第3章电路交换技术-交换技术课件

1、电路交换机的发展过程及分类电路交换机的发展过程及分类3.1电路交换原理与特点电路交换原理与特点3.2程控数字交换机的硬件结构程控数字交换机的硬件结构3.3程控交换机的软件系统程控交换机的软件系统 3.4程控交换机的指标体系程控交换机的指标体系 3.5 【本章内容简介】【本章内容简介】 电路交换方式是一种面电路交换方式是一种面向连接的技术，向连接的技术，PSTN公用电话交换网公用电话交换网（public switched telephone network)网采用电路交换方式。网采用电路交换方式。 本章系统地介绍电路交换的基本原理和技本章系统地介绍电路交换的基本原理和技术，包括电路交换的概念和特

2、点、电路交换系术，包括电路交换的概念和特点、电路交换系统的基本功能、电路交换机的组成和分类等。统的基本功能、电路交换机的组成和分类等。 同时，重点阐述了电路交换机的硬件同时，重点阐述了电路交换机的硬件结构及其各部分功能。结构及其各部分功能。 介绍了电路交换机的软件系统的组成、介绍了电路交换机的软件系统的组成、要求及其呼叫处理软件，并对电路交换机要求及其呼叫处理软件，并对电路交换机的技术指标进行了分析。的技术指标进行了分析。 【本章重点难点本章重点难点】 重点掌握电路交换重点掌握电路交换机的硬件结构及其各主要部分的作用，以机的硬件结构及其各主要部分的作用，以及电路交换机的软件系统。及电路交换机的

3、软件系统。 难点是用难点是用SDL图描述局内呼叫处理过图描述局内呼叫处理过程。程。3.1.1 电话的产生与电路交换机的电话的产生与电路交换机的演变演变 电路交换的概念始于电话交换。电路交换的概念始于电话交换。1电话的产生电话的产生2电路交换技术的演变电路交换技术的演变 3.1.2 电路交换机的发展过程电路交换机的发展过程1人工交换设备人工交换设备（1）磁石式电路交换机）磁石式电路交换机（2）共电式电路交换机）共电式电路交换机用户号牌用户号牌用户塞孔用户塞孔呼叫塞子呼叫塞子应答塞子应答塞子应答、振铃键应答、振铃键话务员送、受话务员送、受话器塞孔话器塞孔手摇发电机手摇发电机绳路绳路人工交换机人工交

4、换机2机电式自动电路交换机机电式自动电路交换机（1）步进制电路交换机）步进制电路交换机（2）纵横制电路交换机）纵横制电路交换机3电子式自动电路交换机电子式自动电路交换机4程控电路交换机程控电路交换机（1）程控模拟电路交换机）程控模拟电路交换机（2）程控数字电路交换机）程控数字电路交换机电子式自动交换机阶段电子式自动交换机阶段 - 存储存储程程序序控控制。制。 1.空分程控交换机空分程控交换机 1965年，美国年，美国 AT&T 1ESS第一部存储程序第一部存储程序控制的空分交换机。控制的空分交换机。 话路部分：空分网络话路部分：空分网络 小型纵横继电器小型纵横继电器+电子元件电子元件 2.时分

5、模拟程控交换机时分模拟程控交换机 话路部分：话路部分：PAM 3.时分数字程控交换机时分数字程控交换机 话路部分：话路部分：PCM 它是计算机与它是计算机与PCM技术相结合的产物。技术相结合的产物。5综合业务数字交换机综合业务数字交换机6我国程控交换技术我国程控交换技术（1）引进交换机阶段）引进交换机阶段（2）引进程控交换机生产线）引进程控交换机生产线（3）自行研制程控交换机阶段）自行研制程控交换机阶段3.1.3 电路交换机的分类电路交换机的分类1电路交换机的分类电路交换机的分类（1）按交换机的使用分为用户交换机、局）按交换机的使用分为用户交换机、局用交换机、市话交换机、汇接交换机和长用交换机

6、、市话交换机、汇接交换机和长途交换机。途交换机。（2）按交换机的接续方式分为人工接续）按交换机的接续方式分为人工接续交换机和自动接续交换机。交换机和自动接续交换机。（3）按所传送的信号特征分为模拟交换机）按所传送的信号特征分为模拟交换机和数字交换机。和数字交换机。（4）按接续部件（交换网络）分为空分交）按接续部件（交换网络）分为空分交换和时分交换。换和时分交换。（5）按控制电路分为布线逻辑控制（布控）按控制电路分为布线逻辑控制（布控）和存储程序控制（程控）交换机。和存储程序控制（程控）交换机。（6）按构成交换机硬件的器件分为机电制）按构成交换机硬件的器件分为机电制交换机、半电子制交换机和全电子

