1、電路交換機的發展過程及分類電路交換機的發展過程及分類3.1電路交換原理與特點電路交換原理與特點3.2程控數字交換機的硬件結構程控數字交換機的硬件結構3.3程控交換機的軟件系統程控交換機的軟件系統 3.4程控交換機的指標體系程控交換機的指標體系 3.5 【本章內容簡介】【本章內容簡介】 電路交換方式是一種面電路交換方式是一種面向連接的技術，向連接的技術，PSTN公用電話交換網公用電話交換網（public switched telephone network)網采用電路交換方式。網采用電路交換方式。 本章系統地介紹電路交換的基本原理和技本章系統地介紹電路交換的基本原理和技術，包括電路交換的概念和特

2、點、電路交換系術，包括電路交換的概念和特點、電路交換系統的基本功能、電路交換機的組成和分類等。統的基本功能、電路交換機的組成和分類等。 同時，重點闡述了電路交換機的硬件同時，重點闡述了電路交換機的硬件結構及其各部分功能。結構及其各部分功能。 介紹了電路交換機的軟件系統的組成、介紹了電路交換機的軟件系統的組成、要求及其呼叫處理軟件，并對電路交換機要求及其呼叫處理軟件，并對電路交換機的技術指標進行了分析。的技術指標進行了分析。 【本章重點難點本章重點難點】 重點掌握電路交換重點掌握電路交換機的硬件結構及其各主要部分的作用，以機的硬件結構及其各主要部分的作用，以及電路交換機的軟件系統。及電路交換機的

3、軟件系統。 難點是用難點是用SDL圖描述局內呼叫處理過圖描述局內呼叫處理過程。程。3.1.1 電話的產生與電路交換機的電話的產生與電路交換機的演變演變 電路交換的概念始于電話交換。電路交換的概念始于電話交換。1電話的產生電話的產生2電路交換技術的演變電路交換技術的演變 3.1.2 電路交換機的發展過程電路交換機的發展過程1人工交換設備人工交換設備（1）磁石式電路交換機）磁石式電路交換機（2）共電式電路交換機）共電式電路交換機用戶號牌用戶號牌用戶塞孔用戶塞孔呼叫塞子呼叫塞子應答塞子應答塞子應答、振鈴鍵應答、振鈴鍵話務員送、受話務員送、受話器塞孔話器塞孔手搖發電機手搖發電機繩路繩路人工交換機人工交

4、換機2機電式自動電路交換機機電式自動電路交換機（1）步進制電路交換機）步進制電路交換機（2）縱橫制電路交換機）縱橫制電路交換機3電子式自動電路交換機電子式自動電路交換機4程控電路交換機程控電路交換機（1）程控模擬電路交換機）程控模擬電路交換機（2）程控數字電路交換機）程控數字電路交換機電子式自動交換機階段電子式自動交換機階段 - 存儲存儲程程序序控控制。制。 1.空分程控交換機空分程控交換機 1965年，美國年，美國 AT&T 1ESS第一部存儲程序第一部存儲程序控制的空分交換機。控制的空分交換機。 話路部分：空分網絡話路部分：空分網絡 小型縱橫繼電器小型縱橫繼電器+電子元件電子元件

5、2.時分模擬程控交換機時分模擬程控交換機 話路部分：話路部分：PAM 3.時分數字程控交換機時分數字程控交換機 話路部分：話路部分：PCM 它是計算機與它是計算機與PCM技術相結合的產物。技術相結合的產物。5綜合業務數字交換機綜合業務數字交換機6我國程控交換技術我國程控交換技術（1）引進交換機階段）引進交換機階段（2）引進程控交換機生產線）引進程控交換機生產線（3）自行研制程控交換機階段）自行研制程控交換機階段3.1.3 電路交換機的分類電路交換機的分類1電路交換機的分類電路交換機的分類（1）按交換機的使用分為用戶交換機、局）按交換機的使用分為用戶交換機、局用交換機、市話交換機、匯接交換機和長

6、用交換機、市話交換機、匯接交換機和長途交換機。途交換機。（2）按交換機的接續方式分為人工接續）按交換機的接續方式分為人工接續交換機和自動接續交換機。交換機和自動接續交換機。（3）按所傳送的信號特征分為模擬交換機）按所傳送的信號特征分為模擬交換機和數字交換機。和數字交換機。（4）按接續部件（交換網絡）分為空分交）按接續部件（交換網絡）分為空分交換和時分交換。換和時分交換。（5）按控制電路分為布線邏輯控制（布控）按控制電路分為布線邏輯控制（布控）和存儲程序控制（程控）交換機。和存儲程序控制（程控）交換機。（6）按構成交換機硬件的器件分為機電制）按構成交換機硬件的器件分為機電制交換機、半電子制交換機

7、和全電子制交換交換機、半電子制交換機和全電子制交換機。機。 電路交換技術的分類如圖電路交換技術的分類如圖3-1所示。所示。圖圖3-1 3-1 電路交換技術分類電路交換技術分類2幾個概念幾個概念（1）布線邏輯控制（）布線邏輯控制（Wired Logic Control，WLC）：就是通過布線方式實現交換機的）：就是通過布線方式實現交換機的邏輯控制功能。邏輯控制功能。 （2）存儲程序控制（）存儲程序控制（Stored Program Control，SPC）：程控交換就是設計者將）：程控交換就是設計者將用戶的信息和交換機的控制，維護管理功用戶的信息和交換機的控制，維護管理功能預先編成程序，存儲到計

