Chapter3 數(shù)字程控電話交換與電話通信網(wǎng)

介紹電話通信的產(chǎn)生和電話交換技術的發(fā)展

介紹數(shù)字程控電話交換系統(tǒng)的體系結構，并在此基礎上重點闡述電話交換系統(tǒng)硬件系統(tǒng)各個組成部分的工作原理、控制系統(tǒng)的構成方式、軟件系統(tǒng)的組成以及程控交換軟件技術

介紹電話通信網(wǎng)的網(wǎng)絡結構和工作原理等相關技術。

本章主要內(nèi)容概述3.13.1.1電話通信與電話機圖3.1電話機的基本構成及通話原理

概述3.13.2.1電話交換技術的發(fā)展電話交換技術的發(fā)展經(jīng)歷了三個階段：

人工交換階段

機電式自動交換階段

電子式自動交換階段

程控交換機的總體結構話路子系統(tǒng)控制子系統(tǒng)數(shù)字程控交換機系統(tǒng)結構3.2接口設備：是實現(xiàn)數(shù)字交換系統(tǒng)和外圍環(huán)境的接口。遠端接口：是到集中維護操作中心、網(wǎng)管中心、計費中心等的數(shù)據(jù)傳送接口。用戶集中級：完成話務集中功能，集中比一般為2:1到8:1一般為單T交換網(wǎng)絡。用戶模塊：用戶集中級+用戶電路遠端模塊：設置在遠端的用戶模塊。幾個概念數(shù)字程控交換機系統(tǒng)結構3.2數(shù)字程控電話交換系統(tǒng)話路子系統(tǒng)控制子系統(tǒng)接口設備交換網(wǎng)絡CPU與存儲器遠端接口外部設備模擬/數(shù)字用戶電路數(shù)字/模擬中繼電路信令設備MFC接收和發(fā)送器DTMF接收器信號音發(fā)生器用戶集中級數(shù)字程控交換機系統(tǒng)結構3.2ETETETETETETETETETETETETETET數(shù)字交換網(wǎng)絡模擬用戶線Z1模擬遠端集線器Z2模擬PABXZ3數(shù)字用戶線V1LTLTLTLTZ1V2V3V4V5數(shù)字遠端模塊Z1V1NT數(shù)字PABXmX(2B+D)nXE12,048kbit/sABLTC11C12C21C22LT本地轉換二線中繼器通路轉換設備四線FDM實線PCM8,448kbit/sLT34,368kbit/s8,448kbit/sLT4.2.2接口設備3.3.1接口設備

1.數(shù)字交換機接口類型V接口：

V1：64kb/s，可為2B+D或30B+D的終端

V2：連接數(shù)字遠端模塊的接口

V3：連接數(shù)字PABX的接口，屬30B+D的接口

V4：可接多個2B+D的終端，支持ISDN的接入

V5：支持nXE1的接入網(wǎng)，包括V5.1和V5.2接口A接口：速率為2048kb/s的數(shù)字中繼接口B接口：PCM二次群接口，其接口速率為8448kb/s程控交換系統(tǒng)接口類型——數(shù)字接口接口設備3.3Z1接口：連接單個模擬用戶的接口

Z2接口：連接模擬遠端集線器的接口Z3接口：連接模擬PABX的接口程控交換系統(tǒng)接口類型——模擬接口接口設備3.3模擬用戶電路數(shù)字用戶電路3.2.2接口設備

2.用戶電路接口設備3.3模擬用戶電路功能框圖模擬用戶電路的功能可歸納為BORSCHT七個功能：——B(Batteryfeeding)饋電——O(Overvoltageprotection)過壓保護——R(Ringingcontrol)振鈴控制——S(Supervision)監(jiān)視——C(CODEC&filters)編譯碼和濾波——H(Hybirdcircuit)混合電路——T(Test)測試模擬用戶電路接口設備3.3①饋電：為用戶終端提供通信所需的直流電源。 電容特性：隔直流、通交流 電感特性：隔交流、通直流-48V用戶線ab接口設備3.3②過壓保護：避免高壓進入交換機內(nèi)部而損壞交換機，設置了兩極保護。 第一級保護在總配線架上安裝避雷設施和保安器 第二級保護在用戶電路中設置二極管箝位電路E(-48V)內(nèi)線外線abRRABD1D2接口設備3.3③振鈴控制：提供振鈴所需的90V±15V,25Hz的交流電壓。控制系統(tǒng)R振鈴控制振鈴電路用戶線截鈴接口設備3.3④監(jiān)視：監(jiān)視用戶線通/斷狀態(tài)，及時將用戶線的狀態(tài)信息送給處理機處理。＞監(jiān)視信號-Vab接口設備3.3⑤編譯碼和濾波：完成模擬信號和數(shù)字信號間的轉換。

平滑模擬模擬300～3400HZ編碼器譯碼器PCMPCM交換機側用戶側接口設備3.3⑥混合電路：完成二/四線的轉換。 用戶話機的模擬信號是二線雙向的，PCM數(shù)字信號是四線單向，因此，在編碼以前和譯碼之后要進行二/四線的轉換。⑦測試：用于及時發(fā)現(xiàn)用戶終端、用戶線路和用戶線接口電路可能發(fā)生的混線、斷線、接地、與電力線碰接以及元器件損壞等各種故障，以便及時修復和排除。接口設備3.3測試接口設備3.3模擬中繼器：是程控數(shù)字交換機與模擬中繼線的接口，用于與模擬交換機的連接。模擬中繼電路

3.中繼電路接口設備3.3數(shù)字中繼器：是連接數(shù)字局間中繼線的接口電路，用于與數(shù)字交換局或遠端模塊的連接。主要作用：是根據(jù)PCM時分復用原理，將30路64kb/s的話路信號復接成2048kb/s的基群信號發(fā)送出去，或者反之，把從其它數(shù)字交換系統(tǒng)（或數(shù)字傳輸系統(tǒng)）來的2048kb/s的基群信號分成30路話路信號，然后再通過數(shù)字交換網(wǎng)絡分接到各個相應的用戶。在上述過程中，完成信號傳輸、信號同步、信令配合數(shù)字中繼電路接口設備3.3①碼型變換 完成中繼線上適于遠距離傳輸?shù)碾p極性的HDB3或AMI碼與交換機內(nèi)部單極性的NRZ碼之間的相互轉換。

HDB3型碼 NRZ碼②時鐘提取

就是從輸入的數(shù)據(jù)流中提取時鐘信號，作為輸入數(shù)據(jù)流的基準時鐘。同時該時鐘信號還用來作為本端系統(tǒng)時鐘的外部參考時鐘源。接口設備3.3③幀同步 從接收的數(shù)據(jù)流中搜索并識別幀同步碼，作為一幀的開始，使接收端的幀結構排列和發(fā)送端的完全一致。

幀同步碼0011011在PCM偶幀的TS0中。④復幀同步 使接收端與發(fā)送端的復幀結構排列完全一致。PCM的1個復幀由16個幀組成。復幀同步碼在F0的TS16的高4bit中傳送，碼字為0000。接口設備3.3⑤幀定位

采用彈性緩存的方式，使輸入的碼流相位和局內(nèi)的時鐘相位同步。彈性存儲器寫入控制讀出控制本局時鐘及幀同步PCM出PCM入時鐘提取及幀同步接口設備3.3⑥提取和插入信號 在交換網(wǎng)絡輸出的信號中，不包含幀和復幀的同步信號，故在發(fā)送時，應將幀和復幀的同步信號插入，這樣就形成了完整的幀和復幀的結構。⑦檢測和告警處理檢測：幀/復幀同步檢測誤碼檢測對端告警檢測告警處理：告警比特插入接口設備3.3碼型變換幀定位信令提取時鐘提取幀/復幀同步告警檢測幀同步復幀同步指示信令幀/復幀同步信號插入信令插入信令內(nèi)部時鐘碼型變換交換網(wǎng)絡收發(fā)PCMREVIEW程控交換機由控制子系統(tǒng)和話路子系統(tǒng)構成，控制子系統(tǒng)采取分級分散控制方式，設有中央處理機和用戶處理機；話路子系統(tǒng)由各種接口、交換網(wǎng)絡組成。接口設備是數(shù)字程控交換機與外圍環(huán)境的接口，其功能是完成外部信號與交換機內(nèi)部信號的轉換。數(shù)字程控交換機的接口設備主要有用戶電路、中繼電路和信令收發(fā)設備。模擬用戶電路具有BORSCHT七個功能。數(shù)字中繼電路具有碼型變換、時鐘提取、幀同步、復幀同步、插入和提取信號、幀定位等功能。接口設備3.3

3.3.4音頻信號的產(chǎn)生、發(fā)送和接收1）、信號種類：

交換機到用戶：各種信號音（單頻，信號源450Hz或950Hz的正弦波）

交換機到交換機：

局間信號（MFC）

前向信號頻率：1380Hz,1500Hz,1620Hz,1740Hz,1860Hz,1980Hz（6中取2）后向信號頻率：1140Hz,1020Hz,900Hz,780Hz,（4中取2）用戶到交換機：撥號信息（直流脈沖、DTMF）接口設備3.32）、單頻信號的產(chǎn)生

將信號按125us間隔進行抽樣（也就是8kHz的PCM抽樣頻率），然后進行量化和編碼，得到各抽樣點的PCM信號，放到ROM中，使用時對ROM按一般PCM信號讀出，就是這個音頻信號（數(shù)字化的信號）。⑩??

