第3章 程控?cái)?shù)字交換及電話通信網(wǎng)

《現(xiàn)代交換技術(shù)與通信網(wǎng)》吳學(xué)文第3章程控?cái)?shù)字電話交換與電話通信網(wǎng)

（電路交換技術(shù)）本章主要講述內(nèi)容:

介紹電話通信的產(chǎn)生和電話交換技術(shù)的發(fā)展

介紹數(shù)字程控電話交換系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)，并在此基礎(chǔ)上重點(diǎn)闡述電話交換系統(tǒng)硬件系統(tǒng)各個(gè)組成部分的工作原理、控制系統(tǒng)的構(gòu)成方式、軟件系統(tǒng)的組成以及程控交換軟件技術(shù)

介紹電話通信網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和工作原理等相關(guān)技術(shù)。

交換的基本技術(shù)包括：互連技術(shù)、信令技術(shù)、接口技術(shù)、控制技術(shù)（1）互連技術(shù)：交換網(wǎng)絡(luò)(第2章介紹)（2）接口技術(shù)：

用戶接口電路

數(shù)字中繼電路（４）控制技術(shù)（計(jì)算機(jī)控制）：◆處理機(jī)結(jié)構(gòu)：集中控制、分級控制、全分散控制◆程控交換軟件結(jié)構(gòu)：操作系統(tǒng)軟件用戶軟件：呼叫處理軟件、維護(hù)管理軟件（３）信令技術(shù)（第4章介紹）3.1.1電話通信與電話機(jī)1875年6月2日貝爾和沃森發(fā)明了電話（原始的電磁式電話）↓1877年愛迪生發(fā)明了碳精式送話器+手柄+呼叫設(shè)備（電鈴）+手搖發(fā)電機(jī)+干電池（磁石式電話機(jī)）↓1882年出現(xiàn)了共電式電話機(jī)（沒有手搖發(fā)電機(jī)和干電池，通話所用電源由交換機(jī)供給）↓3.1概述↓1896年美國人愛立克森發(fā)明了旋轉(zhuǎn)式電話撥號盤1920年美國人坎貝爾發(fā)明了消側(cè)音電路（自動電話機(jī)-撥號盤電話機(jī)）↓20世紀(jì)60年代電子學(xué)飛速發(fā)展、70年代大規(guī)模集成電路出現(xiàn)(電子電話機(jī)-按鍵式電話機(jī))↓20世紀(jì)80年代隨著N-ISDN的應(yīng)用出現(xiàn)了數(shù)字電話機(jī)3.1.1電話通信與電話機(jī)送話器受話器原始話音還原話音二-四轉(zhuǎn)換消側(cè)音電路電話機(jī)原始話音還原話音電話機(jī)的構(gòu)成及通話原理3.1.1電話通信與電話機(jī)電話機(jī)受話器：將相應(yīng)的電信號還原為聲音的轉(zhuǎn)換器。送話器：將聲音變換為相應(yīng)電信號的轉(zhuǎn)換器。旋轉(zhuǎn)式撥號盤（三個(gè)參數(shù)）：

脈沖速度：表示撥號盤每秒鐘發(fā)生的脈沖個(gè)數(shù)。普通：10/s快速：20/s脈沖斷續(xù)比：在一個(gè)脈沖周期里，斷開電流的時(shí)間和接通電流的時(shí)間之比。

t斷/t續(xù)=1.6:1或2:1位間隔：≥300ms電話機(jī)的構(gòu)成及通話原理：按鍵式撥號盤：與撥號集成電路配合發(fā)出脈沖或雙音頻(DTMF)信令。振鈴器：交鈴流、音調(diào)振鈴器開關(guān)、叉簧：接插件，二、四線繩話機(jī)的構(gòu)成及通話原理697Hz770Hz852Hz941Hz1209Hz1336Hz1477Hz1633Hz高頻低頻12457*80369ABCD#揚(yáng)聲電話機(jī)免提電話機(jī)無繩電話機(jī)錄音電話機(jī)可視電話機(jī)投幣電話機(jī)磁卡電話機(jī)電話機(jī)的分類第1階段：人工交換階段：

磁石式電話交換機(jī)共電式電話交換機(jī)3.1.2電話交換技術(shù)的發(fā)展：三個(gè)階段第2階段：機(jī)電式自動交換階段：步進(jìn)制交換機(jī)（StepbyStepSystem）：史端喬（Strowger）式自動電話交換機(jī)德國西門子式自動交換機(jī)

