第三章程控电话通信网

电话通信的基本原理电话交换技术的发展程控数字交换机的系统结构接口电路交换网络-话路建立控制系统程控交换软件系统呼叫处理的基本原理交换技术基础电话通信网第三章程控数字交换与电话通信网1.1电话机的发明1876年6月2日贝尔和沃森发明了电话（原始的电磁式电话）↓1877年爱迪生发明了碳精式送话器+手柄+呼叫设备（电铃）+手摇发电机+干电池（磁石式电话机）↓1882年出现了共电式电话机（没有手摇发电机和干电池，通话所用电源由交换机供给）↓1.电话通信的基本原理↓1896年美国人爱立克森发明了旋转式电话拨号盘1920年美国人坎贝尔发明了消侧音电路（自动电话机-拨号盘电话机）↓60年代电子学飞速发展、70年代大规模集成电路出现(电子电话机-按键式电话机)↓80年代随着N-ISDN的应用出现了数字电话机1.1电话机的发明送话器受话器原始话音还原话音二-四转换消侧音电路电话机原始话音还原话音1.2电话机的构成及通话原理受话器：将相应的电信号还原为声音的转换器。送话器：将声音变换为相应电信号的转换器。旋转式拨号盘（三个参数）：

脉冲速度：表示拨号盘每秒钟发生的脉冲个数。普通：10/s快速：20/s

脉冲断续比：在一个脉冲周期里，断开电流的时间和接通电流的时间之比。

t断/t续=1.6:1或2:1

位间隔：≥300ms按键式拨号盘：与拨号集成电路配合发出脉冲或双音频(DTMF)信令。振铃器：交铃流、音调振铃器开关、叉簧：接插件，二、四线绳697Hz770Hz852Hz941Hz1209Hz1336Hz1477Hz1633Hz高频低频12457*80369ABCD#扬声电话机免提电话机无绳电话机录音电话机可视电话机投币电话机磁卡电话机1.3电话机的分类

人工交换阶段：

磁石式电话交换机共电式电话交换机机电式自动交换阶段：

步进制交换机（StepbyStepSystem）：史端乔（Strowger）式自动电话交换机德国西门子式自动交换机

特点：直接控制方式电话交换技术发展的三个阶段2.电话交换技术的发展机动制交换机：旋转制或升降制电话交换机

特点：间接控制方式共同特点：噪声大易磨损维护工作量大接线速度慢故障率高电路技术简单人员培训容易

纵横制交换机（CrossbarSystem）：

特点：间接控制方式接线器接点采用压接触方式电子式自动交换阶段：半电子交换机（准电子交换机）：话路部分采用机械接点，控制部分采用电子器件。全电子交换机：话路部分和控制部分均采用电子器件。模拟程控交换机：1965年5月美国开通了第一个程控交换机（ESSNo.1）。数字程控交换机：1970年法国开通了第一个数字程控交换机（E10）。几个概念：程控与布控、时分与空分、模拟与数字在技术上的：能提供许多新的服务性能维护管理方便、可靠性高灵活性大、便于采用新技术和增加新业务在经济上的：在交换设备上在线路设备上在维护和生产方面程控交换机的优越性缩位拨号热线服务呼出限制免打扰服务查找恶意呼叫闹钟服务截接服务缺席用户服务补充业务遇忙回叫无条件呼叫前转遇忙呼叫前转无应答呼叫前转呼叫等待三方通话会议电视主叫号码显示等

引进交换机

AXE10，FETEX-150，E10B，5ESS、NEAX61、EWSD引进生产线上海：S1240，北京：EWSD，天津：NEAX61

自行研制巨龙HJD-04，大唐SP30，华为C&C08，中兴ZXJ10

我国程控交换技术的发展数字交换机的系统结构3.程控数字交换机的系统结构数字程控电话交换系统话路子系统控制子系统接口设备交换网络CPU与存储器远端接口外部设备模拟/数字用户电路数字/模拟中继器信令设备MFC接收和发送器DTMF接收器信号音发生器用户集中级接口设备：是实现数字交换系统和外围环境的接口。远端接口：是到集中维护操作中心、网管中心、计费中心等的数据传送接口。用户集中级：完成话务集中功能，集中比一般为2:1到8:1一般为单T交换网络。用户模块：用户集中级+用户电路远端模块：设置在远端的用户模块。几个概念数字交换系统接口类型交换网络控制系统模拟用户接口用户侧接口中继侧接口数字用户接口数字中继接口模拟中继接口数字用户接口操作维护OAMZVABCQ3ETETETETETETETETETETETETETET数字交换网络模拟用户线Z1模拟远端集线器Z2模拟PABXZ3数字用户线V1LTLTLTLTZ1V2V3V4V5数字远端模块Z1V1NT数字PABXmX(2B+D)nXE12,048kbit/sABLTC11C12C21C22LT本地转换二线中继器通路转换设备四线FDM实线PCM8,448kbit/sLT34,368kbit/s8,448kbit/sLTV接口：