??

???①②

③④⑤⑥⑦⑧⑨對500HZ的正弦波信號按8kHZ采樣T=2ms，一個周期抽樣16次，占用ROM的16個單元接口設備3.33）、雙音頻信號的產(chǎn)生雙音頻信號產(chǎn)生原理：確定一個重復周期，使得這個周期內(nèi)兩個雙音頻信號和PCM抽樣信號都重復了完整的周期。將兩個雙音頻信號按125μs間隔進行抽樣（也就是8kHz的PCM抽樣頻率），然后進行量化和編碼，得到各抽樣點的PCM信號，放到ROM中，使用時對ROM按一般PCM信號讀出。接口設備3.34）、數(shù)字音頻信號的發(fā)送

指定時隙或占用普通話路的時隙經(jīng)交換網(wǎng)絡送出。數(shù)字音頻信令通過數(shù)字交換網(wǎng)絡送出，和話音信號一樣處理，也可占用某個固定時隙(如TS10,TS16)利用T接線器交換到多個用戶，即向多個用戶發(fā)送音頻信令(一個信號可交換給多個用戶)。接口設備3.35）、數(shù)字音頻信號的接收①發(fā)給用戶的數(shù)字音頻信令經(jīng)用戶電路變成模擬信號由用戶話機自動接收。②發(fā)給交換機的多頻信令由交換機內(nèi)部的收號器接收。

通過交換網(wǎng)絡實現(xiàn)多頻信號的接收。DTMF收號器和MFC接收器接在交換網(wǎng)絡的出線上。接口設備3.3輸入F1數(shù)字濾波F2數(shù)字濾波Fn數(shù)字濾波數(shù)字邏輯識別輸出多頻的接收數(shù)字邏輯識別：根據(jù)頻率的組合判斷信令含義（代表什么數(shù)字）接口設備3.33.4.1復用器與分路器PCM信號傳輸采用串行碼，即一個時隙的8位碼在一條線路上串行傳輸，而T接線器的話音存儲器字長一般為8位，其寫入和讀出是以字長為單位進行的，即8位碼并行同時寫入或讀出。數(shù)字程控交換系統(tǒng)的交換網(wǎng)絡一般由T接線器或T和S接線器組合構成的，因此當話音信號進入交換網(wǎng)絡交換時，先要將串行碼轉換為并行碼，這個過程叫做串并變換；當話音信號完成交換從交換網(wǎng)絡輸出時，也要進行一個反變換，即將并行碼轉換為串行碼，這個過程叫做并串變換。話路建立3.4復用器主要完成兩個功能：1、信號的串并變換2、將多路低速信號進行時分復用，形成高速的時分復用信號分路器完成的功能與復用器相反，也稱為解復用，它有兩個功能：1、信號的并串變換2、將高速的時分復用信號進行分路，形成多路低速信號話路建立3.4復用器、分路器與TST網(wǎng)絡的連接方式如圖3.17所示。圖3.17復用器、分路器與TST網(wǎng)絡話路建立3.4復用器的串并變換與復用見圖3.18（a）所示，分路器的并串變換和分路見圖3.18（b）所示。圖3.18復用器與分路器的工作原理話路建立3.4若進入每個復用器的PCM線路數(shù)為4，即n=4，并且每條PCM線路速率為2048kbit/s，則①點速率為2048kbit/s，傳輸信號為串行碼；②點速率為256kbit/s，傳輸信號為8位并行碼；③點速率為1024kbit/s，傳輸信號為8位并行碼。

話路建立3.4分路器完成相反過程的變換，若進入分路器的信號速率為1024kbit/s，分路器輸出線數(shù)為4，則各點速率和串并碼與復用器相同。如果復用器輸入線數(shù)為n，依次編號為0、1、…、n-1，且i號輸入線上的TSj信號經(jīng)復用器串并變換和復用后，在輸出線上第k個時隙輸出，即在TSk出現(xiàn)，則有k=j×n+i。話路建立3.43.4.2話路建立設有一數(shù)字程控交換機，如圖3.20所示。圖3.20話路建立過程舉例話路建立3.4其系統(tǒng)結構采用模塊化分級控制方式，它由中央級（選組級）和用戶級組成。選組級交換網(wǎng)絡采用T-S-T三級交換網(wǎng)絡，由中央處理機來控制。用戶級有4個用戶模塊，每個用戶模塊有256個用戶，經(jīng)過用戶模塊的用戶集中器（按4:1），通過兩條2Mbit/s的32路PCM線路與選組級交換網(wǎng)絡相連，用戶模塊由用戶處理機控制。話音進入選組級交換網(wǎng)絡首先要經(jīng)過復用器，進行串并變換和復用，然后才進入T接線器，此時信號速率變?yōu)?Mbit/s，每幀64個時隙；

話路建立3.4話音從交換網(wǎng)絡的第3級出來還要經(jīng)過分路器，進行并串變換和解復用，信號速率由4Mbit/s變?yōu)?Mbit/s。選組級交換網(wǎng)絡的第1級和第3級分別由4個T接線器組成，第2級S接線器的交換矩陣為4X4，它可完成4條母線之間的空間交換，我們通常將交換網(wǎng)絡或交換單元的入、出線稱為母線。整個交換網(wǎng)絡有8條入線和8條出線，分別標識為0~7，每條入、出線的話路數(shù)為32，交換網(wǎng)絡的容量為256X256。話路建立3.4若用戶模塊1＃的用戶A要與用戶模塊4＃的用戶B進行通話，在這次通話中，A為主叫用戶，B為被叫用戶，這是一個本局呼叫。假設在此次通話中主叫用戶A分配的時隙為母線0上的TS8，被叫用戶B分配的時隙為母線6上的TS5。A用戶話音經(jīng)過復用器M0后，話路時隙由TS8變?yōu)門S16。A話音經(jīng)上行第一級T接線器交換到ITS20，ITS20是交換所選的內(nèi)部時隙。A話音經(jīng)S接線器完成了母線間的交換，即從S的入線0交換到了出線3上，時隙不變。交換接續(xù)到第2級的T接線器，它完成由內(nèi)部時隙ITS20到TS10的交換。再經(jīng)過分路器D3后，這時接續(xù)到達被叫用戶B的話路時隙——母線6上的TS5。話路建立3.4正常通話還應完成B到A的話路接續(xù)。B用戶話音經(jīng)過復用器M3后，話路時隙由TS5變?yōu)門S10。B話音經(jīng)上行第一級T接線器交換到ITS52，ITS52是B到A交換所用的內(nèi)部時隙，它是采用反向法計算得到的，即A到B方向選擇的內(nèi)部時隙為ITS20，T接線器輸入信號每幀為64個時隙，半幀為32，故有20+32=52，B到A方向交換所用的內(nèi)部時隙為ITS52。B話音經(jīng)S接線器從入線3交換到了出線0上，時隙不變。交換接續(xù)進展到第2級的T接線器，它完成由內(nèi)部時隙ITS52到TS16的交換。再經(jīng)過分路器D0后，這時接續(xù)到達主叫用戶A的話路時隙——母線0上的TS8。話路建立3.43.5.1程控交換機對控制系統(tǒng)的基本要求1.程控交換機對控制系統(tǒng)的基本要求呼叫處理能力：最大忙時試呼次數(shù)BHCA(MaximumNumberofBusyHourCallAttempts)高可靠性控制子系統(tǒng)3.5呼叫處理能力：在滿足服務質量的前提下，處理機處理呼叫的能力。通常用BHCA表示。處理器的系統(tǒng)開銷：

系統(tǒng)開銷=固有開銷+非固有開銷BHCA值計算公式：

t=a+bN t為系統(tǒng)開銷;a為固有開銷;b為處理一次呼叫的非固有開銷(平均值);N為單位時間內(nèi)所處理的呼叫總次數(shù),即BHCA?？刂谱酉到y(tǒng)3.5 舉例：某處理機忙時用于呼叫處理的時間開銷平均為0.80，其中固有開銷為0.30，處理一次呼叫平均所用時間為36ms，求其BHCA值為多少？ 解：t=0.80,a=0.30,b=0.036/3600h