特點(diǎn)：直接控制方式機(jī)動制交換機(jī)：旋轉(zhuǎn)制或升降制電話交換機(jī)

特點(diǎn)：間接控制方式

縱橫制交換機(jī)（CrossbarSystem）：

特點(diǎn)：間接控制方式接線器接點(diǎn)采用壓接觸方式第3階段：電子式自動交換階段：半電子交換機(jī)（準(zhǔn)電子交換機(jī)）：話路部分采用機(jī)械接點(diǎn)，控制部分采用電子器件。全電子交換機(jī)：話路部分和控制部分均采用電子器件。電話交換技術(shù)發(fā)展的三個(gè)階段模擬程控交換機(jī)：1965年5月美國開通了第一個(gè)程控交換機(jī)（ESSNo.1）。數(shù)字程控交換機(jī)：

1970年法國開通了第一個(gè)數(shù)字程控交換機(jī)（E10）。幾個(gè)概念：程控與布控、時(shí)分與空分、模擬與數(shù)字電話交換技術(shù)發(fā)展的三個(gè)階段現(xiàn)代通信系統(tǒng)發(fā)展的是基于：傳輸方式的數(shù)字化和控制方式的計(jì)算機(jī)化。采用程序控制的最大優(yōu)點(diǎn)：系統(tǒng)可只通過變動或增加軟件，就能達(dá)到改變交換系統(tǒng)的組態(tài)和功能的目的，從而大大提高了系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)的模塊化、標(biāo)準(zhǔn)化的水平，十分便于系統(tǒng)的升級和更新。具體表現(xiàn)在：大大增加了呼叫處理的能力，增添了許多方便用戶的業(yè)務(wù)；顯著地提高了網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行、管理和維護(hù)（OAM）的自動化程度；大大提高了系統(tǒng)的靈活性、可操作性和可靠性。數(shù)字程控交換機(jī)的優(yōu)越性在技術(shù)上的：能提供許多新的服務(wù)性能維護(hù)管理方便、可靠性高靈活性大、便于采用新技術(shù)和增加新業(yè)務(wù)在經(jīng)濟(jì)上的：在交換設(shè)備上在線路設(shè)備上在維護(hù)和生產(chǎn)方面數(shù)字程控交換機(jī)的優(yōu)越性縮位撥號熱線服務(wù)呼出限制免打擾服務(wù)查找惡意呼叫鬧鐘服務(wù)截接服務(wù)缺席用戶服務(wù)數(shù)字程控交換機(jī)的補(bǔ)充業(yè)務(wù)遇忙回叫無條件呼叫前轉(zhuǎn)遇忙呼叫前轉(zhuǎn)無應(yīng)答呼叫前轉(zhuǎn)呼叫等待三方通話會議電視主叫號碼顯示等

引進(jìn)交換機(jī)：AXE10，F(xiàn)ETEX-150，E10B，5ESS、NEAX61、EWSD引進(jìn)生產(chǎn)線：上海：S1240，北京：EWSD，天津：NEAX61