8、算機的存儲器能預先編成程序，存儲到計算機的存儲器內。內。 （3）空間分割方式：是指交換網絡的每條）空間分割方式：是指交換網絡的每條連接通路各自具有不同的空間位置。連接通路各自具有不同的空間位置。（4）時間分割方式：是指交換網絡的每條）時間分割方式：是指交換網絡的每條連接通路各自具有不同的時間位置，也就連接通路各自具有不同的時間位置，也就是說，各路話音的傳輸時間是互相錯開的。是說，各路話音的傳輸時間是互相錯開的。簡稱時分。簡稱時分。（5）空分交換（）空分交換（Space Division Switching，SDS）：空分交換是一個通過使用在物理）：空分交換是一個通過使用在物理分開的一套矩陣接觸

9、或交差點的動作來確分開的一套矩陣接觸或交差點的動作來確定傳輸通道路徑的交換。定傳輸通道路徑的交換。 電路交換（電路交換（Circuit Switching），又叫），又叫線路交換。線路交換。 電路交換系統需要為進行通信的終端電路交換系統需要為進行通信的終端之間提供一條專用的信息傳輸線路（通之間提供一條專用的信息傳輸線路（通道），這條傳輸線路可以傳送用戶信息。道），這條傳輸線路可以傳送用戶信息。 該線路既可以是物理路徑也可以是邏該線路既可以是物理路徑也可以是邏輯路徑；既可以是永久連接也可以是臨時輯路徑；既可以是永久連接也可以是臨時連接。連接。 它是一種直接的交換方式。它是一種直接的交換方式。3.

10、2.1 電路交換的基本原理電路交換的基本原理1電路交換基本原理電路交換基本原理圖圖3-2 3-2 電路交換基本原理電路交換基本原理2電路交換的電路交換的3個基本要素個基本要素（1）終端設備）終端設備（2）傳輸系統）傳輸系統（3）交換機）交換機3電路交換機的基本呼叫任務與結構電路交換機的基本呼叫任務與結構（1）電路交換機的基本任務）電路交換機的基本任務圖圖3-3 3-3 交換機的交換機的4 4種基本呼叫任務種基本呼叫任務（2）電路交換機的基本結構）電路交換機的基本結構 電路交換機的基本結構由兩大部分構電路交換機的基本結構由兩大部分構成：話路系統和控制系統，如圖成：話路系統和控制系統，如圖3-4所

11、示。所示。圖圖3-4 3-4 電路交換機的基本結構電路交換機的基本結構3.2.2 電路交換系統的基本功能電路交換系統的基本功能1電路交換一次成功的呼叫接續過電路交換一次成功的呼叫接續過程程圖圖3-5 3-5 一次正常的電路交換過程一次正常的電路交換過程（1）連接建立）連接建立（2）消息傳輸）消息傳輸（3）話終釋放）話終釋放2電路交換在呼叫處理方面的要求電路交換在呼叫處理方面的要求 從上面電路交換過程的從上面電路交換過程的3個階段可以看個階段可以看出，電路交換機在呼叫處理方面有出，電路交換機在呼叫處理方面有5個基本個基本要求。要求。（1）電路交換機能隨時發現用戶呼叫的到）電路交換機能隨時發現用戶

12、呼叫的到來。來。（2）電路交換機能接收并保存主叫用戶發）電路交換機能接收并保存主叫用戶發送的被叫用戶地址。送的被叫用戶地址。（3）電路交換機能根據主叫用戶提供的地）電路交換機能根據主叫用戶提供的地址，檢測被叫用戶的忙閑以及網絡是否存址，檢測被叫用戶的忙閑以及網絡是否存在空閑通路。在空閑通路。（4）電路交換機能向空閑的被叫用戶振鈴，）電路交換機能向空閑的被叫用戶振鈴，并在被叫應答時建立主、被叫之間的通話并在被叫應答時建立主、被叫之間的通話電路。電路。（5）電路交換機能隨時發現任何一方用戶）電路交換機能隨時發現任何一方用戶的掛機，然后將連接的線路拆除。的掛機，然后將連接的線路拆除。3電路交換系統的

13、基本功能電路交換系統的基本功能（1）連接功能）連接功能（2）信令功能）信令功能（3）終端接口功能）終端接口功能（4）控制功能）控制功能在呼叫建立的過程中，要求交在呼叫建立的過程中，要求交換設備能隨時發現呼叫的到來換設備能隨時發現呼叫的到來和結束，能向主、被叫發送各和結束，能向主、被叫發送各種用于控制接續的可聞信號音，種用于控制接續的可聞信號音，能接收并保存主叫發送的被叫能接收并保存主叫發送的被叫號碼號碼控制功能是為了檢測是否存在空閑通控制功能是為了檢測是否存在空閑通路以及被叫的忙閑情況，控制各電路路以及被叫的忙閑情況，控制各電路完成接續，連接功能和信令功能都是完成接續，連接功能和信令功能都是按