由t=a+bN可知

N=(t-a)/b=(0.80-0.30)*3600/0.036 =50000次/h

控制子系統(tǒng)3.5程控交換機的呼叫處理能力與交換機的系統(tǒng)結構、處理機的性能、處理機的負荷分擔情況、操作系統(tǒng)的效率、呼叫處理相關軟件的編程效率等因素有關，因此在程控交換機的軟硬件設計中要充分考慮這些因素對呼叫處理能力的影響。如果在一個有效的時間間隔周期內(nèi)（不包含峰值瞬間），出現(xiàn)在交換設備上的試呼次數(shù)，即話務負荷超過了交換機控制系統(tǒng)的設計處理能力時，則稱該交換設備運行在過負荷狀態(tài)。加入到交換設備上的總負荷中，超過它的設計負荷能力部分稱為過負荷部分，一般用負荷的百分數(shù)來表示。如加入到交換設備上試呼總次數(shù)超過它的設計負荷能力的10％時，此時稱為10％過負荷?？刂谱酉到y(tǒng)3.5當交換設備出現(xiàn)過負荷時，交換機要采取過負荷控制，以避免交換機的處理能力大幅下降。過負荷控制采取的方法一般為分級的限制某些用戶的呼叫，并且至少應做到分4級進行限制，每級限制25％的用戶呼叫，限制用戶的順序從普通用戶到優(yōu)先級用戶。當過負荷程度下降時，應逐步減少呼叫限制的用戶數(shù)?？刂谱酉到y(tǒng)3.5對交換機過負荷控制的要求是：當出現(xiàn)在交換設備上的試呼次數(shù)超過它的設計負荷能力的50％時，允許交換設備呼叫處理能力下降至設計負荷能力的90％。如圖3.21（a）所示。（a）過負荷控制控制子系統(tǒng)3.5圖3.21（b）是有過負荷控制和無過負荷控制的情況對比，從圖中曲線可見，如果沒有過負荷控制，則當交換機出現(xiàn)過負荷時，其控制系統(tǒng)的處理能力下降很快。（b）有過負荷控制和無過負荷控制對比圖3.21呼叫處理能力的特性控制子系統(tǒng)3.52.控制系統(tǒng)的構成方式1)、集中控制 若在一個交換機的控制系統(tǒng)中，任一臺處理機都可以使用系統(tǒng)中的所有資源(包括硬件資源和軟件資源)，執(zhí)行交換系統(tǒng)的全部控制功能，則該控制系統(tǒng)就是集中控制系統(tǒng)。 集中控制方式的優(yōu)點是處理機能了解整個系統(tǒng)的狀態(tài)和控制系統(tǒng)的全部資源，功能的改變只須在軟件上進行，較易實現(xiàn)?？刂谱酉到y(tǒng)3.5資源1資源2資源m處理機1處理機2處理機n功能1功能2功能f圖：集中控制系統(tǒng)特點：1)處理機直接控制所有功能的完成和資源的使用，控制關系簡單，處理機間通信接口簡單。2)處理機的應用軟件復雜、龐大。3)系統(tǒng)比較脆弱，一旦處理機系統(tǒng)出現(xiàn)故障，就可能導致整個系統(tǒng)癱瘓?？刂谱酉到y(tǒng)3.52）分散控制：指對交換機所有功能的完成和資源使用的控制由多個處理機分擔完成，即每臺處理機只能使用部分資源，完成部分功能。

分散控制可分為以下兩種方式：

分級分散控制：將控制功能分級，不同層次的控制功能由不同的處理機完成。特點：可靠性、軟件復雜度介于集中控制方式和全分散控制方式之間。

全分散控制：多個處理機之間獨立工作，每臺處理機使用部分資源，完成部分功能，各處理機協(xié)調(diào)配合完成全部功能。特點：可靠性高，但各處理機之間的接口較復雜。控制子系統(tǒng)3.5

①全分散控制定義：系統(tǒng)中每個處理機都有完全自主的控制能力，不受其它處理機的控制，分別完成不同的功能。說明：

1、各處理機處于同一級別；

2、單個處理機上的應用軟件相對簡單；

3、各處理機之間的通信接口較復雜；

4、系統(tǒng)可靠性較高；

5、系統(tǒng)具有較好的擴充能力?？刂谱酉到y(tǒng)3.5數(shù)字交換網(wǎng)絡

DSN模擬用戶模塊

S-1240型數(shù)字交換機數(shù)字用戶模塊ISDN用戶模塊服務電路模塊公告信道模塊模擬中繼模塊數(shù)字中繼模塊ISDN中繼模塊維護和外設模塊話務員接口模塊輔助控制單元控制子系統(tǒng)3.5②分級分散控制定義：指控制系統(tǒng)由多個處理機構成，各處理機分別完成不同的功能并對不同的資源實施控制。說明：1、處理機之間是分等級的，高級別的處理機控制低級別的處理機；2、處理機之間的接口較集中，控制方式復雜，但比全分散方式簡單；3、各處理機上應用軟件的復雜度介于集中控制方式和全分散控制方式之間；4、控制系統(tǒng)的可靠性比集中控制方式高，但比全分散方式低?？刂谱酉到y(tǒng)3.5CPCPRPRP…RPRPRPRP瑞典愛立信AXE10程控交換機采用2級分散控制結構，控制系統(tǒng)由中央處理機(CP)和區(qū)域處理機(RP)兩級構成?？刂谱酉到y(tǒng)3.5采用3級分散控制結構，處理器從低到高分別為用戶處理機(LPR)、呼叫處理機(CPR)和主處理機(MPR)。同級別的多個處理機是話務分擔，完成相同的處理功能；不同級別的處理機是功能分擔，完成不同的功能。日本富士通FETEX-150程控交換機MPRCPRCPRLPRLPRLPRLPR…控制子系統(tǒng)3.53多處理機的工作方式1)功能分擔方式2)話務分擔方式3)冗余方式控制子系統(tǒng)3.51)功能分擔方式功能分擔方式是將交換機的信令與終端接口功能、交換接續(xù)功能和控制功能等基本功能，按功能類別分配給不同的處理機去執(zhí)行；每臺處理機只承擔一部分功能，這樣可以簡化軟件，若需增強功能，在軟件上也易于實現(xiàn)。缺點是在容量小時，也必須配備全部處理機?？刂谱酉到y(tǒng)3.52)話務分擔方式話務分擔方式是每臺處理機只分擔一部分用戶的全部呼叫處理任務，即承擔了這部分用戶的信號接口、交換接續(xù)和控制功能；每臺處理機所完成的任務都是一樣的，只是所面向的用戶群不同而已?？刂谱酉到y(tǒng)3.53)冗余配置方式 對交換機的控制系統(tǒng)的可靠性要求非常高,指標是累計間斷時間≤3分鐘/每年,為了提高控制系統(tǒng)的可靠性,采用冗余配置.

對于完成重要功能的處理機采用1+1冗余配置,不重要的則可采用(N+m)冗余配置(即N臺處理機工作，m臺處理機備用)

雙機冗余配置有三種工作方式:同步雙工工作方式雙機互助（話務分擔）主/備用方式控制子系統(tǒng)3.5a.同步雙步工作方式（同時接收話路設備的輸入信息，執(zhí)行相同的指令）兩臺處理機同步工作，執(zhí)行結果進行比較，相同則繼續(xù)。兩臺處理機中只有一臺處理機輸出信息控制話路設備工作，如結果不一致，則中斷正常業(yè)務，各自啟動檢測程序，檢測有故障的處理機退出服務，且應盡快修復，返回到工作系統(tǒng)中?？刂谱酉到y(tǒng)3.5特點（1）對硬件故障反應快，對軟件故障沒有容錯能力（2）需不停進行同步復核，降低了處理機的效率。

話路設備處理機A比較器處理機存儲器同步雙工工作方式B控制子系統(tǒng)3.5b雙機互助（話務分擔）話務工作由兩臺能獨立承擔該話務工作的處理機分擔，一旦有一臺處理機出現(xiàn)故障，就由另一臺處理機承擔全部的話務工作。話路設備處理機處理機A處理機B禁止設備存儲器A存儲器B控制子系統(tǒng)3.5優(yōu)點:(1)過負荷能力強(2)對軟件故障有容錯能力.(3)調(diào)試新軟件,擴充新設備時,可使一臺服務,一臺調(diào)試缺點:

為避免雙機同搶資源,雙機通信息較頻繁,使軟件較復雜,對硬件故障不如同步方式反應快.控制子系統(tǒng)3.5c主/備方式一臺處理機聯(lián)機工作,一臺處理機備用,一旦主用機出現(xiàn)故障,進行主/備用設備切換.

備用狀態(tài)有兩種模式：冷備用和熱備用。特點:

實現(xiàn)簡單,主/備用切 換時令產(chǎn)生延誤或 已有的連接中斷.

