Kaydedilmiş program kontrolü - Stored program control

Kaydedilmiş program kontrolü (SPC), aşağıdakiler için kullanılan bir telekomünikasyon teknolojisidir: telefon santralleri anahtarlama sisteminin belleğinde depolanan bir bilgisayar programı tarafından kontrol edilir. SPC, elektronik anahtarlama sistemleri (ESS), Bell Sistemi 1950'lerde ve üçüncü nesil anahtarlama teknolojisi olarak kabul edilebilir. Depolanan program kontrolü tarafından icat edildi Bell Laboratuvarları Bilim insanı Erna Schneider Hoover 1954'te bilgisayar yazılımının telefon aramalarının bağlantısını kontrol edebileceğini düşünen.[1][2][3]

Tarih

1950'lerde önerilen ve geliştirilen SPC, üretimde tanıtıldı elektronik anahtarlama sistemleri 1960'larda. 101ESS PBX Bell Sistemindeki bir geçiş anahtarlama sistemiydi, aksi takdirde hala bir elektromekanik merkezi ofis anahtarı tarafından hizmet verilen ticari müşterilere genişletilmiş hizmetler sağlamak için. SPC'li ilk merkez ofis anahtarı, 1960 elektronik anahtarlama denemesinde Morris, IL'de kuruldu ve kısa bir süre sonra ilk Western Electric 1ESS anahtarı 1965 yılında Succasunna, NJ'de. SPC tabanlı üçüncü nesil anahtarlama sistemlerinin diğer örnekleri şunları içerir: İngiliz GPO TXE (çeşitli üreticiler), Metaconta 11 (ITT Europe) ve AKE, ARE ve dijital öncesi (1970'ler) sürümleri AX telefon santrali tarafından Ericsson ve Philips PRX büyük ölçekli sistemlerdi halka açık anahtarlı telefon ağı.

SPC, gelişmiş arama özellikleri. SPC borsaları geliştikçe, güvenilirlik ve çok yönlülük arttı.

Gibi ikinci nesil borsalar Strowger, panel, döner ve çapraz çubuk anahtarlar tamamen elektromekanik anahtarlama bileşenlerinden yapılmıştır. kombinasyonel mantık kontrol ve bilgisayar yazılımı kontrolü yoktu. İlk nesil, görevliler ve operatörler tarafından çalıştırılan manuel santrallerdi.

Daha sonra çapraz çubuk sistemleri de anahtarlama matrislerinin bilgisayar kontrolünü kullandı ve SPC sistemleri olarak düşünülebilir. Örnekler arasında, bir zamanlar Batı Avrupa'da ve dünyanın birçok ülkesinde bulunan Ericsson ARE 11 (yerel) ve ARE 13 (transit) ile North Electric NX-1E & D Anahtarları ve ITT Metaconta 11 sayılabilir. Analog anahtarlama matrislerini kullanan SPC teknolojisi, 1980'lerde büyük ölçüde aşamalı olarak kaldırıldı ve 1990'ların sonunda çoğu modern ağdan kayboldu. Rusya veya Ukrayna gibi ülkelerde bu tür bazı anahtarlar hala hizmette olabilir.[kaynak belirtilmeli ])

Ek olarak zaman bölmeli çoklama (TDM), alt sistem boyutlarını azalttı ve telefon ağının kapasitesini önemli ölçüde artırdı. 1980'lerde SPC teknolojisi telekomünikasyon endüstrisine hakim oldu.

Uygulanabilir, tamamen dijital anahtarlar 1970'lerde Fransızlar gibi erken sistemlerle ortaya çıktı. Alcatel E10 ve Kanada Nortel DMS serileri bu on yıl içinde üretime giriyor. Yaygın olarak benimsenen diğer sistemler 1980'lerin başında kullanıma sunuldu. Bunlar arasında dünyanın en popüler anahtarlama platformu haline gelen Ericsson AX 10, Batı Elektrik 5ESS ABD'de ve diğer birçok ülkede kullanılan Alman tasarımı Siemens ESWD, ITT System 12 (daha sonra yeniden markalandı Alcatel S12) ve NEC NEAX hepsi dünya çapında yaygın olarak kullanılmaktadır. İngilizler geliştirdi Sistem X (telefon) ve diğer daha küçük sistemler de 1980'lerin başında ortaya çıktı.

