第3章 程控数字交换及电话通信网

《现代交换技术与通信网》吴学文第3章程控数字电话交换与电话通信网

（电路交换技术）本章主要讲述内容:

介绍电话通信的产生和电话交换技术的发展

介绍数字程控电话交换系统的体系结构，并在此基础上重点阐述电话交换系统硬件系统各个组成部分的工作原理、控制系统的构成方式、软件系统的组成以及程控交换软件技术

介绍电话通信网的网络结构和工作原理等相关技术。

交换的基本技术包括：互连技术、信令技术、接口技术、控制技术（1）互连技术：交换网络(第2章介绍)（2）接口技术：

用户接口电路

数字中继电路（４）控制技术（计算机控制）：◆处理机结构：集中控制、分级控制、全分散控制◆程控交换软件结构：操作系统软件用户软件：呼叫处理软件、维护管理软件（３）信令技术（第4章介绍）3.1.1电话通信与电话机1875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）↓3.1概述↓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）↓20世纪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)↓20世纪80年代随着N-ISDN的应用出现了数字电话机3.1.1电话通信与电话机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电话机的构成及通话原理3.1.1电话通信与电话机电话机受话器：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电话机的构成及通话原理：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、四线绳话机的构成及通话原理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电话机的分类第1阶段：人工交换阶段：

磁石式电话交换机共电式电话交换机3.1.2电话交换技术的发展：三个阶段第2阶段：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

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第3阶段：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。电话交换技术发展的三个阶段模拟程控交换机：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、模拟与数字电话交换技术发展的三个阶段现代通信系统发展的是基于：传输方式的数字化和控制方式的计算机化。采用程序控制的最大优点：系统可只通过变动或增加软件，就能达到改变交换系统的组态和功能的目的，从而大大提高了系统硬件结构的模块化、标准化的水平，十分便于系统的升级和更新。具体表现在：大大增加了呼叫处理的能力，增添了许多方便用户的业务；显著地提高了网络运行、管理和维护（OAM）的自动化程度；大大提高了系统的灵活性、可操作性和可靠性。数字程控交换机的优越性在技术上的：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数字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数字程控交换机的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程控电话交换采用电路交换技术，具有如下特点：（l）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。（2）电路交换是面向连接的交换技术。在通信前要通过呼叫为主叫、被叫用户建立一条物理连接。（3）电路交换采用静态复用、预分配带宽并独享通信资源的方式。交换机根据用户的呼叫请求，为用户分配固定位置、恒定带宽（通常是64kb/s）的电路。话路接通后，即使无信息传送，也需要占用电路。因此电路利用率低，尤其是对突发业务来说。（4）在传送信息期间，没有任何差错控制措施，控制简单，但不利于可靠性要求高的数据业务传送。3.1概述3.1.3电路交换的特点3.2数字程控交换系统结构硬件功能结构硬件功能结构可划分为：话路子系统和控制子系统两部分。功能结构仅表示硬件的基本组成，各种数字交换系统可有不同的具体实现方式。硬件功能话路子系统控制子系统系统功能结构软件功能操作系统应用程序呼叫处理维护、管理数据库系统图3-3数字交换机的硬件基本结构OAM终端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控制子系统是交换机的“指挥系统”，交换机的所有动作，都是在控制系统的控制下完成的。1.控制子系统包括：处理机、存储器、外部设备和远端接口等部件。存储器可划分为程序存储器、数据存储器等区域。外部设备可有磁盘、磁带机、维护终端等部件。远端接口包括至集中维护操作中心、网管中心、计费中心等的数据传送接口。主要是处理机。处理机的数量和分工有各种配置方式，可以分为三种基本的配置方式（或控制结构）：集中控制、分散控制和分布式控制。现代数字程控交换系统基本上有采用后两种多处理机的配置方式，即：分散控制和分布式控制。2.话路子系统模拟用户电路、用户集中级、远端模块、数字用户电路；数字中继、模拟中继等接口设备；信令设备；交换网络（见第二章，主要是TS型同步时分交换网络）。接口设备：是实现数字交换系统和外围环境的接口。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。远端接口I/O：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。几个概念用户集中级：完成话务集中的功能，将一群话务量较低的用户经用户（话务量约为0.1~0.2Erlang）集中级后以较少的链路接至交换网络，以提高链路和交换网络的利用率。用户集中级通常采用单T交换网络。集中比一般为2：l至8：l，一般取4：l，即480个用户公用120个信道。用户级和用户接口电路还可以设在远端，常称为远端模块。它是将若干个用户线集中后以数字中继线连接至母局。远端模块的设置带来了组网的灵活性，节省了用户线的投资。3.3.1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OAMZVABCQ33.3接口电路数字交换机接口类型ETETETETETETETETETETETETETET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（2M）B接口：PCM二次群接口，其接口速率为8448kb/s（8M）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（集团用户交换机）程控交换系统接口类型——模拟接口3.3.1模拟用户电路（接口）：模拟用户电路是数字程控交换系统连接模拟用户线的接口电路，约占交换机硬件设备60％。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)测试模拟用户电路（接口）：图3.5模拟用户电路的功能框图

馈电B电容的特性：

“隔直流，通交流”电感的特性：

“隔交流，通直流”过压保护O振铃控制R振铃电压：~90+15v监视S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）。带通滤波：去话，模拟话音300~3400Hz滤波，再编码低通滤波：来话，解码脉冲调幅（PAM）信号，通过低通滤波回复原来的话音信号混合电路完成二线到四线的转换功能。混合电路的平衡网络用于平衡用户线阻抗。补充内容:抽样定理：满足Fs≥2Fm，则抽样后的信号才能恢复原信号波形。其中Fs为抽样频率，为Fm连续信号的最高频率。话音的频带：宽限制在300~3400Hz，可保证能听清讲话的内容及讲话者的语音特征。则

Fm=3400HZ。抽样频率：选为Fs=8000Hz>2Fm=6800Hz抽样周期：T=1/8000=125μs，同步帧周期。即每隔125μs取样一次，取样时间几个μs。编码（A/D变换）：采用脉冲编码调制PCM（PulseCodeModulation），8

bit字长。1路话音的速率：8×8000＝64kb/sPCM32/30链路系统的速率：64×32＝2048kb/s，

时隙TS=125/32=3.9μs

。测试T主叫号码显示极性倒换（反转）计费脉冲发送其它功能模拟用户电路功能框图中继电路是交换机和中继线的接口设备，也叫中继器。交换机的中继电路有数字中继电路和模拟中继电路。模拟中继电路是交换机与模拟中继线的接口，用于连接模拟交换局，模拟中继电路的功能与用户电路的功能基本相似，目前在电话网上已很少使用.