7、制交换交换机、半电子制交换机和全电子制交换机。机。 电路交换技术的分类如图电路交换技术的分类如图3-1所示。所示。图图3-1 3-1 电路交换技术分类电路交换技术分类2几个概念几个概念（1）布线逻辑控制（）布线逻辑控制（Wired Logic Control，WLC）：就是通过布线方式实现交换机的）：就是通过布线方式实现交换机的逻辑控制功能。逻辑控制功能。 （2）存储程序控制（）存储程序控制（Stored Program Control，SPC）：程控交换就是设计者将）：程控交换就是设计者将用户的信息和交换机的控制，维护管理功用户的信息和交换机的控制，维护管理功能预先编成程序，存储到计算机的存

8、储器能预先编成程序，存储到计算机的存储器内。内。 （3）空间分割方式：是指交换网络的每条）空间分割方式：是指交换网络的每条连接通路各自具有不同的空间位置。连接通路各自具有不同的空间位置。（4）时间分割方式：是指交换网络的每条）时间分割方式：是指交换网络的每条连接通路各自具有不同的时间位置，也就连接通路各自具有不同的时间位置，也就是说，各路话音的传输时间是互相错开的。是说，各路话音的传输时间是互相错开的。简称时分。简称时分。（5）空分交换（）空分交换（Space Division Switching，SDS）：空分交换是一个通过使用在物理）：空分交换是一个通过使用在物理分开的一套矩阵接触或交差点

9、的动作来确分开的一套矩阵接触或交差点的动作来确定传输通道路径的交换。定传输通道路径的交换。 电路交换（电路交换（Circuit Switching），又叫），又叫线路交换。线路交换。 电路交换系统需要为进行通信的终端电路交换系统需要为进行通信的终端之间提供一条专用的信息传输线路（通之间提供一条专用的信息传输线路（通道），这条传输线路可以传送用户信息。道），这条传输线路可以传送用户信息。 该线路既可以是物理路径也可以是逻该线路既可以是物理路径也可以是逻辑路径；既可以是永久连接也可以是临时辑路径；既可以是永久连接也可以是临时连接。连接。 它是一种直接的交换方式。它是一种直接的交换方式。3.2.1

10、电路交换的基本原理电路交换的基本原理1电路交换基本原理电路交换基本原理图图3-2 3-2 电路交换基本原理电路交换基本原理2电路交换的电路交换的3个基本要素个基本要素（1）终端设备）终端设备（2）传输系统）传输系统（3）交换机）交换机3电路交换机的基本呼叫任务与结构电路交换机的基本呼叫任务与结构（1）电路交换机的基本任务）电路交换机的基本任务图图3-3 3-3 交换机的交换机的4 4种基本呼叫任务种基本呼叫任务（2）电路交换机的基本结构）电路交换机的基本结构 电路交换机的基本结构由两大部分构电路交换机的基本结构由两大部分构成：话路系统和控制系统，如图成：话路系统和控制系统，如图3-4所示。所示

11、。图图3-4 3-4 电路交换机的基本结构电路交换机的基本结构3.2.2 电路交换系统的基本功能电路交换系统的基本功能1电路交换一次成功的呼叫接续过电路交换一次成功的呼叫接续过程程图图3-5 3-5 一次正常的电路交换过程一次正常的电路交换过程（1）连接建立）连接建立（2）消息传输）消息传输（3）话终释放）话终释放2电路交换在呼叫处理方面的要求电路交换在呼叫处理方面的要求 从上面电路交换过程的从上面电路交换过程的3个阶段可以看个阶段可以看出，电路交换机在呼叫处理方面有出，电路交换机在呼叫处理方面有5个基本个基本要求。要求。（1）电路交换机能随时发现用户呼叫的到）电路交换机能随时发现用户呼叫的到

12、来。来。（2）电路交换机能接收并保存主叫用户发）电路交换机能接收并保存主叫用户发送的被叫用户地址。送的被叫用户地址。（3）电路交换机能根据主叫用户提供的地）电路交换机能根据主叫用户提供的地址，检测被叫用户的忙闲以及网络是否存址，检测被叫用户的忙闲以及网络是否存在空闲通路。在空闲通路。（4）电路交换机能向空闲的被叫用户振铃，）电路交换机能向空闲的被叫用户振铃，并在被叫应答时建立主、被叫之间的通话并在被叫应答时建立主、被叫之间的通话电路。电路。（5）电路交换机能随时发现任何一方用户）电路交换机能随时发现任何一方用户的挂机，然后将连接的线路拆除。的挂机，然后将连接的线路拆除。3电路交换系统的基本功能

13、电路交换系统的基本功能（1）连接功能）连接功能（2）信令功能）信令功能（3）终端接口功能）终端接口功能（4）控制功能）控制功能在呼叫建立的过程中，要求交在呼叫建立的过程中，要求交换设备能随时发现呼叫的到来换设备能随时发现呼叫的到来和结束，能向主、被叫发送各和结束，能向主、被叫发送各种用于控制接续的可闻信号音，种用于控制接续的可闻信号音，能接收并保存主叫发送的被叫能接收并保存主叫发送的被叫号码号码控制功能是为了检测是否存在空闲通控制功能是为了检测是否存在空闲通路以及被叫的忙闲情况，控制各电路路以及被叫的忙闲情况，控制各电路完成接续，连接功能和信令功能都是完成接续，连接功能和信令功能都是按照接收控