話路設備處理機A處理機存儲器B控制子系統(tǒng)3.5dN+m方式控制子系統(tǒng)3.54.多處理機間的通信采用一般計算機網(wǎng)絡處理機之間的通信方式，如總線方式、環(huán)形網(wǎng)等。采用PCM通信方式：利用TS16進行通信與話音信息一樣在交換網(wǎng)絡中傳輸，用不同的標志區(qū)分?？刂谱酉到y(tǒng)3.5小結程控交換機的交換網(wǎng)絡一般采用T-S-T的網(wǎng)絡結構，話音信號在進入交換網(wǎng)絡進行交換時要經(jīng)過復用器進行串/并變換和復用，話音信號完成交換從交換網(wǎng)絡輸出時要經(jīng)過分路器進行并/串變換和分路?？刂葡到y(tǒng)的構成方式可分為集中控制和分散控制。分散控制又分為全分散控制和分級分散控制。交換系統(tǒng)一般采用多處理機工作方式，主要有話務分擔、功能分擔和冗余配置，其中冗余配置有雙機冗余配置（同步方式、互助方式和主備方式）和N+m冗余配置?？刂谱酉到y(tǒng)3.5程控交換軟件的特點實時性多任務并發(fā)執(zhí)行高可靠性

程控交換機軟件系統(tǒng)的組成程控交換軟件技術3.63.6.1程控交換軟件系統(tǒng)概述程控交換軟件技術3.6程控交換軟件技術3.6程控交換軟件技術3.6程控交換機軟件系統(tǒng)的組成

程控交換軟件技術3.6在程控交換系統(tǒng)中，可按照緊急性和實時性要求的不同將任務分為三種：①故障級任務：完成故障緊急處理等功能的任務，具有最高優(yōu)先級。②周期級任務：由時鐘中斷周期性啟動執(zhí)行的任務，如每隔10ms周期性啟動的撥號脈沖識別程序，啟動周期為100ms的用戶群掃描程序等。周期級任務的優(yōu)先級較故障級任務低、比基本級任務高。③基本級任務：由事件啟動的實時性要求不高、可以適當延遲執(zhí)行的任務，其優(yōu)先級最低。程控交換軟件技術3.6不同級別的任務調(diào)度與處理如圖3.33所示：圖3.33不同級別的任務調(diào)度與處理程控交換軟件技術3.6（2）程控交換機的應用軟件程控交換機的應用軟件包括呼叫處理軟件、OAM（操作維護管理）軟件和數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。（a）呼叫處理軟件呼叫處理軟件主要負責呼叫連接的建立與釋放以及業(yè)務流程的控制，它是負責整個呼叫過程控制的軟件。具體完成的功能如下：①用戶線和中繼線上各種輸入信號（呼叫信號、地址信號）的檢測和識別，如對用戶摘機、掛機信號以及被叫號碼的檢測和識別；程控交換軟件技術3.6②呼叫相關資源的管理，如控制對時隙、中繼電路、DTMF收號器、MFC接收器和發(fā)送器等的分配和釋放；③對用戶數(shù)據(jù)、呼叫狀態(tài)以及號碼等進行分析；④路由選擇；⑤控制呼叫狀態(tài)遷移；⑥控制計時、送音和交換網(wǎng)絡的連接；⑦信令協(xié)議的處理等。程控交換軟件技術3.6（b）OAM（操作維護管理）軟件：OAM軟件是程控交換機用于操作、維護和管理的軟件，用于保證系統(tǒng)高效、靈活、可靠地運行，其完成的具體功能有：用戶數(shù)據(jù)和局數(shù)據(jù)的操作和管理測試告警故障診斷與處理動態(tài)監(jiān)視話務統(tǒng)計計費過負荷控制等程控交換軟件技術3.6（c）數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)程控交換機在進行呼叫處理和操作維護管理過程中，會使用和生成大量的數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)包括系統(tǒng)數(shù)據(jù)、用戶數(shù)據(jù)和局數(shù)據(jù)。系統(tǒng)數(shù)據(jù)與交換機的硬件體系結構和軟件程序有關，不隨交換局的應用環(huán)境而變化，不同的電話局若采用同一類型的交換系統(tǒng)，它們的系統(tǒng)數(shù)據(jù)是相同的，所不同的是用戶數(shù)據(jù)和局數(shù)據(jù)，用戶數(shù)據(jù)和局數(shù)據(jù)隨著交換機的應用環(huán)境和開局條件的不同而不同。程控交換軟件技術3.6

用戶數(shù)據(jù)是每個用戶所特有的，它反映用戶的具體情況，有靜態(tài)用戶數(shù)據(jù)和動態(tài)用戶數(shù)據(jù)之分，用戶數(shù)據(jù)主要包括以下幾種：用戶類別：住宅用戶、公用電話用戶、PABX用戶、傳真用戶等話機類別：PULSE話機、DTMF話機用戶狀態(tài)：空閑、忙、測試、阻塞等限制情況：呼出限制、呼入限制等呼叫權限：本局呼叫、本地呼叫、國內(nèi)長途、國際長途等計費類別：定期、立即、免費等程控交換軟件技術3.6優(yōu)先級：普通用戶、優(yōu)先用戶使用新業(yè)務權限：表示用戶是否有權使用呼叫轉移、會議電話、三方通話、呼叫等待、熱線電話、鬧鐘服務等新業(yè)務新業(yè)務登記的數(shù)據(jù)：鬧鐘時間、轉移號碼、熱線號碼等用戶號碼：用戶電話薄號碼、用戶設備號等呼叫過程中的動態(tài)數(shù)據(jù)：呼叫狀態(tài)、時隙、收號器號、所收號碼、各種計數(shù)值等程控交換軟件技術3.6

局數(shù)據(jù)是反映交換局設置和配置情況的數(shù)據(jù)，主要包括以下幾種：交換機硬件配置情況：用戶端口數(shù)、出/入中繼線數(shù)、DTMF收號器數(shù)、MFC收發(fā)器數(shù)、信令鏈路數(shù)等各種號碼：本地網(wǎng)編號及其號長、局號、應收號碼、信令點編碼等路由設置情況：局向、路由數(shù)計費數(shù)據(jù)：呼叫詳細話單（CDR）等統(tǒng)計數(shù)據(jù)：話務量、呼損、呼叫情況等交換機類別：C1~C5，C5又分為市話端局、長市合一等復原方式：主叫控制、被叫控制、互不控制程控交換軟件技術3.63.6.2呼叫處理的基本原理1、呼叫處理過程及其特點設用戶A和用戶B位于同一個交換機內(nèi)，且兩個用戶均處于空閑狀態(tài)。在某個時刻，用戶A要發(fā)起與用戶B的一個呼叫，即主叫為A、被叫為B，則交換機對這個本局呼叫的基本處理過程如表3.2所示。程控交換軟件技術3.6程控交換軟件技術3.6通過上面對一個本局呼叫的基本呼叫過程的描述，我們不難發(fā)現(xiàn)整個呼叫處理過程就是處理機在某個狀態(tài)，監(jiān)視、識別外部來的各種輸入信號（例如用戶摘掛機、撥號等），然后進行分析，執(zhí)行任務和輸出信號（例如振鈴、送各種信號音等），進入另外一個狀態(tài)，再進行監(jiān)視、識別輸入信號、再分析、執(zhí)行、輸出信號……的過程，我們可以通過圖3.35來進一步說明這種呼叫處理的特點。程控交換軟件技術3.6從上圖