数字中继电路：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。3.3.3数字中继电路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图3.11数字中继电路的基本框图交换网络数字中继电路的基本功能：6个码型变换：单极性不归零码HDB3（高密度双极性码）帧同步：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。时钟提取：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。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图3.1232/30基群PCM链路帧格式43信令设备主要功能是产生、接收和发送信令信号。

主要信令设备有：信号音发生器：如忙音、拨号音、回铃音等。DTMF接收器：用于接收用户话机发出的DTMF（双音多频）信号。多音频信号发送器和接受器：用于发送和接受局间多音频信号。NO.7信令终端：用于完成No.7信令的第二级功能（见第4章）。信号音发生器：用来产生数字化的信号音，经交换网络而发送到所需的话路上去。3.3.4信令设备441.双音多频（DTMF）接收器用来接收用户使用按键话机拨号时发来的DTMF信号。高频群(Hz)低频群(Hz)H1H2H3H41209133614771633L1697123AL2770456BL3852789CL4941*0＃D2.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在通话用户间建立双向通路，每个用户占用一个固定的时隙。如甲用户占用：TS1；乙用户占用：TS30。3.4交换网络——话路建立交换网络采用同步时分数字交换网络，有多种不同类型（见第2章）。本节主要介绍复用器和分路器。3.4.1复用器与分路器PCM信号传输采用串行码，即一个时隙的8位码在一条线路上串行传输T接线器的话音存储器字长一般为8位，即8位码并行同时写入或读出。数字程控交换系统的交换网络一般由T接线器或T和S接线器组合构成的，因此：当话音信号进入交换网络交换时，先要将串行码转换为并行码，这个过程叫做串并变换；当话音信号完成交换从交换网络输出时，也要进行一个反变换，即将并行码转换为串行码，这个过程叫做并串变换。3.4.1复用器与分路器复用器主要完成两个功能：1、信号的串并变换2、将多路低速信号进行时分复用，形成高速的时分复用信号分路器完成的功能与复用器相反，也称为解复用，它有两个功能：1、信号的并串变换2、将高速的时分复用信号进行分路，形成多路低速信号复用器和分路器与TST网络连接复用器的串并变换与复用见图3.18（a）所示分路器的并串变换和分路见图3.18（b）所示。①点速率为2048kbit/s，传输信号为串行码；②点速率为256kbit/s，传输信号为8位并行码；③点速率为1024kbit/s，传输信号为8位并行码。

复用器：如图所示若进入每个复用器的PCM线路数为4，即n=4，并且每条PCM线路速率为2048kbit/s，则分路器：分路器完成相反过程的变换，若进入分路器的信号速率为1024kbit/s，分路器输出线数为4，则各点速率和串并码与复用器相同。如果复用器输入线数为n，依次编号为0、1、…、n-1，且i号输入线上的TSj信号经复用器串并变换和复用后，在输出线上第k个时隙输出，即在TSk出现，则有k=j×n+i。串—并电路中输入输出信息波形例：主叫用户A，母线0的TS8

被叫用户B，母线6的TS54:14Mb/s3.5控制子系统程控交换机的控制系统是交换机的“指挥系统”，所有的“命令”从这里发出，交换机执行的每一个操作，都是在控制系统的控制下执行的，控制系统是交换机的重要组成部分。包括：处理机、存储器、外部设备和远端接口等部件。存储器可划分为程序存储器、数据存储器等区域。外部设备可有磁盘、磁带机、维护终端等部件。远端接口包括至集中维护操作中心、网管中心、计费中心等的数据传送接口。主要是处理机。处理机的数量和分工有各种配置方式，可以分为三种基本的配置方式（或控制结构）：集中控制、分散控制和分布式控制。现代数字程控交换系统基本上有采用后两种多处理机的配置方式，即：分散控制和分布式控制。1、呼叫处理能力呼叫处理能力是指在满足服务质量的前提下，处理机处理呼叫的能力。通常用最大忙时试呼次数BHCA（MaximumNumberofBusyHourCallAttempts）来表示程控交换机的呼叫处理能力，即在单位时间内控制系统能够处理的呼叫次数。3.5.1程控交换机对控制系统的基本要求处理机的系统开销组成为：系统开销＝固有开销＋非固有开销系统开销：处理机时间资源的占用率，是统计时间内处理机运行系统软件和应用软件的时间与统计时长之比。固有开销：与呼叫处理次数无关的系统开销，如操作系统的任务调度程序和周期执行的各种扫描程序所占CPU的时间与统计时长之比。非固有开销：与呼叫处理次数有关的系统开销，如执行处理呼叫的程序所占CPU的时间与统计时长之比。程控交换机的BHCA值可采用下列公式进行粗略的计算：t＝a+bN其中：t为该交换机控制系统的系统开销a为该交换机控制系统的固有开销b为该交换机控制系统处理一次呼叫的非固有开销（平均值）N为单位时间内所处理的呼叫总次数，即呼叫处理能力值（BHCA）bN