14、照接收控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。控制功能可以分為低層控制和高層控控制功能可以分為低層控制和高層控制。低層控制包括掃描和驅動。制。低層控制包括掃描和驅動。3.2.3 電路交換技術的特點電路交換技術的特點1電路交換技術的優點電路交換技術的優點（1）電路交換是面向連接的技術。）電路交換是面向連接的技術。（2）電路交換是一種實時交換，適用于對）電路交換是一種實時交換，適用于對實時性要求高的通信業務，信息的傳輸時實時性要求高的通信業務，信息的傳輸時延小，對一次接續而言，傳輸時延幾乎固延小，對一次接續而言，傳輸時延幾乎固定不變。定不變。（3）電路交換采用靜態復用、固定（預分）

15、電路交換采用靜態復用、固定（預分配）分配帶寬技術，進行信息傳輸和交換。配）分配帶寬技術，進行信息傳輸和交換。（4）交換機對用戶的信息不存儲、分析和）交換機對用戶的信息不存儲、分析和處理，信息在終端之間處理，信息在終端之間“透明透明”傳輸，交傳輸，交換機在處理方面的開銷比較小，信息的傳換機在處理方面的開銷比較小，信息的傳輸效率比較高。輸效率比較高。（5）網絡在傳送信息期間，沒有任何差錯）網絡在傳送信息期間，沒有任何差錯控制措施，控制簡單，但不利于可靠性要控制措施，控制簡單，但不利于可靠性要求高的數據業務傳送。求高的數據業務傳送。（6）信息的編碼方法和信息格式由通信雙）信息的編碼方法和信息格式由通

16、信雙方協商，不受網絡限制。方協商，不受網絡限制。2電路交換技術的缺點電路交換技術的缺點（1）不適合波動性大的業務。）不適合波動性大的業務。（2）資源獨占，電路利用率低。）資源獨占，電路利用率低。（3）不同終端之間不能互通。）不同終端之間不能互通。（4）可能存在呼損。）可能存在呼損。 典型的電路交換系統是電話交換系統。典型的電路交換系統是電話交換系統。 本節以程控數字交換機為例，講述電本節以程控數字交換機為例，講述電路交換機的硬件結構。路交換機的硬件結構。3.3.1 程控數字交換機的基本結構程控數字交換機的基本結構 程控數字交換機的基本結構分為控制程控數字交換機的基本結構分為控制子系統和話路子系

17、統，話路子系統由交換子系統和話路子系統，話路子系統由交換網絡和接口電路組成，如圖網絡和接口電路組成，如圖3-6所示。所示。 話路子系統主要由交換網絡和接口電話路子系統主要由交換網絡和接口電路組成。路組成。 圖圖3-6 3-6 程控數字交換機基本結構程控數字交換機基本結構 控制子系統由處理機、存儲器、和輸控制子系統由處理機、存儲器、和輸入入/輸出（輸出（I/O）設備構成。）設備構成。 處理機執行交換機軟件程序，指揮硬處理機執行交換機軟件程序，指揮硬件、軟件協調動作；存儲器用來存儲軟件件、軟件協調動作；存儲器用來存儲軟件程序和有關數據。程序和有關數據。 控制子系統的主要作用實現交換機的控制子系統的

18、主要作用實現交換機的控制功能。控制功能。 3.3.2 程控數字交換機硬件功能結構程控數字交換機硬件功能結構 程控數字交換機的硬件功能結構如圖程控數字交換機的硬件功能結構如圖3-7所示。所示。圖圖3-7 3-7 程控數字交換機的硬件功能結構程控數字交換機的硬件功能結構 話路子系統包括用戶級、遠端用戶級、話路子系統包括用戶級、遠端用戶級、選組級（交換網絡）、各種中繼接口以及選組級（交換網絡）、各種中繼接口以及信令設備等部件。信令設備等部件。1用戶級用戶級（1）信號提取和插入電路）信號提取和插入電路（2）網絡接口）網絡接口（3）掃描存儲）掃描存儲（4）分配存儲器）分配存儲器（5）用戶集線器）用戶集線

19、器（6）用戶電路）用戶電路 BORSCHT的含義如下。的含義如下。B（Battery feed）：饋電。）：饋電。O（Over-voltage）：過壓保護）：過壓保護R（Ring）：振鈴）：振鈴S（Supervision）：監視）：監視C（Codec）：編譯碼）：編譯碼H（Hybrid）：混合電路）：混合電路T（Test）：測試。）：測試。圖圖3-8 3-8 實現實現BORSCHTBORSCHT的用戶電路的用戶電路圖圖3-9 3-9 數字用戶接口的基本功能數字用戶接口的基本功能收發器的主要作用是實現數收發器的主要作用是實現數字信號的雙向傳輸：空分，字信號的雙向傳輸：空分，頻分，時分，回波抵消頻