可知，一個呼叫處理的過程可以分為幾個階段，每個階段對應一個穩(wěn)定的狀態(tài)，在每個穩(wěn)定狀態(tài)下，只有當交換機檢測到輸入信號時，才進行分析處理和任務執(zhí)行，任務執(zhí)行的結果往往要產(chǎn)生一些輸出信號，然后躍遷到另一個穩(wěn)定的狀態(tài)，如此反復。程控交換軟件技術3.6呼叫處理的過程具有以下的特點：整個呼叫處理過程可分為若干個階段，每個階段可以用一個穩(wěn)定的狀態(tài)來表示；整個呼叫處理的過程就是在一個穩(wěn)定狀態(tài)下，處理機監(jiān)視、識別輸入信號，進行分析處理，執(zhí)行任務和輸出命令，然后躍遷到下一個穩(wěn)定狀態(tài)的循環(huán)過程；兩個穩(wěn)定的狀態(tài)之間要執(zhí)行各種處理；在一個穩(wěn)定狀態(tài)下，若沒有輸入信號，狀態(tài)不會遷移；相同的輸入信號在不同的狀態(tài)下會有不同的處理，并遷移到不同的狀態(tài)；在同一狀態(tài)下，對不同輸入信號的處理是不同的；在同一狀態(tài)下，輸入同樣信號，也可能因不同情況得出不同結果程控交換軟件技術3.6通過上述對呼叫處理過程特點的分析，我們可以將呼叫處理過程劃分為以下三個部分：（1）輸入處理在呼叫處理的過程中，輸入信號主要有摘機信號、掛機信號、所撥號碼和超時信號，我們把這些輸入信號也叫做事件，輸入處理就是指識別和接收這些輸入信號的過程，在交換機中，它是由相關輸入處理程序負責完成的。（2）分析處理分析處理就是對輸入處理的結果（接收到的輸入信號）、當前狀態(tài)以及各種數(shù)據(jù)進行分析，以決定下一步執(zhí)行什么任務的過程，如號碼分析、狀態(tài)分析等。分析處理的功能是由分析處理程序來完成的。程控交換軟件技術3.6（3）任務執(zhí)行和輸出處理任務執(zhí)行是指在遷移到下一個穩(wěn)定狀態(tài)之前，根據(jù)分析處理的結果，完成相關任務的過程。它是由任務執(zhí)行程序來完成的。在任務執(zhí)行的過程中，要輸出一些信令、消息或動作命令，如No.7信令、處理機間通信消息以及送撥號音、停振鈴和接通話路命令等，我們將完成這些消息的發(fā)送和相關動作的過程叫做輸出處理，輸出處理由輸出處理程序來完成。程控交換軟件技術3.62、用SDL圖表示的呼叫處理過程呼叫處理的過程實際上就是在事件（輸入信號）的作用下，從一個穩(wěn)定狀態(tài)躍遷到另一個穩(wěn)定狀態(tài)的過程，它具有有限個狀態(tài)和有限個輸入事件，具有一個初始狀態(tài)，且輸入事件引起狀態(tài)的遷移，因此，對于程控交換系統(tǒng)處理呼叫的行為，我們可以用擴展的有限狀態(tài)機（EFSM）來描述。規(guī)范說明和描述語言（SDL—SpecificationandDescriptionLanguage）不僅對系統(tǒng)的行為能用擴展的有限狀態(tài)機來描述，而且能夠清楚表達EFSM難于表達的通信系統(tǒng)中的兩個主要概念——功能部件之間的通信關系和定時器功能。因而采用SDL語言可以方便、直觀、準確的表達呼叫處理過程。程控交換軟件技術3.6SDL主要應用于電信領域，它是為描述復雜的實時系統(tǒng)而特別設計的，只要系統(tǒng)的行為能用擴展的有限狀態(tài)機來描述，并且其重點在于交互方面，就能夠用SDL來說明該系統(tǒng)所具有的行為，也可描述其實際具有的行為。SDL語言具有兩種不同的形式，即文本表示法（PR）和圖形表示法（GR）。PR基于類似程序的語句，比較適合計算機使用。GR基于一套標準化了的圖形符號，直觀易懂，能夠清晰地表示系統(tǒng)結構和控制流程，適于設計開發(fā)人員使用。SDL是形式化定義的，可以對其進行分析、模擬和驗證。程控交換軟件技術3.6SDL圖形表示法中常用的圖形符號如圖3.35所示。圖3.35SDL常用的圖形符號程控交換軟件技術3.6圖3.36SDL圖描述的本局呼叫的處理過程3、輸入處理輸入處理的主要功能就是要及時檢測外界進入到交換機的各種信號，如用戶摘/掛機信號、用戶所撥號碼（PULSE、DTMF）、中繼線上的中國No.1信令的線路信號、No.7信令等，我們將這些從外部進入到交換機的各種信號稱為事件。輸入處理是由輸入處理程序來完成的。在一次呼叫過程中，會產(chǎn)生許多這樣的隨機事件，當事件發(fā)生時，輸入處理程序要及時、準確地檢測和識別這些事件，報告給分析處理程序。程控交換軟件技術3.6輸入處理程序需完成的功能主要有：用戶線掃描監(jiān)視：監(jiān)視用戶線狀態(tài)是否發(fā)生了變化；中繼線線路信號掃描：監(jiān)視采用隨路信令的中繼線的狀態(tài)是否發(fā)生了變化；接收各種信號：包括撥號脈沖、DTMF信號和MFC信號等；接收公共信道信令；接收操作臺的各種信號等。程控交換軟件技術3.6（1）用戶線掃描分析用戶線掃描監(jiān)視程序負責檢測和識別用戶線的狀態(tài)變化，其目的就是要檢測和識別用戶線上的摘機/掛機信號和用戶撥號信號。用戶線有兩種狀態(tài)：“續(xù)”和“斷”，“續(xù)”是指用戶線上形成直流通路，有直流電流的狀態(tài)；“斷”是指用戶線上直流通路斷開，沒有直流電流的狀態(tài)。用戶摘機時，用戶線狀態(tài)為“續(xù)”；用戶掛機時，用戶線狀態(tài)為“斷”；用戶撥號送脈沖時，用戶線狀態(tài)為“斷”；脈沖間隔時，用戶線狀態(tài)為“續(xù)”。因此通過對用戶線上有無電流，即對這種“續(xù)”和“斷”的狀態(tài)變化進行監(jiān)視和分析，就可檢測到用戶線上的摘/掛機信號及脈沖撥號信號。程控交換軟件技術3.6此外，為了能夠及時檢測到用戶線上的狀態(tài)變化，處理機必須周期性的去掃描用戶線。周期的長短視具體情況而定，用戶摘掛機掃描周期一般為100~200ms，撥號脈沖識別周期一般為8~10ms。因此用戶線掃描監(jiān)視程序是周期級程序。程控交換軟件技術3.6（2）摘掛機識別原理用戶線的狀態(tài)不外乎有兩種：“續(xù)”和“斷”，如果我們用“0”來表示“續(xù)”狀態(tài)，“1”來表示“斷”狀態(tài)，則用戶摘機狀態(tài)為“0”，用戶掛機狀態(tài)為“1”。設程控交換機摘掛機掃描程序的執(zhí)行周期為200ms，那么摘機識別就是在200ms的周期性掃描中找到從“1”到“0”的變化點，掛機識別就是在200ms的周期性掃描中找到從“0”到“1”的變化點。摘掛機識別原理如圖3.37所示。程控交換軟件技術3.6圖3.37摘掛機識別原理程控交換軟件技術3.6在圖3.37中，每隔200ms處理機調(diào)用摘掛機掃描監(jiān)視程序對用戶線狀態(tài)進行掃描，圖中每個箭頭代表一次200ms掃描監(jiān)視程序的執(zhí)行。由于摘機時用戶線狀態(tài)從“1”變?yōu)椤?”，掛機時用戶線狀態(tài)從“0”變?yōu)椤?”，因此我們只要將前一個200ms周期的掃描結果，即“前次掃描結果”，與當前200ms周期掃描的結果，即“這次掃描結果”進行比較，確定用戶線狀態(tài)從“1”到“0”的變化點和從“0”到“1”的變化點，就可識別出摘機信號和掛機信號。程控交換軟件技術3.6用戶摘掛機識別的流程圖如圖3.38所示。程控交換軟件技術3.6一般在實際實現(xiàn)時通常采用“群處理”的方法，對一組用戶進行檢測，而不是逐個用戶地檢測，這樣可大大提高掃描效率?！叭禾幚怼奔夹g是程控交換軟件設計中經(jīng)常采用的技術之一，具體可參見下一節(jié)“程控交換軟件技術”相關內(nèi)容的介紹。中國No.1信令的線路信令在交換機的輸入端一般表現(xiàn)為電位的變化，因此可采用與用戶線監(jiān)視掃描相同的方法，來監(jiān)視掃描線路信令的變化。程控交換軟件技術3.6（3）脈沖撥號識別原理脈沖撥號識別包括脈沖識別和位間隔識別。脈沖識別就是識別用戶撥號脈沖，位間隔識別是識別出兩位號碼之間的間隔，即相鄰兩串脈沖之間的間隔。