为该交换机控制系统的非固有开销BHCA的算例：某处理机忙时用于呼叫处理的时间开销平均为0.80，其中固有开销a为0.30，处理一次呼叫平均所用时间为36ms，求其BHCA值为多少？这里t＝0.80，a＝0.30，b＝36X10-3/3600（小时），由t＝a+bN可知：N＝（t－a）/b＝（0.80－0.30）X3600/36X10-3＝50000次/小时如果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，即话务负荷超过了交换机控制系统的设计处理能力时，则称该交换设备运行在过负荷状态。如加入到交换设备上试呼总次数超过它的设计负荷能力的10％时，此时称为10％过负荷。过负荷控制措施：分级限制呼出（一般方法）要求：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，允许交换设备呼叫处理能力下降至设计负荷能力的90％。如图3.21（a）所示。（a）过负荷控制9万10万15万图3.21（b）是有过负荷控制和无过负荷控制的情况对比，从图中曲线可见，如果没有过负荷控制，则当交换机出现过负荷时，其控制系统的处理能力下降很快。（b）有过负荷控制和无过负荷控制对比图3.21呼叫处理能力的特性MTBF：平均故障间隔时间（MeanTimeBetweenFailure）MTTR：平均修复前时间（meantimetorestoration）按照国内电话交换设备技术规范要求，程控交换机系统中断的指标是20年内系统中断时间不得超过1小时。系统中断是指由于硬件、软件、操作系统故障，以及局数据、程序差错而使系统不能处理任何呼叫且时间大于30s。为提高控制系统的可靠性，人们在控制系统的构成方式上多采用多机分散和冗余配置，注重处理机间通信的可靠性、运行软件的可靠性，并增强控制系统的故障防卫和自愈能力。当出现故障时，处理故障的时间要短。2、高可靠性(MTBF,MTTR)处理机的数量和分工有各种配置方式，可以分为三种基本的配置方式（或控制结构）：集中控制分散控制分布式控制。现代数字程控交换系统基本上有采用后两种多处理机的配置方式，即：分散控制和分布式控制。3.5.2控制系统的构成方式1．集中控制方式(多台处理机（冗余）组成)

集中控制是指处理机可以对交换系统内的所有功能及资源实施统一控制。早期的程控交换机都采用这种集中控制方式。交换机的控制系统由多台处理机（冗余）组成，每一台处理权均装载全部软件，可以完成所有控制功能，访间所有硬件资源。主要优点：处理机能掌握整个系统的状态，可以访间所有资源；控制功能的改变一般都在软件上进行，比较方便。最大缺点：软件要包括各种不同特性的功能，规模庞大，不便于管理；系统较脆弱，一旦出故会造成全局中断。2.分散控制全分散控制——单级多机系统分级分散控制——多级处理机系统在给定的系统状态下，每台处理机只能访问一部分资源和执行一部分功能。处理机之间的功能可以静态分配，也可以动态分配。分配方法有多种。单级多机系统各台处理机并行工作，每台处理机有专用的存储器，也可设置公用存储器，用作各处理机间的通信。单级多机系统(1)功能分担：每台处理机只承担一部分功能，只需装入一部分程序，分工明确。缺点是容量较小时，也需配置全部处理机。

(2)容量分担(话务分担)：每台处理机只承担一部分容量的呼叫处理任务。容量分担实际上也相当于负荷分担，是面向固定的一群用户的方式。优点：是处理机数量可随着容量的增加而逐步增加；缺点：是每台处理机要具有所有的功能。大型程控交换机，通常是将容量分担与功能分担结合使用。不论是容量分担还是功能分担，为了保证系统安全可靠，每台处理机一般均有其备用机，按主/备用方式工作，也可采用N＋1备用方式。多处理机之间的工作方式：功能分担与容量（话务）分担。2)多级处理机系统——分级分散控制结构基本特征：处理机的分级，即将处理机按功能分担划分为若干个级别。在交换处理中，有一些工作执行频繁而处理简单，如用户扫描等，用预处理机处理执行；另一些工作处理较复杂，但执行次数要少一些，也就是与硬件无直接关系的较高层的呼叫处理功能，如数字接收与数字分析，用中央处理机执行分析处理。故障诊断等维护管理工作，则执行次数更少而处理更复杂，用维护管理处理机专门执行维护管理的各种功能。这样，就形成了多级系统。多级处理机通常划分为2级或3级。低级别处理机之间的通信一般要通过高一级的处理机。图3.10三级多机系统中央处理机也可以采用容量分担，而维护管理处理机一般只用一台。预处理机又称为外围处理机或区域处理机，通常使用微机。中央处理机和维护管理处理机可使用小型机或功能强的高速微机。图示的三级系统实际上采用了功能分担与容量分担相结合的方式：三级之间体现了功能分担，而在预处理机这一级采用容量分担，即每个预处理机控制一定容量的用户线或中继线。3.分布式控制基本特征：系统划分为多个模块，每个模块的自主处理能力显著增强，中央处理功能则在很大程度上弱化。主要优点：可以用近似于线性扩充的系统结构经济地适应各种容量的需要，呼叫处理能力强，可靠性高，整个系统全阻断的可能性很小，系统结构的开放性和适应性强。缺点：处理机间通信频繁而复杂，需要周密地协调分布式控制功能和数据管理。分布式分散控制的实现技术：模块划分、模块的自主控制、数据管理、模块处理机间的通信机理、交换网络1）模块划分在分布式分散控制中，每个模块是一个自主控制的实体。如何划分模块是在系统设计中首先要考虑的一个重要问题。通常，可有基于功能分担和基于容量分担两种划分方式。（1）基于功能分担基于功能分担：是首先按照不同的功能来划分模块，可以有用户模块、中继模块、服务电路模块等，每个模块都配备有处理机，用来对本模块进行控制。每个模块只控制一部分容量，因此同一种模块的数量还要按照系统容量要求来配置。这就是说，基于功能分担实际上是在功能分担的基础上与容量分担的结合。贝尔公司的S1240是采用基于功能分担的分布式控制的典型系统，其硬件结构示如图。模拟用户模块远端(用户)接口模块共路信令模块服务电路模块时钟与信号模块维护与外设模块数字中继模块辅助控制模块容量分担交换网络（2）基于容量分担——