20、分，時分，回波抵消圖圖3-10 3-10 收發器的原理框圖收發器的原理框圖2遠端用戶遠端用戶 遠端用戶級也稱遠端用戶模塊。遠端用戶級也稱遠端用戶模塊。 是指裝在距離電話局較遠的用戶集中是指裝在距離電話局較遠的用戶集中分布點上的話路設備，其基本功能與局內分布點上的話路設備，其基本功能與局內用戶級相似，也包括用戶電路和用戶集線用戶級相似，也包括用戶電路和用戶集線器，如圖器，如圖3-7中虛線框所示。中虛線框所示。 3選組級（交換網絡）選組級（交換網絡） 選組級一般稱為數字交換網絡，它是選組級一般稱為數字交換網絡，它是話路部分的核心設備，交換機的交換功能話路部分的核心設備，交換機的交換功能主要是通過它

21、來實現的。主要是通過它來實現的。 圖圖3-11 3-11 數字交換機的交換過程數字交換機的交換過程4中繼接口中繼接口 在交換網絡與局間中繼線之間，必須在交換網絡與局間中繼線之間，必須有中繼接口配合工作。有中繼接口配合工作。 根據中繼線的類型，中繼接口有模擬根據中繼線的類型，中繼接口有模擬中繼接口與數字中繼接口，分別稱為模擬中繼接口與數字中繼接口，分別稱為模擬中繼器和數字中繼器。中繼器和數字中繼器。（1）模擬中繼接口（）模擬中繼接口（Analog Trunk，AT）（2）數字中繼接口（）數字中繼接口（Digital Trunk，DT）圖圖3-12 3-12 數字中繼原理圖數字中繼原理圖 如果交換

22、局間的傳輸采用同步數字序如果交換局間的傳輸采用同步數字序列（列（Synchronous Digital Hierarchy，SDH），則可以將交換機多個中繼輸出信），則可以將交換機多個中繼輸出信號裝入到號裝入到SDH端機的不同容器中，再復接端機的不同容器中，再復接成成STM-1（155Mbit/s）或）或STM-4（622Mbit/s）的）的SDH幀信號傳送。幀信號傳送。5信令設備信令設備 信令設備包括各種音信號（撥號音、信令設備包括各種音信號（撥號音、忙音、回鈴音等）發生器、雙音多頻信號忙音、回鈴音等）發生器、雙音多頻信號接收器、多頻信號發送和接收器。接收器、多頻信號發送和接收器。 鈴流發生

23、器單獨設置，通常放在用戶鈴流發生器單獨設置，通常放在用戶模塊中。模塊中。 控制子系統是程控交換機的控制子系統是程控交換機的“大腦大腦”，它在呼叫接續的運行過程中擔負著監視、它在呼叫接續的運行過程中擔負著監視、分析、調度、處理業務等任務。分析、調度、處理業務等任務。1對控制系統的要求對控制系統的要求（1）呼叫處理能力強）呼叫處理能力強（2）可靠性高）可靠性高（3）靈活性和適用性強）靈活性和適用性強（4）經濟性好）經濟性好最大忙時試呼次數BHCA2控制系統的控制方式控制系統的控制方式 控制系統的主要設備是處理機。控制系統的主要設備是處理機。 處理機的數量和分工有各種配置方式，處理機的數量和分工有各

24、種配置方式，但歸納起來大致分為兩種：集中控制方式但歸納起來大致分為兩種：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）集中控制方式圖圖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）分散控制方式圖圖3-15 3-15 三級控制系統三級控制系統3冗余配置方式冗余配置方式 為了提高控制系統的可靠性，處理機為了提高控制系統的可靠性，處理機需要進行冗余配置，即備用配置。需要進行冗余配置，即備用配置。 冗余配置方式有如下冗余配置方式有如下4種。種。（1）微同步方式（同步雙工方式）微同步方式（同步雙工方式）圖圖3-16 3-16 微同步工作方式微同步工作方式 （2

25、）負荷分擔（話務分擔）方式）負荷分擔（話務分擔）方式 圖圖3-17 3-17 負荷分擔方式負荷分擔方式 （3）主）主/備用方式備用方式 圖圖3-18 3-18 雙機主雙機主/ /備用配置方式備用配置方式（4）N+1方式方式 在單級多機系統中，有時采用在單級多機系統中，有時采用N+1配配置方式，即其中一臺處理機專作備用機，置方式，即其中一臺處理機專作備用機，平時不工作，在平時不工作，在N臺工作機中的任一臺出臺工作機中的任一臺出現故障時，備用機立即替代之。現故障時，備用機立即替代之。4處理機間的通信方式處理機間的通信方式 在多處理機系統中，不同處理機之間在多處理機系統中，不同處理機之間要相互溝通（

26、通信）、共同配合，以控制要相互溝通（通信）、共同配合，以控制呼叫接續。呼叫接續。 由于程控數字交換機設有遠端用戶模由于程控數字交換機設有遠端用戶模塊，因此，處理機間通信有時也要考慮較塊，因此，處理機間通信有時也要考慮較遠距離的通信。遠距離的通信。 處理機間的通信方式和交換機控制系處理機間的通信方式和交換機控制系統的結構有緊密聯系。統的結構有緊密聯系。 目前采用的通信方式很多，這里僅介目前采用的通信方式很多，這里僅介紹幾種常見方式。紹幾種常見方式。（1）通過）通過PCM信道進行通信信道進行通信（2）采用計算機網常用的通信方式）采用計算機網常用的通信方式3.4.1 程控軟件的組成和要求程控軟件的組

