程控與交換技術第1頁，課件共66頁，創作于2023年2月4.1程控交換機的軟件組成4.1.1在線程序 在線程序是交換機中運行使用的、對交換系統各種業務進行處理的軟件總和，它可分成系統程序和應用程序。第2頁，課件共66頁，創作于2023年2月1．呼叫處理程序 呼叫處理程序負責整個交換機所有呼叫的建立與釋放，以及交換機各種新服務性能的建立與釋放。呼叫處理程序主要有以下功能。①交換狀態管理②交換資源管理③交換業務管理④交換負荷控制第3頁，課件共66頁，創作于2023年2月2．執行管理程序（或叫操作系統） 執行管理程序負責對交換系統（尤指處理機）的硬件和軟件資源進行管理和調度。①任務調度②I／O設備的管理和控制③處理機間通信的控制和管理④系統管理第4頁，課件共66頁，創作于2023年2月3．維護管理程序 維護管理程序用于維護人員存取和修改有關用戶和交換局的各種數據，統計話務量和打印計費清單等各項任務。4．系統恢復程序 系統恢復程序亦稱故障處理程序，負責對交換系統作經常性的檢測，并使系統恢復工作能力。第5頁，課件共66頁，創作于2023年2月5．故障診斷程序 故障診斷程序是用于確定硬件故障位置的程序。對于多數程控交換機來說，可將故障診斷到某塊印刷電路板（PCB）。故障診斷程序通常采用以下工作方式。 ①開機診斷，交換機加電后，首先自動對所有硬件部件進行診斷，將結果報告系統恢復程序。第6頁，課件共66頁，創作于2023年2月 ②人-機命令診斷，由操作人員通過人-機命令指定對交換機某一部件執行診斷。 ③自動診斷，當系統恢復程序發現運行中的交換機有故障部件時，用備用部件代替該部件，并調用故障診斷程序對其進行診斷。第7頁，課件共66頁，創作于2023年2月4.1.2支援程序 支援程序按其功能可劃分為設計子系統、測試子系統、生成子系統和維護子系統。1．設計子系統 設計子系統用在設計階段，作為功能規范和描述語言（SDL）與高級語言間的連接器，各種高級語言與匯編語言的編譯器，鏈接定位程序及文檔生成工作。第8頁，課件共66頁，創作于2023年2月2．測試子系統 測試子系統用于檢測所設計軟件是否符合其規范。3．生成子系統 生成子系統用于生成交換局運行所需的軟件（即程序文件），它包括局數據文件、用戶數據文件和系統文件。第9頁，課件共66頁，創作于2023年2月（1）局數據文件 在軟件中心的操作系統控制下，由局數據生成程序將原始局數據文件自動生成為規定的局數據的文件結構形式。（2）用戶數據文件 用戶的各種數據是處理用戶呼叫所必須的文件，新添或更改個別用戶數據，可直接在運行局用鍵盤命令來實現。第10頁，課件共66頁，創作于2023年2月（3）系統文件 包括系統程序、系統數據和一級局數據。4．維護子系統 維護子系統用于對交換局程序的現場修改（或稱補丁）的管理與存檔。第11頁，課件共66頁，創作于2023年2月4.1.3數據一、數據的分類1．系統數據2．局數據3．用戶數據第12頁，課件共66頁，創作于2023年2月二、表格 數據常以表格的形式存放，包括檢索表格和搜索表格兩種。1．檢索表格（1）單級索引表格 所需的目的數據直接用索引查一個單個表格即可得到。（2）多級索引表格 只有要通過多級表格檢索查找，才能得到所需的目的數據。第13頁，課件共66頁，創作于2023年2月2．搜索表格 在搜索表格中，每個單元都包含有源數據和目的數據兩項內容。第14頁，課件共66頁，創作于2023年2月4.2呼叫處理的基本原理4.2.1呼叫處理過程及狀態遷移一、呼叫處理過程 在程控交換機中，呼叫接續過程都是在呼叫處理程序控制下完成的。1．主叫用戶摘機2．送撥號音第15頁，課件共66頁，創作于2023年2月3．收號4．號碼分析5．接通被叫6．振鈴7．被叫應答和通話8．話終掛機第16頁，課件共66頁，創作于2023年2月二、狀態遷移1．穩定狀態的遷移 狀態遷移是由輸入信息引起的。沒有輸入信息的激發，狀態是不會改變的。2．狀態遷移圖 從上面的敘述中可以看出：從一種穩定狀態轉移到另一種穩定狀態并不是只有一種遷移方向，而是要根據輸入信息、所處狀態及環境情況的不同而有不同的遷移方向。