A）脈沖識別由于用戶撥號送脈沖時為“斷”，脈沖間隔時為“續(xù)”，所以脈沖識別的本質與摘掛機識別是一樣的，都是要識別出用戶線狀態(tài)的變化點。若要能夠及時檢測到用戶線狀態(tài)的變化，必須要確定合適的脈沖識別掃描周期。我們在本章的3.1節(jié)已經(jīng)介紹過，與脈沖撥號方式相關的參數(shù)有三個：脈沖速度、脈沖斷續(xù)比和位間隔，由此我們可以計算出脈沖撥號時最短的變化間隔時間。程控交換軟件技術3.6由于號盤每秒發(fā)出的最快脈沖個數(shù)為14個，脈沖周期T=1000/14=71.43ms，在這種情況下若脈沖斷續(xù)比為2.5:1，則脈沖“續(xù)”的時間最短，為（1/3.5）*T，那么撥號期間最短的變化周期為Tmin=（1/3.5）*T=（1/3.5）X71.43ms=20.41ms。只要脈沖識別掃描程序的周期Ts<Tmin，就能保證在識別過程中不漏掉每一個脈沖。脈沖識別原理如圖3.39所示。程控交換軟件技術3.6在圖3.39中，脈沖識別掃描周期為10ms，其中“變化識別”用于表示用戶線狀態(tài)是否發(fā)生了變化，即標識出用戶線狀態(tài)的變化點。識別脈沖的方法有兩個：脈沖前沿識別和脈沖后沿識別，脈沖前沿識別相當于摘掛機識別中的掛機識別，即：（這⊕前）∧=這∧脈沖后沿識別相當于摘掛機識別中的摘機識別，即：（這⊕前）∧前=∧前程控交換軟件技術3.6圖3.39脈沖識別原理程控交換軟件技術3.6B)位間隔識別進行位間隔識別首先要確定位間隔識別的掃描周期。首先我們來看一下最長的脈沖斷續(xù)時間間隔是多少。由于最慢的脈沖速度為每秒8個脈沖，因此脈沖周期T=1000/8=125（ms），若脈沖斷續(xù)比為2.5:1，則脈沖斷的時間是用戶線狀態(tài)無變化的最大間隔，設其為Tmax，則Tmax=（2.5/3.5）*T=2.5/3.5X125=89.29（ms），為了不將脈沖斷續(xù)時間間隔誤識別為位間隔，位間隔識別的掃描周期Ts應大于Tmax。程控交換軟件技術3.6另一方面脈沖撥號的位間隔時間Tw大于等于350ms，位間隔識別掃描周期只有小于（1/2）*Tw，即175ms，按照下述識別原理才能不漏識位間隔。因此位間隔識別的掃描周期Ts應滿足下列條件：Tmax<Ts<（1/2）*Tw程控交換軟件技術3.6當位間隔識別掃描周期滿足上述條件時，若在一個位間隔掃描周期內(nèi)，用戶線狀態(tài)沒有發(fā)生變化，則這個間隔肯定不是脈沖斷續(xù)的間隔，因為脈沖斷續(xù)的時間間隔肯定小于位間隔識別掃描時間，它有可能是一個位間隔。在具體識別過程中，為保證及時識別所發(fā)生的位間隔，并且不重復識別同一個位間隔，我們通常將兩個掃描周期結合起來進行判定識別，即若在一個掃描周期內(nèi)，用戶線狀態(tài)發(fā)生了變化，而在緊接著下一個掃描周期內(nèi)，用戶線狀態(tài)沒有發(fā)生變化，我們就判定有可能檢測到了一個位間隔。程控交換軟件技術3.6位間隔識別原理如圖3.40所示。圖3.40位間隔識別原理程控交換軟件技術3.6在圖3.40中，我們?nèi)∥婚g隔掃描周期為100ms。為了表示在一個位間隔掃描周期內(nèi)用戶線狀態(tài)是否發(fā)生了變化，我們引入了“首次變化”這個變量。對于“首次變化”這個變量，對其操作有兩個特點：1、在每個位間隔掃描周期開始時，“首次變化”初始化為“0”；2、當在一個掃描周期內(nèi)遇到用戶線狀態(tài)發(fā)生了變化，則“首次變化”的值被置為“1”，并且在這個掃描周期內(nèi)保持“1”不變，以表明在這個掃描周期內(nèi)，用戶線發(fā)生了變化?？梢杂孟旅娴倪壿嬯P系來表示這種操作的特點：首次變化=（首次變化∨變化識別）∧

程控交換軟件技術3.6在每次100ms位間隔掃描程序執(zhí)行時，我們都要來檢查“首次變化”這個變量。若“首次變化”為“0”，則表明在前100ms周期內(nèi)用戶線狀態(tài)沒有發(fā)生過變化；若“首次變化”為“1”，則表明用戶線狀態(tài)發(fā)生了變化，但此時還不能確定為何種變化，既可能為脈沖變化，也可能為位間隔變化，還需要看下一個100ms周期內(nèi)是否有變化。若仍有變化，則該變化屬于“脈沖變化”；若無變化，則為“位間隔變化”，即判定有可能為位間隔。在下一個周期內(nèi)有可能還識別出用戶線無變化，但已經(jīng)識別出一次了，不再作重復識別。程控交換軟件技術3.6對于上述的判斷結果，我們需進一步確認是否為“位間隔”，因為如果用戶撥號時中途掛機，用戶線也會有類似于“位間隔變化”的結果，因此通常我們還要再判斷“當前用戶線狀態(tài)”，以區(qū)別是用戶中途掛機還是位間隔。若當前用戶線狀態(tài)為“1”，則說明用戶已掛機，那么識別的就是“中途掛機”，否則即為“位間隔”。程控交換軟件技術3.6圖3.41脈沖識別和位間隔識別流程圖程控交換軟件技術3.6（4）DTMF號碼接收原理DTMF有兩組頻率：高頻組和低頻組，每個號碼分別用一個高頻和一個低頻來表示，因此DTMF號碼識別實際上就是要識別出是哪兩個頻率的組合。程控交換機使用DTMF收號器（硬件收號器）來接收DTMF信號，DTMF收號器的示意圖如圖3.42所示。圖3.42DTMF收號器示意圖程控交換軟件技術3.6在圖3.42中，輸出端用于輸出某個號碼的高頻信號和低頻信號，信號標志用于表示DTMF收號器是否在收號。當信號標志SP=0時，表示DTMF收號器正在收號，可以從收號器讀取號碼信息；當信號標志SP=1時，表示DTMF收號器沒有收號，無信息可讀。為了及時讀出號碼，我們對信號標志SP要進行檢測監(jiān)視，一般DTMF信號傳送時間大于40ms，我們通常取該掃描監(jiān)視周期為20ms，以確保不漏讀DTMF號碼。