27、成和要求 現代程控交換技術是通信技術和計算現代程控交換技術是通信技術和計算機技術相結合的產物。機技術相結合的產物。 程控數字交換機是當今電路交換的核程控數字交換機是當今電路交換的核心設備，它由硬件系統和軟件系統兩大部心設備，它由硬件系統和軟件系統兩大部分組成。分組成。 處理機中程序的運行控制整個話路部處理機中程序的運行控制整個話路部分的接續任務。分的接續任務。 因此，軟件在交換機中具有極其重要因此，軟件在交換機中具有極其重要的作用。的作用。 程控交換軟件是指完成交換設備各項程控交換軟件是指完成交換設備各項功能而運行于處理機中的程序和數據的集功能而運行于處理機中的程序和數據的集合。合。 隨著微電

28、子技術和專用芯片技術的發隨著微電子技術和專用芯片技術的發展，使得硬件成本不斷下降，而交換設備展，使得硬件成本不斷下降，而交換設備容量的增加和新業務功能的增多，使得軟容量的增加和新業務功能的增多，使得軟件的作用越來越大。件的作用越來越大。1程控交換機的軟件結構程控交換機的軟件結構 程控交換機的軟件分為運行程序（聯程控交換機的軟件分為運行程序（聯機程序）和支援程序（脫機程序）兩大部機程序）和支援程序（脫機程序）兩大部分。分。 圖圖3-19 3-19 程控交換機的軟件結構程控交換機的軟件結構 （1）運行程序）運行程序（2）支援程序）支援程序2程控交換運行程序的要求程控交換運行程序的要求（1）實時性）

29、實時性(最大的實時計算機控制最大的實時計算機控制系統，軟件由大量技術人員合作完系統，軟件由大量技術人員合作完成）成）（2）多道程序運行）多道程序運行（3）不間斷性）不間斷性（4）通用性能好，可擴展性強）通用性能好，可擴展性強 例如：一個一萬門的交換機，忙時同時有1200-2000個用戶正在通話3.4.2 呼叫處理程序呼叫處理程序1呼叫處理過程呼叫處理過程 大家經常使用電話進行話音交流，我大家經常使用電話進行話音交流，我們知道呼叫處理過程非常復雜，為了便于們知道呼叫處理過程非常復雜，為了便于理解呼叫處理過程，我們以一次成功的呼理解呼叫處理過程，我們以一次成功的呼叫過程為例來描述呼叫處理過程。叫過

30、程為例來描述呼叫處理過程。（1）主叫摘機到交換機送撥號音）主叫摘機到交換機送撥號音（2）收號和號碼分析）收號和號碼分析（3）來話分析至向被叫振鈴）來話分析至向被叫振鈴（4）被叫應答雙方通話）被叫應答雙方通話（5）話終釋放）話終釋放2用用SDL圖描述呼叫處理過程圖描述呼叫處理過程（1）穩定狀態和狀態轉移）穩定狀態和狀態轉移（2）呼叫處理過程的特點）呼叫處理過程的特點 在呼叫處理程序中，呼叫狀態的在呼叫處理程序中，呼叫狀態的有限有限性性以及在相同條件下狀態轉移的以及在相同條件下狀態轉移的唯一性唯一性，是呼叫處理過程的兩個主要特點。是呼叫處理過程的兩個主要特點。 正是由于呼叫狀態的有限性，故而把正是

31、由于呼叫狀態的有限性，故而把呼叫處理軟件也稱為呼叫處理軟件也稱為有限狀態軟件有限狀態軟件。（3）SDL圖特征圖特征 SDL圖是圖是SDL語言中的一種圖形表示語言中的一種圖形表示法。法。 它用有限圖形狀態表示事件發展的動它用有限圖形狀態表示事件發展的動態過程，其動態特征是態過程，其動態特征是一個激勵一個激勵響應響應過程。過程。 （4）SDL常用符號常用符號圖圖3-20 SDL3-20 SDL圖常用符號圖常用符號（5）用）用SDL語言描述呼叫處理過程語言描述呼叫處理過程 用用SDL語言描述呼叫處理過程如圖語言描述呼叫處理過程如圖3-21所示。所示。 圖圖3-21 3-21 局內呼叫局內呼叫SDLS

32、DL進程圖進程圖3呼叫處理程序的內容呼叫處理程序的內容 呼叫處理程序包括呼叫處理程序包括用戶掃描用戶掃描、信令掃信令掃描描、數字分析數字分析、路由選擇路由選擇、通路選擇通路選擇、輸輸出驅動出驅動等功能塊，這些功能塊我們可將其等功能塊，這些功能塊我們可將其歸納為歸納為輸入處理、內部處理和輸出處理輸入處理、內部處理和輸出處理3種種類型。類型。 呼叫處理程序可以看成是輸入處理、呼叫處理程序可以看成是輸入處理、內部處理和輸出處理的不斷循環的過程。內部處理和輸出處理的不斷循環的過程。4呼叫處理程序的組成和結構呼叫處理程序的組成和結構（1）呼叫處理程序的組成）呼叫處理程序的組成（2）呼叫處理程序的結構）呼