V1：64kb/s，可为2B+D或30B+D的终端V2：连接数字远端模块的接口V3：连接数字PABX的接口，属30B+D的接口V4：可接多个2B+D的终端，支持ISDN的接入V5：支持nXE1的接入网，包括V5.1和V5.2接口A接口：速率为2048kb/s的数字中继接口B接口：PCM二次群接口，其接口速率为8448kb/s程控交换系统接口类型——数字接口Z1接口：连接单个模拟用户的接口

Z2接口：连接模拟远端集线器的接口Z3接口：连接模拟PABX的接口程控交换系统接口类型——模拟接口4.1模拟用户电路模拟用户电路的功能可归纳为BORSCHT七个功能：——B(Batteryfeeding)馈电——O(Overvoltageprotection)过压保护——R(Ringingcontrol)振铃控制——S(Supervision)监视——C(CODEC&filters)编译码和滤波——H(Hybirdcircuit)混合电路——T(Test)测试4.接口电路馈电电容的特性：“隔直流，通交流”电感的特性：“隔交流，通直流”（-48v）过压保护振铃控制振铃电压：90+15v可检测以下各种用户状态：1、用户话机的摘挂机状态2、用户话机（号盘）发出的拨号脉冲3、投币话机的输入信号4、话终挂机状态监视监视编译码和滤波（CODEC）编码器：完成模拟信号到数字信号的转换（Coder）。译码器：完成数字信号到模拟信号的转换（Decoder）。混合电路完成二线到四线的转换功能。测试其它功能极性倒换（反转）计费脉冲发送模拟用户电路功能框图举例——用户电路板模拟中继器：是程控数字交换机与模拟中继线的接口，用于与模拟交换机的连接。4.2模拟中继电路数字中继器：是连接数字局间中继线的接口电路，用于与数字交换局或远端模块的连接。主要作用：是根据PCM时分复用原理，将30路64kb/s的话路信号复接成2048kb/s的基群信号发送出去，或者反之，把从其它数字交换系统（或数字传输系统）来的2048kb/s的基群信号分成30路话路信号，然后再通过数字交换网络分接到各个相应的用户。在上述过程中，完成信号传输、信号同步、信令配合4.3数字中继电路数字中继电路的基本功能码型变换：单极性不归零码HDB3（高密度双极性码）时钟提取：就是从输入的数据流中提取时钟信号，作为输入数据流的基准时钟。同时该时钟信号还用来作为本端系统时钟的外部参考时钟源。帧同步：就是从接收的数据流中搜索并识别到同步码，并以该时隙作为一帧的开始，以便接收端的帧结构排列和发送端的完全一致。复帧同步：如果数字中继线上使用的是随路信号（中国1号信令），则除了帧同步外，还要有复帧同步。复帧同步是为了解决各路标志信号的错路问题。提取和插入随路信号帧定位（再定时）数字中继电路的基本功能码型变换码型变换时钟提取帧同步帧定位信号提取帧定位信号插入复帧定位信号插入收发PCM数字中继电路的基本功能4.4音频信号的产生、发送和接收(1)信号种类：

交换机到用户：各种信号音（单频，信号源450Hz或950Hz的正弦波）交换机到交换机：

局间信号（MFC）

前向信号频率：1380Hz,1500Hz,1620Hz,1740Hz,1860Hz,1980Hz（6中取2）后向信号频率：1140Hz,1020Hz,900Hz,780Hz,（4中取2）用户到交换机：拨号信息（直流脉冲、DTMF）(2)单频信号的产生T=2ms500Hz音频信号产生原理

