1、1第第2章章電路交換技術電路交換技術2 電路交換是為電話通信開發的交換技術，電路交電路交換是為電話通信開發的交換技術，電路交換機是數字電話網、移動電話網和綜合業務數字換機是數字電話網、移動電話網和綜合業務數字網的網的關鍵設備關鍵設備，在電信網中起著十分重要的作用。，在電信網中起著十分重要的作用。 從從1876年美國人年美國人貝爾貝爾發明電話以來，電話通信經發明電話以來，電話通信經歷了一百多年的發展歷史。歷了一百多年的發展歷史。 在前在前100年，電話通信網基本是以傳送和交換模年，電話通信網基本是以傳送和交換模擬信號為主。擬信號為主。 3 上世紀上世紀60年代以后，隨著數字通信和計算機技年代以后

2、，隨著數字通信和計算機技術的發展，電話通信進入了數字傳輸和數字交換術的發展，電話通信進入了數字傳輸和數字交換時代。時代。 目前，采用電路交換的數字電話網仍然是提供目前，采用電路交換的數字電話網仍然是提供實時電話業務實時電話業務的基本手段，是電信運營商的收入的基本手段，是電信運營商的收入主要來源之一。主要來源之一。 電路交換和電話網奠定了電信網運營和管理的電路交換和電話網奠定了電信網運營和管理的基礎，對其他網系和下一代網絡的發展具有十分基礎，對其他網系和下一代網絡的發展具有十分重要的借鑒意義。重要的借鑒意義。4 本章主要介紹本章主要介紹 基于基于數字交換技術的電路交換機的軟數字交換技術的電路交換

3、機的軟硬件組成和工作原理硬件組成和工作原理，并對電話通信網及，并對電話通信網及其相關技術進行介紹。其相關技術進行介紹。5交換機的硬件結構交換機的硬件結構2.12.1數字交換原理數字交換原理2.22.2交換機軟件系統交換機軟件系統2.32.3呼叫處理程序呼叫處理程序2.42.4程序的執行管理程序的執行管理2.52.5交換機相關技術指標交換機相關技術指標2.62.6電話通信網電話通信網（略）（略）2.72.76圖圖2-1 交換機基本組成交換機基本組成7 圖圖2-2 數字程控交換機基本組成數字程控交換機基本組成 81用戶級用戶級 用戶級包括用戶級包括本地用戶級本地用戶級和和遠端用戶級遠端用戶級。（1

4、）本地用戶級。）本地用戶級。 用戶級又稱用戶模塊，其基本結構如用戶級又稱用戶模塊，其基本結構如下下圖圖9 圖圖2-3 用戶模塊結構用戶模塊結構10 各組成單元功能：各組成單元功能： 用戶電路，用戶線與交換機的接口電路。用戶電路，用戶線與交換機的接口電路。 用戶集線器，包括復用與串并變換，負責話務量用戶集線器，包括復用與串并變換，負責話務量的集中與分散。采用時分接線器，入端信道數和出的集中與分散。采用時分接線器，入端信道數和出端信道數之比稱為端信道數之比稱為集線比集線比，我國一般為，我國一般為4 1。 信號提取和插入電路，負責把處理機的控制信息信號提取和插入電路，負責把處理機的控制信息從信息流中

5、提取出來（或插入進去）。從信息流中提取出來（或插入進去）。 網絡接口，用于與數字交換網絡的連接。網絡接口，用于與數字交換網絡的連接。 掃描存儲器，用于暫存從用戶電路讀取的信息。掃描存儲器，用于暫存從用戶電路讀取的信息。 分配存儲器，用于暫存向用戶電路發出的命令信分配存儲器，用于暫存向用戶電路發出的命令信息。息。11 用戶電路是用戶線與交換機的接口電路。用戶電路是用戶線與交換機的接口電路。 歸納起來，數字程控交換機連接普通電話用戶的歸納起來，數字程控交換機連接普通電話用戶的模擬用戶電模擬用戶電路路的功能的功能主要主要有下列有下列7項：項：B（Battery Feed）饋電；饋電；O（Over-v

6、oltage Protection）過壓保護；過壓保護；R（Ringing Control）振鈴控制；振鈴控制；S（Supervision）監視；監視；C（Codec & Filters）編譯碼和濾波；編譯碼和濾波；H（Hybrid Circuit）混合電路；混合電路；T（Test）測試。測試。12圖圖2-4 模擬用戶電路功能方框圖模擬用戶電路功能方框圖13圖圖2-5 數字用戶電路的基本功能方框圖數字用戶電路的基本功能方框圖14 遠端用戶級是指裝在距離電話局較遠的遠端用戶級是指裝在距離電話局較遠的用戶分布點上的話路設備，其基本功能與用戶分布點上的話路設備，其基本功能與本地用戶級相似，也包括用戶

7、電路和用戶本地用戶級相似，也包括用戶電路和用戶集線器，只是需要把用戶級裝到遠離交換集線器，只是需要把用戶級裝到遠離交換局的用戶集中點上。局的用戶集中點上。 它是將若干個用戶線集中后以數字中繼它是將若干個用戶線集中后以數字中繼方式連接至交換局的。方式連接至交換局的。15 由于用戶話音信號在經數字傳輸之前就由于用戶話音信號在經數字傳輸之前就已數字化，故傳到交換局的話音信號不必已數字化，故傳到交換局的話音信號不必再進行再進行D/A轉換，即可直接經數字中繼接轉換，即可直接經數字中繼接口進入數字交換網絡進行交換。口進入數字交換網絡進行交換。 遠端用戶級也可稱為遠端模塊。遠端用戶級也可稱為遠端模塊。162