自行研制：

巨龍HJD-04，大唐SP30，華為C&C08，中興ZXJ10

。。。。我國程控交換技術(shù)的發(fā)展數(shù)字程控電話交換采用電路交換技術(shù)，具有如下特點(diǎn)：（l）電路交換是一種實(shí)時(shí)交換，適用于對實(shí)時(shí)性要求高的通信業(yè)務(wù)。（2）電路交換是面向連接的交換技術(shù)。在通信前要通過呼叫為主叫、被叫用戶建立一條物理連接。（3）電路交換采用靜態(tài)復(fù)用、預(yù)分配帶寬并獨(dú)享通信資源的方式。交換機(jī)根據(jù)用戶的呼叫請求，為用戶分配固定位置、恒定帶寬（通常是64kb/s）的電路。話路接通后，即使無信息傳送，也需要占用電路。因此電路利用率低，尤其是對突發(fā)業(yè)務(wù)來說。（4）在傳送信息期間，沒有任何差錯控制措施，控制簡單，但不利于可靠性要求高的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)傳送。3.1概述3.1.3電路交換的特點(diǎn)3.2數(shù)字程控交換系統(tǒng)結(jié)構(gòu)硬件功能結(jié)構(gòu)硬件功能結(jié)構(gòu)可劃分為：話路子系統(tǒng)和控制子系統(tǒng)兩部分。功能結(jié)構(gòu)僅表示硬件的基本組成，各種數(shù)字交換系統(tǒng)可有不同的具體實(shí)現(xiàn)方式。硬件功能話路子系統(tǒng)控制子系統(tǒng)系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)軟件功能操作系統(tǒng)應(yīng)用程序呼叫處理維護(hù)、管理數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)圖3-3數(shù)字交換機(jī)的硬件基本結(jié)構(gòu)OAM終端數(shù)字程控電話交換系統(tǒng)話路子系統(tǒng)控制子系統(tǒng)接口設(shè)備交換網(wǎng)絡(luò)CPU與存儲器遠(yuǎn)端接口外部設(shè)備模擬/數(shù)字用戶電路數(shù)字/模擬中繼器信令設(shè)備MFC接收和發(fā)送器DTMF接收器信號音發(fā)生器用戶集中級控制子系統(tǒng)是交換機(jī)的“指揮系統(tǒng)”，交換機(jī)的所有動作，都是在控制系統(tǒng)的控制下完成的。1.控制子系統(tǒng)包括：處理機(jī)、存儲器、外部設(shè)備和遠(yuǎn)端接口等部件。存儲器可劃分為程序存儲器、數(shù)據(jù)存儲器等區(qū)域。外部設(shè)備可有磁盤、磁帶機(jī)、維護(hù)終端等部件。遠(yuǎn)端接口包括至集中維護(hù)操作中心、網(wǎng)管中心、計(jì)費(fèi)中心等的數(shù)據(jù)傳送接口。主要是處理機(jī)。處理機(jī)的數(shù)量和分工有各種配置方式，可以分為三種基本的配置方式（或控制結(jié)構(gòu)）：集中控制、分散控制和分布式控制?，F(xiàn)代數(shù)字程控交換系統(tǒng)基本上有采用后兩種多處理機(jī)的配置方式，即：分散控制和分布式控制。2.話路子系統(tǒng)模擬用戶電路、用戶集中級、遠(yuǎn)端模塊、數(shù)字用戶電路；數(shù)字中繼、模擬中繼等接口設(shè)備；信令設(shè)備；交換網(wǎng)絡(luò)（見第二章，主要是TS型同步時(shí)分交換網(wǎng)絡(luò)）。接口設(shè)備：是實(shí)現(xiàn)數(shù)字交換系統(tǒng)和外圍環(huán)境的接口。用戶模塊：用戶集中級+用戶電路遠(yuǎn)端模塊：設(shè)置在遠(yuǎn)端的用戶模塊。遠(yuǎn)端接口I/O：是到集中維護(hù)操作中心、網(wǎng)管中心、計(jì)費(fèi)中心等的數(shù)據(jù)傳送接口。幾個(gè)概念用戶集中級：完成話務(wù)集中的功能，將一群話務(wù)量較低的用戶經(jīng)用戶（話務(wù)量約為0.1~0.2Erlang）集中級后以較少的鏈路接至交換網(wǎng)絡(luò)，以提高鏈路和交換網(wǎng)絡(luò)的利用率。用戶集中級通常采用單T交換網(wǎng)絡(luò)。集中比一般為2：l至8：l，一般取4：l，即480個(gè)用戶公用120個(gè)信道。用戶級和用戶接口電路還可以設(shè)在遠(yuǎn)端，常稱為遠(yuǎn)端模塊。它是將若干個(gè)用戶線集中后以數(shù)字中繼線連接至母局。遠(yuǎn)端模塊的設(shè)置帶來了組網(wǎng)的靈活性，節(jié)省了用戶線的投資。3.3.1數(shù)字交換系統(tǒng)接口類型交換網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)模擬用戶接口用戶側(cè)接口中繼側(cè)接口數(shù)字用戶接口數(shù)字中繼接口模擬中繼接口數(shù)字用戶接口操作維護(hù)OAMZVABCQ33.3接口電路數(shù)字交換機(jī)接口類型ETETETETETETETETETETETETETET數(shù)字交換網(wǎng)絡(luò)模擬用戶線Z1模擬遠(yuǎn)端集線器Z2模擬PABXZ3數(shù)字用戶線V1LTLTLTLTZ1V2V3V4V5數(shù)字遠(yuǎn)端模塊Z1V1NT數(shù)字PABXmX(2B+D)nXE12,048kbit/sABLTC11C12C21C22LT本地轉(zhuǎn)換二線中繼器通路轉(zhuǎn)換設(shè)備四線FDM實(shí)線PCM8,448kbit/sLT34,368kbit/s8,448kbit/sLTV接口：