将信号按125μs间隔进行抽样（也就是8kHz的PCM抽样频率），然后进行量化和编码，得到各抽样点的PCM信号，放到ROM中，使用时对ROM按一般PCM信号读出，就是这个音频信号（数字化的信号）。单音频信号产生原理信号发生器的硬件结构(3)双音频信号的产生双音频信号产生原理：首先要找到一个重复周期。将两个双音频信号按125μs间隔进行抽样（也就是8kHz的PCM抽样频率），然后进行量化和编码，得到各抽样点的PCM信号，放到ROM中，使用时对ROM按一般PCM信号读出。

举例：产生1380HZ和1500HZ信号(4)数字音频信号的发送指定时隙或占用普通话路的时隙经交换网络送出。(5)数字音频信号的接收F1数字滤波F2数字滤波Fn数字滤波数字逻辑识别输入输出多频的接收复用和分路5.交换网络（话路建立）串并变换原理移位寄存器移位寄存器HW0HW7CP锁存器锁存器D0D7D0D7……D0D7D7D0……D0D78-1(D0)8-1(D7)HW0HW0HW7HW7(8)(8)(8)CPCP∧TD7并串变换原理时钟、定时脉冲和位脉冲呼叫处理能力：最大忙时试呼次数（MaximumNumberofBusyHourCallAttempts）

可靠性灵活性和适应性经济性交换系统对控制部件的要求6.程控交换机的控制系统交换机控制系统的构成方式

1.集中控制方式（早期的空分交换机都采用这种控制方式）（1）概念：几台处理机组成的系统中，每一台处理机均能使用全部资源，也能执行所有功能的控制方式（功能和资源的改变在软件上进行）（2）双机冗余配置通常采用双机冗余配置，即控制系统具有两套处理机系统。双机冗余配置根据具体的工作方式分为微同步、负荷分担、主备用和N+1方式

4种工作方式。集中控制

1)微同步方式微同步(micro

synchronization)方式的基本结构如图所示。它具有两台相同的处理机，两台处理机合用一个存储器，其间有一个比较器。微同步工作方式同步方式工作模式2)负荷分担方式负荷分担方式的基本结构如图所示。负荷分担工作方式互助的备用方式3)主备用方式

主备用(active-standby)方式的基本结构如图所示主备用工作方式主/备的备用方式4)

N+m冗余配置

N+m冗余配置方式，就是有N个处理机在线运行，m个处理机处于备用状态，比较常用的是N+1冗余配置方式，即m=1。

分散控制是指对交换机所有功能的完成和资源使用的控制是由多个处理机分担完成的的，即每个处理机只完成交换机的部分功能及控制部分资源。该控制系统由多个处理机构成，每个处理机分别完成不同的功能和控制不同的资源。2.分散控制方式分散控制又可分为以下两种方式：

1）全分散控制采用全分散控制方式的控制系统，其多个处理机之间独立工作，分别完成不同的功能和对不同的资源实施控制，这些处理机之间不分等级，不存在控制与被控制关系，各处理机有自主能力。

S1240程控数字交换机就是采用全分散控制方式，也叫分布式分散控制方式。

2）分级分散控制分级分散控制，就是控制系统由多个处理机构成，各处理机分别完成不同的功能和对不同的资源实施控制，处理机之间是分等级的，高级别的处理机控制低级别的，协同完成整个系统的功能。

目前程控交换机控制系统实际实现时多采用这种分级分散控制方式，一般采用2级或3级的分散控制结构。

分散控制

程控交换机的控制系统可采用集中控制方式，或者分散控制方式。不管是采用哪种方式，现代程控交换系统尤其是局用交换机，由于其容量大、用户数量多、功能复杂，构成其控制系统的处理机一般都有多个，少的几十个，多的上百个。那么多个处理机之间如何分工协调来完成各种功能，即程控交换机控制系统的多处理机之间的工作方式是什么。程控交换机控制系统的多处理机之间的工作方式主要有三种：功能分担方式、话务分担方式和冗余方式。3.多处理机结构功能分担的多处理机结构举例（1）功能分担方式

（2）话务分担方式话务分担的多处理机结构举例4.处理机间的通信方式

多处理机之间的通信可采用一般计算机网络处理机之间的通信方式，如采用总线方式、环形网等。多处理机系统采用总线连接

，构成处理机间的通信通道。这个总线作为一种多处理机之间共享资源和系统中各处理机之间通信的一种手段。处理机间共享资源和通信有两种基本方式：紧耦合、松耦合。

紧耦合：各处理机通过一个共享存储空间传送信息方式实现互相通信。

松耦合：各处理机间通过输入/输出接口传送信息方式实现互相通信。

以上两种方式都共享一组总线，因此必须有组多总线协议，以及一个判优电路来决定总线控制权分配给那台处理机。处理机在占用总线前，必须先判别总线是否可用。

共享存储器方式（紧耦合）

该方法能提供较高的速度和通信信息量，但处理机间的距离不同很远。

这是一种若干处理及与若干存储器互连的方法。a、时分总线互连方法(单总线)