第17頁，課件共66頁，創作于2023年2月4.2.2輸入處理 輸入處理的任務是及時發現新的處理要求，并對用戶線、中繼線的狀態進行監視、檢測和識別，然后將其放在隊列中或相應的存儲區，以便由其他程序分析處理。一、用戶線掃描程序 用戶線掃描程序是用來對用戶線的狀態進行檢測并及時發現用戶線的狀態變化。第18頁，課件共66頁，創作于2023年2月1．用戶摘機識別 用戶摘機識別是找出狀態從“1”變為“0”的用戶。 由于處理機要監視的用戶數量很大，為了提高效率，多采用群處理的方法。圖4.8所示為用戶線掃描示意圖，圖中8個用戶為一組。第19頁，課件共66頁，創作于2023年2月2．用戶掛機識別 用戶掛機識別與摘機識別的原理差不多，只是將邏輯運算改成LSCN∧ =1即可。識別出“1”就是掛機用戶。第20頁，課件共66頁，創作于2023年2月二、脈沖號碼掃描程序 脈沖號碼掃描程序由三部分程序組成：脈沖識別、脈沖計數和位間隔識別及號碼存儲。1．脈沖識別 脈沖識別是要識別脈沖串中的每一個脈沖，這就要求脈沖識別的周期必須小于最小脈沖的持續時間或脈沖的間隔時間。第21頁，課件共66頁，創作于2023年2月2．脈沖計數 脈沖識別的同時可以對脈沖計數。計數是在用戶存儲器內的一個存儲區中進行的。3．位間隔識別及號碼存儲 在識別用戶所撥號碼時，除了要識別脈沖的個數，還要識別兩串脈沖之間的間隔，這就是位間隔識別。在兩位號碼之間的間隔稱為“位間隔”，位間隔應大于300ms。第22頁，課件共66頁，創作于2023年2月三、雙音頻號碼掃描程序1．雙音頻話機撥號特點 雙音頻話機撥號是按號盤的數字鍵，每按一個數字鍵就送出兩個音頻信號，其中一個是高頻組中的信號，另一個是低頻組中的信號。2．雙音頻話機收號方法 程控數字交換機接收雙音頻號碼信息是經用戶電路的A/D變換后，通過用戶級、選組級送入雙音頻收號器。第23頁，課件共66頁，創作于2023年2月四、中繼線掃描程序 中繼線掃描程序主要是用于監視中繼線上的呼叫狀態，以便控制接續的進行。中繼線上的呼叫狀態信息是采用線路信號方式傳遞的。在中繼線上只有占用、應答、反向拆線及正向拆線等信號，故一般采用結構簡單的直流信號。因此，線路信號的識別方法與用戶線掃描的方法相同。第24頁，課件共66頁，創作于2023年2月4.2.3分析處理一、去話分析 去話分析的主要任務是分析主叫用戶的用戶數據，以決定下一步的任務和狀態。1．用戶數據 用戶數據是去話分析的主要信息來源，用戶數據主要包括以下內容。第25頁，課件共66頁，創作于2023年2月①呼叫要求類別：一般呼叫、模擬呼叫、拍叉簧呼叫。②端子類別：空端子、使用狀態。③線路類別：單線電話、同線電話。④運用類別：一般用戶、來話專用、去話禁止。第26頁，課件共66頁，創作于2023年2月⑤話機類別：號盤話機、按鈕話機（雙音頻話機）。⑥計費種類：定期或立即計費、家用計次表、計費打印等。⑦出局類別：允許本區內呼叫、允許市內呼叫、允許國內長途呼叫、允許國際呼叫。⑧服務類別：呼叫轉移、呼叫等待、三方通話、叫醒、免打擾、惡意呼叫追蹤等服務性能。第27頁，課件共66頁，創作于2023年2月2．分析過程 去話分析是根據用戶數據，按去話分析的流程圖（如圖4.17所示），采用表格展開法進行的。最后，將分析結果送入隊列，轉至任務執行程序，執行程序的任務。第28頁，課件共66頁，創作于2023年2月圖4.17去話分析流程圖第29頁，課件共66頁，創作于2023年2月二、號碼分析 號碼分析是對主叫用戶所撥的被叫號碼進行分析，以決定接續路由、話費指數、任務號碼及下一狀態號碼等項目。1．分析數據來源 用戶所撥號碼是分析的數據來源，它可直接從用戶話機接收下來，也可通過局間信號傳送過來，然后根據用戶撥號查找譯碼表進行分析。譯碼表包括如下內容。第30頁，課件共66頁，創作于2023年2月①號碼類型：市內號、特服號、長途號或國際號等。②應收位數。③局號。④計費方式。⑤電話簿號碼。⑥用戶業務的業務號：縮位撥號、呼叫轉移、叫醒、熱線及缺席等服務業務的登記和撤銷。第31頁，課件共66頁，創作于2023年2月2．