14、制功能的指令而工作的。按照接收控制功能的指令而工作的。控制功能可以分为低层控制和高层控控制功能可以分为低层控制和高层控制。低层控制包括扫描和驱动。制。低层控制包括扫描和驱动。3.2.3 电路交换技术的特点电路交换技术的特点1电路交换技术的优点电路交换技术的优点（1）电路交换是面向连接的技术。）电路交换是面向连接的技术。（2）电路交换是一种实时交换，适用于对）电路交换是一种实时交换，适用于对实时性要求高的通信业务，信息的传输时实时性要求高的通信业务，信息的传输时延小，对一次接续而言，传输时延几乎固延小，对一次接续而言，传输时延几乎固定不变。定不变。（3）电路交换采用静态复用、固定（预分）电路交换

15、采用静态复用、固定（预分配）分配带宽技术，进行信息传输和交换。配）分配带宽技术，进行信息传输和交换。（4）交换机对用户的信息不存储、分析和）交换机对用户的信息不存储、分析和处理，信息在终端之间处理，信息在终端之间“透明透明”传输，交传输，交换机在处理方面的开销比较小，信息的传换机在处理方面的开销比较小，信息的传输效率比较高。输效率比较高。（5）网络在传送信息期间，没有任何差错）网络在传送信息期间，没有任何差错控制措施，控制简单，但不利于可靠性要控制措施，控制简单，但不利于可靠性要求高的数据业务传送。求高的数据业务传送。（6）信息的编码方法和信息格式由通信双）信息的编码方法和信息格式由通信双方协

16、商，不受网络限制。方协商，不受网络限制。2电路交换技术的缺点电路交换技术的缺点（1）不适合波动性大的业务。）不适合波动性大的业务。（2）资源独占，电路利用率低。）资源独占，电路利用率低。（3）不同终端之间不能互通。）不同终端之间不能互通。（4）可能存在呼损。）可能存在呼损。 典型的电路交换系统是电话交换系统。典型的电路交换系统是电话交换系统。 本节以程控数字交换机为例，讲述电本节以程控数字交换机为例，讲述电路交换机的硬件结构。路交换机的硬件结构。3.3.1 程控数字交换机的基本结构程控数字交换机的基本结构 程控数字交换机的基本结构分为控制程控数字交换机的基本结构分为控制子系统和话路子系统，话路

17、子系统由交换子系统和话路子系统，话路子系统由交换网络和接口电路组成，如图网络和接口电路组成，如图3-6所示。所示。 话路子系统主要由交换网络和接口电话路子系统主要由交换网络和接口电路组成。路组成。 图图3-6 3-6 程控数字交换机基本结构程控数字交换机基本结构 控制子系统由处理机、存储器、和输控制子系统由处理机、存储器、和输入入/输出（输出（I/O）设备构成。）设备构成。 处理机执行交换机软件程序，指挥硬处理机执行交换机软件程序，指挥硬件、软件协调动作；存储器用来存储软件件、软件协调动作；存储器用来存储软件程序和有关数据。程序和有关数据。 控制子系统的主要作用实现交换机的控制子系统的主要作用

18、实现交换机的控制功能。控制功能。 3.3.2 程控数字交换机硬件功能结构程控数字交换机硬件功能结构 程控数字交换机的硬件功能结构如图程控数字交换机的硬件功能结构如图3-7所示。所示。图图3-7 3-7 程控数字交换机的硬件功能结构程控数字交换机的硬件功能结构 话路子系统包括用户级、远端用户级、话路子系统包括用户级、远端用户级、选组级（交换网络）、各种中继接口以及选组级（交换网络）、各种中继接口以及信令设备等部件。信令设备等部件。1用户级用户级（1）信号提取和插入电路）信号提取和插入电路（2）网络接口）网络接口（3）扫描存储）扫描存储（4）分配存储器）分配存储器（5）用户集线器）用户集线器（6）

19、用户电路）用户电路 BORSCHT的含义如下。的含义如下。B（Battery feed）：馈电。）：馈电。O（Over-voltage）：过压保护）：过压保护R（Ring）：振铃）：振铃S（Supervision）：监视）：监视C（Codec）：编译码）：编译码H（Hybrid）：混合电路）：混合电路T（Test）：测试。）：测试。图图3-8 3-8 实现实现BORSCHTBORSCHT的用户电路的用户电路图图3-9 3-9 数字用户接口的基本功能数字用户接口的基本功能收发器的主要作用是实现数收发器的主要作用是实现数字信号的双向传输：空分，字信号的双向传输：空分，频分，时分，回波抵消频分，时分

