđuje veće mogućnosti od<br />
starog sistema
• Otvorenost arhitekture rešenja omogućava da se<br />
konferencija kao servis izmesti i na poseban<br />
hardverski sklop van komutacione ploče a da se pri<br />
tom sačuvaju svi resursi komutacionog polja<br />
V<br />
ZAKLJUČAK<br />
Sistem DKTSv30 predloženim rešenjem fleksibilnog<br />
komutacionog polja, dobio je nove kvalitete kako u vidu<br />
proširenja kapaciteta, tako i proširenja konferencijskih<br />
resursa i mogućnost rekonfigurisanja topologije PCM<br />
linkova.<br />
Glavni problem koji je uspešno rešen je komutiranje<br />
kanala različitih brzina, čime se problem kapaciteta<br />
rešava ne samo za nove već i postojeće kapacitete u<br />
eksploataciji. Pregled prethodnog i novog rešenja<br />
komutacionog modula koji je dat u ovom radu,<br />
omogućava da se bolje sagledaju sve prednosti rešenja i<br />
uticaj tih poboljšanja na unapređenje sistema na polju<br />
povećanja kapaciteta, modularnosti, i ostvarivanja<br />
koncepta otvorene arhitekture.<br />
Literatura<br />
[1] Pupin Telecom DKTS, Opis sistema DKTS verzija 30,<br />
Pupin Telecom DKTS, 2001<br />
[2] Pupin Telecom DKTS, Celovit Predlog Povecanja<br />
Kapaciteta, Pupin Telecom DKTS 2001<br />
[3] Motorola, MC68360 Quad Integrated<br />
Communications Controller User’s Manual, Motorola<br />
1977<br />
[4] Motorola, MPC860 Power QUICC User’s Manual,<br />
Motorola, 1998<br />
[5] Zarlink, www.zarlink.com, 2003<br />
[6] Texas Instruments, C5000 DSPs Architecture.htm<br />
www.ti.com, 2002<br />
[7] Texas Instruments, TMS320C54x DSP Reference Set,<br />
SPRU131G, 2001<br />
Abstract - This paper presents upgrade concept for<br />
switching module in public switching system DKTSv30<br />
realised in the form of KOM512 board. Upgrade includes<br />
expanding of nonflexible switching module from nonblocking<br />
4Kx4K to flexible non-blocking 16Kx16K. The<br />
overview of the previous and new concepts, analysis of<br />
the improving in the areas of capacity, modularity and<br />
realization of the open architecture concept is given.<br />
SWITCHING MODULE UPGRADE IN<br />
DKTSV30 SYSTEM,<br />
Vidić Predrag, Nikola Nikolić, Gligor Golubović
Change language