近来得到广泛的应用基于容量分担：是按照系统容量来划分交换模块SM，每个模块分担一部分容量。这些模块具有较完整的功能和部件，每个模块都具有用户接口、中继接口和必要的信令设备，相当于一个容量较小的交换系统。对于一些适合于集中的功能可以设置功能划分的模块，例通信模块CM、维护管理模块AM等。整个交换机可以由若干交换模块SM构成，各模块通过通信模块（CM）互连，另外维护管理模块（AM）对整个交换机进行管理。因此，基于容量划分是在容量划分的基础上与功能分担相结合。

优点：最小配置时只要较少的交换模块SM，独立自主能力强的模块间的通信次数可以减少。这些交换模块SM也可以设置在远离母局交换机的地方，成为具有内部交换能力的远端交换模块。这是一种综合性能较好的控制结构，近来得到了广泛的应用。美国的5ESS、UT-10交换机，国产大型数字程控交换系统，如华为C＆C08、中兴ZXJ10等都采用这种全分散结构。4．处理机冗余配置方式——提高可靠性控制系统是交换机的指挥中心，其可靠性要求很高。为了提高控制系统的可靠性，处理机一般采用冗余配置。冗余配置有：微同步、负荷分担、主备用、N＋M备用等4种工作方式。（1）微同步它具有两台相同的处理机，其间有一个比较器。两台处理机各自具有相同软件程序。在正常工作时，两台处理机同时接收来自话路设备的各种输入信息，执行相同的程序，进行同样的分析处理，但是只有一台处理机输出控制信息，控制话路设备的工作。微同步：通过比较器不断地进行检查比较两台处理机的执行结果。如果结果完全一样，说明工作正常，程序可继续执行；如果结果不一致，表示其中有一台处理机发生故障，应立即告警并进行测试和必要的故障处理。优点：较易发现硬件故障，而一般不影响呼叫处理。缺点：对软件故障的防卫较差（在相同的软件环境下执行相同的程序，程序差错可能会在双机上同时出现）；此外，由于要不断地进行同步复核，效率也不高。话路设备处理机A处理机B比较器（2）负荷分担（互助方式）负荷分担也称为话务分担，两台处理机独立进行工作，在正常情况下各承担一半话务负荷。当一机产生故障，可由另一机承担全部话务负荷。为了能接替故障处理机的工作，必须互相了解呼叫处理的进展状况，因此双机应具有互通信息的通信链路。在呼叫处理过程中，为避免双机同抢资源，必须有互斥措施。话路设备处理机A处理机B负荷分担方式的主要优点：①过负荷能力强：由于每机都具有单独处理整个交换系统的正常话务负荷的能力，当在双机分担负荷时，显然可有较高的过负荷能力，能适应较大的话务波动。②软件故障的防卫能力较强：由于程控交换软件系统的复杂性，可能残留软件差错。这种程序差错往往要在特定的动态环境下才显示出来。话务分担中的双机是独立工作的，因此程序差错一般不会在双机上同时出现，对软件差错的防卫性。负荷分担方式的主要缺点：在程序设计中要避免双机同抢资源，双机互通信息也比较频繁，这都使得软件比较复杂，而对于处理机硬件故障则不如微同步方式那样较易发现，在实现上又不如下述的主备用方式那样简便。因此，尽管负荷分担方式具有一些优点，在实用上并不多见。（3）主/备用方式主备用（active－standby）方式的基本结构如图所示，一台主用处理机在线运行，另一台处理机与话路设备完全分离而作为备用。当主用机故障，进行主备用转换，由备用机接替工作。话路设备处理机A处理机B主备用可有冷备用与热备用两种方式:冷备用方式：备用机中没有呼叫数据的保存，在接替时要根据主用机来更新存储器内容，或者进行数据初始化，会丢失呼叫。热备用方式：备用机中保存有主用机送来的有关信息，可随时接替工作。通常采用热备用方式（4）N＋M备用方式N台处理机配备有M台备用机，当N台处理机中有一台发生故障时，可由M台备用机中的一台来接替其工作。3.5.3处理机间通信在多处理机系统中，不同处理机之间要相互沟通(通信)、共同配合，以控制呼叫接续。由于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远距离的通信。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。目前所采用的通信方式很多，这里仅介绍几种常见方式。1．通过PCM信道进行通信利用交换机内的PCM信道进行通信，有两种不同的方法：(1)利用时隙16进行通信。在数字通信网中，TS16用来传输数字交换局间的信令，传输线上的信息在到达交换局以后，中继接口提取TS16的信令，进行处理。交换机内部的TS16是空闲的，可以用作处理机间的通信信道。这种通信方式不需要增加额外的硬件，软件的费用也小，但通信的信息量小，速度慢。(2)通过数字交换网络的PCM信道直接传送。在S-1240交换机中，处理机之间的通信信息和话音、数据信息一样，可以通过PCM信道传送(任一时隙)，并且也能由数字交换网络进行交换。为了区分信道中信息的类型，不同的信息需要加不同的标志，以便识别。这种方式能进行远距离通信，但缺点是占用了通信信道，并且费用较大。2．采用计算机网常用的通信结构计算机通信网有不同的结构方式，我们在这里只介绍部分在程控交换机中常见的方式。1)多总线结构多总线结构是多处理机系统的一种总线结构。多处理机之间通过共享资源实现各处理机之间的通信。在这种结构中，多处理机组成一个总线型网络。多总线结构有两种基本方式：紧耦合系统：在这个系统中，多个处理机之间是通过一个共享存储器传送信息进行通信的。松耦合系统：在这个系统中，多个处理机之间是通过输入/输出接口传送信息进行通信的。2)环形结构在大型系统中，尤其是在分散控制的系统中，处理机的数量很多，而它们之间往往是平级关系，这时常采用环形通信结构。环形结构和计算机的环形网相似，每台处理机相当于环内的一个节点，节点和环通过环接口连接。令牌环是用得较多的一种环形网。程控交换系统在线软件十分庞大复杂，软件的设计目标主要为：可靠性（reliability）、可维护性（maintainability）可复用性（reusability）和可移植性（portability）。程控交换软件通常采用分层的模块化结构，常用的软件设计技术有结构化分析与设计、模块化设计、结构化编程，现趋向于采用面向对象设计，以及软构件技术。从功能结构来划分，程控交换软件可以划分为：

