Опубликован: 31.07.2008 | Доступ: свободный | Студентов: 3214 / 1041 | Оценка: 4.10 / 4.00 | Длительность: 14:55:00
ISBN: 978-5-94774-896-3
Лекция 3:

Алгоритмы отдельных функций, выполняемые в станциях с программным управлением

Алгоритм поиска промежуточных путей

Алгоритм поиска промежуточных путей выполняет одну из массовых задач и применяется при наличии на станции многокаскадной коммутационной системы. Он предназначается для отыскания в ней свободной и доступной вызову линии. Алгоритм, структурная схема которого показана на рис. 3.17, может выполнять поиск линий между следующими пунктами:

  • двумя заданными точками (входом и выходом) коммутационного поля (поиск "точка-точка");
  • точкой и группой точек коммутационной системы (поиск "точкагруппа");
  • двумя группами точек (поиск "группа-группа");
  • группой и одной точкой (поиск "группа-точка").

При реализации указанных операций используются следующие типы поиска:

  1. линейное искание, т. е. поиск определенной линии в соответствии с принятой адресной информацией (например, по номерам двух абонентских комплектов);
  2. свободное, т. е. выбор промежуточных линий к любому свободному и доступному выходу (например, к любому приемнику набора номера);
  3. групповое, при котором на первом этапе происходит выбор группы выходов, а на втором — отыскивается промежуточная линия к любому свободному выходу в этой группе (например, при исходящей связи, когда поиск проводится в одном из нескольких направлений соединения).
Структурная схема алгоритма поиска путей

Рис. 3.17. Структурная схема алгоритма поиска путей

Во всех системах с программным управлением рассматриваемый алгоритм осуществляет действие по поиску одной из всех свободных и доступных линий между двумя заданными точками. Такой способ называется обусловленным исканием "от конца к концу".

В заявке на работу алгоритма поиска промежуточных линий (рис. 3.17) задаются следующие параметры: данные адреса первой точки (или группы точек), тип поиска и маршрут. Необходимый тип поиска может быть выбран из перечня, приведенного выше.

Выбор маршрута необходим в том случае, когда поиск ведется в пределах различных блоков. Например, между двумя точками блоков абонентских линий ( БАЛ ) при местной связи, или между точкой и группой точек в блоке соединительных линий ( БСЛ ) при транзитной связи и т. д. Маршрут указывает на комбинации такого поиска ( БАЛ — БАЛ, БАЛ — БСЛ и т. д.). Результат поиска путей содержит координаты промежуточных линий (информация о заданных конечных точках переносится из входной заявки): признак "Путь найден", а при занятости — "Путь не найден". Кроме этих двух наиболее часто встречающихся признаков возможно занесение таких признаков, как "Путь найден с учетом категории". Например, в сотовых сетях в случае приоритетной связи, при полуавтоматическом соединении от АМТС.

В последнее время снова используются системы, в которых поиск осуществляется последовательно по звеньям коммутационного поля (например, System 12). Особенности управления при этом состоят в том, что процессор последовательно формирует команды, содержащие указанные типы поисков.

Кроме того, современные цифровые коммутаторы могут изменять соотношения между входами и выходами, и поиск может проводиться через различное число звеньев. Поэтому при формировании команд увеличивается количество признаков типа поиска (например, до 16), а результат поиска формируется и передается в процессор (программное обеспечение) самим коммутационным полем. Но от этого логическое содержание процесса не меняется (несмотря на небольшую разницу процесса эксплуатации).

Для настройки модуля, реализующего поиск путей, необходимы следующие данные:

  • число линий между звеньями коммутационной системы;
  • число направлений соединения и число линий в них;
  • таблица (или граф) связей в соответствии с группообразованием;
  • размерность и число коммутаторов (соединителей) по каждому звену.

Для поиска промежуточных линий организуются массивы памяти, отражающие различные элементы коммутационной системы. Как уже указывалось, массивы памяти тесно связаны с оборудованием, состояние которого они отображают.

При этом значению 0 обычно приписывается состояние линии "Занято", а 1 — "Свободно". На рис. 3.18 изображен массив, отражающий состояние выходов матричных соединителей звеньев A (для выходов звена B и выходов D структура массива одна и та же).