所有处理机和所有存储器都连在一条公共总线上，处理机采用将信息写入存储器的办法与另一台处理机通信。这里要有一种方法来分配总线控制权。时分互连方法总线判别方法有两种。

第一种：集中式判别器，又有三种方法。

○每台处理机有专用请求线和允许线接至判决器；判决器根据优先级别来对处理机的请求进行选择。○所有处理机合接一条请求线和一条允许线，判决器收到请求时查问地址(空分)或时间来判别发出请求的处理机。○请求线复接，允许线串联。

第二种：总线时分复用方法

给每一台处理机分配一个时隙，这种方法适用各处理机占用总线的时间较为均匀的场合。多处理机之间通信采用总线方式b、交换矩阵互连方法(多总线)

处理机和存储器分别接在一个交换矩阵的纵、横端，交换矩阵由一台处理机控制。其缺点是，当处理机和存储器数增加时，矩阵容量就会以平方增长。

PCM信道进行通信局域网通信方式②共享输入/输出接口方式（松耦合）

一台处理机把其它处理机看作是一般的输入/输出端口。可以是串口或并口。适合通信信息量和速率都不十分高的场合，它们的物理距离可以比共享存储器方式远一些。c、多通道互连

存储器有多个通道，分别接不通的处理机。最常见为双向存储器，或者存储器双向端口控制器，供两台处理机从不同总线输入或输出信息。7.1交换软件的特点和组成交换软件的特点程控交换机的运行软件=操作系统+应用软件运行软件的基本任务就是控制交换机的运行，也就是完成呼叫处理。程控交换机的特点是业务量大，实时性和可靠性要求高，因此对运行软件也要求有较高的实时效率，能处理大量的呼叫，而且必须保证通信业务的不间断性。即运行软件的特点为：实时性、多道程序运行、业务的不间断性7.程控交换软件系统交换软件的组成交换软件运行软件支援软件操作系统数据库系统应用软件呼叫处理OAM软件开发支援系统软件加工系统应用工程支援系统交换局管理支援系统程控交换机的操作系统操作系统的类型：批处理操作系统、分时操作系统、实时操作系统、网络操作系统、分布式操作系统程控交换系统是一个实时控制系统，因此它的操作系统具有实时操作系统的特点。此外，由于在程控交换系统中常常采用多处理机系统，它的结构有计算机局域网的特点，因此其操作系统还具有网络操作系统的功能。对于全分散控制的交换系统来说，其操作系统也具有分布式操作系统的特点。程控交换机操作系统的特点：实时性：对一组“激励”（输入）在满足一定的时间要求的条件下系统应产生相应的“响应”（输出），这就是实时操作。多任务与并发性：多任务的并发性引起任务间的同步、互斥、通信以及资源共享。环境行为的随机性：要求系统各部分的处理能力必须按忙时负荷来计算。网络资源共享和网络通信：分布性：使得系统在资源管理、进程通信和系统结构上具有其自身特点。任务的分级

程控交换系统中任务按紧急性和实时性的要求不同可分为：故障级：负责故障识别和紧急处理等功能，具有最高优先级。周期级：由时钟中断按周期性启动的任务。基本级：由队列启动的、实时性要求较低的任务。故障级周期级基本级暂停时钟中断时钟中断时钟中断时钟中断8ms任务的分级号码预译就是对号首（一般为头3位）的分析，以确定呼叫类型、号长以及下一步要做的工作。地址翻译就是将被叫的电话号码翻译成交换机内部所使用的可唯一标识被叫的地址（通常称为用户设备号），以确定本次通话的被叫。系统数据、用户数据、局数据多级表格——号码预译和地址翻译7.2呼叫处理有关的数据和表格第一位号码第二位号码第三位号码结论表索引呼叫类别局向路由…(号首)组号匹配组内号码匹配翻译结果用户设备号被叫号码62282656号码预译地址翻译事件队列——周期级与基本级程序的接口队列进程基本级周期级扫描到事件（顺序、链表）7.3程控交换机的应用软件