Bazı dijital anahtarlar, özellikle 5ESS ve Ericsson AX 10'un çok eski sürümleri, aşağıdakileri içeren dijital hat kartlarına doğrudan bağlantılar yerine SPC benzeri teknolojileri kullanarak analog yoğunlaştırıcı aşamalarını kullanmaya devam etti. CODEC.

21. yüzyılın başlarında, endüstri 5. nesil telefon geçişini kullanmaya başladı. TDM ve uzman donanım tabanlı dijital devre anahtarlamanın yerini Softswitch es ve IP üzerinden ses VoIP teknolojileri.

Depolanan program kontrolünün temel özelliği, bir veya birden fazla dijital işleme birimidir (depolanmış program bilgisayarlar ) bir dizi bilgisayar talimatını yürüten (program) içinde saklanır hafıza telefon bağlantılarının kurulduğu, sürdürüldüğü ve ilişkili elektronik devrede sonlandırıldığı sistemin.

Depolanan program kontrolünün acil bir sonucu, değişim işlevlerinin otomasyonu ve abonelere çeşitli yeni telefon özelliklerinin sunulmasıdır.

Bir telefon santrali, bir telefon santrali uygulayarak her zaman kesintisiz olarak çalışmalıdır. hataya dayanıklı tasarım. Bir değişimin kontrol alt sistemlerindeki elektronik ve bilgisayarların ilk denemeleri başarılı oldu ve anahtarlama ağının da elektronik olduğu tamamen elektronik sistemlerin geliştirilmesiyle sonuçlandı. Depolanan program kontrolüne sahip bir deneme sistemi, Morris, Illinois 1960 yılında. uçuş noktası mağazası yarı kalıcı program ve parametre saklama için 18 bitlik bir kelime boyutu ve rastgele erişimli çalışma belleği için bir bariyer ızgara hafızası.[4] Kalıcı üretim kullanımı için dünyanın ilk elektronik anahtarlama sistemi, No.1 ESS, AT&T tarafından şu tarihte görevlendirildi: Succasunna, New Jersey, Mayıs 1965'te. 1974'te, AT&T 475 No. 1ESS sistemlerini kurdu. 1980'lerde SPC, telekomünikasyon endüstrisindeki elektromekanik anahtarlamanın yerini aldı, bu nedenle terim tarihsel ilgisi dışında tüm ilgisini kaybetti. Bugün SPC, tüm otomatik borsalarda standarttır.

Elektromekanik anahtarlama matrislerini yarı iletken çapraz nokta anahtarları ile değiştirme girişimleri, özellikle büyük değişimlerde hemen başarılı olamadı. Sonuç olarak, birçok uzay bölmeli anahtarlama sistemi, SPC ile elektromekanik anahtarlama ağları kullanırken, özel otomatik şube değişimleri (PABX) ve daha küçük santraller elektronik anahtarlama cihazları kullandı. Elektromekanik matrisler 21. yüzyılın başlarında tamamen elektronik olanlarla değiştirildi.

Türler

Depolanan program kontrol uygulamaları, merkezi ve dağıtılmış yaklaşımlar halinde organize edilebilir. erken elektronik anahtarlama sistemleri (ESS) 1960'larda ve 1970'lerde geliştirilen neredeyse her zaman merkezi kontrol kullandı. Günümüz değişim tasarımlarının birçoğu, düşük maliyetli güçlü mikroişlemcilerin ve aşağıdaki gibi VLSI yongalarının ortaya çıkmasıyla, merkezi SPC'yi kullanmaya devam etse de programlanabilir mantık dizisi (PLA) ve programlanabilir mantık denetleyicileri (PLC), dağıtılmış SPC 21. yüzyılın başlarında yaygınlaştı.