V1：64kb/s，可為2B+D或30B+D的終端V2：連接數(shù)字遠(yuǎn)端模塊的接口V3：連接數(shù)字PABX的接口，屬30B+D的接口V4：可接多個(gè)2B+D的終端，支持ISDN的接入V5：支持nXE1的接入網(wǎng)，包括V5.1和V5.2接口A接口：速率為2048kb/s的數(shù)字中繼接口（2M）B接口：PCM二次群接口，其接口速率為8448kb/s（8M）程控交換系統(tǒng)接口類型——數(shù)字接口Z1接口：連接單個(gè)模擬用戶的接口

Z2接口：連接模擬遠(yuǎn)端集線器的接口Z3接口：連接模擬PABX的接口（集團(tuán)用戶交換機(jī)）程控交換系統(tǒng)接口類型——模擬接口3.3.1模擬用戶電路（接口）：模擬用戶電路是數(shù)字程控交換系統(tǒng)連接模擬用戶線的接口電路，約占交換機(jī)硬件設(shè)備60％。模擬用戶電路的功能可歸納為BORSCHT七個(gè)功能：B(Batteryfeeding)饋電O

(Overvoltageprotection)過壓保護(hù)R

(Ringingcontrol)振鈴控制S

(Supervision)監(jiān)視C

(CODEC&filters)編譯碼和濾波H

(Hybirdcircuit)混合電路T

(Test)測試模擬用戶電路（接口）：圖3.5模擬用戶電路的功能框圖

饋電B電容的特性：

“隔直流，通交流”電感的特性：

“隔交流，通直流”過壓保護(hù)O振鈴控制R振鈴電壓：~90+15v監(jiān)視S可檢測以下各種用戶狀態(tài)：1、用戶話機(jī)的摘掛機(jī)狀態(tài)2、用戶話機(jī)（號盤）發(fā)出的撥號脈沖3、投幣話機(jī)的輸入信號4、話終掛機(jī)狀態(tài)編譯碼和濾波（CODEC）編碼器：完成模擬信號到數(shù)字信號的轉(zhuǎn)換（Coder）。譯碼器：完成數(shù)字信號到模擬信號的轉(zhuǎn)換（Decoder）。帶通濾波：去話，模擬話音300~3400Hz濾波，再編碼低通濾波：來話，解碼脈沖調(diào)幅（PAM）信號，通過低通濾波回復(fù)原來的話音信號混合電路完成二線到四線的轉(zhuǎn)換功能?；旌想娐返钠胶饩W(wǎng)絡(luò)用于平衡用戶線阻抗。補(bǔ)充內(nèi)容:抽樣定理：滿足Fs≥2Fm，則抽樣后的信號才能恢復(fù)原信號波形。其中Fs為抽樣頻率，為Fm連續(xù)信號的最高頻率。話音的頻帶：寬限制在300~3400Hz，可保證能聽清講話的內(nèi)容及講話者的語音特征。則

Fm=3400HZ。抽樣頻率：選為Fs=8000Hz>2Fm=6800Hz抽樣周期：T=1/8000=125μs，同步幀周期。即每隔125μs取樣一次，取樣時(shí)間幾個(gè)μs。編碼（A/D變換）：采用脈沖編碼調(diào)制PCM（PulseCodeModulation），8

bit字長。1路話音的速率：8×8000＝64kb/sPCM32/30鏈路系統(tǒng)的速率：64×32＝2048kb/s，

時(shí)隙TS=125/32=3.9μs

。測試T主叫號碼顯示極性倒換（反轉(zhuǎn)）計(jì)費(fèi)脈沖發(fā)送其它功能模擬用戶電路功能框圖中繼電路是交換機(jī)和中繼線的接口設(shè)備，也叫中繼器。交換機(jī)的中繼電路有數(shù)字中繼電路和模擬中繼電路。模擬中繼電路是交換機(jī)與模擬中繼線的接口，用于連接模擬交換局，模擬中繼電路的功能與用戶電路的功能基本相似，目前在電話網(wǎng)上已很少使用.