20、，回波抵消图图3-10 3-10 收发器的原理框图收发器的原理框图2远端用户远端用户 远端用户级也称远端用户模块。远端用户级也称远端用户模块。 是指装在距离电话局较远的用户集中是指装在距离电话局较远的用户集中分布点上的话路设备，其基本功能与局内分布点上的话路设备，其基本功能与局内用户级相似，也包括用户电路和用户集线用户级相似，也包括用户电路和用户集线器，如图器，如图3-7中虚线框所示。中虚线框所示。 3选组级（交换网络）选组级（交换网络） 选组级一般称为数字交换网络，它是选组级一般称为数字交换网络，它是话路部分的核心设备，交换机的交换功能话路部分的核心设备，交换机的交换功能主要是通过它来实现的

21、。主要是通过它来实现的。 图图3-11 3-11 数字交换机的交换过程数字交换机的交换过程4中继接口中继接口 在交换网络与局间中继线之间，必须在交换网络与局间中继线之间，必须有中继接口配合工作。有中继接口配合工作。 根据中继线的类型，中继接口有模拟根据中继线的类型，中继接口有模拟中继接口与数字中继接口，分别称为模拟中继接口与数字中继接口，分别称为模拟中继器和数字中继器。中继器和数字中继器。（1）模拟中继接口（）模拟中继接口（Analog Trunk，AT）（2）数字中继接口（）数字中继接口（Digital Trunk，DT）图图3-12 3-12 数字中继原理图数字中继原理图 如果交换局间的传

22、输采用同步数字序如果交换局间的传输采用同步数字序列（列（Synchronous Digital Hierarchy，SDH），则可以将交换机多个中继输出信），则可以将交换机多个中继输出信号装入到号装入到SDH端机的不同容器中，再复接端机的不同容器中，再复接成成STM-1（155Mbit/s）或）或STM-4（622Mbit/s）的）的SDH帧信号传送。帧信号传送。5信令设备信令设备 信令设备包括各种音信号（拨号音、信令设备包括各种音信号（拨号音、忙音、回铃音等）发生器、双音多频信号忙音、回铃音等）发生器、双音多频信号接收器、多频信号发送和接收器。接收器、多频信号发送和接收器。 铃流发生器单独设

23、置，通常放在用户铃流发生器单独设置，通常放在用户模块中。模块中。 控制子系统是程控交换机的控制子系统是程控交换机的“大脑大脑”，它在呼叫接续的运行过程中担负着监视、它在呼叫接续的运行过程中担负着监视、分析、调度、处理业务等任务。分析、调度、处理业务等任务。1对控制系统的要求对控制系统的要求（1）呼叫处理能力强）呼叫处理能力强（2）可靠性高）可靠性高（3）灵活性和适用性强）灵活性和适用性强（4）经济性好）经济性好最大忙时试呼次数BHCA2控制系统的控制方式控制系统的控制方式 控制系统的主要设备是处理机。控制系统的主要设备是处理机。 处理机的数量和分工有各种配置方式，处理机的数量和分工有各种配置方

24、式，但归纳起来大致分为两种：集中控制方式但归纳起来大致分为两种：集中控制方式和分散控制方式。和分散控制方式。（1）集中控制方式）集中控制方式图图3-13 3-13 集中控制配置方式集中控制配置方式（2）分散控制方式）分散控制方式图图3-15 3-15 三级控制系统三级控制系统3冗余配置方式冗余配置方式 为了提高控制系统的可靠性，处理机为了提高控制系统的可靠性，处理机需要进行冗余配置，即备用配置。需要进行冗余配置，即备用配置。 冗余配置方式有如下冗余配置方式有如下4种。种。（1）微同步方式（同步双工方式）微同步方式（同步双工方式）图图3-16 3-16 微同步工作方式微同步工作方式 （2）负荷分

25、担（话务分担）方式）负荷分担（话务分担）方式 图图3-17 3-17 负荷分担方式负荷分担方式 （3）主）主/备用方式备用方式 图图3-18 3-18 双机主双机主/ /备用配置方式备用配置方式（4）N+1方式方式 在单级多机系统中，有时采用在单级多机系统中，有时采用N+1配配置方式，即其中一台处理机专作备用机，置方式，即其中一台处理机专作备用机，平时不工作，在平时不工作，在N台工作机中的任一台出台工作机中的任一台出现故障时，备用机立即替代之。现故障时，备用机立即替代之。4处理机间的通信方式处理机间的通信方式 在多处理机系统中，不同处理机之间在多处理机系统中，不同处理机之间要相互沟通（通信）、

26、共同配合，以控制要相互沟通（通信）、共同配合，以控制呼叫接续。呼叫接续。 由于程控数字交换机设有远端用户模由于程控数字交换机设有远端用户模块，因此，处理机间通信有时也要考虑较块，因此，处理机间通信有时也要考虑较远距离的通信。远距离的通信。 处理机间的通信方式和交换机控制系处理机间的通信方式和交换机控制系统的结构有紧密联系。统的结构有紧密联系。 目前采用的通信方式很多，这里仅介目前采用的通信方式很多，这里仅介绍几种常见方式。绍几种常见方式。（1）通过）通过PCM信道进行通信信道进行通信（2）采用计算机网常用的通信方式）采用计算机网常用的通信方式3.4.1 程控软件的组成和要求程控软件的组成和要求