（1）呼叫处理软件呼叫处理软件主要负责呼叫连接的建立与释放以及业务流程的控制，它是负责整个呼叫过程控制的软件。（2）OAM（操作维护管理）软件：

OAM软件是程控交换机用于操作、维护和管理的软件，用于保证系统高效、灵活、可靠地运行。（3）数据库系统程控交换机在进行呼叫处理和操作维护管理过程中，会使用和生成大量的数据，这些数据包括系统数据、用户数据和局数据。7.4程控交换软件设计语言程控交换机的软件设计常用两类语言：汇编语言高级语言选用哪类语言通常要考虑以下几点：1）程序的效率2）编程的效率3）适于程序结构化和软件模块化的设计4）便于程序的调试5）可维护性和可移植性6）数据修改的可能性和方便性系统功能说明系统设计软件设计程序编制软件检验运行和维护软件维护SDLCHILLSDL、CHILLMML软件生存周期系统SDL系统是指所有规格试图定义的一切，在规格之外SDL不定义的部分都属于环境。它由功能块和信道构成，系统一级SDL的定义包括：系统名，功能块定义，信号定义，信号表定义，信道定义，数据定义，宏定义。功能块功能块是由子功能块和进程构成。功能块一级SDL的定义包括：功能块名，进程定义，信号定义，信号表定义，信号路由定义，信号路由的连接，数据定义，宏定义。SDL的基本概念进程进程是一种扩展的有限状态机，它规定了一个系统的动态行为。进程操作包括：启动，输入，输出，判定，任务，进程创建，过程调用等，SDL/GR提供了一套标准的图形符号可精确地描述进程的行为。SDT开发工具

SDT是基于SDL语言的支持工具，是基于SDL系统开发的集成环境。它包括MSC图编辑器，SDL图形编辑器，SDT分析仪、SDT模拟器、SDT确认器和C代码生成器。SDL语言CCITT建议的SDL语言（SpecificationandDescriptionLanguage功能规格和描述语言）主要用于规定电信交换系统的行为，已成为国际上通用的标准。SDL特点：★

SDL是为描述复杂的实时系统而特别设计的，只要系统的行为能用扩展的有限状态机来描述，并且其重点在于交互方面，SDL就能够适用。★

SDL语言具有两种不同的形式，即正文短语表示法（PR）和图形表示法（GR）。PR基于类似程序的语句，比较适合计算机使用。GR基于一套标准化了的图形符号，能够清晰地表示系统结构和控制流程。★

SDL是形式化定义的，可以对其进行分析、模拟和确认。SDT开发工具SDT是基于SDL语言的支持工具，是基于SDL系统开发的集成环境。它包括MSC图编辑器，SDL图形编辑器，SDT分析仪、SDT模拟器、SDT确认器和C代码生成器。采用SDT开发工具的开发流程GR编辑器转化为SDLPR形式语法检查模拟确认C生成器C编辑器C链接库MSC图编辑器8.1一个呼叫的处理过程1）主叫用户摘机呼叫2）送拨号音，准备收号3）收号4）号码分析5）接至被叫用户6）向被叫用户振铃7）被叫应答和通话8）主叫先挂机，通话结束9）被叫先挂机，通话结束8.呼叫处理的基本原理8.2用SDL图表示的呼叫处理过程用SDL图表示的一个呼叫处理过程呼叫处理的SDL图的特点呼叫处理的过程可分为三个部分：输入处理分析处理内部任务的执行和输出处理用户模块1#0127…用户模块4#0127……数字交换网络中继模块1#中继模块4#………063063CPU数字交换系统中一个呼叫（局内呼叫）2MPCM2MPCMCACBCall_HKOFSendDialToneNumberRingingSetupCalled_HKOF通话用MSC图表示的一个呼叫处理过程StopDialToneNumberNumberSendAlertToneSetupAckCalled_HKOFCACBCalled_HKONReleaseCall_HKONReleaseAck通话SendBusyToneCalled_HKONReleaseCall_HKONReleaseAckSendBusyTone被叫先挂主叫先挂8.3输入处理输入处理程序的主要任务是对用户线、中继线等进行监视、检测和识别，及时报告事件的产生。输入处理主要可分为：用户线扫描监视中继线线路信号扫描接收Pulse、DTMF和MFC信号接收公共信道信号用户线扫描监视程序主要负责检测用户线的状态和识别用户线状态的变化。用户线的各种不同变化：用户话机的摘/挂机状态号盘话机的拨号脉冲用户通话时的环路状态投币话机的输入信号用户线上各种不同的状态具有的共同的特点：形成直流回路（续）、断开直流回路（断）摘机一“续”，挂机一“断”送脉冲一“断”，脉冲间隔一“续”周期性监视用户摘挂机扫描周期——100~200ms