8、選組級選組級3中繼接口中繼接口（1）模擬中繼器。）模擬中繼器。 17圖圖2-6 模擬中繼器功能方框圖模擬中繼器功能方框圖18圖圖2-7 數字中繼器功能方框圖數字中繼器功能方框圖19 信號部件的主要功能是接收和發送電話信令。信號部件的主要功能是接收和發送電話信令。20 數字程控交換機中具有下列信令設備：數字程控交換機中具有下列信令設備：（1）信號音發生器：用于產生各種）信號音發生器：用于產生各種類型的信號音，如撥號音、忙音、回類型的信號音，如撥號音、忙音、回鈴音等。鈴音等。（2）雙音多頻（）雙音多頻（DTMF）接收器：）接收器：用于接收用戶話機發送的用于接收用戶話機發送的DTMF信號。信號。21

9、（3）多頻信號發送器和接收器：用）多頻信號發送器和接收器：用于發送和接收局間的多頻信號。于發送和接收局間的多頻信號。（4）No.7信令終端：用于完成信令終端：用于完成No.7信令的鏈路級（第二級）功能。信令的鏈路級（第二級）功能。22 電話交換設備一旦開通后就要一直不間電話交換設備一旦開通后就要一直不間斷地工作，因此對其系統的可靠性要求很斷地工作，因此對其系統的可靠性要求很高，而其控制設備的故障可能會導致系統高，而其控制設備的故障可能會導致系統中斷，從而影響到所有用戶的通信，影響中斷，從而影響到所有用戶的通信，影響面大。面大。 因此，在設計交換機的控制系統時要充因此，在設計交換機的控制系統時要

10、充分考慮其安全性和可靠性，同時也對其提分考慮其安全性和可靠性，同時也對其提出了各種要求。出了各種要求。 23 一般來說，對控制系統有以下要求：一般來說，對控制系統有以下要求：（1）可靠性。）可靠性。（2）呼叫處理能力。）呼叫處理能力。（3）靈活性和適用性。）靈活性和適用性。 24 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，但處理機的數量和分工有各種配置方式，但歸結起來可以分為三種基本的配置方式：歸結起來可以分為三種基本的配置方式：集中控制、分散控制和分布式控制。集中控制、分散控制和分布式控制。25（1）集中控制。）集中控制。 26圖圖2-8 集

11、中控制結構集中控制結構27圖圖2-9 三級控制結構三級控制結構28 在集中控制和分級控制的程控交換機中，在集中控制和分級控制的程控交換機中，當增加待定的新性能時，其軟件的改動較當增加待定的新性能時，其軟件的改動較大。大。 29 并且由于新業務的處理，將產生對控制并且由于新業務的處理，將產生對控制部分的爭奪，影響交換機的處理能力。部分的爭奪，影響交換機的處理能力。 而在分布式控制方式中，增加新性能或而在分布式控制方式中，增加新性能或新業務時可引入新的組件，新組件中帶有新業務時可引入新的組件，新組件中帶有相應的控制設備，從而對原設備影響不大。相應的控制設備，從而對原設備影響不大。30 能方便地引入

12、新技術和新元件，且不必能方便地引入新技術和新元件，且不必重新設計交換機的整體結構，也不用修改重新設計交換機的整體結構，也不用修改原來的硬件。原來的硬件。 可靠性高，發生故障時影響面較小，如可靠性高，發生故障時影響面較小，如只影響某一群用戶（或中繼）或只影響某只影響某一群用戶（或中繼）或只影響某種性能。種性能。31 為了確保控制系統安全可靠，數字程控為了確保控制系統安全可靠，數字程控交換機的控制系統通常采用雙機冗余配置，交換機的控制系統通常采用雙機冗余配置，配置方式有微同步、負荷分擔和主備用方配置方式有微同步、負荷分擔和主備用方式。式。32圖圖2-10 微同步方式結構圖微同步方式結構圖33 圖圖

13、2-11 負荷分擔方式結構圖負荷分擔方式結構圖 34圖圖2-12 主備用方式結構圖主備用方式結構圖35 數字程控交換機普遍采用多處理機的分數字程控交換機普遍采用多處理機的分散控制方式。散控制方式。 為了完成呼叫處理、維護和管理任務，為了完成呼叫處理、維護和管理任務，通常需要多臺處理機協同工作。通常需要多臺處理機協同工作。36 因此，采用怎樣的通信方式，在很大程度上因此，采用怎樣的通信方式，在很大程度上影響著系統的處理能力和控制系統的可靠性。影響著系統的處理能力和控制系統的可靠性。 選擇一種合理、高效和可靠的多處理機通信選擇一種合理、高效和可靠的多處理機通信方式是設計控制系統時必須考慮的問題。方

14、式是設計控制系統時必須考慮的問題。37 多處理機間通信既可以通過數字交換網絡多處理機間通信既可以通過數字交換網絡實現，也可采用計算機網絡通信方式（如總實現，也可采用計算機網絡通信方式（如總線結構、環形結構、以太網結構等）。線結構、環形結構、以太網結構等）。38 利用交換機內部的利用交換機內部的PCM信道進行通信，有信道進行通信，有兩種不同的實現方法：兩種不同的實現方法： 利用時隙利用時隙16進行通信。進行通信。 通過數字交換網絡的通過數字交換網絡的PCM信道直接傳送。信道直接傳送。 39 多總線結構。多總線結構。 環形結構。環形結構。 以太網結構。以太網結構。 402.2.1 時隙交換的概念時