27、 现代程控交换技术是通信技术和计算现代程控交换技术是通信技术和计算机技术相结合的产物。机技术相结合的产物。 程控数字交换机是当今电路交换的核程控数字交换机是当今电路交换的核心设备，它由硬件系统和软件系统两大部心设备，它由硬件系统和软件系统两大部分组成。分组成。 处理机中程序的运行控制整个话路部处理机中程序的运行控制整个话路部分的接续任务。分的接续任务。 因此，软件在交换机中具有极其重要因此，软件在交换机中具有极其重要的作用。的作用。 程控交换软件是指完成交换设备各项程控交换软件是指完成交换设备各项功能而运行于处理机中的程序和数据的集功能而运行于处理机中的程序和数据的集合。合。 随着微电子技术和

28、专用芯片技术的发随着微电子技术和专用芯片技术的发展，使得硬件成本不断下降，而交换设备展，使得硬件成本不断下降，而交换设备容量的增加和新业务功能的增多，使得软容量的增加和新业务功能的增多，使得软件的作用越来越大。件的作用越来越大。1程控交换机的软件结构程控交换机的软件结构 程控交换机的软件分为运行程序（联程控交换机的软件分为运行程序（联机程序）和支援程序（脱机程序）两大部机程序）和支援程序（脱机程序）两大部分。分。 图图3-19 3-19 程控交换机的软件结构程控交换机的软件结构 （1）运行程序）运行程序（2）支援程序）支援程序2程控交换运行程序的要求程控交换运行程序的要求（1）实时性）实时性(

29、最大的实时计算机控制最大的实时计算机控制系统，软件由大量技术人员合作完系统，软件由大量技术人员合作完成）成）（2）多道程序运行）多道程序运行（3）不间断性）不间断性（4）通用性能好，可扩展性强）通用性能好，可扩展性强 例如：一个一万门的交换机，忙时同时有1200-2000个用户正在通话3.4.2 呼叫处理程序呼叫处理程序1呼叫处理过程呼叫处理过程 大家经常使用电话进行话音交流，我大家经常使用电话进行话音交流，我们知道呼叫处理过程非常复杂，为了便于们知道呼叫处理过程非常复杂，为了便于理解呼叫处理过程，我们以一次成功的呼理解呼叫处理过程，我们以一次成功的呼叫过程为例来描述呼叫处理过程。叫过程为例来

30、描述呼叫处理过程。（1）主叫摘机到交换机送拨号音）主叫摘机到交换机送拨号音（2）收号和号码分析）收号和号码分析（3）来话分析至向被叫振铃）来话分析至向被叫振铃（4）被叫应答双方通话）被叫应答双方通话（5）话终释放）话终释放2用用SDL图描述呼叫处理过程图描述呼叫处理过程（1）稳定状态和状态转移）稳定状态和状态转移（2）呼叫处理过程的特点）呼叫处理过程的特点 在呼叫处理程序中，呼叫状态的在呼叫处理程序中，呼叫状态的有限有限性性以及在相同条件下状态转移的以及在相同条件下状态转移的唯一性唯一性，是呼叫处理过程的两个主要特点。是呼叫处理过程的两个主要特点。 正是由于呼叫状态的有限性，故而把正是由于呼叫

31、状态的有限性，故而把呼叫处理软件也称为呼叫处理软件也称为有限状态软件有限状态软件。（3）SDL图特征图特征 SDL图是图是SDL语言中的一种图形表示语言中的一种图形表示法。法。 它用有限图形状态表示事件发展的动它用有限图形状态表示事件发展的动态过程，其动态特征是态过程，其动态特征是一个激励一个激励响应响应过程。过程。 （4）SDL常用符号常用符号图图3-20 SDL3-20 SDL图常用符号图常用符号（5）用）用SDL语言描述呼叫处理过程语言描述呼叫处理过程 用用SDL语言描述呼叫处理过程如图语言描述呼叫处理过程如图3-21所示。所示。 图图3-21 3-21 局内呼叫局内呼叫SDLSDL进程

32、图进程图3呼叫处理程序的内容呼叫处理程序的内容 呼叫处理程序包括呼叫处理程序包括用户扫描用户扫描、信令扫信令扫描描、数字分析数字分析、路由选择路由选择、通路选择通路选择、输输出驱动出驱动等功能块，这些功能块我们可将其等功能块，这些功能块我们可将其归纳为归纳为输入处理、内部处理和输出处理输入处理、内部处理和输出处理3种种类型。类型。 呼叫处理程序可以看成是输入处理、呼叫处理程序可以看成是输入处理、内部处理和输出处理的不断循环的过程。内部处理和输出处理的不断循环的过程。4呼叫处理程序的组成和结构呼叫处理程序的组成和结构（1）呼叫处理程序的组成）呼叫处理程序的组成（2）呼叫处理程序的结构）呼叫处理程