Merkezi kontrol

Merkezi kontrolde, tüm kontrol ekipmanı merkezi bir işlem biriminin yerini alır. 10'dan 100'e kadar işleyebilmelidir saniyede arama, sisteme gelen yüke bağlı olarak.[kaynak belirtilmeli ] Çok işlemcili konfigürasyonlar yaygındır ve çeşitli modlarda, örneğin yük paylaşımlı konfigürasyonda, senkron çift yönlü modda çalışabilir veya bir işlemci bekleme modunda olabilir.

Bekleme modu

Bekleme modu, çift işlemcili yapılandırmanın en basitidir. Normalde bir işlemci bekleme modundadır. Bekleme işlemcisi, yalnızca etkin işlemci arızalandığında çevrimiçi duruma getirilir. Bu konfigürasyonun önemli bir gerekliliği, bekleme işlemcisinin kontrolü devraldığında değişim sisteminin durumunu yeniden oluşturma yeteneğidir; hangi abone hatlarının veya ana hatların kullanımda olduğunun belirlenmesi anlamına gelir.

Küçük borsalarda, bu, bekleme işlemcisi devreye girer girmez durum sinyallerini tarayarak mümkün olabilir. Böyle bir durumda, sadece başarısızlık anında yapılan aramalar bozulur. Büyük borsalarda tüm durum sinyallerini önemli bir süre içinde taramak mümkün değildir. Burada aktif işlemci, sistemin durumunu periyodik olarak ikincil depolamaya kopyalar. Geçiş gerçekleştiğinde, ikincil bellekten son durum yüklenir. Bu durumda, yalnızca son güncelleme ile başarısızlık arasında durumu değiştiren çağrılar etkilenir. Paylaşılan ikincil depolamanın kopyalanması gerekmez ve basit birim düzeyinde artıklık yeterli olacaktır. 1ESS anahtarı önemli bir örnekti.

Eşzamanlı çift yönlü mod

Eşzamanlı çift yönlü çalışma modunda, aynı komut setini uygulayan ve sonuçları sürekli olarak karşılaştıran iki işlemci arasında donanım bağlantısı sağlanır. Uyumsuzluk meydana gelirse, hatalı işlemci tespit edilir ve birkaç milisaniye içinde hizmet dışı bırakılır. Sistem normal çalıştığında, iki işlemci her zaman bellekte aynı veriye sahiptir ve eşzamanlı olarak değişim ortamından bilgi alır. İşlemciden biri değişimi gerçekten kontrol ediyor, ancak diğeri eskisi ile senkronize oluyor ancak değişim kontrolüne katılmıyor. Karşılaştırıcı tarafından bir arıza tespit edilirse, işlemciler ayrıştırılır ve hatalı işlemciyi bulmak için bağımsız olarak bir kontrol programı çalıştırılır. Bu işlem, geçici olarak askıya alınan çağrı işlemeyi bozmadan çalışır. Bir işlemci çıkarıldığında diğer işlemci bağımsız olarak çalışır. Arızalı işlemci tamir edilip hizmete girdiğinde, aktif işlemcinin hafıza içerikleri hafızasına kopyalanır ve ikisi senkronize edilir ve karşılaştırıcı etkinleştirilir.

Bir karşılaştırıcı arızasının yalnızca, kontrol programı çalıştırıldığında bile gösterilmeyen geçici arızadan kaynaklanması mümkündür. Böyle bir durumda üç olasılık vardır:

  • Her iki işlemciyle de devam edin: Bu, hatanın geçici olduğu ve tekrar görünmeyebileceği varsayımına dayanır.
  • Aktif işlemciyi çıkarın ve diğeriyle devam edin.
  • Aktif işlemciye devam edin, ancak diğer işlemciyi kullanımdan kaldırın.