15、隙交換的概念圖圖2-13 時隙交換示意圖時隙交換示意圖41圖圖2-14 復用線之間的時隙交換示意圖復用線之間的時隙交換示意圖42 在具體實現時應具備以下兩種基本功能：在具體實現時應具備以下兩種基本功能：（1）在一條復用線上進行各時隙之）在一條復用線上進行各時隙之間的交換功能。間的交換功能。43 這兩種基本功能分別由不同的數字接線器這兩種基本功能分別由不同的數字接線器實現，一種是時間接線器（實現，一種是時間接線器（T接線器），另接線器），另一種是空間接線器（一種是空間接線器（S接線器）。接線器）。44 時間接線器（時間接線器（Time Switch）又稱為時間）又稱為時間交換單元，簡稱為交換單元

16、，簡稱為T接線器，其功能是完接線器，其功能是完成一條成一條PCM復用線上各時隙之間信息的交復用線上各時隙之間信息的交換。換。 時間接線器主要由信息存儲器（時間接線器主要由信息存儲器（IM，Information Memory）和控制存儲器）和控制存儲器（CM，Control Memory）組成，如圖）組成，如圖2-15所示。所示。45圖圖2-15 T接線器的組成和工作原理接線器的組成和工作原理46 信息存儲器用來暫時存儲要交換的脈碼信息存儲器用來暫時存儲要交換的脈碼信息，故又稱信息，故又稱“緩沖存儲器緩沖存儲器”。 控制存儲器用來寄存脈碼信息的時隙地控制存儲器用來寄存脈碼信息的時隙地址，又稱址

17、，又稱“地址存儲器地址存儲器”。47 T接線器中接線器中IM的存儲單元數由的存儲單元數由PCM輸入輸入復用線每幀內的時隙數決定，復用線每幀內的時隙數決定，IM中每個存中每個存儲單元的位數則取決于每個時隙中所含的儲單元的位數則取決于每個時隙中所含的碼位數。碼位數。 例如，圖例如，圖2-15中中PCM復用線每幀有復用線每幀有32個個時隙，則時隙，則IM容量應為容量應為32個存儲單元，其每個存儲單元，其每一時隙有一時隙有8位碼，則位碼，則IM每一存儲單元至少每一存儲單元至少要存要存8位碼。位碼。48 T接線器的工作方式有兩種：一種是接線器的工作方式有兩種：一種是“順順序寫入，控制讀出序寫入，控制讀出

18、”方式，如圖方式，如圖2-15（a）所示；另一種是所示；另一種是“控制寫入，順序讀出控制寫入，順序讀出”方式，如圖方式，如圖2-15（b）所示。）所示。 49 空間接線器（空間接線器（Space Switch）又稱為空間）又稱為空間交換單元，簡稱交換單元，簡稱S接線器，其作用是完成不接線器，其作用是完成不同同PCM復用線之間同一時隙的信碼交換。復用線之間同一時隙的信碼交換。50 圖圖2-16表示表示22的交叉接點矩陣，它有的交叉接點矩陣，它有2條輸入復用線和條輸入復用線和2條輸出復用線。條輸出復用線。 控制存儲器的作用是對交叉接點矩陣進控制存儲器的作用是對交叉接點矩陣進行控制，控制方式有以下兩

19、種。行控制，控制方式有以下兩種。51圖圖2-16 S接線器的組成和工作原理接線器的組成和工作原理52 它按輸入復用線來配置它按輸入復用線來配置CM，即每一條輸，即每一條輸入復用線有一個入復用線有一個CM，由這個，由這個CM來決定該來決定該輸入輸入PCM線上各時隙的信碼，要交換到哪線上各時隙的信碼，要交換到哪一條輸出一條輸出PCM復用線上去。復用線上去。53 它按輸出它按輸出PCM復用線來配置復用線來配置CM，即每，即每一條輸出復用線有一個一條輸出復用線有一個CM，由這個，由這個CM來來決定哪條輸入決定哪條輸入PCM線上哪個時隙的信碼，線上哪個時隙的信碼，要交換到這條輸出要交換到這條輸出PCM復

20、用線上來。復用線上來。541復用器和串并變換復用器和串并變換 復用器又稱并路器，它的作用是提高復用器又稱并路器，它的作用是提高PCM復用線的復用度。復用線的復用度。 復用器的組成如圖復用器的組成如圖2-17所示。所示。55圖圖2-17 復用器組成示意圖復用器組成示意圖56 從圖從圖2-17可知，在復用器中先把串行傳送的可知，在復用器中先把串行傳送的PCM信號變為并行傳送，即進行串并變換信號變為并行傳送，即進行串并變換（SP），然后再進行并路。），然后再進行并路。 串并變換和復用的工作過程可用圖串并變換和復用的工作過程可用圖2-18說明。說明。57圖圖2-18 串并變換和復用的波形示意圖串并變換