33、叫處理程序的結構 呼叫處理過程可以看成是輸入處理、呼叫處理過程可以看成是輸入處理、內部處理和輸出處理的不斷循環。內部處理和輸出處理的不斷循環。 圖圖3-22 3-22 狀態轉移與程序關系狀態轉移與程序關系 控制狀態轉移的程序叫做任務執行程控制狀態轉移的程序叫做任務執行程序，在任務執行中，把與硬件動作有關的序，在任務執行中，把與硬件動作有關的程序，從任務執行中分離出來，作為獨立程序，從任務執行中分離出來，作為獨立的輸出程序。的輸出程序。 從任務執行中分離出輸出程序的原因從任務執行中分離出輸出程序的原因是為了控制話路系統的動作與軟件的動作是為了控制話路系統的動作與軟件的動作同步。同步。 因為硬件動

34、作滯后于軟件動作，為了因為硬件動作滯后于軟件動作，為了使硬件動作和軟件動作配合工作，任務執使硬件動作和軟件動作配合工作，任務執行又分為前后兩部分，分別叫做行又分為前后兩部分，分別叫做“始始”和和“終終”，在任務的執行過程中間夾著輸出，在任務的執行過程中間夾著輸出處理。處理。5呼叫處理技術實現呼叫處理技術實現（1）用戶摘掛機識別）用戶摘掛機識別圖圖3-23 3-23 用戶摘掛機識別用戶摘掛機識別（2）DTMF收號識別收號識別 圖圖3-24 DTMF3-24 DTMF話機按鍵和相應頻率的關系話機按鍵和相應頻率的關系 圖圖3-25 DTMF3-25 DTMF收號器的基本原理收號器的基本原理（3）數字

35、分析）數字分析圖圖3-26 3-26 號碼翻譯表和數字分析舉例號碼翻譯表和數字分析舉例 （4）路由選擇）路由選擇圖圖3-27 3-27 路由表路由表（5）通路選擇）通路選擇 以以TST三級交換網絡為例，如圖三級交換網絡為例，如圖2-8所所示，任何一對入、出線之間都存在示，任何一對入、出線之間都存在32條內條內部鏈路。部鏈路。 為了實現交換，這為了實現交換，這32條鏈路中至少應條鏈路中至少應有一條空閑，即組成該鏈路的有一條空閑，即組成該鏈路的12級鏈路級鏈路和和23級間鏈路必須同時空閑。級間鏈路必須同時空閑。 控制系統在通路選擇時，首先調出對控制系統在通路選擇時，首先調出對應入線的第一級鏈路的忙

36、閑狀態，再調出應入線的第一級鏈路的忙閑狀態，再調出對應出線的第二級鏈路的忙閑狀態，通過對應出線的第二級鏈路的忙閑狀態，通過運算找出可以使用的空閑內部鏈路。運算找出可以使用的空閑內部鏈路。 運算過程如下，其中運算過程如下，其中“0”表示鏈路忙，表示鏈路忙，“1”表示鏈路閑。表示鏈路閑。 圖圖2-8 TST2-8 TST交換網絡交換網絡第一級鏈路的忙閑狀態：第一級鏈路的忙閑狀態：1101001110100100110110111100010 第二級鏈路的忙閑狀態：第二級鏈路的忙閑狀態：0101010100011110000001111100100 與運算結果：與運算結果： 010100010000

37、01000000001111000000 3.4.3 程序執行管理程序執行管理 由于程控數字交換機隨時要面對成千由于程控數字交換機隨時要面對成千上萬的呼叫任務，而這些呼叫任務的發生上萬的呼叫任務，而這些呼叫任務的發生又是隨機的，加之呼叫處理過程較為復雜，又是隨機的，加之呼叫處理過程較為復雜，這樣，就使得程控數字交換機程序種類較這樣，就使得程控數字交換機程序種類較多。多。 我們從呼叫處理過程可以看出，交換我們從呼叫處理過程可以看出，交換機執行的各種程序中，有些實時性強，交機執行的各種程序中，有些實時性強，交換機必須立即執行，而有些程序可以稍加換機必須立即執行，而有些程序可以稍加延遲。延遲。 為了

38、使整個系統有條不紊地工作，就為了使整個系統有條不紊地工作，就必須預先安排好各種程序的執行計劃，在必須預先安排好各種程序的執行計劃，在一定的時刻，選擇執行最合適的處理任務。一定的時刻，選擇執行最合適的處理任務。 這種依照輕重緩急制定程序執行計劃，這種依照輕重緩急制定程序執行計劃，對應用程序執行有效管理就是程序的執行對應用程序執行有效管理就是程序的執行管理，它屬于操作系統的功能。管理，它屬于操作系統的功能。1程序的執行級別程序的執行級別（1）故障級程序）故障級程序（2）時鐘級程序）時鐘級程序（3）基本級程序）基本級程序2程序執行原則程序執行原則 故障級和時鐘級都是在中斷中執行的，故障級和時鐘級都是