程控交換軟件技術3.6圖3.43DTMF收號原理4、分析處理分析處理就是對各種信息（當前狀態(tài)、輸入信息、用戶數(shù)據(jù)、可用資源等）進行分析，以確定下一步要執(zhí)行的任務和進行的輸出處理。分析處理由分析處理程序來完成，它屬于基本級程序。按照要分析的信息，分析處理具體可分為：●去話分析●號碼分析●來話分析●狀態(tài)分析程控交換軟件技術3.6（1）去話分析：輸入處理的摘掛機掃描程序檢測到用戶摘機信號后，交換機要根據(jù)用戶數(shù)據(jù)進行一系列的分析，然后決定下一步的接續(xù)動作。我們將這種在主叫用戶摘機發(fā)起呼叫時所進行的分析叫做去話分析，去話分析基于主叫用戶數(shù)據(jù)，去話分析的結果決定下一步任務的執(zhí)行和輸出處理操作。圖3.44是去話分析示意圖。圖3.44去話分析程控交換軟件技術3.6圖3.45是去話分析的一般流程，它給出了主要的去話分析內(nèi)容。程控交換軟件技術3.6交換機檢測到用戶摘機后，首先要核實用戶當前的狀態(tài)，只有在空閑狀態(tài)，才允許發(fā)起呼叫。用戶呼叫限制的檢查排除了因欠費等情況引起的呼出限制。對話機類別的分析，是判定用戶撥號采用DTMF方式，還是PULSE（脈沖）方式，如果是DTMF方式，就要分配DTMF收號器來接收號碼；如果是PULSE方式，則無需分配硬件收號器而是由軟件來實現(xiàn)收號。同時還要獲知用戶是普通用戶還是優(yōu)先用戶，在某些情況下交換機對兩類用戶會區(qū)別對待，如當進行過負荷控制時，會首先限制普通用戶的呼出。用戶計費方式的分析與是否計費以及呼叫過程所產(chǎn)生的話單密切相關。只有本地呼叫權限的用戶，不允許其撥打長途，在呼叫處理過程中像這樣的控制是依據(jù)對用戶呼叫權限的分析結果而進行的。程控交換軟件技術3.6（2）號碼分析：號碼分析是在收到用戶的撥號號碼時所進行的分析處理，其分析的數(shù)據(jù)來源就是用戶所撥的號碼。交換機可從用戶線上直接接收號碼，也可從中繼線上接收它局傳送來的號碼。號碼分析的目的是確定接續(xù)方向和應收號碼的長度，以及下一步要執(zhí)行的任務。圖3.46是號碼分析示意圖。圖3.46號碼分析程控交換軟件技術3.6號碼分析可分二個步驟進行：號首分析和號碼翻譯。接收到用戶所撥的號碼后，首先進行的分析就是號首分析。號首分析是對用戶所收到的前幾位號碼的分析，一般為1~3位，以判定呼叫的接續(xù)類型，獲取應收號長和路由等信息。號碼翻譯是接收到全部被叫號碼后所進行的分析處理，它通過接收到的被叫號碼來找到對應的被叫用戶。每個用戶在交換機內(nèi)都具有唯一的標識，我們通常稱之為用戶設備號，通過被叫號碼找到對應的被叫用戶，實際上就是要確定被叫用戶的用戶設備號，從而確定其實際所處的物理端口。程控交換軟件技術3.6圖3.47表示了號碼分析及相應任務執(zhí)行的流程。圖3.47號碼分析及相應任務的執(zhí)行程控交換軟件技術3.6比如按照我國電話網(wǎng)編號計劃，若號首為“0”，則為國內(nèi)長途呼叫；號首為“00”，則為國際長途呼叫；號首為“800”，則為智能網(wǎng)業(yè)務呼叫；號首為“119”，則為特服呼叫。通過號碼分析確定了呼叫類型并獲取了相關信息，進而轉去執(zhí)行相應的呼叫處理程序。程控交換軟件技術3.6（3）來話分析來話分析是當有入呼叫到來時在叫出被叫之前所進行的分析，分析的目的是要確定能否叫出被叫和如何繼續(xù)控制入局呼叫的接續(xù)。來話分析是基于被叫用戶數(shù)據(jù)進行的。圖3.48是來話分析示意圖。圖3.48來話分析程控交換軟件技術3.6圖3.49表示了來話分析的一般流程。特別注意的是當被叫忙時，應判斷用戶是否登記了呼叫等待、遇忙無條件轉移和遇忙回叫業(yè)務。圖3.49來話分析的一般流程程控交換軟件技術3.6（4）狀態(tài)分析從對呼叫處理過程特點的分析可知，整個呼叫處理過程分為若干個階段，每個階段可以用一個穩(wěn)定狀態(tài)來表示，整個呼叫處理的過程就是在一個穩(wěn)定狀態(tài)下，處理機監(jiān)視、識別輸入信號，進行分析處理，執(zhí)行任務和輸出命令，然后躍遷到下一個穩(wěn)定狀態(tài)的循環(huán)過程。在一個穩(wěn)定狀態(tài)下，若沒有輸入信號，狀態(tài)不會遷移。在同一狀態(tài)下，對不同輸入信號的處理是不同的。因此在某個穩(wěn)定狀態(tài)下，接收到各種輸入信號，首先要進行的分析就是狀態(tài)分析，狀態(tài)分析的目的是要確定下一步的動作，即執(zhí)行的任務或進一步的分析。狀態(tài)分析基于當前的呼叫狀態(tài)和接收的事件。程控交換軟件技術3.6呼叫狀態(tài)主要有空閑、等待收號、收號、振鈴、通話、聽忙音、聽空號音、聽催掛音、掛起等，可能接收的事件主要有：摘機、掛機、超時、撥號號碼、空錯號（分析結果產(chǎn)生）等，在這里要強調(diào)的是事件不僅包括從外部接收的事件，還包括從交換機內(nèi)部接收的事件，內(nèi)部事件一般是由計時器超時、分析程序分析的結果、故障檢測結果、測試結果等產(chǎn)生的。程控交換軟件技術3.65、任務執(zhí)行和輸出處理在呼叫處理狀態(tài)遷移的過程中，交換機所要完成的任務主要有：●分配和釋放各種資源，如對DTMF收號器、時隙的分配和釋放。●啟動和停止各種計時器，如啟動40s忙音計時器，停止60s振鈴計時器等。●形成信令、處理機間通信消息和驅動硬件的控制命令，如接通話路命令、送各種信號音和停各種信號音命令。●開始和停止計費，如記錄計費相關數(shù)據(jù)等。●計算操作，如計算已收號長，重發(fā)消息次數(shù)等?！翊鎯Ω鞣N號碼，如被叫號碼、新業(yè)務登記的各種號碼等?！駥τ脩魯?shù)據(jù)、局數(shù)據(jù)的讀寫操作。程控交換軟件技術3.6在任務執(zhí)行的過程中，要輸出一些信令、消息或動作命令，輸出處理就是完成這些信令、消息的發(fā)送和相關動作的過程。具體來說，輸出處理主要包括：●送各種信號音、停各種信號音，向用戶振鈴和停振鈴；●驅動交換網(wǎng)絡建立或拆除通話話路；●連接DTMF收號器；●發(fā)送公共信道信令；●發(fā)送線路信令和MFC信令；●發(fā)送處理機間通信信息；●發(fā)送計費脈沖等。程控交換軟件技術3.63.6.3程控交換軟件技術1、群處理為提高效率，在軟件設計中盡可能對一群對象同時進行邏輯運算和處理，我們將這種方法稱作群處理。下面我們以用戶線摘掛機掃描為例來說明群處理的基本方法。設處理機的字長為16位，由于每個用戶摘掛機掃描的狀態(tài)只用一個二進制比特就可表示，因此我們每次可以同時對一組16個用戶進行摘掛機檢測。圖3.50是用戶摘掛機掃描的群處理流程。程控交換軟件技術3.6圖3.50用戶摘掛機掃描群處理流程程控交換軟件技術3.6在群處理過程中，設交換機對16個用戶掃描的狀態(tài)數(shù)據(jù)和運算數(shù)據(jù)如圖3.51所示，在群處理的流程中，逐位檢查摘機、掛機用戶，實際上就是逐位檢查相應運算結果哪一位為“1”，16位比特分別對應16個用戶。如對摘機運算結果的檢測，可知用戶8和10摘機；對掛機運算結果的檢測，可知用戶1和15掛機。圖3.51群處理舉例程控交換軟件技術3.62、逐次展開法逐次展開法基于逐次展開分析表，該表為多級檢索表，呈樹型結構，如圖3.52所示。圖3.52逐次展開法程控交換軟件技術3.6每一級表對應一位號碼，即收到第一位號碼，查第1級表，收到第二位號碼，查第2級表等等。表中每個單元由兩部分組成：指示位和地址字段，指示位用以指示地址字段存放的是下一級（位）檢索表首地址，還是結論表首地址。前者表示號首分析還未有結果，還得繼續(xù)收號、分析，后者表示號首分析完成，分析結果可在結論表中查到，它包括呼叫的接續(xù)類型、應收號長和路由等信息，比如我們可以用“0”來表示分析還沒有結論，用“1”來表示分析已有結論。程控交換軟件技術3.6號首分析也可以采用圖3.53所示的方法，即第一級表對應3位號首，大多數(shù)情況下，通過第一級表就可以分析出結果，這時地址字段指向結論表。如果不能分析出結果，則繼續(xù)進行下一級表的分析。我們可以將其看作是逐次展開法的一種變形。圖3.53號首分析的另一種方法程控交換軟件技術3.63、表格驅動表格驅動就是根據(jù)所給參數(shù)查表來啟動程序執(zhí)行的方法，它是程控交換軟件設計中經(jīng)常采用的一種技術，可靈活地實現(xiàn)程序的調(diào)用執(zhí)行。表格驅動技術包括兩部分內(nèi)容：驅動表格和調(diào)度管理程序。我們以周期級程序的調(diào)度為例來說明表格驅動技術。圖3.54是周期級程序調(diào)度的驅動表格結構，它是由時間計數(shù)器、屏蔽表、時間表和程序地址表組成的。程控交換軟件技術3.6圖3.54驅動周期級程序調(diào)度執(zhí)行的表格結構程控交換軟件技術3.6時間表的每一行代表時間，每一列為一個比特，代表一個程序，若在第i行的第j列該比特位的值為“1”，則表示在這個時刻，該程序被調(diào)用；若為“0”，則不被調(diào)用。每次時間中斷到來時，都要對時間計數(shù)器作加“1”操作，時間計數(shù)器的值形成了時間表的行地址。程序地址表保存被調(diào)用程序的入口地址。屏蔽表用于控制在該時刻該程序是否被調(diào)用執(zhí)行，屏蔽表的每一位對應一個程序，如果某一位為“1”則表示該程序可執(zhí)行，否則不執(zhí)行。屏蔽表提供了一種靈活控制程序調(diào)用的機制，這樣就不用頻繁更改時間表了。程控交換軟件技術3.6若時間中斷周期為10ms，則由上述表格結構的設計可知：●撥號脈沖識別程序每隔10ms被調(diào)用執(zhí)行；●按鍵號碼識別程序每隔20ms被調(diào)用執(zhí)行；●位間隔識別程序每隔100ms被調(diào)用執(zhí)行；●用戶線掃描程序每隔100ms被調(diào)用執(zhí)行；●中繼線掃描程序每隔100ms被調(diào)用執(zhí)行。程控交換軟件技術3.6圖3.55基于表格驅動的調(diào)度管理程序流程圖程控交換軟件技術3.64、有限狀態(tài)機的實現(xiàn)呼叫處理過程可以用擴展的有限狀態(tài)機來描述，因而呼叫處理程序的實現(xiàn)，就是實現(xiàn)呼叫處理的有限狀態(tài)機。設計實現(xiàn)有限狀態(tài)機的方法有很多，在這里我們介紹常用的兩種實現(xiàn)方法：二維數(shù)組法和多級表法?；诙S數(shù)組的有限狀態(tài)機的實現(xiàn)如圖3.56所示，二維數(shù)組下標分別由狀態(tài)號和事件號構成，下標（n，m）所對應的數(shù)組元素則是在n狀態(tài)下、接收到m事件時，應進行的下一步工作的執(zhí)行程序入口地址，該程序完成相應的分析、任務執(zhí)行和輸出處理，并躍遷到下一個狀態(tài)。程控交換軟件技術3.6圖3.56基于二維數(shù)組的有限狀態(tài)機的實現(xiàn)程控交換軟件技術3.6基于多級表的有限狀態(tài)機的實現(xiàn)如圖3.57所示，該多級表的第1級為狀態(tài)索引表，通過狀態(tài)號可檢索到該狀態(tài)下可能接收的事件索引表的地址，再由所接收的事件號檢索到在該狀態(tài)下收到該事件完成下一步工作的程序地址，調(diào)用相應程序執(zhí)行，即可完成相應的呼叫處理。程控交換軟件技術3.6圖3.57基于多級表的有限狀態(tài)機的實現(xiàn)程控交換軟件技術3.6通信網(wǎng)的概述本地電話網(wǎng)長途電話網(wǎng)路由及路由選擇電話網(wǎng)編號計劃主要內(nèi)容電話通信網(wǎng)技術發(fā)展迅速。其交換設備目前普遍采用數(shù)字程控交換技術，除了采用電路交換模式之外，也引入了ATM交換模式。其傳輸系統(tǒng)不僅采用數(shù)字傳輸技術，而且逐漸采用現(xiàn)代的傳送網(wǎng)技術，傳輸媒介也從單一的有線電纜，轉為采用有線電纜和光纜以及無線通信手段。用戶終端不僅指單一的終端，還有用戶駐地網(wǎng)，在用戶環(huán)路上，即最后一公里的建設上，接入網(wǎng)技術的發(fā)展和應用如火如荼。智能網(wǎng)能夠向用戶方便、快速地提供各類新型業(yè)務，電話網(wǎng)的交換節(jié)點可改造為智能網(wǎng)中的業(yè)務交換點（SSP），既具有業(yè)務交換功能。電話通信網(wǎng)3.73.7.1