21、和復用的波形示意圖58 分路器的作用是把數字交換網絡輸出的分路器的作用是把數字交換網絡輸出的信息編碼先進行分路，然后再進行并串變信息編碼先進行分路，然后再進行并串變換（換（PS），使它恢復原來的復用度和碼），使它恢復原來的復用度和碼率，所以分路器的組成方框圖與圖率，所以分路器的組成方框圖與圖2-17復復用器的組成方框圖正好相反。用器的組成方框圖正好相反。 分路器的工作過程讀者可自行分析。分路器的工作過程讀者可自行分析。59 數字交換網絡的功能是完成任意入線和數字交換網絡的功能是完成任意入線和任意出線之間的時隙交換。任意出線之間的時隙交換。 對于不同規模的交換機，數字交換網絡對于不同規模的交換機

22、，數字交換網絡具有不同的組網結構。具有不同的組網結構。60 最簡單的只有一個單級最簡單的只有一個單級T接線器，對于大接線器，對于大型網絡可以由型網絡可以由T接線器組成多級網絡，也接線器組成多級網絡，也可以與可以與S接線器結合，構成接線器結合，構成T-S-T、T-S-S-T、T-S-S-S-T、S-T-S、S-S-T-S-S等結構，以等結構，以適應大、中、小型數字交換機的網絡容量適應大、中、小型數字交換機的網絡容量需要。需要。61 T-S-T數字交換網絡為三級交換網絡，兩數字交換網絡為三級交換網絡，兩側為時間接線器，中間為空間接線器。側為時間接線器，中間為空間接線器。 62 這是一種較為典型的網

23、絡。這是一種較為典型的網絡。（1）TST交換網的組成。交換網的組成。（2）T-S-T的工作原理。的工作原理。63圖圖2-19 TST網絡結構示意圖網絡結構示意圖64圖圖2-20 TST網絡的組成和工作原理網絡的組成和工作原理65 當要求交換網絡的規模更大時，可以采當要求交換網絡的規模更大時，可以采用以下用以下4種典型的多級數字交換網絡。種典型的多級數字交換網絡。（1）T-S-S-T網絡。網絡。 66 圖圖2-21 T-S-S-T網絡方框圖網絡方框圖 67 圖圖2-22 T-S-S-S-T網絡方框圖網絡方框圖68 圖圖2-23 S-S-T-S-S網絡方框圖網絡方框圖 69 圖圖2-24 T-T-

24、T網絡方框圖網絡方框圖70 數字程控交換機是由電子計算機控制的數字程控交換機是由電子計算機控制的實時信息交換系統，它主要由硬件和軟件實時信息交換系統，它主要由硬件和軟件系統兩大部分組成。系統兩大部分組成。 隨著微電子技術的發展，硬件成本不斷隨著微電子技術的發展，硬件成本不斷下降，而軟件系統的情況則完全不同。下降，而軟件系統的情況則完全不同。71 一個大型數字程控交換機容量可達數十一個大型數字程控交換機容量可達數十萬門，其軟件總量通常由數十萬乃至百萬萬門，其軟件總量通常由數十萬乃至百萬條語句組成，軟件開發工作量達數百人年。條語句組成，軟件開發工作量達數百人年。 隨著新業務的引入，功能的不斷完善，

25、隨著新業務的引入，功能的不斷完善，軟件工作量也在不斷增加。軟件工作量也在不斷增加。72 可以預見，數字程控交換系統的成本、質可以預見，數字程控交換系統的成本、質量（如可靠性、話務處理能力、過負荷控制量（如可靠性、話務處理能力、過負荷控制能力等）在很大程度上取決于軟件系統。能力等）在很大程度上取決于軟件系統。 73 交換軟件系統是指完成交換系統各項功能交換軟件系統是指完成交換系統各項功能而運行于各處理機中的程序和數據的集合。而運行于各處理機中的程序和數據的集合。 交換軟件系統十分龐大而復雜，總體上可交換軟件系統十分龐大而復雜，總體上可以分為運行軟件系統和支援軟件系統兩大以分為運行軟件系統和支援軟

26、件系統兩大部分，如圖部分，如圖2-25所示。所示。74 圖圖2-25 程控交換軟件系統的組成程控交換軟件系統的組成 75 運行軟件又稱聯機軟件，是指交換系統運行軟件又稱聯機軟件，是指交換系統工作時運行在各處理機中，對交換系統的工作時運行在各處理機中，對交換系統的各種業務進行處理的軟件的總和。各種業務進行處理的軟件的總和。76 其中大部分業務具有較強的實時性。其中大部分業務具有較強的實時性。 根據功能的不同，運行軟件系統又可分為根據功能的不同，運行軟件系統又可分為操作系統、數據庫和應用軟件三個子系統。操作系統、數據庫和應用軟件三個子系統。77（1）操作系統，用來對交換系統中）操作系統，用來對交換

27、系統中的所有軟、硬件資源進行管理和調度，的所有軟、硬件資源進行管理和調度，為其他的應用軟件提供支持，其主要為其他的應用軟件提供支持，其主要功能是任務調度、存儲器管理、時間功能是任務調度、存儲器管理、時間管理、通信支援、故障處理（包括系管理、通信支援、故障處理（包括系統安全和恢復），以及外設處理、文統安全和恢復），以及外設處理、文件管理、裝入引導等。件管理、裝入引導等。78（2）數據庫系統，對軟件系統中的）數據庫系統，對軟件系統中的大量數據進行集中管理，實現各部分大量數據進行集中管理，實現各部分軟件對數據的共享訪問功能，并提供軟件對數據的共享訪問功能，并提供數據保護等功能。數據保護等功能。（3）