39、在中斷中執行的，但故障的發生是隨機的，故在交換機正常但故障的發生是隨機的，故在交換機正常運行時，只有時鐘級和基本級程序的交替運行時，只有時鐘級和基本級程序的交替執行。執行。 當時鐘中斷到來時，就執行時鐘級程當時鐘中斷到來時，就執行時鐘級程序，時鐘級程序執行完畢后，才轉入基本序，時鐘級程序執行完畢后，才轉入基本級程序，如圖級程序，如圖3-28所示。所示。圖圖3-28 3-28 時鐘級與基本級的執行時鐘級與基本級的執行等等 級級執執 行行 內內 容容故障級故障級FHFH級級緊急處理程序加載并執行緊急處理程序加載并執行FMFM級級執行識別處理機故障程序，然后運行系統再啟動處理程執行識別處理機故障程序

40、，然后運行系統再啟動處理程序序FLFL級級執行識別話路系統和輸入執行識別話路系統和輸入/ /輸出系統有故障的設備程序輸出系統有故障的設備程序時鐘級時鐘級H H級級執行實時性要求高的各類時鐘級程序執行實時性要求高的各類時鐘級程序L L級級執行實時性要求稍次的各類時鐘級程序執行實時性要求稍次的各類時鐘級程序基本級基本級BQ1BQ1執行內部處理程序高級執行內部處理程序高級BQ2BQ2執行內部處理程序低級執行內部處理程序低級BQ3BQ3執行維護和管理程序執行維護和管理程序表表3-1 3-1 程序執行等級劃分舉例程序執行等級劃分舉例3時鐘級程序的調度時鐘級程序的調度圖圖3-29 3-29 程序執行的順序

41、程序執行的順序 （1）時間表的結構）時間表的結構 如圖如圖3-30所示，是時間表的結構。所示，是時間表的結構。 它由時間計數器（它由時間計數器（HTMR）、有效指）、有效指示器（示器（HACT）、時間表（）、時間表（HTBL）和轉）和轉移表（移表（HJUMP）4部分組成。部分組成。圖圖3-30 3-30 時間表的結構時間表的結構時間表的單元數時間表的單元數等于各程序執行等于各程序執行周期與最短程序周期與最短程序周期之比的最小周期之比的最小公倍數；而時間公倍數；而時間表的列數等于處表的列數等于處理機的字長理機的字長時間計數器（時間計數器（4ms)T0T1T2T3T4T5T6T7T8T23任務地址

42、表任務地址表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時間表時間表對應于任務對應于任務012315作業作業 3-15時間計數器（時間計數器（8ms)T0T1T2T3T4T5T6T7T8T12任務地址表任務地址表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時間表時間表對應于任務對應于任務012315（2

43、）時間表的工作過程）時間表的工作過程 首先從時間計數器中取值，每次時鐘首先從時間計數器中取值，每次時鐘中斷到來時，時間計數器加中斷到來時，時間計數器加1。 以時間計數器的值為指針，依次讀取以時間計數器的值為指針，依次讀取時間表的相應單元，將該單元的內容與時間表的相應單元，將該單元的內容與HACT的內容相的內容相“與與”，再進行尋，再進行尋“1”操操作。作。 尋到尋到“1”，則轉向該位對應的程序的，則轉向該位對應的程序的入口地址，執行該程序，執行完畢返回時入口地址，執行該程序，執行完畢返回時間表，再執行其他為間表，再執行其他為“1”的相應程序。的相應程序。 如不為如不為“1”，則不執行。當所有單

44、元，則不執行。當所有單元尋尋“1”完畢，則轉向低一級的程序。完畢，則轉向低一級的程序。 在最后一個單元的最后一位上，將時在最后一個單元的最后一位上，將時間計數器清零，以便在下一周期重新開始。間計數器清零，以便在下一周期重新開始。例題：在采用時間表調度周期級程序時，設時間表共有例題：在采用時間表調度周期級程序時，設時間表共有24行、行、9例，例，則周期程序最多有（則周期程序最多有（ D ）種。）種。A、16 B、9 C、3 D、84基本級程序的調度基本級程序的調度 基本級中一部分程序具有周期性，可基本級中一部分程序具有周期性，可用時間表調度執行。用時間表調度執行。 而基本級中大部分處理任務沒有周

45、期而基本級中大部分處理任務沒有周期性。性。圖圖3-31 3-31 隊列法調度基本級任務流程圖隊列法調度基本級任務流程圖 3.4.4 程序設計語言程序設計語言1ITU-T建議程控交換機使用的建議程控交換機使用的3種語言種語言（1）SDL語言語言 規范與描述語言（規范與描述語言（Specification and Description Language，SDL），是一種描），是一種描述功能和規格的語言。述功能和規格的語言。 它是一種圖形語言，以簡單明了的圖它是一種圖形語言，以簡單明了的圖形形式對系統的功能和狀態進行分塊，并形形式對系統的功能和狀態進行分塊，并對每塊的各個進程以及進程的動作過程和對

46、每塊的各個進程以及進程的動作過程和狀態的變化進行了具體的描述。狀態的變化進行了具體的描述。（2）CHILL語言語言 CCITT高級語言（高級語言（CCITT High Level Language，CHILL）屬于高級編程語言，）屬于高級編程語言，它是它是1980年年11月月CCITT正式建議在程控交正式建議在程控交換系統中用于軟件設計的高級語言。換系統中用于軟件設計的高級語言。 CHILL語言包括語言包括“數據語句數據語句”、“操操作語句作語句”和和“結構語句結構語句”3個基本部分。個基本部分。 數據語句部分：包括數據定義語句和數數據語句部分：包括數據定義語句和數據說明語句，描述程序中的數據