數(shù)字中繼電路：是連接數(shù)字局間中繼線的接口電路，用于與數(shù)字交換局或遠(yuǎn)端模塊的連接。3.3.3數(shù)字中繼電路碼型變換碼型變換時(shí)鐘提取幀同步幀定位信號提取幀定位信號插入復(fù)幀定位信號插入收發(fā)PCM圖3.11數(shù)字中繼電路的基本框圖交換網(wǎng)絡(luò)數(shù)字中繼電路的基本功能：6個(gè)碼型變換：單極性不歸零碼HDB3（高密度雙極性碼）幀同步：從接收的數(shù)據(jù)流中搜索并識別到同步碼，并以該時(shí)隙作為一幀的開始，以便接收端的幀結(jié)構(gòu)排列和發(fā)送端的完全一致。復(fù)幀同步：如果數(shù)字中繼線上使用的是隨路信號（中國1號信令），則除了幀同步外，還要有復(fù)幀同步。復(fù)幀同步是為了解決各路標(biāo)志信號的錯路問題。時(shí)鐘提取：從輸入的數(shù)據(jù)流中提取時(shí)鐘信號，作為輸入數(shù)據(jù)流的基準(zhǔn)時(shí)鐘。同時(shí)該時(shí)鐘信號還用來作為本端系統(tǒng)時(shí)鐘的外部參考時(shí)鐘源。提取和插入隨路信號幀定位（再定時(shí)）數(shù)字中繼電路的基本功能圖3.1232/30基群PCM鏈路幀格式43信令設(shè)備主要功能是產(chǎn)生、接收和發(fā)送信令信號。

主要信令設(shè)備有：信號音發(fā)生器：如忙音、撥號音、回鈴音等。DTMF接收器：用于接收用戶話機(jī)發(fā)出的DTMF（雙音多頻）信號。多音頻信號發(fā)送器和接受器：用于發(fā)送和接受局間多音頻信號。NO.7信令終端：用于完成No.7信令的第二級功能（見第4章）。信號音發(fā)生器：用來產(chǎn)生數(shù)字化的信號音，經(jīng)交換網(wǎng)絡(luò)而發(fā)送到所需的話路上去。3.3.4信令設(shè)備441.雙音多頻（DTMF）接收器用來接收用戶使用按鍵話機(jī)撥號時(shí)發(fā)來的DTMF信號。高頻群(Hz)低頻群(Hz)H1H2H3H41209133614771633L1697123AL2770456BL3852789CL4941*0＃D2.音頻信號的產(chǎn)生、發(fā)送和接收1）信號種類：

交換機(jī)到用戶：各種信號音（單頻，信號源450Hz或950Hz的正弦波）交換機(jī)到交換機(jī)：

局間信號（MFC）

前向信號頻率：1380Hz,1500Hz,1620Hz,1740Hz,1860Hz,1980Hz（6中取2）后向信號頻率：1140Hz,1020Hz,900Hz,780Hz,（4中取2）用戶到交換機(jī)：撥號信息（直流脈沖、DTMF）2）單頻信號的產(chǎn)生T=2ms500Hz音頻信號產(chǎn)生原理將信號按125μs間隔進(jìn)行抽樣（也就是8kHz的PCM抽樣頻率），然后進(jìn)行量化和編碼，得到各抽樣點(diǎn)的PCM信號，放到ROM中，使用時(shí)對ROM按一般PCM信號讀出，就是這個(gè)音頻信號（數(shù)字化的信號）。單音頻信號產(chǎn)生原理信號發(fā)生器的硬件結(jié)構(gòu)3）雙音頻信號的產(chǎn)生雙音頻信號產(chǎn)生原理：首先要找到一個(gè)重復(fù)周期。將兩個(gè)雙音頻信號按125μs間隔進(jìn)行抽樣（也就是8kHz的PCM抽樣頻率），然后進(jìn)行量化和編碼，得到各抽樣點(diǎn)的PCM信號，放到ROM中，使用時(shí)對ROM按一般PCM信號讀出。