分析過程 第一步：預譯處理 預譯處理是對撥號的前幾位進行分析處理。 第二步：對號碼分析處理 當收完全部用戶所撥號碼后，則要對全部號碼進行分析。第32頁，課件共66頁，創作于2023年2月三、來話分析 來話分析是分析被叫用戶的類別、運用情況、忙閑狀態等，以確定下一個任務及狀態號碼。第33頁，課件共66頁，創作于2023年2月1．分析數據來源 來話分析的數據來源是被叫用戶的用戶數據。2．分析過程 根據收到的用戶號碼，從外存中讀出被叫用戶的用戶數據，逐項進行分析，其分析程序流程圖如圖4.20所示。第34頁，課件共66頁，創作于2023年2月圖4.20來話分析程序流程圖第35頁，課件共66頁，創作于2023年2月四、狀態分析 狀態分析就是分析在什么狀態下輸入哪些輸入信息，并應轉移到哪一種新的狀態。這就是狀態分析任務。1．狀態分析的數據來源 狀態分析的數據來源是穩定狀態和輸入信息。 在狀態遷移圖中（見圖4.5）已可見到，當用戶處于某一穩定狀態時，處理機一般不予理睬，而是等待外部輸入信息。第36頁，課件共66頁，創作于2023年2月2．分析過程 當用戶進入等待收號、振鈴、通話等穩定狀態后，若有輸入信息，則要對輸入信息進行分析，結合原有的接續狀態作出判斷，以確定下一個任務及狀態號碼。第37頁，課件共66頁，創作于2023年2月4.2.4任務執行和輸出處理一、任務執行程序 任務執行是為輸出處理做的動作準備。如向被叫振鈴前，要預先測試選擇一條空閑的線路和主被叫通話路由，然后才可以進行輸出處理，即控制話路設備的驅動。第38頁，課件共66頁，創作于2023年2月1．路由選擇 路由選擇是根據數字分析的結果，在相應的路由中選擇一條空閑的中繼線。2．通路選擇 通路選擇是指在交換網絡上選擇一條空閑的通路。一條通路常常由幾級鏈路串接而成，只有在串接的各級鏈路都空閑時才是空閑通路。通常是利用各級鏈路的忙閑表，來選擇空閑通路。第39頁，課件共66頁，創作于2023年2月二、輸出處理 根據任務執行程序編制完成的命令，由輸出處理程序輸出硬件控制命令，控制硬件的接續或釋放。1．路由驅動 路由驅動包括話路的接續和復原，信號音發送路由的接續和復原，以及信號（包括撥號號碼和其他信號）接收路由的接續和復原。第40頁，課件共66頁，創作于2023年2月2．發送分配信號 分配信號驅動的對象包括對用戶電路、中繼電路、話務臺電路的驅動，這里有電子設備也有繼電器（例如，振鈴繼電器、測試繼電器等）。3．轉發撥號脈沖 對模擬局的話路接續，需要轉發直流脈沖。為了轉發脈沖，需要建立一個發號存儲區。在發號存儲區內應設有發號請求標志、節拍標志、脈串標志和號位計數器。第41頁，課件共66頁，創作于2023年2月4．多頻信號發送 多頻信號的發送和接收分四個節拍。 第一拍，發端發送前向信號。 第二拍，終端收到前向信號后，發后向信號。 第三拍，發端收到后向信號后，停前向信號。 第四拍，終端發現停前向信號后，停后向信號。第42頁，課件共66頁，創作于2023年2月5．線路信號的發送 線路信號的發送可由硬件實現，處理機發有關的控制信號。第43頁，課件共66頁，創作于2023年2月4.3程序的執行管理4.3.1軟件管理技術一、實時處理技術 在交換機中，許多處理請求都有一定的時間要求，所謂實時處理（RealTimeProcessing）就是指當用戶無論在任何時候發出處理要求時，交換機都應立即響應，受理該項要求，并在允許的時限范圍內及時給予執行處理，實現用戶的要求。第44頁，課件共66頁，創作于2023年2月1．定期掃描 由于用戶呼叫處理請求是隨機的，而處理機又不可能對每一設備進行連續監視，因此，要對其所控制的設備進行周期性的監視掃描（即，定期掃描）。第45頁，課件共66頁，創作于2023年2月2．多級中斷 多級中斷是用來按時啟動實時要求較嚴格的程序。3．隊列 所謂隊列就是排隊，按先進先出的原則進行處理。第46頁，課件共66頁，創作于2023年2月二、多重處理 一個交換機面對眾多的用戶，在同一時間里會有許多用戶摘機呼叫，每一呼叫都伴隨著許多事情要處理，如識別用戶類型，向用戶送撥號音，接收和分析用戶撥號號碼。1．