操作系统应用程序：可分为呼叫处理、维护管理2部分。3.6程控交换软件技术1．程控交换软件的特点(1)实时性。交换系统需要同时，或者说，在一个很短的时间间隔内处理成千上万个并发任务，因此它对每个交换机都有一定的业务处理能力和服务质量要求。不能因为软件的处理能力不足而使用户等待时间过长。如摘机后至听到拨号音的等待时间，拨完号后至听到回铃音的等待时间，尤其是拨号号码的接收时间都不能过长。拨号是由用户控制的，处理机不能及时接收拨号号码意味着错号，即呼叫失败。因此程控交换机的控制软件设计要满足实时性。3.6.1程控交换软件概述(2)多任务并发执行一个大型交换系统中可以容纳几万门或更多的电话，程控交换机要及时处理各种呼叫必须以多道程序运行方式工作，也就是说要同时执行许多任务。例如一个1万门的交换机，忙时平均同时可能有1200～2000个用户正在通话，再加上通话前、后的呼叫建立和释放用户数，就可能有2000多项处理任务。软件系统必须能及时记录这些呼叫建立中和呼叫进行中的用户状态，并将有关的数据都保存起来，以便呼叫处理往下进行。除此之外，还要同时处理维护、测试和管理任务。(3)高可靠性：不间断性程控交换机一经开通，其运行就不能间断，即使在硬件或软件系统本身有故障的情况下，系统仍应能保证可靠运行，并能在不中断系统运行的前提下，从硬件或软件故障中恢复正常。对于程控交换机来说，出现万分之一或十万分之一的错误一般还是可以容许的，但整个系统中断则会带来灾难性的损失。因此，许多交换机的可靠性指标是99.98％的正确呼叫处理及20年内系统中断运行时间不超过1小时。2．交换软件的组成图3.32交换软件系统的结构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1)运行软件系统——联机软件是指存放在交换机处理系统中，对交换机的各种业务进行处理的软件，其中的大部分软件具有比较强的实时性。根据功能的不同，运行软件系统又可分为：操作系统、数据库系统和应用软件系统三个子系统。（1）操作系统——应配置实时操作系统操作系统的主要功能：任务调度、通信控制、存储器管理、时间管理、系统安全和恢复。此外，还有外设处理、文件管理、装入引导等功能。（2）数据库系统对软件系统中的大量数据进行集中管理，实现各部分软件对数据的共享访问功能，并提供数据保护等功能。（3）应用软件系统通常包括：呼叫处理程序、管理程序和维护程序三部分。呼叫处理程序：主要用来完成交换机的呼叫处理功能。普通的呼叫处理过程从一方用户摘机开始，然后接收用户拨号数字，经过对数字进行分析后接通通话双方，一直到双方用户全部挂机为止。管理程序：主要作用包括三个方面：一是协助实现交换机软、硬件系统的更新；二是进行计费管理；三是监督交换机的工作情况，确保交换机的服务质量。维护程序：实现交换机故障检测、诊断和恢复功能，以保证交换机可靠地工作。运行软件系统的结构2)支援软件系统提供软件开发和生产的工具与环境提供先进的软件维护工具和环境（1）支援软件系统的一个重要功能：提供软件开发和生产的工具与环境。程控交换机的成本和质量在很大程度上取决于软件系统，因此，软件的开发和生产效率及质量是直接影响程控交换机成本和质量的关键。（2）支援软件系统的另一个重要功能：提供先进的软件维护工具和环境。程控交换软件系统的一大特点是具有相当大的维护工作量，一般软件总成本中有50％～60％是用在维护上的。：软件系统不完善而需要加以修改；随着技术的发展，需要不断引入新的功能和业务，对原有功能要加以改进和扩充；交换局的业务发展会引起用户组成、话务量等的变化，整个通信网的发展可能会对各交换局提出新的要求。

注：在交换机软件中，呼叫处理程序只占一小部分，一般不超过三分之一，而系统防御和维护管理程序大约占整个运行软件的三分之二左右。

3)程控交换机使用的数据在程控交换机中，所有有关交换机的信息都是通过数据来描述的，如交换机的硬件配置、使用环境、编号方案、用户当前状态、资源(如中继、路由等)的当前状态、接续路由地址等。根据信息存在的时间特性，数据可分为：半固定数据动态数据（暂时性数据）（1）半固定数据：用来描述静态信息，它基本上有两种类型：用户数据：与用户有关的数据称为用户数据。包括用户号码DN、设备号码EN、话机类型、用户呼叫权限、用户业务类型等；局数据：与整个交换局有关的数据称为局数据。包括局间中继设备码、中继类型、中继方式、信令方式、计费方案、编号方案等。用户数据和局数据一旦输入，一般较少改动，因此也叫做半固定数据。半固定数据可由操作人员输入一定格式的命令加以修改。（2）动态数据：用来描述交换机的动态信息，这类数据随着每次呼叫的建立过程不断产生变化，需要暂存。为方便处理和使用，这类数据按照其性质被组织成紧凑的表格结构。总体上讲包括以下几种表格：忙闲信息表：描述了资源的当前状态，如用户的忙闲表、收号器的忙闲表、中继线的忙闲表、交换网络内部链路的忙闲表等。这类数据是交换机处理的主要依据之一。事件登记表：在呼叫处理过程中，各种事件，如用户呼出、应答、摘、挂机等均可能出现，交换机一旦识别出这些事件，立刻予以登记并按顺序排队，等待交换机的进一步处理。

各种监视表：主要用于暂存交换机采集到的有关信息。例如，收号器监视表用来暂存脉冲扫描和位间隔扫描的上次扫描结果以及脉冲计数等。

输出登记表：作为输出缓冲区，暂存主机准备向驱动器或其它外围设备发送的信息，如驱动输出登记表、话单打印表等。

新业务登记表：程控交换系统可开放多种新业务，为配合新业务的处理，可建立一定格式的新业务登记表，如缩位拨号登记表、转移呼叫登记表、热线服务登记表等。3.6.2呼叫处理程序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，通话结束一个呼叫的处理过程连接释放3.6.2呼叫处理程序1．呼叫处理程序的组成——