28、應用軟件，通常包括呼叫處理）應用軟件，通常包括呼叫處理程序和維護管理程序兩大部分。程序和維護管理程序兩大部分。79 圖圖2-26 在線運行軟件各部分在線運行軟件各部分80 支援軟件又稱脫機軟件，實際上是一個支援軟件又稱脫機軟件，實際上是一個計算機輔助開發、生產及維護軟件的系統，計算機輔助開發、生產及維護軟件的系統，主要用于開發和生成交換局的軟件和數據，主要用于開發和生成交換局的軟件和數據，以及開通時的測試等。以及開通時的測試等。81 支援軟件按其功能可劃分為以下支援軟件按其功能可劃分為以下4個子系統：個子系統：（1）設計子系統）設計子系統 （2）測試子系統）測試子系統 （3）生產子系統）生產子

29、系統 （4）維護子系統）維護子系統 82 程控交換機數據庫所涉及的數據如下：程控交換機數據庫所涉及的數據如下：（1）局數據。）局數據。 （2）用戶數據。）用戶數據。 （3）交換系統數據。）交換系統數據。 83 交換軟件的基本特點是：規模大，實時交換軟件的基本特點是：規模大，實時性強，具有多重處理能力，可靠性和維護性強，具有多重處理能力，可靠性和維護性要求高。性要求高。84（1）規模大。）規模大。 （2）實時性強。）實時性強。 （3）多重性處理。）多重性處理。 （4）高可靠性。）高可靠性。（5）維護要求高。）維護要求高。85 數字程控交換機是一個實時處理系統，數字程控交換機是一個實時處理系統，它

30、的操作系統是實時多任務操作系統，其它的操作系統是實時多任務操作系統，其特點是實時性強、可靠性高，能支持多任特點是實時性強、可靠性高，能支持多任務操作。務操作。 86 概括地說，交換機操作系統的功能是管理概括地說，交換機操作系統的功能是管理所有資源和對其應用軟件的執行提供支援。所有資源和對其應用軟件的執行提供支援。87 交換機操作系統的基本功能如下：交換機操作系統的基本功能如下：（1）程序的執行管理。）程序的執行管理。 （2）存儲器管理。）存儲器管理。 （3）時間管理。）時間管理。 （4）通信支援。）通信支援。 （5）故障處理。）故障處理。 882實時處理實時處理89 所謂多重處理，簡單地說就是

31、在同一時所謂多重處理，簡單地說就是在同一時間內對多個工作任務同時進行處理。間內對多個工作任務同時進行處理。 多重處理的基礎是處理機的工作速度應多重處理的基礎是處理機的工作速度應遠遠高于交換動作速度，因而可將處理機遠遠高于交換動作速度，因而可將處理機的時間分割使用，對交換設備來說就好像的時間分割使用，對交換設備來說就好像同時被驅動一樣。同時被驅動一樣。90圖圖2-27 串行處理和多重處理串行處理和多重處理91 任務排序。任務排序。 任務時間分配。任務時間分配。 任務的更換處理。任務的更換處理。 資源管理。資源管理。 92 多道程序。多道程序。 多重并行處理。多重并行處理。 93 數字程控交換機的

32、主要任務是呼叫處理，數字程控交換機的主要任務是呼叫處理，為用戶提供電話業務。為用戶提供電話業務。 呼叫處理程序是最能體現交換機特色的軟呼叫處理程序是最能體現交換機特色的軟件，在呼叫處理過程中，交換軟件的兩個基件，在呼叫處理過程中，交換軟件的兩個基本特點即實時性和并發性都有體現。本特點即實時性和并發性都有體現。94 呼叫處理程序在整個交換機運行軟件中呼叫處理程序在整個交換機運行軟件中所占比重并不多，但其運行十分頻繁，占所占比重并不多，但其運行十分頻繁，占用處理機的時間最多。用處理機的時間最多。951一次呼叫的接續過程一次呼叫的接續過程 一個正常的電話呼叫過程是：主叫用戶摘一個正常的電話呼叫過程是

33、：主叫用戶摘機聽撥號音；撥被叫用戶號碼；被叫用戶聽機聽撥號音；撥被叫用戶號碼；被叫用戶聽振鈴音，主叫用戶聽回鈴音；被叫用戶摘機振鈴音，主叫用戶聽回鈴音；被叫用戶摘機應答，主、被叫用戶開始通話；主、被叫用應答，主、被叫用戶開始通話；主、被叫用戶任一方掛機，另一方聽忙音后掛機。戶任一方掛機，另一方聽忙音后掛機。96 對應于用戶的這些操作，交換機應按順對應于用戶的這些操作，交換機應按順序完成下列接續動作：序完成下列接續動作：（1）監視主叫摘機呼叫。）監視主叫摘機呼叫。（2）送撥號音，準備收號。）送撥號音，準備收號。（3）收號。）收號。（4）號碼分析。）號碼分析。97（5）接至被叫用戶。）接至被叫用戶