按優先順序依次處理 將需要處理的任務加以分類，排定處理的先后順序。第47頁，課件共66頁，創作于2023年2月2．多道程序同時運行 將每次的用戶呼叫過程分成若干段落，每一段落稱為進程（或稱任務）。處理機在處理某個用戶呼叫時，完成一個任務后，并不等待外設動作，而是即刻去處理另一呼叫請求，這樣就可使多個呼叫“同時”得到處理。第48頁，課件共66頁，創作于2023年2月三、群處理 所謂群處理是執行一個程序可對多個輸入同時處理。這種群處理的方法常用于用戶線或中繼線的掃描監視。四、多處理機 在多處理機控制的系統中，處理機之間可按負荷分擔方式或功能分擔方式工作。因此許多處理機同時運行。第49頁，課件共66頁，創作于2023年2月4.3.2程序的級別劃分 程序的執行級別可劃分為三級：故障級、周期級和基本級。1．故障級程序 故障級程序是實時性要求最高的程序。平時不用，一旦發生故障，就須立即執行。其任務是識別故障源，隔離故障設備，換上備用設備，進行系統再組成，使系統盡快恢復正常狀態。第50頁，課件共66頁，創作于2023年2月2．周期級程序 周期級程序是實時要求較高的程序。周期級程序都有其固定的執行周期，每隔一定的時間就由時鐘定時啟動，又稱為時鐘級程序。3．基本級程序 基本級程序對實時性要求不太嚴格，有些沒有周期性，有任務就執行，有些雖然有周期性，但一般周期都較長。第51頁，課件共66頁，創作于2023年2月4.3.3程序的啟動控制

程序執行管理的基本原則有以下四條。 ①基本級按順序依次執行。 ②基本級執行中可被中斷插入，在被保護現場后，轉去執行相應的中斷處理程序。 ③中斷級在執行中，只允許高級別中斷進入。 ④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。第52頁，課件共66頁，創作于2023年2月4.3.4周期級的調度管理 周期級程序中各個程序的執行周期不同，而對眾多的周期級程序，需要用時間表來調度控制。 時間計數器是周期級中斷計數器，它是根據時間表單元數設置的，如果時間表有24個單元，則計數器即由“0”開始累加到“23”后再回到“0”。第53頁，課件共66頁，創作于2023年2月屏蔽表又稱有效位。時間表實際上是一個執行任務的調度表。轉移表是存放周期級程序和任務的起始地址，它標明了要執行的程序邏輯的存放地址。由時間表控制啟動的程序，其掃描周期并不都是4ms。第54頁，課件共66頁，創作于2023年2月①8ms周期級中斷到，讀取時間計數器的值，根據其值讀取時間表相應單元的內容。②將屏蔽表的內容與該單元對應位的內容相與，其結果為“1”，即根據該位的號碼，找到轉移表中的相應行，而得到要執行的首地址；其結果為“0”，即不執行。③執行該程序。第55頁，課件共66頁，創作于2023年2月④等所有位均進行了上述處理，并執行完相應的程序以后，表明這一8ms周期中已執行完周期級程序，可以轉向執行基本級程序。⑤當計數器計到23時，即對最后一個單元進行處理。當處理至最后一位時，將計數器清零，以便在下一個8ms周期中斷到來時重新開始。第56頁，課件共66頁，創作于2023年2月4.3.5基本級程序的執行管理1．循環隊列 圖4.31所示為一循環隊列，在隊列中有隊首指針、隊尾指針及排隊的處理要求a，b，c。排隊的單元是一定的，隊首指針指的是出口地址，隊尾指針指的是入口地址。第57頁，課件共66頁，創作于2023年2月圖4.31循環隊列第58頁，課件共66頁，創作于2023年2月2．鏈形隊列 鏈形隊列是將一些位置零亂的存儲表，位置不動，而將其首地址按一定順序加以編排，鏈接在一隊列之中。3．雙向鏈隊 上面所述的鏈隊實際上是單向鏈隊。這種鏈隊雖然可以在中間插入或取出，但必須知道前一張表的指針內容，為此就不得不從頭開始查找。第59頁，課件共66頁，創作于2023年2月4.4系統的診斷與維護4.4.1故障處理的一般過程 當交換機發生故障時，故障處理的一般過程有故障識別、系統再生成、恢復處理、故障告警打印、診斷測試、故障修理以及修復故障返回整機系統。第60頁，課件共66頁，創作于2023年2月1．故障識別