按功能块划分呼叫处理程序用来控制呼叫，包括：用户扫描、信令扫描、数字分析、路由选择、通路选择、输出驱动等功能块。1)用户扫描用户扫描用来检测用户环路的状态变化。用户摘机，环路接通，用户挂机，环路断开，即从用户环路的当前状态和用户原有的呼叫状态可以判断事件是摘机还是挂机。例如，环路接通可能是主叫呼出，也可能是被叫应答。用户扫描程序应按一定的扫描周期执行。

2)信令扫描信令扫描泛指对用户线进行的收号扫描和对中继线或信令设备进行的扫描。前者包括脉冲收号或DTMF收号扫描，后者主要是指在随路信令方式时，对各种类型的中继线和多频接收器所做的线路信令和记发器信令的扫描。

3)数字分析数字分析的主要任务是根据所收到的地址信令或其前几位号码判定接续的性质，例如判别本局呼叫、出局呼叫、汇接呼叫、长途呼叫、特种业务呼叫等。对于非本局呼叫，通过数字分析和翻译功能，可以获得用于选路的有关数据。

4)路由选择路由选择的任务是根据路由表，确定对应于呼叫去向的中继线群，从中选择一条空闲的出中继线。如果线群全忙，还可以依次确定各个迂回路由并选择空闲中继线。路由表是交换局开局时由维护人员人工输入的，一般不再改变，只有在局间中继线调整时才会发生变化。

5)通路选择通路选择在数字分析和路由选择后执行，其任务是在交换网络指定的入端与出端之间选择一条空闲的通路。软件进行通路选择的依据是存储器中链路忙闲状态的映射表。

6)输出驱动输出驱动程序是软件与话路子系统中各种硬件的接口，用来驱动硬件电路的动作。例如驱动数字交换网络的通路连接或释放，驱动用户电路中振铃继电器的动作等。分为3种类型：输入处理内部处理输出处理

2．呼叫处理程序的结构——按类型划分1)输入处理：包括用户扫描、信令扫描

收集话路设备的状态变化和有关的信令信息称为输入处理。各种扫描程序都属于输入处理。输入处理通常是在时钟中断控制下按一定周期执行，主要任务是发现事件而不是处理事件。输入处理是靠近硬件的低层软件，实时性要求较高。

2．呼叫处理程序的结构——按类型划分

2)内部处理：包括数字分析、路由选择、通路选择内部处理是呼叫处理的高层软件，与硬件无直接关系。例如数字分析、路由选择、通路选择等。呼叫建立过程的主要处理任务都在内部分析、处理中完成。内部处理程序的一个共同特点是要通过查表进行一系列的分析、译码和判断。内部处理程序的结果可以是启动另一个内部处理程序或者启动输出处理。3)输出处理：输出驱动输出驱动属于输出处理，也是与硬件直接有关的低层软件。输出处理与输入处理都要针对一定的硬设备，可以合称为设备处理。扫描是处理机输入信息，驱动是处理机输出信息，它们是处理机在呼叫处理过程中与硬件联系的两种基本方式。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。硬件执行了输出处理的驱动命令后，改变了硬件的状态，使得硬件设备从原有的稳定状态转移到另一个稳定状态，硬件设备在软件中的映射状态也随之而变，以始终保持一致。因此，呼叫处理过程反映的是用户状态不断转移的过程。按照系统的处理过程，刻画出不同的状态和状态转移条件，是设计呼叫处理程序的重要依据和有效方法。可用规范说明和描述语句（SDL）来描述呼叫处理过程。

3．呼叫处理技术实现

1)用户摘挂机识别用户挂机时，用户线为断开状态，假定扫描点输出为“1”。摘机时，用户线为闭合状态，扫描点输出为“0”。用户线状态从挂机到摘机的转折，表示用户摘机，反之表示用户挂机。处理机每隔大约200ms对每一个用户扫描一次，读出用户线的状态并存入“这次扫描结果SCN”，然后从存储区中调出“前次扫描结果LM”，将SCN∧LM，结果为1，就识别到用户摘机。如果SCN∧LM为1，则识别的是用户挂机。见图3.28。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——“续”，挂机——“断”送脉冲——“断”，脉冲间隔——“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

3．呼叫处理技术实现

1)用户摘挂机识别设：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。

1)用户摘挂机识别图3.37用户摘挂机识别原理SCN：本次扫描结果LM：前次扫描结果表示16个用户状态组成一个16位字，每次可处理16个用户。SCN∧LM≠0，表示至少有1个用户(红色表示)摘机呼出，可以通过寻1操作，找出摘机用户。即，对16比特信息按一定次序搜查其值为1的比特，并记录为1的比特的位数。SCN(本次扫描)1110111110111111SCN（SCM取反）0001000001000000LM(前次扫描)1011111011011111SCN∧LM(摘机事件)0001000001000000

在大型交换机中常采用“群处理”的方法，即每次对一组用户的状态进行检测，从而达到节省机时、提高扫描速度的目的。机柜机框接口板

2)DTMF收号识别双音多频话机送出的拨号号码由两个音频组成。这两个音频分别属于高频组和低频组，每组各有4个频率。每拨一个号码就从高频组和低频组中各取一个频率(4中取1)。图3.41DTMF话机的号盘示意图高频群(Hz)低频群(Hz)H1H2H3H41209133614771633L1697123AL2770456BL3852789CL4941*0＃D图3.42DTMF收号器的基本结构