舉例：產(chǎn)生1380HZ和1500HZ信號4）數(shù)字音頻信號的發(fā)送

指定時(shí)隙或占用普通話路的時(shí)隙經(jīng)交換網(wǎng)絡(luò)送出。5）數(shù)字音頻信號的接收F1數(shù)字濾波F2數(shù)字濾波Fn數(shù)字濾波數(shù)字邏輯識別輸入輸出多頻的接收在通話用戶間建立雙向通路，每個(gè)用戶占用一個(gè)固定的時(shí)隙。如甲用戶占用：TS1；乙用戶占用：TS30。3.4交換網(wǎng)絡(luò)——話路建立交換網(wǎng)絡(luò)采用同步時(shí)分?jǐn)?shù)字交換網(wǎng)絡(luò)，有多種不同類型（見第2章）。本節(jié)主要介紹復(fù)用器和分路器。3.4.1復(fù)用器與分路器PCM信號傳輸采用串行碼，即一個(gè)時(shí)隙的8位碼在一條線路上串行傳輸T接線器的話音存儲器字長一般為8位，即8位碼并行同時(shí)寫入或讀出。數(shù)字程控交換系統(tǒng)的交換網(wǎng)絡(luò)一般由T接線器或T和S接線器組合構(gòu)成的，因此：當(dāng)話音信號進(jìn)入交換網(wǎng)絡(luò)交換時(shí)，先要將串行碼轉(zhuǎn)換為并行碼，這個(gè)過程叫做串并變換；當(dāng)話音信號完成交換從交換網(wǎng)絡(luò)輸出時(shí)，也要進(jìn)行一個(gè)反變換，即將并行碼轉(zhuǎn)換為串行碼，這個(gè)過程叫做并串變換。3.4.1復(fù)用器與分路器復(fù)用器主要完成兩個(gè)功能：1、信號的串并變換2、將多路低速信號進(jìn)行時(shí)分復(fù)用，形成高速的時(shí)分復(fù)用信號分路器完成的功能與復(fù)用器相反，也稱為解復(fù)用，它有兩個(gè)功能：1、信號的并串變換2、將高速的時(shí)分復(fù)用信號進(jìn)行分路，形成多路低速信號復(fù)用器和分路器與TST網(wǎng)絡(luò)連接復(fù)用器的串并變換與復(fù)用見圖3.18（a）所示分路器的并串變換和分路見圖3.18（b）所示。①點(diǎn)速率為2048kbit/s，傳輸信號為串行碼；②點(diǎn)速率為256kbit/s，傳輸信號為8位并行碼；③點(diǎn)速率為1024kbit/s，傳輸信號為8位并行碼。

復(fù)用器：如圖所示若進(jìn)入每個(gè)復(fù)用器的PCM線路數(shù)為4，即n=4，并且每條PCM線路速率為2048kbit/s，則分路器：分路器完成相反過程的變換，若進(jìn)入分路器的信號速率為1024kbit/s，分路器輸出線數(shù)為4，則各點(diǎn)速率和串并碼與復(fù)用器相同。如果復(fù)用器輸入線數(shù)為n，依次編號為0、1、…、n-1，且i號輸入線上的TSj信號經(jīng)復(fù)用器串并變換和復(fù)用后，在輸出線上第k個(gè)時(shí)隙輸出，即在TSk出現(xiàn)，則有k=j×n+i。串—并電路中輸入輸出信息波形例：主叫用戶A，母線0的TS8

被叫用戶B，母線6的TS54:14Mb/s3.5控制子系統(tǒng)程控交換機(jī)的控制系統(tǒng)是交換機(jī)的“指揮系統(tǒng)”，所有的“命令”從這里發(fā)出，交換機(jī)執(zhí)行的每一個(gè)操作，都是在控制系統(tǒng)的控制下執(zhí)行的，控制系統(tǒng)是交換機(jī)的重要組成部分。包括：處理機(jī)、存儲器、外部設(shè)備和遠(yuǎn)端接口等部件。存儲器可劃分為程序存儲器、數(shù)據(jù)存儲器等區(qū)域。外部設(shè)備可有磁盤、磁帶機(jī)、維護(hù)終端等部件。遠(yuǎn)端接口包括至集中維護(hù)操作中心、網(wǎng)管中心、計(jì)費(fèi)中心等的數(shù)據(jù)傳送接口。主要是處理機(jī)。處理機(jī)的數(shù)量和分工有各種配置方式，可以分為三種基本的配置方式（或控制結(jié)構(gòu)）：集中控制、分散控制和分布式控制?，F(xiàn)代數(shù)字程控交換系統(tǒng)基本上有采用后兩種多處理機(jī)的配置方式，即：分散控制和分布式控制。1、呼叫處理能力呼叫處理能力是指在滿足服務(wù)質(zhì)量的前提下，處理機(jī)處理呼叫的能力。通常用最大忙時(shí)試呼次數(shù)BHCA（MaximumNumberofBusyHourCallAttempts）來表示程控交換機(jī)的呼叫處理能力，即在單位時(shí)間內(nèi)控制系統(tǒng)能夠處理的呼叫次數(shù)。3.5.1程控交換機(jī)對控制系統(tǒng)的基本要求處理機(jī)的系統(tǒng)開銷組成為：系統(tǒng)開銷＝固有開銷＋非固有開銷系統(tǒng)開銷：處理機(jī)時(shí)間資源的占用率，是統(tǒng)計(jì)時(shí)間內(nèi)處理機(jī)運(yùn)行系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件的時(shí)間與統(tǒng)計(jì)時(shí)長之比。固有開銷：與呼叫處理次數(shù)無關(guān)的系統(tǒng)開銷，如操作系統(tǒng)的任務(wù)調(diào)度程序和周期執(zhí)行的各種掃描程序所占CPU的時(shí)間與統(tǒng)計(jì)時(shí)長之比。非固有開銷：與呼叫處理次數(shù)有關(guān)的系統(tǒng)開銷，如執(zhí)行處理呼叫的程序所占CPU的時(shí)間與統(tǒng)計(jì)時(shí)長之比。程控交換機(jī)的BHCA值可采用下列公式進(jìn)行粗略的計(jì)算：t＝a+bN其中：t為該交換機(jī)控制系統(tǒng)的系統(tǒng)開銷a為該交換機(jī)控制系統(tǒng)的固有開銷b為該交換機(jī)控制系統(tǒng)處理一次呼叫的非固有開銷（平均值）N為單位時(shí)間內(nèi)所處理的呼叫總次數(shù)，即呼叫處理能力值（BHCA）bN