34、。（6）向被叫用戶振鈴。）向被叫用戶振鈴。（7）被叫應答通話。）被叫應答通話。（8）話終（主叫先掛機）。）話終（主叫先掛機）。（9）話終（被叫先掛機）。）話終（被叫先掛機）。 98 把一次接續劃分為很多相對較長時間內穩把一次接續劃分為很多相對較長時間內穩定不變的狀態，如空閑、收號、振鈴、通定不變的狀態，如空閑、收號、振鈴、通話等。話等。 交換機由一個穩定狀態變化到另一個穩定交換機由一個穩定狀態變化到另一個穩定狀態（實際就是交換動作）叫做狀態遷移。狀態（實際就是交換動作）叫做狀態遷移。 99 數字程控交換機的呼叫接續處理過程在邏數字程控交換機的呼叫接續處理過程在邏輯上是一個多進程并發執行的過程，

35、可以為輯上是一個多進程并發執行的過程，可以為每一個呼叫創建一個進程，這就使得接續處每一個呼叫創建一個進程，這就使得接續處理的邏輯描述與物理實現能較好地統一起來，理的邏輯描述與物理實現能較好地統一起來，通過建立有限狀態機（通過建立有限狀態機（FSM，Finite State Machine）模型來實現各種功能。）模型來實現各種功能。 100 呼叫處理程序用于控制呼叫接續過程，主呼叫處理程序用于控制呼叫接續過程，主要包括用戶掃描、信令掃描、數字分析、路要包括用戶掃描、信令掃描、數字分析、路由選擇、通路選擇、輸出驅動等功能模塊。由選擇、通路選擇、輸出驅動等功能模塊。1011用戶掃描用戶掃描2信令掃描

36、信令掃描3數字分析數字分析4路由選擇路由選擇5通路選擇通路選擇6輸出驅動輸出驅動102 引起狀態遷移的原因稱為引起狀態遷移的原因稱為“事件事件”，處，處理狀態遷移的工作稱為理狀態遷移的工作稱為“任務任務”。 識別啟動原因的處理叫做監視處理，也識別啟動原因的處理叫做監視處理，也叫做輸入處理。叫做輸入處理。103 輸入處理的程序稱為輸入程序；分析事輸入處理的程序稱為輸入程序；分析事件以確定執行何種任務的程序叫做任務分件以確定執行何種任務的程序叫做任務分析程序；控制狀態遷移的程序叫做任務執析程序；控制狀態遷移的程序叫做任務執行程序。行程序。104 在任務執行中把與硬件動作有關的程序，在任務執行中把與

37、硬件動作有關的程序，從任務執行中分離出來，作為獨立的輸出從任務執行中分離出來，作為獨立的輸出程序。程序。 另外，任務執行又分前后兩部分，分別稱另外，任務執行又分前后兩部分，分別稱為為“始始”和和“終終”。 上述關系如圖上述關系如圖2-28所示。所示。105圖圖2-28 狀態遷移與呼叫處理程序的關系狀態遷移與呼叫處理程序的關系106（1）輸入處理）輸入處理 （2）內部處理）內部處理（3）輸出處理）輸出處理 1071摘掛機識別摘掛機識別2收號識別收號識別108圖圖2-29 用戶摘、掛機識別原理用戶摘、掛機識別原理 109 圖圖2-30 雙音頻號碼接收原理雙音頻號碼接收原理110（1）塔形結構。）塔

38、形結構。 （2）線性結構。）線性結構。 111 圖圖2-31 塔形數字分析表塔形數字分析表 112 圖圖2-32 線性數字分析表線性數字分析表113 當進行通信的兩個用戶不屬于同一交換局當進行通信的兩個用戶不屬于同一交換局時，在交換局之間要為其建立起一條傳送時，在交換局之間要為其建立起一條傳送信息的通道，這就是路由。信息的通道，這就是路由。 確切地說，路由是網絡中任意兩個交換局確切地說，路由是網絡中任意兩個交換局之間建立之間建立個呼叫連接或傳遞信息的途徑。個呼叫連接或傳遞信息的途徑。114 它可以由一個電路群組成，也可以由多它可以由一個電路群組成，也可以由多個電路群經交換局串接而成。個電路群經

39、交換局串接而成。 路由選擇也稱選路，是指一個交換局呼路由選擇也稱選路，是指一個交換局呼叫另一個交換局時在多個可傳遞信息的途叫另一個交換局時在多個可傳遞信息的途徑中進行選擇。徑中進行選擇。115 具體地，對于某一交換機而言，在進行路具體地，對于某一交換機而言，在進行路由選擇時，要用到如下參數：由選擇時，要用到如下參數：（1）路由塊）路由塊能夠到達指定局向的能夠到達指定局向的所有路由的集合；所有路由的集合；（2）路由（索引）表）路由（索引）表表示直接連表示直接連接兩個交換機的若干個中繼群的組合。接兩個交換機的若干個中繼群的組合。116（3）中繼線群）中繼線群表示直接連接兩表示直接連接兩個交換機之間

40、具有相同特性的中繼線個交換機之間具有相同特性的中繼線的集合；的集合；（4）中繼線）中繼線直接連接兩個交換直接連接兩個交換機之間的中繼線路。機之間的中繼線路。117圖圖2-33 路由選擇查表示意圖路由選擇查表示意圖118（1）T-S-T網絡及其網絡映像。網絡及其網絡映像。119 圖圖2-34 F150選組級選組級T-S-T網絡網絡 120 圖圖2-35 內部時隙忙閑表內部時隙忙閑表121圖圖2-36 通路忙閑表運算示意圖通路忙閑表運算示意圖122 在進行分析處理后，分析程序給出結果，在進行分析處理后，分析程序給出結果，并決定下一步要執行的任務。并決定下一步要執行的任務。 任務的信息來源于輸入處理