33、序的结构 呼叫处理过程可以看成是输入处理、呼叫处理过程可以看成是输入处理、内部处理和输出处理的不断循环。内部处理和输出处理的不断循环。 图图3-22 3-22 状态转移与程序关系状态转移与程序关系 控制状态转移的程序叫做任务执行程控制状态转移的程序叫做任务执行程序，在任务执行中，把与硬件动作有关的序，在任务执行中，把与硬件动作有关的程序，从任务执行中分离出来，作为独立程序，从任务执行中分离出来，作为独立的输出程序。的输出程序。 从任务执行中分离出输出程序的原因从任务执行中分离出输出程序的原因是为了控制话路系统的动作与软件的动作是为了控制话路系统的动作与软件的动作同步。同步。 因为硬件动作滞后于

34、软件动作，为了因为硬件动作滞后于软件动作，为了使硬件动作和软件动作配合工作，任务执使硬件动作和软件动作配合工作，任务执行又分为前后两部分，分别叫做行又分为前后两部分，分别叫做“始始”和和“终终”，在任务的执行过程中间夹着输出，在任务的执行过程中间夹着输出处理。处理。5呼叫处理技术实现呼叫处理技术实现（1）用户摘挂机识别）用户摘挂机识别图图3-23 3-23 用户摘挂机识别用户摘挂机识别（2）DTMF收号识别收号识别 图图3-24 DTMF3-24 DTMF话机按键和相应频率的关系话机按键和相应频率的关系 图图3-25 DTMF3-25 DTMF收号器的基本原理收号器的基本原理（3）数字分析）数

35、字分析图图3-26 3-26 号码翻译表和数字分析举例号码翻译表和数字分析举例 （4）路由选择）路由选择图图3-27 3-27 路由表路由表（5）通路选择）通路选择 以以TST三级交换网络为例，如图三级交换网络为例，如图2-8所所示，任何一对入、出线之间都存在示，任何一对入、出线之间都存在32条内条内部链路。部链路。 为了实现交换，这为了实现交换，这32条链路中至少应条链路中至少应有一条空闲，即组成该链路的有一条空闲，即组成该链路的12级链路级链路和和23级间链路必须同时空闲。级间链路必须同时空闲。 控制系统在通路选择时，首先调出对控制系统在通路选择时，首先调出对应入线的第一级链路的忙闲状态，

36、再调出应入线的第一级链路的忙闲状态，再调出对应出线的第二级链路的忙闲状态，通过对应出线的第二级链路的忙闲状态，通过运算找出可以使用的空闲内部链路。运算找出可以使用的空闲内部链路。 运算过程如下，其中运算过程如下，其中“0”表示链路忙，表示链路忙，“1”表示链路闲。表示链路闲。 图图2-8 TST2-8 TST交换网络交换网络第一级链路的忙闲状态：第一级链路的忙闲状态：1101001110100100110110111100010 第二级链路的忙闲状态：第二级链路的忙闲状态：0101010100011110000001111100100 与运算结果：与运算结果： 0101000100000100

37、0000001111000000 3.4.3 程序执行管理程序执行管理 由于程控数字交换机随时要面对成千由于程控数字交换机随时要面对成千上万的呼叫任务，而这些呼叫任务的发生上万的呼叫任务，而这些呼叫任务的发生又是随机的，加之呼叫处理过程较为复杂，又是随机的，加之呼叫处理过程较为复杂，这样，就使得程控数字交换机程序种类较这样，就使得程控数字交换机程序种类较多。多。 我们从呼叫处理过程可以看出，交换我们从呼叫处理过程可以看出，交换机执行的各种程序中，有些实时性强，交机执行的各种程序中，有些实时性强，交换机必须立即执行，而有些程序可以稍加换机必须立即执行，而有些程序可以稍加延迟。延迟。 为了使整个系

38、统有条不紊地工作，就为了使整个系统有条不紊地工作，就必须预先安排好各种程序的执行计划，在必须预先安排好各种程序的执行计划，在一定的时刻，选择执行最合适的处理任务。一定的时刻，选择执行最合适的处理任务。 这种依照轻重缓急制定程序执行计划，这种依照轻重缓急制定程序执行计划，对应用程序执行有效管理就是程序的执行对应用程序执行有效管理就是程序的执行管理，它属于操作系统的功能。管理，它属于操作系统的功能。1程序的执行级别程序的执行级别（1）故障级程序）故障级程序（2）时钟级程序）时钟级程序（3）基本级程序）基本级程序2程序执行原则程序执行原则 故障级和时钟级都是在中断中执行的，故障级和时钟级都是在中断中

39、执行的，但故障的发生是随机的，故在交换机正常但故障的发生是随机的，故在交换机正常运行时，只有时钟级和基本级程序的交替运行时，只有时钟级和基本级程序的交替执行。执行。 当时钟中断到来时，就执行时钟级程当时钟中断到来时，就执行时钟级程序，时钟级程序执行完毕后，才转入基本序，时钟级程序执行完毕后，才转入基本级程序，如图级程序，如图3-28所示。所示。图图3-28 3-28 时钟级与基本级的执行时钟级与基本级的执行等等 级级执执 行行 内内 容容故障级故障级FHFH级级紧急处理程序加载并执行紧急处理程序加载并执行FMFM级级执行识别处理机故障程序，然后运行系统再启动处理程执行识别处理机故障程序，然后运