為該交換機(jī)控制系統(tǒng)的非固有開銷BHCA的算例：某處理機(jī)忙時(shí)用于呼叫處理的時(shí)間開銷平均為0.80，其中固有開銷a為0.30，處理一次呼叫平均所用時(shí)間為36ms，求其BHCA值為多少？這里t＝0.80，a＝0.30，b＝36X10-3/3600（小時(shí)），由t＝a+bN可知：N＝（t－a）/b＝（0.80－0.30）X3600/36X10-3＝50000次/小時(shí)如果在一個(gè)有效的時(shí)間間隔周期內(nèi)（不包含峰值瞬間），出現(xiàn)在交換設(shè)備上的試呼次數(shù)，即話務(wù)負(fù)荷超過了交換機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)處理能力時(shí)，則稱該交換設(shè)備運(yùn)行在過負(fù)荷狀態(tài)。如加入到交換設(shè)備上試呼總次數(shù)超過它的設(shè)計(jì)負(fù)荷能力的10％時(shí)，此時(shí)稱為10％過負(fù)荷。過負(fù)荷控制措施：分級限制呼出（一般方法）要求：當(dāng)出現(xiàn)在交換設(shè)備上的試呼次數(shù)超過它的設(shè)計(jì)負(fù)荷能力的50％時(shí)，允許交換設(shè)備呼叫處理能力下降至設(shè)計(jì)負(fù)荷能力的90％。如圖3.21（a）所示。（a）過負(fù)荷控制9萬10萬15萬圖3.21（b）是有過負(fù)荷控制和無過負(fù)荷控制的情況對比，從圖中曲線可見，如果沒有過負(fù)荷控制，則當(dāng)交換機(jī)出現(xiàn)過負(fù)荷時(shí)，其控制系統(tǒng)的處理能力下降很快。（b）有過負(fù)荷控制和無過負(fù)荷控制對比圖3.21呼叫處理能力的特性MTBF：平均故障間隔時(shí)間（MeanTimeBetweenFailure）MTTR：平均修復(fù)前時(shí)間（meantimetorestoration）按照國內(nèi)電話交換設(shè)備技術(shù)規(guī)范要求，程控交換機(jī)系統(tǒng)中斷的指標(biāo)是20年內(nèi)系統(tǒng)中斷時(shí)間不得超過1小時(shí)。系統(tǒng)中斷是指由于硬件、軟件、操作系統(tǒng)故障，以及局?jǐn)?shù)據(jù)、程序差錯而使系統(tǒng)不能處理任何呼叫且時(shí)間大于30s。為提高控制系統(tǒng)的可靠性，人們在控制系統(tǒng)的構(gòu)成方式上多采用多機(jī)分散和冗余配置，注重處理機(jī)間通信的可靠性、運(yùn)行軟件的可靠性，并增強(qiáng)控制系統(tǒng)的故障防衛(wèi)和自愈能力。當(dāng)出現(xiàn)故障時(shí)，處理故障的時(shí)間要短。2、高可靠性(MTBF,MTTR)處理機(jī)的數(shù)量和分工有各種配置方式，可以分為三種基本的配置方式（或控制結(jié)構(gòu)）：集中控制分散控制分布式控制。現(xiàn)代數(shù)字程控交換系統(tǒng)基本上有采用后兩種多處理機(jī)的配置方式，即：分散控制和分布式控制。3.5.2控制系統(tǒng)的構(gòu)成方式1．集中控制方式(多臺處理機(jī)（冗余）組成)