Массив состояний выходов матричных соединителей

Рис. 3.18. Массив состояний выходов матричных соединителей

Выходы коммутационной системы должны отражать состояние соединительных линий к другим станциям и обеспечивать возможность перераспределения этих линий в различных направлениях. На рис. 3.19а изображен один из способов организации памяти направлений. Согласно этому способу в каждое из 16-разрядных слов можно записать данные о состоянии восьми линий. У каждой линии могут быть четыре состояния: "свободно/занято" и "заблокировано/разблокировано". В массиве памяти для отображения этих состояний для каждой линии отведено два двоичных разряда.

Все слова, отражающие состояния линий одного направления, компонуются в один из подмассивов. Для всех подмассивов направления организуется массив направления (рис. 3.19б) и массив базовых адресов, где указывается начало и конец подмассива каждого направления, включая такие устройства станции, как приемники набора, частотные приемопередатчики и т. п. Каждому номеру канала в направлении ставится в соответствие номер, записанный в массиве позиционных номеров (блока, матрицы, выхода звена D ).

Способ организации памяти направлений. В каждом из 16-ти бытовых слов данные о состоянии восьми линий: с – свободен; з – занят; б – блокирован; р - разблокирован

увеличить изображение
Рис. 3.19. Способ организации памяти направлений. В каждом из 16-ти бытовых слов данные о состоянии восьми линий: с – свободен; з – занят; б – блокирован; р - разблокирован

Общий алгоритм поиска промежуточных путей показан на рис. 3.20 для четырехзвенной схемы.

Алгоритм поиска промежуточных линий (общая часть)

увеличить изображение
Рис. 3.20. Алгоритм поиска промежуточных линий (общая часть)

В первую очередь анализируется заявка и определяется тип поиска (операторы 3-5). Если в типе указана группа точек (оператор 4), то из них выбирается одна точка (оператор 6 или 8), и поиск проводится между двумя точками.

В дальнейшем проводится поиск линий между двумя точками (оператор 9). Если линия не будет найдена (оператор 10), то проверяется тип поиска (оператор 13).

Если поиск групповой, то анализируется, можно ли осуществить еще одну попытку поиска с другой точкой в группе. Это возможно, если число попыток не превысило максимально заданное n–1 (оператор 14). Если линии найдены, то по результату поиска корректируется состояние промежуточных линий, формируется результат в виде координат промежуточного пути и результата поиска (операторы 11 и 12). Во всех случаях на ВЫХОДЕ алгоритма формируется признак (оператор 12), имеющий значение "Путь найден" или "Путь не найден".

Принцип обусловленного искания заключается в последовательном определении общей свободности участков путей по графу доступности, с помощью которого изображаются все доступные пути между двумя точками. Граф называется последовательно-параллельным, если любые его два участка включены либо последовательно, либо параллельно. Четырехзвенная схема группообразования без расширения и сжатия показана на рис. 3.21. Она содержит звенья, обозначенные буквами A, B, C, D, каждое из которых образовано с помощью восьми коммутаторов. Каждый коммутатор имеет восемь входов и восемь выходов.

Кружки на этом рисунке соответствуют соединителям звеньев A, B, C, D, а дуги — промежуточным линиям между ними. На каждой дуге указано состояние линии (0 — занято, 1 — свободно). В рассматриваемом графе для примера показано, что соединение от абонента 0 из звена A может пройти по 8 соединительным линиям звена B (в примере счет линий начинается от 0 и n1 = 7 ); далее 8 путями последующего звена (в примере n1 = n2 = 7 ) к соединителям звена C и т. д. Этот граф называется односвязным, так как от каждого соединителя предыдущего звена к определенному соединителю ведет только одна линия.