拨号脉冲识别周期——8~10ms用户线扫描监视程序用户摘挂机识别原理设：用户在挂机状态时扫描输出为“1”，用户在摘机状态时扫描输出为“0”，摘挂机扫描程序的执行周期为200ms。摘机识别：就是找到从“1”到“0”的变化点。挂机识别：就是找到从“0”到“1”的变化点。用户线状态200ms扫描这次扫描结果1110000111前次扫描结果1111000011这^前0001000000挂机1摘机1挂机00这^前0000000100摘机识别挂机识别用户摘挂机识别原理号盘话机拨号号码的接收原理包含两个步骤：1）脉冲识别2）位间隔识别脉冲识别：1）脉冲识别程序扫描周期的确定号盘每秒发出的最快脉冲个数：16

续时间最短的断续比：3:1，即1/4*T

最短变化周期：1/4*（1000/16）=15.625(ms)

即：脉冲识别扫描程序的周期<15.625ms拨号脉冲识别原理用户线状态8ms扫描这次扫描结果0000111001110000前次扫描结果0000011100111000这+前=变化识别0000100101001000脉冲10前11111000110001111脉冲2变化识别^前=脉冲前沿识别0000100001000000位间隔识别原理位间隔识别的扫描周期：拨号盘的位间隔≥250ms

最长的脉冲或间隔：3/4*(1000/8)=93.75(ms)

故扫描周期应为：93.75ms<T扫<250/2ms位间隔识别原理：1）第一个扫描周期内有变化2）第二个扫描周期内无变化满足上述2个条件，即为位间隔。拨号脉冲8ms扫描这次扫描结果00111000000000…0前次扫描结果00011100000000…0这+前=变化识别00100100000000…0脉冲10前次首次变化00000000000011…01首次变化11000000000011…1首次变化^前次首次变化00000000000011…196ms扫描首次变化00111111111100…0…8.4分析处理分析处理就是对各种信息（当前状态、输入信息、用户数据、可用资源等）进行分析，以决定下一步要做什么，它属于基本级程序。具体可分为：去话分析、号码分析、来话分析、状态分析

去话分析：主叫用户数据收号前的准备工作去话分析主叫摘机去话接续硬件变化输入信息分析程序输出去话分析的主要信息来源是：主叫用户数据呼叫合法性用户类别话机类别优先级别热线号码计费类别呼叫权限分析用户数据的顺序

号码分析：是在收到用户拨号号码以后开始进行的，信息源是用户所拨号码，其分析的目的是确定接续方向、还应收几位、要调用什么程序。号码分析可分为二个步骤：号首预译、地址翻译收到的号码接续方向号码分析用户拨号出局接续硬件变化输入信息分析程序输出来话接续出局本局国际长途国内长途市话出局出局特服本局新业务登记/撤销分析号码被叫用户数据被叫用户分析来话分析来话硬件变化输入信息分析程序输出叫出被叫

来话分析来话分析的数据来源是被叫用户数据、被叫状态和被叫补充业务登记情况等。被叫状态是闲呼叫等待忙无有遇忙回叫无有被叫计费否有遇忙前转无来话类别事件一个接续状态如何变状态分析产生事件硬件变化输入信息分析程序输出下一个状态

状态分析分析信息源是状态和输入的事件。8.5任务执行和输出处理

自学相关内容9.程控交换软件技术

1.群处理

为提高效率，在软件设计中尽可能对一群对象同时进行逻辑运算和处理，我们将这种方法称作群处理。以用户线摘挂机扫描为例来说明群处理的基本方法。设处理机的字长为16位，由于每个用户摘挂机扫描的状态只用一个二进制比特就可表示，因此我们每次可以同时对一组16个用户进行摘挂机检测。