40、行系统再启动处理程序序FLFL级级执行识别话路系统和输入执行识别话路系统和输入/ /输出系统有故障的设备程序输出系统有故障的设备程序时钟级时钟级H H级级执行实时性要求高的各类时钟级程序执行实时性要求高的各类时钟级程序L L级级执行实时性要求稍次的各类时钟级程序执行实时性要求稍次的各类时钟级程序基本级基本级BQ1BQ1执行内部处理程序高级执行内部处理程序高级BQ2BQ2执行内部处理程序低级执行内部处理程序低级BQ3BQ3执行维护和管理程序执行维护和管理程序表表3-1 3-1 程序执行等级划分举例程序执行等级划分举例3时钟级程序的调度时钟级程序的调度图图3-29 3-29 程序执行的顺序程序执行

41、的顺序 （1）时间表的结构）时间表的结构 如图如图3-30所示，是时间表的结构。所示，是时间表的结构。 它由时间计数器（它由时间计数器（HTMR）、有效指）、有效指示器（示器（HACT）、时间表（）、时间表（HTBL）和转）和转移表（移表（HJUMP）4部分组成。部分组成。图图3-30 3-30 时间表的结构时间表的结构时间表的单元数时间表的单元数等于各程序执行等于各程序执行周期与最短程序周期与最短程序周期之比的最小周期之比的最小公倍数；而时间公倍数；而时间表的列数等于处表的列数等于处理机的字长理机的字长时间计数器（时间计数器（4ms)T0T1T2T3T4T5T6T7T8T23任务地址表任务地

42、址表B程序程序A程序程序C程序程序D程序程序E程序程序0123151111111111111111110000100010001000000001010110000000001有效指示器有效指示器时间表时间表对应于任务对应于任务012315作业作业 3-15时间计数器（时间计数器（8ms)T0T1T2T3T4T5T6T7T8T12任务地址表任务地址表B程序程序A程序程序D程序程序E程序程序C程序程序0123151111111111111111110000100100100100010001010110000000001有效指示器有效指示器时间表时间表对应于任务对应于任务012315（2）时间表

43、的工作过程）时间表的工作过程 首先从时间计数器中取值，每次时钟首先从时间计数器中取值，每次时钟中断到来时，时间计数器加中断到来时，时间计数器加1。 以时间计数器的值为指针，依次读取以时间计数器的值为指针，依次读取时间表的相应单元，将该单元的内容与时间表的相应单元，将该单元的内容与HACT的内容相的内容相“与与”，再进行寻，再进行寻“1”操操作。作。 寻到寻到“1”，则转向该位对应的程序的，则转向该位对应的程序的入口地址，执行该程序，执行完毕返回时入口地址，执行该程序，执行完毕返回时间表，再执行其他为间表，再执行其他为“1”的相应程序。的相应程序。 如不为如不为“1”，则不执行。当所有单元，则不

44、执行。当所有单元寻寻“1”完毕，则转向低一级的程序。完毕，则转向低一级的程序。 在最后一个单元的最后一位上，将时在最后一个单元的最后一位上，将时间计数器清零，以便在下一周期重新开始。间计数器清零，以便在下一周期重新开始。例题：在采用时间表调度周期级程序时，设时间表共有例题：在采用时间表调度周期级程序时，设时间表共有24行、行、9例，例，则周期程序最多有（则周期程序最多有（ D ）种。）种。A、16 B、9 C、3 D、84基本级程序的调度基本级程序的调度 基本级中一部分程序具有周期性，可基本级中一部分程序具有周期性，可用时间表调度执行。用时间表调度执行。 而基本级中大部分处理任务没有周期而基本

45、级中大部分处理任务没有周期性。性。图图3-31 3-31 队列法调度基本级任务流程图队列法调度基本级任务流程图 3.4.4 程序设计语言程序设计语言1ITU-T建议程控交换机使用的建议程控交换机使用的3种语言种语言（1）SDL语言语言 规范与描述语言（规范与描述语言（Specification and Description Language，SDL），是一种描），是一种描述功能和规格的语言。述功能和规格的语言。 它是一种图形语言，以简单明了的图它是一种图形语言，以简单明了的图形形式对系统的功能和状态进行分块，并形形式对系统的功能和状态进行分块，并对每块的各个进程以及进程的动作过程和对每块的各

46、个进程以及进程的动作过程和状态的变化进行了具体的描述。状态的变化进行了具体的描述。（2）CHILL语言语言 CCITT高级语言（高级语言（CCITT High Level Language，CHILL）属于高级编程语言，）属于高级编程语言，它是它是1980年年11月月CCITT正式建议在程控交正式建议在程控交换系统中用于软件设计的高级语言。换系统中用于软件设计的高级语言。 CHILL语言包括语言包括“数据语句数据语句”、“操操作语句作语句”和和“结构语句结构语句”3个基本部分。个基本部分。 数据语句部分：包括数据定义语句和数数据语句部分：包括数据定义语句和数据说明语句，描述程序中的数据。据说明