41、，任務的執行任務的信息來源于輸入處理，任務的執行就是要完成一個交換動作。就是要完成一個交換動作。123 任務的執行一般分為三個步驟：任務的執行一般分為三個步驟： 動作準備。動作準備。 輸入命令。輸入命令。 終了處理。終了處理。124 執行任務和輸出硬件控制命令屬于輸出執行任務和輸出硬件控制命令屬于輸出處理。處理。125 輸出處理包括：輸出處理包括： 通話話路的驅動、復原（發送路由控制通話話路的驅動、復原（發送路由控制信息）；信息）； 發送分配信號（例如振鈴控制、測試控發送分配信號（例如振鈴控制、測試控 制等信號）；制等信號）； 轉發撥號脈沖，主要是對模擬局發送；轉發撥號脈沖，主要是對模擬局發送

42、； 發線路信號和記發器信號；發線路信號和記發器信號；126 發公共信道信號；發公共信道信號； 發計費脈沖；發計費脈沖； 發處理機間通信信息；發處理機間通信信息； 發送測試碼；發送測試碼； 其他。其他。127 路由驅動。路由驅動。 發送分配信號。發送分配信號。 轉發數字。轉發數字。 線路信號的發送可由硬件實現，處理機線路信號的發送可由硬件實現，處理機只發有關控制信號。只發有關控制信號。128 從呼叫處理過程可以看出，一次普通電從呼叫處理過程可以看出，一次普通電話呼叫的處理并不復雜，如摘機識別、收話呼叫的處理并不復雜，如摘機識別、收號、數字分析、路由選擇、通路選擇、掛號、數字分析、路由選擇、通路選

43、擇、掛機釋放、計費等操作，即使考慮到呼叫過機釋放、計費等操作，即使考慮到呼叫過程中的各種異常情況，呼叫處理過程也不程中的各種異常情況，呼叫處理過程也不十分復雜。十分復雜。129 但由于交換系統可能要面對數千乃至數但由于交換系統可能要面對數千乃至數萬個呼叫，而這些呼叫的發生又是隨機的，萬個呼叫，而這些呼叫的發生又是隨機的，情況就變得復雜得多，這就必須對呼叫處情況就變得復雜得多，這就必須對呼叫處理程序進行有效的管理，才能使交換機有理程序進行有效的管理，才能使交換機有條不紊地工作。條不紊地工作。130 程控交換程序的實時性要求不同，有些程控交換程序的實時性要求不同，有些實時性強，交換機需立即執行；有

44、些實時實時性強，交換機需立即執行；有些實時性差一些，可以稍加延遲。性差一些，可以稍加延遲。 因此，在進行程序的執行管理時，必須因此，在進行程序的執行管理時，必須預先安排好各種程序的執行計劃，在特定預先安排好各種程序的執行計劃，在特定時刻選擇執行最合適的處理任務。時刻選擇執行最合適的處理任務。131 如何按照計劃依次執行各種程序以滿足如何按照計劃依次執行各種程序以滿足不同的實時性要求？一種有效的方法就是不同的實時性要求？一種有效的方法就是將各種程序劃分成不同的優先級。將各種程序劃分成不同的優先級。 132 故障級。故障級。 周期級。周期級。 基本級。基本級。 133圖圖2-37 時鐘級與基本級的

45、執行時鐘級與基本級的執行134135圖圖2-38 程序執行的順序程序執行的順序136圖圖2-39 程序執行總框圖程序執行總框圖137 程序執行管理的基本原則如下：程序執行管理的基本原則如下： 基本級按級別依次執行。基本級按級別依次執行。 基本級程序在執行中可被各種中斷插基本級程序在執行中可被各種中斷插入，在保護現場后轉去執行相應的中斷處入，在保護現場后轉去執行相應的中斷處理程序。理程序。 138 中斷級在執行中，只允許高級別中斷進入。中斷級在執行中，只允許高級別中斷進入。 基本級被時鐘中斷插入后的恢復處理應體基本級被時鐘中斷插入后的恢復處理應體現基本級中的級別次序。現基本級中的級別次序。139

46、 按照預定的計劃，有條不紊地執行各種按照預定的計劃，有條不紊地執行各種程序，可以滿足各種程序不同執行周期的程序，可以滿足各種程序不同執行周期的要求。要求。 采用時間表是一種簡便而有效的方法。采用時間表是一種簡便而有效的方法。140 時間表的結構如圖時間表的結構如圖2-40所示。所示。 它由四部分組成：時間計數器它由四部分組成：時間計數器（HTMR）、有效指示器（）、有效指示器（HACT）、時）、時間表（間表（HTBL）和轉移表（）和轉移表（HJUMP）。）。141圖圖2-40 時間表結構時間表結構142 首先，調度程序從時間計數器中取值，首先，調度程序從時間計數器中取值，每次時鐘中斷到來時，時

47、間計數器加每次時鐘中斷到來時，時間計數器加1。 以時間計數器的值為指針，依次讀取時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。143 尋到尋到1，則轉向該位對應的程序的入口地址，則轉向該位對應的程序的入口地址，執行該程序，執行完畢返回時間表，再執行執行該程序，執行完畢返回時間表，再執行其他為其他為“1”的相應程序。的相應程序。 如不為如不為“1”，則不執行。，則不執行。 當所有單元尋當所有單元尋1完畢，則轉向低一級的程序。完畢，則轉向低一級的程序。 144 在最后一個單元