Bir işlemci çıkarıldığında, marjinal bir arızayı belirlemek için kapsamlı testlere tabi tutulur.

Yük paylaşım modu

Yük paylaşma işleminde, gelen bir arama rastgele veya önceden belirlenmiş bir sırayla işlemcilerden birine atanır ve bu işlem daha sonra aramayı tamamlandıktan hemen sonra ele alır. Böylelikle, her iki işlemci de aynı anda aktiftir ve yükü ve kaynakları dinamik olarak paylaşır. Her iki işlemci de bu işlemciler tarafından algılanan ve kontrol edilen tüm değişim ortamına erişebilir. Çağrılar işlemciler tarafından bağımsız olarak ele alındığından, geçici çağrı verilerini depolamak için ayrı hafızaları vardır. Programlar ve yarı kalıcı veriler paylaşılabilse de, yedekleme amacıyla ayrı belleklerde tutulur.

İşlemcilerin karşılıklı koordinasyon ve diğerinin 'sağlık durumunu' doğrulamak için gerekli bilgi alışverişinde bulundukları bir işlemciler arası bağlantı vardır. Bilgi alışverişi başarısız olursa, aynı şeyi algılayan işlemcilerden biri, arızalı işlemci tarafından zaten kurulmuş olan çağrılar da dahil olmak üzere tüm yükü üstlenir. Ancak, arızalı işlemci tarafından kurulan çağrılar genellikle kaybolur. Kaynakların paylaşımı, her iki işlemcinin de aynı kaynağı aynı anda aramaması için bir dışlama mekanizması gerektirir. Mekanizma, yazılımda veya donanımda veya her ikisinde uygulanabilir. Şekil, işlemcilerden biri tarafından ayarlandığında, birinci işlemci tarafından sıfırlanana kadar diğer işlemcinin belirli bir kaynağa erişimini yasaklayan bir donanım hariç tutma cihazını göstermektedir.

Dağıtılmış kontrol

Dağıtılmış SPC, merkezi SPC'den hem daha kullanılabilir hem de daha güvenilirdir. Kontrol işlevi, değişim içindeki birçok işlemci tarafından paylaşılır. Düşük maliyet kullanır mikroişlemciler. Değişim kontrolü, dağıtılmış işleme için yatay veya dikey olarak ayrışabilir.[5]

Dikey ayrıştırmada, tüm değişim birkaç bloğa bölünür ve her bloğa bir işlemci atanır. Bu işlemci, söz konusu blokla ilgili tüm görevleri gerçekleştirir. Bu nedenle, toplam kontrol sistemi, birbirine bağlanmış birkaç kontrol ünitesinden oluşur. Artıklık için, işlemciler her blokta kopyalanabilir.

Yatay ayrıştırmada her işlemci yalnızca bir veya yalnızca bazı değişim işlevlerini gerçekleştirir.

Ayrıca bakınız

Referanslar

  1. ^ Alpha Doggs (15 Şubat 2008). "Telefon değiştirme öncüleri Ulusal Mucitler Onur Listesi'ne alınacak". Ağ Dünyası. Alındı 2012-06-17.
  2. ^ "Erna Schneider Hoover". Maximumpc.com. 2012-06-17. Alındı 2012-06-17.
  3. ^ "Erna Schneider Hoover". IEEE'nin Küresel Tarih Ağı. 2012. Alındı 2012-06-17.
  4. ^ A. E. Joel, Deneysel Bir Elektronik Anahtarlama SistemiBell Laboratuvar Kaydı, Ekim 1958 s. 359
  5. ^ Thiagarajan., Viswanathan (1992). Telekomünikasyon anahtarlama sistemleri ve ağları. Yeni Delhi: Prentice Hall of India Private Ltd. ISBN  0876927134. OCLC  29022605.