用户摘挂机扫描群处理流程群处理举例2.逐次展开法

3.表格驱动基于表格驱动的调度管理程序流程图任务的调度方法一：时间表调度法驱动周期级程序调度执行的表格结构表0指针表1指针表n指针时钟……程序1程序2程序k……

周期10ms

计数器（20）程序1程序2程序k……

周期200ms

计数器（5）程序1程序2程序k……

周期1s

计数器（15）程序1程序2程序k……

周期15s

方法二：多级链表调度法4.有限状态机的实现

基于二维数组的有限状态机的实现10.交换软件设计中常用的数据结构

1.信箱——进程通信进程之间的通信一般采用信箱机制，而所谓的信箱就是队列形式的数据结构，也就是通信队列。队列在进程通信中的应用

2.事件队列——周期级与基本级程序的接口周期级与基本级的消息交互通常采用事件队列。事件队列的应用3.多级表格——号码预译和地址翻译号码预译就是对号首（一般为头3位）的分析，以确定呼叫类型、号长以及下一步要做的工作。地址翻译就是将被叫的电话号码翻译成交换机内部所使用的可唯一标识被叫的地址（通常称为用户设备号），以确定本次通话的被叫。多级表格结构的应用

4.数组——有限状态机的实现程控交换系统是一个实时系统，它对呼叫的处理过程可以用有限状态机来描述。当用程序代码来实现这个有限状态机时可采用下列结构。State_event_task(statenum,eventnum)={

function_1,

function_2,

……

function_n}11.1话务量和爱尔兰公式

话务量话务量反映了电话负荷的大小，与呼叫强度和呼叫保持时间有关。呼叫强度是单位时间内发生的呼叫次数，呼叫保持时间也就是占用时间。单位时间内的话务量等于使用相同时间单位的呼叫强度与呼叫保持时间之乘积，其单位为爱尔兰（Erlang）。例：呼叫强度=1800次/小时呼叫保持时间=（1/60）小时/次话务量=1800次/小时X（1/60）小时/次=30Erl

11.交换技术基础设：n

=时间T内，单个用户终端发出的平均呼叫数

h

=由用户终端发出的呼叫的平均占用时间N=用户数的总和

Y=单位时间内流过所有用户终端的话务量则：Y=N*(n/T)*h

话务量呼叫强度呼叫保持时间实际计算时应注意以下问题：话务量总是针对一段时间而言，如：一天或一小时。呼叫强度和呼叫保持时间都是平均值。要区分流入话务量与完成话务量。流入话务量=完成话务量+损失话务量损失话务量=流入话务量X呼叫损失率（呼损率）爱尔兰公式当线束容量为m、流入话务量为Y时，线束中任意k条线路同时占用的概率P(k)为：当k=m时，表示线束全忙，即交换系统的m条话路全部被占用，此时p(k)为系统全忙的概率。当m条话路全部被占用时，到来的呼叫将被系统拒绝而损失掉，因此系统全忙的概率即为呼叫损失的概率(简称为呼损)，记为E(m,Y)，则爱尔兰呼损公式为：例：一部交换机有1000个用户终端，每个用户忙时话务量为0.1Erl，该交换机能提供123条话路同时接受123个呼叫，求该交换机的呼损。解：Y=0.1ErlX1000=100Erlm=123

查表可得：E(m,Y)=E(123,100)=0.3Erl注：实际应用中，只要已知m、Y、E三个量中的任意两个，通过查爱尔兰呼损表，即可查得第三个。评价交换机的话务能力的两个基本参数：

通过交换网络可以同时占用的路由数，即一般称为话务量，用ErL来表示。

单位时间内控制设备能处理的呼叫数。

呼叫处理能力，也就是处理机的负荷能力，是指在一定的质量指示（例如接续时延）范围内，交换系统在忙时可以处理的呼叫次数，用忙时呼叫次数（BusyHourCallAttemps--BHCA）表示。11.2BHCA（BusyHourCallAttempts）影响BHCA的因素

（1）系统容量的影响（2）系统结构的影响（3）处理机能力的影响（4）软件设计水平的影响BHCA（忙时试呼次数）计算公式系统开销：处理机时间资源的占用率。固有开销：与呼叫处理次数（话务量）无关的系统开销。非固有开销：与呼叫处理次数有关的系统开销。单位时间内处理机用于呼叫处理的时间开销为：

t=a+bNt：系统开销a：固有开销b：处理一次呼叫的平均开销（非固有开销）N：单位时间内所处理的呼叫总数，即处理能力值（BHCA）由于处理机不可能无休止的工作，设计上假设t=0.95,即处理机占用时间不超过CPU全部运行时间的95%。即