47、。據說明語句，描述程序中的數據。 操作語句部分：包括對數據的各種運算操作語句部分：包括對數據的各種運算以及進行各種運算的一些控制命令。以及進行各種運算的一些控制命令。 結構語句部分：包括描述程序的結構，結構語句部分：包括描述程序的結構，以及說明程序的生存周期和使用范圍。生以及說明程序的生存周期和使用范圍。生存周期指該程序什么時候開始，什么時候存周期指該程序什么時候開始，什么時候結束；使用范圍指程序中一個名稱（定義）結束；使用范圍指程序中一個名稱（定義）在什么范圍內是有效的。在什么范圍內是有效的。（3）MML語言語言 人機語言（人機語言（Man Machine Language，MML）是一種人

48、機通信語言，主要用于操）是一種人機通信語言，主要用于操作維護人員和交換機之間的通信，以供維作維護人員和交換機之間的通信，以供維護人員輸入運行維護（護人員輸入運行維護（OAM）指令。）指令。 由由MML語言編寫的指令僅僅只是描述語言編寫的指令僅僅只是描述了這一條指令的功能，各條指令之間沒有了這一條指令的功能，各條指令之間沒有任何聯系。任何聯系。 而且，該語言本身只是按照所執行的而且，該語言本身只是按照所執行的功能來確定，與交換機的專門知識沒有太功能來確定，與交換機的專門知識沒有太多的聯系，語句非常接近自然語言，語法多的聯系，語句非常接近自然語言，語法的規則也非常簡單，易于學習使用。的規則也非常簡

49、單，易于學習使用。2軟件生存周期各階段使用的語言軟件生存周期各階段使用的語言圖圖3-32 3-32 三種語言的不同使用階段示意圖三種語言的不同使用階段示意圖（1）系統設計階段采用）系統設計階段采用SDL語言。它用來語言。它用來說明對整個程控交換機的各種功能要求及說明對整個程控交換機的各種功能要求及技術規范，并描述功能和狀態的變化情況。技術規范，并描述功能和狀態的變化情況。（2）軟件設計階段主要還是采用）軟件設計階段主要還是采用SDL語言，語言，但同時要考慮逐步轉變為但同時要考慮逐步轉變為CHILL語言。語言。 軟件設計階段主要任務是進行軟件設軟件設計階段主要任務是進行軟件設計。計。 包括軟件分

50、級、分塊、畫軟件框圖等。包括軟件分級、分塊、畫軟件框圖等。（3）程序編制階段采用）程序編制階段采用CHILL語言進行語言進行程序設計，程序設計，CHILL語言是高編程語言，編語言是高編程語言，編好程序后要進行調試、檢驗其正確性。好程序后要進行調試、檢驗其正確性。（4）軟件測試階段采用）軟件測試階段采用MML語言進行數語言進行數據修改。在調試期間要進行數據修改而且據修改。在調試期間要進行數據修改而且還要進行人機通信，因此要采用還要進行人機通信，因此要采用MML語言。語言。（5）管理與維護階段要牽涉到）管理與維護階段要牽涉到SDL、CHILL以及以及MML3種語言。種語言。 因為軟件在運行中可能會

51、發現不合理因為軟件在運行中可能會發現不合理處，甚至有軟件錯誤，于是要進行軟件維處，甚至有軟件錯誤，于是要進行軟件維護，即對某些軟件進行修改、補充等工作。護，即對某些軟件進行修改、補充等工作。 3其他用于程控交換機程序設計語言其他用于程控交換機程序設計語言（1）匯編語言）匯編語言（2）高級語言）高級語言3.5.1 性能指標性能指標 性能指標是評價程控交換機處理能力性能指標是評價程控交換機處理能力和交換能力的指標，可以反映程控交換機和交換能力的指標，可以反映程控交換機所具備的技術水平。所具備的技術水平。1程控交換機的話務能力程控交換機的話務能力 程控交換機的話務能力由一般話務量程控交換機的話務能力

52、由一般話務量（交換網絡的負荷）和（交換網絡的負荷）和BHCA（Busy Call Attempts）兩個參數決定。）兩個參數決定。 程控交換機的程控交換機的BHCA值必須有足夠的值必須有足夠的精確度，否則會導致使用中服務質量的嚴精確度，否則會導致使用中服務質量的嚴重下降。重下降。 通常用一個線形模型來估算處理機的通常用一個線形模型來估算處理機的時間開銷時間開銷t： t = a+bN 交換網絡的負荷就是交換網絡可以同交換網絡的負荷就是交換網絡可以同時占用的路由數，用厄朗數表示；時占用的路由數，用厄朗數表示；BHCA即忙時試呼次數，它是單位時間控制設備即忙時試呼次數，它是單位時間控制設備能處理的呼叫次數。能處理的呼叫次數。（1）話務負載能力）話務負載能力 話務負載能力是指在一定的呼損率下，話務負載能力是指在一定的呼損率下，交換系統在忙時可以承擔的話務量。交換系統在忙時可以承擔的