CPU从DTMF收号器读取号码信息时采用查询方式，即首先读状态信息SP。若SP=0，表明有信息送来，可以读取号码信息。若SP＝l，则不能读取。读SP后也要进行逻辑运算，识别SP脉冲的前沿，然后读出数据。这个方法和前面识别摘挂机的方法一样，这里不再重复。DTMF收号原理如图3.31所示。一般DTMF信号传送时间大于40ms，因此用16ms扫描周期就可以识别。图3.43DTMF收号原理数字分析的任务是对被叫号码DN进行分析和翻译，以确定接续方向是本局还是出局。对于出局呼叫应找出相应的中继线群，对于本局呼叫，进行DN/EN(号薄号/用户设备端口号)翻译。数字分析是通过查表实现的。查表分析依据接收到的被叫用户号码进行(通常由号首的前1~3位)。第一级表按第1位号码查找，第二级表按第2位号码查找，直到查出需要的数据为止。表中各单元的第一个比特是继续/停止查表位，“1”表示继续查表，后面给出下一张表首地址；“0”表示停止查表，后面给出本次呼叫的中继群号。

3)数字分析——去话局图3.44号码翻译表和数字分析举例第一位号码0：停止1：继续第二位号码29局共19条中继线，分成3群：1号群的5条，接长途交换机；2号群10条接32局；3号群的4条接112测量台。

4)路由选择数字分析结果如果是出局接续，那么可以得到一个中继群号，根据群号查路由表，可以找到相应中继群中的空闲中继线。如果这次没找到空闲中继线，可以按次选群继续查找，直到标志为“0”时停止。图3.45路由表数字分析路由索引RTX（正常路由）下一路由(迂回路由)索引NRTX、中继群号TGN选空闲中继线号中继线空闲?YN启用NRTX中继线号（中继群空闲链队队首）由数字分析得到的路由索引数字6及下一路由（迂回路由）索引中继群全忙5)通路选择——交换网络内部通路，即内部时隙以T-S-T三级交换网络为例，任何一对入、出线之间都存在32条内部链路，为了实现交换，这32条链路中至少应有一条空闲，即组成该链路的1-2级间链路和2-3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，通过运算找出可以使用的空闲内部链路。运算过程如下，其中“0”表示链路忙，“1”表示链路闲。第一级链路的忙闲状态：11010011101001001101101111000010第二级链路的忙闲状态：01010101000111100000011111001000与运算结果：01010001000001000000001111000000运算结果表明有8条内部链路空闲（红1表示），可以从中选择任意一条空闲的使用。交换处理程序包括输入处理、内部处理和输出处理程序。它由多种执行一定功能的程序组成，以满足各种处理要求。这些处理要求有些实时性强，不能延迟，交换机必须立即响应；有些处理要求可以稍加延迟，时间要求不是很严格。因此，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。这种按照计划依次执行各种程序以满足不同实时性要求的功能，就是程序的执行管理，它属于操作系统(OS)的功能。3.6.3程序的执行管理——运行调度

1．程序的执行级别和原则

依照实时性要求的严格程度，交换处理程序划分为若干级别。时间要求愈严，级别愈高，执行时优先度就越高。一般可分为：中断级、时钟级和基本级。在时钟级和基本级中，还可以根据需要再分为若干级。中断级程序：实时性要求最高，一旦出现必须立即得到处理。这类程序包括硬件故障和电源报警等零散随机事件。时钟级程序（周期级）：其执行有一定的周期性。故时钟级各种扫描程序都具有一定的周期性，均属于时钟级程序。此外，时钟级程序还可包含时限处理等程序。为了确保时钟级程序的周期性执行，中央控制设备具有时钟中断的性能。例如，每隔4ms或8ms就向CPU发出中断请求。CPU接受时钟中断后，就进入中断处理，执行时钟级程序。基本级程序：执行时间的要求没有时钟级严格。有些没有周期性，有任务就执行；有些虽有周期性，但一般来说周期较长。基本级程序内部处理程序一般属于基本级。图3.33程序的执行顺序（P.94）高中低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10ms

2．时钟级程序的调度——表格驱动

时钟级程序其执行有一定的周期性。采用时间表，是一种简便而有效的方法。

1)时间表的结构时间表的结构由四部分组成：时间计数器(HTMR)、有效指示器(HACT)、时间表(HTBL)和转移表(HJUMP)。图3.54时间表的结构计数器清零有效指示器（屏蔽）转移表时间表表的字长：可容纳的任务程序数中断周期：各程序执行周期的最大公约数表的总行数：各程序执行周期与中断周期之比的最小公倍数0000001时间表纵向对应时间，每往下一行代表增加一个时间单位，实际上相当于一个时钟中断的周期。时间表横向代表所管理的程序类别，每一位代表一种程序，总位数即计算机字长，故一张时间表可容纳的程序类别数等于字长。当时间表某行某位填入l时，表示执行程序；填入0表示不执行程序。时间计数器(HTMR)的任务是软件计数，按计数值取时间表的相应单元。有效指示器(HACT)表示对应比特位程序的有效性，为“1”表示有效，为“0”表示无效。其作用是便于对时间表中某些任务进行暂时删除(抑制执行)和恢复。转移表(HJUMP)亦称为任务地址表，其每个单元分别记载着对应任务(程序)的入口地址。

2)时间表的工作过程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1。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HACT的内容相“与”，再进行寻“1”操作。寻到1，则转向该位对应的程序的入口地址，执行该程序，执行完毕返回时间表，再执行其它为“1”的相应程序。如不为“1”，则不执行。当所有单元寻1完毕，则转向低一级的程序。在最后一个单元的最后一位上，将时间计数器清0，以便在下一周期重新开始。设时钟中断周期为8ms，时间表有16行，第0比特的程序执行周期为8ms；第1比特的程序执行周期为16ms；第k＝15比特的程序执行周期为128ms。为实现表格驱动，还应设置转移表，见图4.3.15。时间表的位号用来检索转移表，以得到对应的时钟级程序的入口地址。位号行号3．基本级程序的调度具有周期性的基本级，可用时间表控制执行。没有周期性的基本级，可采用队列处理。同一级的处理要求可按到达的先后次序排成队列，采用先到来先处理的原则处理。

程控交换机在长期的运转中，总是会发生故障的，为了保证程控交换机能可靠工作，就要求能迅速地对故障进行处理，缩小故障所造成的影响。这就是故障处理程序要完成的任务。它是维护操作管理程序的组成部分。