48、的最后一位上，將時間在最后一個單元的最后一位上，將時間計數器清計數器清0，以便在下一周期重新開始。，以便在下一周期重新開始。 在調用過程中，后面程序的執行時刻取在調用過程中，后面程序的執行時刻取決于前面的程序是否被啟動執行，因此，決于前面的程序是否被啟動執行，因此，對運行間隔有嚴格要求的程序應排在比特對運行間隔有嚴格要求的程序應排在比特表的最前邊，而無嚴格要求的可相應排在表的最前邊，而無嚴格要求的可相應排在后邊（與是左尋后邊（與是左尋1還是右尋還是右尋1有關）。有關）。145 時間間隔應小于所有程序的最小執行間時間間隔應小于所有程序的最小執行間隔要求，而總的行數等于各程序執行周期隔要求，而總的

49、行數等于各程序執行周期與最短程序周期之比的最小公倍數。與最短程序周期之比的最小公倍數。 最后，為使最后，為使CPU在各時隙期間的負荷均在各時隙期間的負荷均勻，應使每行中所含程序數大致相同。勻，應使每行中所含程序數大致相同。146 由于各種程序的執行周期長短差異可能由于各種程序的執行周期長短差異可能很大，而且對時間精確度的要求不同，故很大，而且對時間精確度的要求不同，故實際應用時可根據情況分設幾種時間表。實際應用時可根據情況分設幾種時間表。147 基本級中一部分程序具有周期性，可用基本級中一部分程序具有周期性，可用時間表控制執行。時間表控制執行。 而基本級中大部分處理任務沒有周期性，而基本級中大

50、部分處理任務沒有周期性，可采用可采用 隊列處理。隊列處理。 同一級的處理要求可按到達的先后次序同一級的處理要求可按到達的先后次序排成隊列，采用先到來先處理的原則處理。排成隊列，采用先到來先處理的原則處理。148 基本級中的隊列就是各種事件登記表的基本級中的隊列就是各種事件登記表的隊列。隊列。 事件登記表是在發現處理要求的程序中事件登記表是在發現處理要求的程序中登記的。登記的。149 例如用戶掃描發現用戶呼出，就登記呼出例如用戶掃描發現用戶呼出，就登記呼出事件登記表，包括應啟動的程序地址、要求事件登記表，包括應啟動的程序地址、要求處理的內容和處理中必需的一些數據等。處理的內容和處理中必需的一些數

51、據等。 按照先進先處理的原則，依次取出每一張按照先進先處理的原則，依次取出每一張表進行處理。表進行處理。 150 故障級程序的調度是由故障級中斷控制的。故障級程序的調度是由故障級中斷控制的。 當交換系統出現故障時，中斷源觸發器發當交換系統出現故障時，中斷源觸發器發出故障級中斷請求，處理機一經識別到故障出故障級中斷請求，處理機一經識別到故障中斷請求，立即中斷正在執行的周期級和基中斷請求，立即中斷正在執行的周期級和基本級程序，優先執行故障級處理程序。本級程序，優先執行故障級處理程序。151 故障處理程序包括故障識別、主故障處理程序包括故障識別、主/備用設備用設備切換以及恢復處理等。備切換以及恢復處

52、理等。152 故障處理的過程如下：故障處理的過程如下：（1）當交換系統發生故障時，啟動）當交換系統發生故障時，啟動中斷源觸發器產生故障中斷。中斷源觸發器產生故障中斷。 故障中斷中斷正在執行的程序，將中斷故障中斷中斷正在執行的程序，將中斷時的原有狀態保存到存儲器內，啟動故障時的原有狀態保存到存儲器內，啟動故障處理程序。處理程序。153（2）故障處理程序啟動故障識別和分）故障處理程序啟動故障識別和分析程序，對故障進行識別和分析判斷。析程序，對故障進行識別和分析判斷。154 當判明有故障的設備后，就進行故障隔當判明有故障的設備后，就進行故障隔離，切除故障設備，重新組成可以正常工離，切除故障設備，重新

53、組成可以正常工作的系統，這一過程稱為系統再組成。作的系統，這一過程稱為系統再組成。 最簡單的系統再組成是進行主最簡單的系統再組成是進行主/備用轉換。備用轉換。155（3）隨即啟動診斷測試程序，對切）隨即啟動診斷測試程序，對切換下來的設備進行診斷測試，判明故換下來的設備進行診斷測試，判明故障位置，將診斷結果打印輸出。障位置，將診斷結果打印輸出。 維護人員根據診斷結果進行修復。維護人員根據診斷結果進行修復。156 2.6.1 性能指標性能指標 性能指標是評價交換機呼叫處理能力和性能指標是評價交換機呼叫處理能力和交換能力的指標，可以反映交換機所具備交換能力的指標，可以反映交換機所具備的技術水平。的技術水平。157 性能指標主要包括交換機能夠承受的話性能指標主要包括交換機能夠承受的話務量、呼叫處理能力和交換機能夠接入的務量、呼叫處理能力和交換機能夠接入的用戶線和中繼線的最大數量等。用戶線和中繼線的最大數量等。1581話務負荷能力話務負荷能力 2呼叫處理能力呼叫處理能力（1）交換系統容量的