a+bN≤0.95系统开销包中断处理，数据的保存和恢复，约占机时的15%~30%,它由两部分组成

a=α+βA其中：α——固定开销，反映了处理机自身资源所付出的开销，常取α=0.14，βA——比例开销，β为系数，常取

A为话务量

话务量A与单位时间内的呼叫次数和平均呼叫时长有关，即则有

故例：某处理机忙时用于呼叫处理的时间开销平均为0.85，固有开销a=0.29，处理一个呼叫平均需时32ms，求其BHCA为多少？0.85=0.29+（32X10-3/3600）XNN=63000次/小时注：影响呼叫处理能力的因素。例如，t=0.95,=0.14,设处理一个呼叫需执行16000条指令，每执行一条指令需2μs则b=16000*2μs=32ms，所以可看出，此时控制系统每小时可以处理约74000次电话呼叫。

如果采用多机系统，则n台处理机的处理能力为

,=100s。（次）

过负荷控制在一个有效的时间间隔周期内（不包含峰值瞬间），出现在交换设备上的试呼次数超过它的设计能力时，则称该交换设备运行在过负荷状态。当出现在交换设备上的试呼次数超过它的设计负荷能力的50%时，允许交换设备处理呼叫能力下降至设计负荷能力的90%。11.3交换机的可靠性指标计算失效率和平均故障间隔时间：失效率：单位时间内出现的失效次数，记作λ。MTBF=1/λ修复率和平均故障修复时间：修复率：单位时间内修复的故障数，记作μ。MTTR=1/μ可用度和不可用度：A=μ/(μ+λ)U=1-A不同结构的交换系统的可靠性指标计算电话通信网概述我国电话网的结构国内长途电话网本地电话网国际电话网12.电话通信网12.1电话通信网概述通信网的分类：1）根据对信息的不同处理方法进行分类：电路交换方式：PSTN、ISDN

存储转发方式：分组交换网、帧中继网信元交换方式：ATM2）根据不同的业务进行分类：

电话网、电报网、数据网、ISDN3）根据不同的传输媒介进行分类：有线网：传输媒介为电缆、光缆、明线

无线网：GSM、无线寻呼、卫星通信4）根据不同的使用场合进行分类：

公用网、专用网5）根据不同的传输信号进行分类：

数字网、模拟网电话网的组成对组建电话网的要求:保证网内每个用户都能任意呼叫网内的其它用户保证满意的服务质量能不断适应通信新业务和通信新技术的发展投资和维护费用尽可能低电话网的一般结构星形网：节省线路，但可靠性差环形网：较少用网状网：可靠性高，但线路投资也高树形网：网络分级使用复合式：上述几种结构的混合形式电话网的组成用户终端（用户话机）+交换机+传输线路电话网的组成12.2我国电话网的结构我国电话网采用等级结构，分为5级（C1、C2、C3、C4、C5），它是由本地网和长途网构成的。交换功能主要分：终端话务功能、转接话务功能C4：长途终端局，是连接本地端局的长途交换中心。C3、C2、C1：长途转接局，疏通所辖区域内的转接话务。C1C2C3C4C5长途网本地网我国电话网等级结构12.3国内长途电话网路由的含义路由：是在两个交换局之间建立一个呼叫连接或传送消息的途径。它可以由一个电路群组成，也可以由多个电路群经交换局串接而成。路由的特点：一条路由是由一个全利用度的电路群组成的。

路由的种类：按呼损分：高效路由：该路由上的呼损会超过规定的呼损指标，其话务量必然会溢出到其它路由上。低呼损路由：组成该路由的电路群的呼损不大于规定的标准。按路由选择分：直达路由、迂回路由、多级迂回路由、终端路由多级迂回路由：多次更换选择的迂回路由。终端路由：只完成终端话务的路由。按连接两个交换中心在网中的地位分：基干路由、跨区路由、跨级路由基干路由：是构成网路基干结构的路由，是特定交换中心之间所构成的路由。基干路由上的电路群的呼损≤1%，其话务量不应溢出到其它路由上。长途路由选择：先选高效直达路由当高效直达路由忙时，选迂回路由。选择顺序是“自远而近”，即先在被叫端“自下而上”选择，然后在主叫端“自上而下”选择。最后选择最终路由。长途路由选择举例一长途路由选择举例二我国长途电话网向无级动态网过渡的策略：无级动态网：是指电话网中的各个节点交换机处于同一等级，不分上下级，且网络中的路由选择方式不是固定的，而是随网上话务变化状况或其他因素而变化。我国长途