47、语句，描述程序中的数据。 操作语句部分：包括对数据的各种运算操作语句部分：包括对数据的各种运算以及进行各种运算的一些控制命令。以及进行各种运算的一些控制命令。 结构语句部分：包括描述程序的结构，结构语句部分：包括描述程序的结构，以及说明程序的生存周期和使用范围。生以及说明程序的生存周期和使用范围。生存周期指该程序什么时候开始，什么时候存周期指该程序什么时候开始，什么时候结束；使用范围指程序中一个名称（定义）结束；使用范围指程序中一个名称（定义）在什么范围内是有效的。在什么范围内是有效的。（3）MML语言语言 人机语言（人机语言（Man Machine Language，MML）是一种人机通信语

48、言，主要用于操）是一种人机通信语言，主要用于操作维护人员和交换机之间的通信，以供维作维护人员和交换机之间的通信，以供维护人员输入运行维护（护人员输入运行维护（OAM）指令。）指令。 由由MML语言编写的指令仅仅只是描述语言编写的指令仅仅只是描述了这一条指令的功能，各条指令之间没有了这一条指令的功能，各条指令之间没有任何联系。任何联系。 而且，该语言本身只是按照所执行的而且，该语言本身只是按照所执行的功能来确定，与交换机的专门知识没有太功能来确定，与交换机的专门知识没有太多的联系，语句非常接近自然语言，语法多的联系，语句非常接近自然语言，语法的规则也非常简单，易于学习使用。的规则也非常简单，易于

49、学习使用。2软件生存周期各阶段使用的语言软件生存周期各阶段使用的语言图图3-32 3-32 三种语言的不同使用阶段示意图三种语言的不同使用阶段示意图（1）系统设计阶段采用）系统设计阶段采用SDL语言。它用来语言。它用来说明对整个程控交换机的各种功能要求及说明对整个程控交换机的各种功能要求及技术规范，并描述功能和状态的变化情况。技术规范，并描述功能和状态的变化情况。（2）软件设计阶段主要还是采用）软件设计阶段主要还是采用SDL语言，语言，但同时要考虑逐步转变为但同时要考虑逐步转变为CHILL语言。语言。 软件设计阶段主要任务是进行软件设软件设计阶段主要任务是进行软件设计。计。 包括软件分级、分块

50、、画软件框图等。包括软件分级、分块、画软件框图等。（3）程序编制阶段采用）程序编制阶段采用CHILL语言进行语言进行程序设计，程序设计，CHILL语言是高编程语言，编语言是高编程语言，编好程序后要进行调试、检验其正确性。好程序后要进行调试、检验其正确性。（4）软件测试阶段采用）软件测试阶段采用MML语言进行数语言进行数据修改。在调试期间要进行数据修改而且据修改。在调试期间要进行数据修改而且还要进行人机通信，因此要采用还要进行人机通信，因此要采用MML语言。语言。（5）管理与维护阶段要牵涉到）管理与维护阶段要牵涉到SDL、CHILL以及以及MML3种语言。种语言。 因为软件在运行中可能会发现不合

51、理因为软件在运行中可能会发现不合理处，甚至有软件错误，于是要进行软件维处，甚至有软件错误，于是要进行软件维护，即对某些软件进行修改、补充等工作。护，即对某些软件进行修改、补充等工作。 3其他用于程控交换机程序设计语言其他用于程控交换机程序设计语言（1）汇编语言）汇编语言（2）高级语言）高级语言3.5.1 性能指标性能指标 性能指标是评价程控交换机处理能力性能指标是评价程控交换机处理能力和交换能力的指标，可以反映程控交换机和交换能力的指标，可以反映程控交换机所具备的技术水平。所具备的技术水平。1程控交换机的话务能力程控交换机的话务能力 程控交换机的话务能力由一般话务量程控交换机的话务能力由一般话

52、务量（交换网络的负荷）和（交换网络的负荷）和BHCA（Busy Call Attempts）两个参数决定。）两个参数决定。 程控交换机的程控交换机的BHCA值必须有足够的值必须有足够的精确度，否则会导致使用中服务质量的严精确度，否则会导致使用中服务质量的严重下降。重下降。 通常用一个线形模型来估算处理机的通常用一个线形模型来估算处理机的时间开销时间开销t： t = a+bN 交换网络的负荷就是交换网络可以同交换网络的负荷就是交换网络可以同时占用的路由数，用厄朗数表示；时占用的路由数，用厄朗数表示；BHCA即忙时试呼次数，它是单位时间控制设备即忙时试呼次数，它是单位时间控制设备能处理的呼叫次数。能处理的呼叫次数。（1）话务负载能力）话务负载能力 话务负载能力是指在一定的呼损率下，话务负载能力是指在一定的呼损率下，交换系统在忙时可以承担的话务量。交换系统在忙时可以承担的