通信網(wǎng)的概念此外，對于電話網(wǎng)的“神經(jīng)系統(tǒng)”——信令系統(tǒng)，逐漸摒棄了原有的隨路信令，而采用公共信道信令——No.7信令，以支持更多業(yè)務和功能，實現(xiàn)大容量信令傳送?，F(xiàn)代電話通信網(wǎng)需要現(xiàn)代化的網(wǎng)絡管理，以保證網(wǎng)絡高效、可靠、經(jīng)濟的運行，從而提供高質量的通信，因而電信管理網(wǎng)（TMN）要實施對電話網(wǎng)的管理。電話通信網(wǎng)傳輸和交換采用同步時分復用方式，因而必須要保證全網(wǎng)的交換設備和傳輸設備工作在同一個時鐘下，數(shù)字同步網(wǎng)可保證電話通信網(wǎng)的時鐘同步。因此，No.7信令網(wǎng)、電信管理網(wǎng)和數(shù)字同步網(wǎng)是現(xiàn)代電話通信網(wǎng)不可缺少的支撐網(wǎng)絡。電話通信網(wǎng)3.7電話通信網(wǎng)是由本地電話網(wǎng)和長途電話網(wǎng)構成的。本地電話網(wǎng)是由一個長途編號區(qū)內(nèi)的若干市話端局和市話匯接局、局間中繼線、長市中繼線、用戶接入設備以及用戶終端設備組成的電話網(wǎng)絡，主要用于完成本地電話通信。長途電話網(wǎng)又可分為國際長途電話網(wǎng)和國內(nèi)長途電話網(wǎng)。國際長途電話網(wǎng)是由分布在全球不同地理位置的國際交換中心以及它們之間的國際長途中繼線路組成，范圍覆蓋全球，負責全球的國際通信。國內(nèi)長途電話網(wǎng)是由各個國家地理范圍內(nèi)的長途匯接局和長途終端局，以及它們之間的國內(nèi)長途中繼線路、國內(nèi)長途交換局到國際長途局的長途中繼線路組成，主要負責國內(nèi)長途通信。電話通信網(wǎng)3.7圖3.58我國電話通信網(wǎng)的結構我國電話通信網(wǎng)采用5級結構，其網(wǎng)絡拓撲為分層的樹形結構。國內(nèi)長途電話網(wǎng)由4個等級的長途交換中心C1、C2、C3、C4和長途中繼線路構成，本地網(wǎng)由長途編號區(qū)內(nèi)的C5交換中心、用戶終端設備、中繼線路構成。電話通信網(wǎng)3.7本地電話網(wǎng)是指在同一個長途編號區(qū)范圍內(nèi)，由若干端局和匯接局、局間中繼線、長市中繼線、用戶接入設備以及用戶終端設備組成的電話網(wǎng)。本地電話網(wǎng)按照所覆蓋區(qū)域的大小和服務區(qū)域內(nèi)人口的多少可分為以下幾類：●特大城市本地電話網(wǎng)（一般為1000萬人口以上）●大城市本地電話網(wǎng)（一般為100萬人口以上）●中等城市本地電話網(wǎng)（一般為30萬~100萬人口之間）●小城市本地電話網(wǎng)（一般為30萬人口以下）●縣本地電話網(wǎng)（縣城及所轄農(nóng)村范圍）電話通信網(wǎng)3.73.7.2

本地電話網(wǎng)1、本地電話網(wǎng)的網(wǎng)絡結構（１）單局制電話網(wǎng)單局制電話網(wǎng)顧名思義就是由一個電話局，即一個交換節(jié)點構成的電話網(wǎng)，其拓撲結構為星型網(wǎng)。其網(wǎng)絡結構如圖3.５９所示。３．５９單局制電話網(wǎng)電話通信網(wǎng)3.7由圖可知，單局制電話網(wǎng)只有一個中心交換局，其覆蓋范圍內(nèi)的所有用戶終端通過用戶線與中心交換局（C5）相連，一些用戶交換機可通過中繼線路與中心交換局相連，中心交換局與長途端局（C4）通過長途中繼線相連，還可通過專線與特服中心，如119、110、120等相連。電話通信網(wǎng)3.7這種網(wǎng)絡組網(wǎng)簡單，覆蓋范圍較小，適用于小城鎮(zhèn)或縣級的電話網(wǎng)；其缺點是網(wǎng)絡的可靠性較差，一旦中心交換局出現(xiàn)故障，全網(wǎng)癱瘓，網(wǎng)內(nèi)任何用戶無法進行電話通信。因此，一般在星型網(wǎng)中設置2個中心局，平時采用負荷分擔方式，當一個交換局出現(xiàn)故障時，另一個可承擔全網(wǎng)的話務處理。其結構如圖3.6０所示。圖3.60雙星型電話網(wǎng)電話通信網(wǎng)3.7（2）多局制電話網(wǎng)多局制電話網(wǎng)是由多個電話局，即多個交換節(jié)點構成的電話網(wǎng)，其拓撲結構為網(wǎng)狀互連結構。其網(wǎng)絡結構如圖3.61所示。圖3.61多局制電話網(wǎng)電話通信網(wǎng)3.7多局制電話網(wǎng)設有多個交換局（C5），這多個交換局之間通過中繼線互連，網(wǎng)絡所覆蓋范圍內(nèi)的用戶終端通過用戶線就近與交換局相連，一些用戶交換機可通過中繼線路就近與交換局相連；多個交換局與長途端局（C4）通過長途中繼線相連，或某個交換局與長途端局（C4）通過長途中繼線相連，其它交換局的長途話務通過該交換局匯接至長途端局；多個交換局與特服中心通過專線相連，或某個交換局與特服中心通過專線相連，其它交換局的特服話務通過該交換局匯接至特服中心。電話通信網(wǎng)3.7多局制電話網(wǎng)覆蓋范圍比單局制電話網(wǎng)要大，適用于中等城市的電話網(wǎng)。與單局制電話網(wǎng)相比，多個交換局有效地分散了話務量，因而對各個交換局的容量可降低要求，用戶線的平均長度縮短，節(jié)省了網(wǎng)絡投資，網(wǎng)絡的可靠性得到提高。在實際構建多局制電話網(wǎng)，即網(wǎng)狀網(wǎng)時，為了減少多個交換局之間的兩兩互連的中繼線數(shù)量，也可以采用部分互連的方式，這樣，當處于兩個不同交換局內(nèi)的用戶要求通話時，若兩個交換局間沒有中繼線路，則需經(jīng)與這兩個中心交換局均相連接的交換局進行匯接，間接建立話路。電話通信網(wǎng)3.7（3）匯接制電話網(wǎng)當一個本地電話網(wǎng)需要覆蓋的范圍較大、用戶數(shù)量較多時，不可能采用單局制，若采用多局制網(wǎng)狀互連，則隨著交換局個數(shù)的增加，局間中繼線劇增，因而提出了分區(qū)匯接的組網(wǎng)方式，建立匯接制電話網(wǎng)。匯接制電話網(wǎng)是將本地電話網(wǎng)分為若干個匯接區(qū)，每個匯接區(qū)設置一個匯接局，