1．故障处理的一般过程

1)故障的识别各种设备中都配有检验电路，以核对每次动作的结果。如果识别到不正常情况，一般可通过故障中断报告CPU，通过故障处理程序中的故障识别和分析程序，可以大致分析发生了什么性质的故障和哪一个设备发生了故障。3.6.4故障处理（了解）

2)系统再组成当故障识别程序找到有故障的设备后，就将有故障的设备切换掉，换上备用设备，以保证正常交换处理的进行。这种可重新组成能够正常工作的设备系列，称为系统再组成，它是由系统再组成程序执行的。

3)恢复处理故障发生后，进行故障处理并暂停呼叫处理工作。在系统再组成后应恢复正常的呼叫处理，由恢复处理程序来进行恢复处理。对于一般的故障中断，切断了故障设备并换上备用设备后，可以从呼叫处理程序的中断点恢复。

4)故障告警和打印交换机恢复正常工作后，应将故障状况通知维护人员，进行故障告警和故障打印。故障告警可使某告警灯亮，也可使告警铃响。

5)诊断测试虽然故障设备已被备用设备替换，但还应尽早修复故障设备，以免在故障设备修复前又发生同类设备故障，因没有可替换的设备而造成交换接续的阻断。为了使这种可能性减到最小程度，就需要尽可能缩短修复时间。维护人员可根据打印机所输出的故障状况，用键盘发出诊断指令。CPU接收诊断指令后，启动故障诊断程序对故障设备进行诊断测试，诊断结果再由打印机输出。诊断测试也可由软件自动调度执行。

6)故障的修理打印出的诊断结果表示了各测试阶段的良好与否，维护人员据此查找故障字典可以找出故障插件或可疑插件的范围，从而进一步减少了维护人员的工作量。

7)修复设备返回整机系统故障设备修复后，可由维护人员输入指令，以便将修复设备变为可用状态，返回交换机的工作系统中去。

2．故障的检测和识别——BIT（Built-inTest：机内测试）（可靠性技术MTTR）要进行故障处理，首先必须能发现故障。可由硬件或软件发现故障。此外，还可以进行用户线和中继线的自动测试。

1)由硬件发现故障硬件故障可通过奇偶校验、动作顺序校验、工作状态校验、非法命令检测等手段发现。一般在硬件设备中加入一些校验电路，用来监视工作情况。如发现异常，可以通过中断启动相关软件。(1)中央处理机故障：

(2)存储器故障：(3)话路控制设备故障：

(4)偶发性差错：

2)由软件发现故障

(1)控制混乱识别：程序陷入无限循环状态，即属于控制混乱。此外，还有逻辑上混乱，例如查找表格时所用的地址超出范围等。要监视程序是否出现无限循环，可根据该程序的正常执行时长进行时间监视，如超出时长就认为是控制混乱。低级别程序可由高级别程序监视，最高级别的程序可由硬件监视。

(2)数据检验：软件中有一些核查程序可自动定时启动，核查中继器和链路长期占用情况，核对忙闲表和硬件状态是否一致，并监视公用存储区长期占用等不正常情况。如发现异常，可自动打印出故障信息。下面以用户的一次成功呼叫来说明呼叫处理过程。初始时，主叫用户和被叫用户都处于空闲状态，交换机进行扫描，监视用户线状态。

1．主叫用户A摘机呼叫

(1)交换机检测到主叫用户A摘机；

(2)交换机调查用户A的类别，以区分是同线电话、一般电话、投币电话机还是小交换机用户等。

(3)调查话机类别，弄清是按键话机还是号盘话机，以便接相应收号器。3.6.5呼叫处理过程

2．送拨号音，准备收号

(1)交换机寻找一个空闲收号器以及它和主叫用户间的空闲路由；

(2)寻找主叫用户和信号音发生器间的一个空闲路由，向主叫用户送拨号音；

(3)监视收号器的输入信号，准备收号。3．收号

(1)由收号器接收用户所拨号码；

(2)收到第一位号后，停拨号音；

(3)对收到的号码按位存储；

(4)对“应收位”、“已收位”进行计数；

(5)将号首送向数字分析程序进行初步分析。

4．号码分析

(1)初始分析号首，以决定呼叫类别(本局、出局、长途、特服等)，并决定该收几位号。初始分析后如果是本局呼叫，则执行(2)；如果是出局、长途、特服呼叫，则交换机根据事先确定的路由表，选择通达目的地的中继线，并用信令通知对端局，对端局执行(2)；

(2)检查这个呼叫是否允许接通(是否为限制用户等)；

(3)检查被叫用户是否空闲，若空闲，则改成忙。5．接至被叫用户测试并预占空闲路由，包括：

(1)向主叫用户送回铃音路由(这一条可能已经占用，尚未复原)；

(2)控制向被叫用户电路振铃；

(3)预占主、被叫用户通话路由。6．向被叫用户振铃

(1)向用户B送铃流；

(2)向用户A送回铃音；

(3)监视主、被叫用户状态。7．被叫应答通话

(1)被叫摘机应答，交换机检测到以后，停振铃和回铃音。

(2)建立A、B用户间通话路由，开始通话；

(3)启动计费设备，开始计费；

(4)监视主、被叫用户状态。8．话终(主叫先挂机)(1)主叫先挂机，交换机检测到以后，路由复原；

(2)停止计费；

(3)向被叫用户送忙音。9．话终(被叫先挂机)(1)被叫挂机，交换机检测到以后，路由复原；

(2)停止计费；

(3)向主叫用户送忙音。3.7电路交换机的指标体系3.7.1性能指标性能指标是评价电路交换机处理能力和交换能力的指标，可以反映电路交换机所具备的技术水平。性能指标主要包括：电路交换机能够承受的话务量

呼叫处理能力交换机能够接入的用户线和中继线的最大数量等。

1．话务负荷能力话务负荷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。

话务量又称电话负载，即用呼叫次数和每次呼叫占用的时间的乘积来计量。

单位时间(每小