Задача сводится к нахождению путей в графе между двумя точками, отмеченными только единицей (свободными по всем звеньям). Процедура поиска реализуется путем логического перемножения слов памяти, которые отражают состояние линий, образующих один путь от точки до точки. Поскольку в некоторых звеньях один выход ведет к нескольким выходам последующего звена, а его состояние кодируется одним битом, то это состояние обычно "размножается", т. е. образуется новое слово, где каждый бит повторяется столько раз подряд, сколькоимеется диний в последующем звене, которые доступны данному входу. Так, на рис. 3.21 одной из свободных промежуточных линий звена A доступны восемь линий звена B. Поэтому ее состояние (равное 1) представляется в виде восьмиразрядного слова 11111111, а совместная свободность пути от входа звена A к выходу звена B определяется как логическое произведение (конъюнкция) этого слова на слово состояний выходов звена B.

Для реализации поиска задаются две точки, например номера двух абонентских комплектов, либо номер абонентского комплекта и направление.

При этом может быть задано не только внешнее направление, но и направление на любой блок служебных комплектов.

В алгоритме на рис. 3.22 после запуска его центральной программой оператор 2 позволяет определить состояния выходов, доступных данному абонентскому комплекту (выходы матричного соединителя звена A ). Следующий оператор — 3 проводит "размножение" этой информации. Это обозначается NAB:= 8*SAB. После этого определяются свободность и доступность промежуточного пути по любой линии между звеньями A и B к любому выходу звена B (оператор 4).

Дальнейшие действия (операторы 5 и 6) повторяют предыдущую процедуру, но только со стороны звена D. По номеру комплекта (он либо задан в заявке, либо предварительно выбран из группы направления) определяется номер байта состояний ( SCD ) в массиве ( MCD ).

Четырехзвенная схема группообразования и соответствующий ей граф

Рис. 3.21. Четырехзвенная схема группообразования и соответствующий ей граф
Алгоритм поиска промежуточных путей. o – оператор размножения

увеличить изображение
Рис. 3.22. Алгоритм поиска промежуточных путей. o – оператор размножения

Затем состояния этого байта логически "размножаются" (оператор 6), формируя массив ( Mj ). Далее вычисляется (оператор 7) массив результата ( Mрез ), с помощью которого определяются свободные и доступные с двух сторон линии между двумя выходами звена B и входами звена C, например со стороны абонентского комплекта и выхода со станции.

После этого массив анализируется и из него выбирается одна из таких линий. Любая из выбираемых линий характеризуется наличием единицы в результирующем массиве.

В простейшем случае — это поиск первой левой единицы (оператор 8). Часто применяют более сложный выбор. Одним из таких случаев является выбор по счетчику, который указывает начало поиска.

В этом случае поиск начинается с единицы, номер которой указывает начало поиска и ведется по циклу. На рис. 3.22 показан пример выполнения алгоритма поиска промежуточных путей.

В конце алгоритма формируется (оператор 9) один из признаков "Путь найден" или "Путь не найден" ( Mрез=0 ). В первом случае производится расшифровка результирующего слова для формирования координат найденного промежуточного пути. Для этого по местоположению найденной единицы определяются номера соединителей и их входов в каждой матрице каждого звена (оператор 10). На рис. 3.22 показан поиск между двумя комплектами (местная связь), поэтому процесс повторяют для второй части пути до абонента B (операторы 12-13). Если вторая половина пути просмотрена, то алгоритм закончен. Если поиск групповой, то при отсутствии путей меняют оконечный комплект и поиск повторяют. Еще раз следует напомнить, что здесь рассмотрен только простейший алгоритм. В реальных станциях в настоящее время применяются пространственно-временные коммутаторы, в которых выход представляют групповые тракты по 32 и более каналов. Тогда ребра графа превращаются в пучки линий, и пои ск несколько усложняется. Все станции без исключения применяют обходные направления, что требует повторов поиска в другом направлении.

Однако несмотря на это в реальности рассмотренный нами простейший принцип лишь обрастает деталями, но в основных чертах остается без изменений. При взаимодействии с центральной программой он получает один из указанных выше видов заявок и использует области памяти центрального процессора. После поиска он помещает координаты найденного пути в область памяти центрального процесса, а если путь не найден — формирует в этой области следующее состояние "Путь не найден" и дает запуск на повторную обработку ПЕРЕХОДА, но уже с новыми данными.

Гульсим Калакова
Гульсим Калакова
Олег Сергеев
Олег Сергеев