集中控制是指處理機(jī)可以對交換系統(tǒng)內(nèi)的所有功能及資源實(shí)施統(tǒng)一控制。早期的程控交換機(jī)都采用這種集中控制方式。交換機(jī)的控制系統(tǒng)由多臺處理機(jī)（冗余）組成，每一臺處理權(quán)均裝載全部軟件，可以完成所有控制功能，訪間所有硬件資源。主要優(yōu)點(diǎn)：處理機(jī)能掌握整個(gè)系統(tǒng)的狀態(tài)，可以訪間所有資源；控制功能的改變一般都在軟件上進(jìn)行，比較方便。最大缺點(diǎn)：軟件要包括各種不同特性的功能，規(guī)模龐大，不便于管理；系統(tǒng)較脆弱，一旦出故會造成全局中斷。2.分散控制全分散控制——單級多機(jī)系統(tǒng)分級分散控制——多級處理機(jī)系統(tǒng)在給定的系統(tǒng)狀態(tài)下，每臺處理機(jī)只能訪問一部分資源和執(zhí)行一部分功能。處理機(jī)之間的功能可以靜態(tài)分配，也可以動態(tài)分配。分配方法有多種。單級多機(jī)系統(tǒng)各臺處理機(jī)并行工作，每臺處理機(jī)有專用的存儲器，也可設(shè)置公用存儲器，用作各處理機(jī)間的通信。單級多機(jī)系統(tǒng)(1)功能分擔(dān)：每臺處理機(jī)只承擔(dān)一部分功能，只需裝入一部分程序，分工明確。缺點(diǎn)是容量較小時(shí)，也需配置全部處理機(jī)。

(2)容量分擔(dān)(話務(wù)分擔(dān))：每臺處理機(jī)只承擔(dān)一部分容量的呼叫處理任務(wù)。容量分擔(dān)實(shí)際上也相當(dāng)于負(fù)荷分擔(dān)，是面向固定的一群用戶的方式。優(yōu)點(diǎn)：是處理機(jī)數(shù)量可隨著容量的增加而逐步增加；缺點(diǎn)：是每臺處理機(jī)要具有所有的功能。大型程控交換機(jī)，通常是將容量分擔(dān)與功能分擔(dān)結(jié)合使用。不論是容量分擔(dān)還是功能分擔(dān)，為了保證系統(tǒng)安全可靠，每臺處理機(jī)一般均有其備用機(jī)，按主/備用方式工作，也可采用N＋1備用方式。多處理機(jī)之間的工作方式：功能分擔(dān)與容量（話務(wù)）分擔(dān)。2)多級處理機(jī)系統(tǒng)——分級分散控制結(jié)構(gòu)基本特征：處理機(jī)的分級，即將處理機(jī)按功能分擔(dān)劃分為若干個(gè)級別。在交換處理中，有一些工作執(zhí)行頻繁而處理簡單，如用戶掃描等，用預(yù)處理機(jī)處理執(zhí)行；另一些工作處理較復(fù)雜，但執(zhí)行次數(shù)要少一些，也就是與硬件無直接關(guān)系的較高層的呼叫處理功能，如數(shù)字接收與數(shù)字分析，用中央處理機(jī)執(zhí)行分析處理。故障診斷等維護(hù)管理工作，則執(zhí)行次數(shù)更少而處理更復(fù)雜，用維護(hù)管理處理機(jī)專門執(zhí)行維護(hù)管理的各種功能。這樣，就形成了多級系統(tǒng)。多級處理機(jī)通常劃分為2級或3級。低級別處理機(jī)之間的通信一般要通過高一級的處理機(jī)。圖3.10三級多機(jī)系統(tǒng)中央處理機(jī)也可以采用容量分擔(dān)，而維護(hù)管理處理機(jī)一般只用一臺。預(yù)處理機(jī)又稱為外圍處理機(jī)或區(qū)域處理機(jī)，通常使用微機(jī)。中央處理機(jī)和維護(hù)管理處理機(jī)可使用小型機(jī)或功能強(qiáng)的高速微機(jī)。圖示的三級系統(tǒng)實(shí)際上采用了功能分擔(dān)與容量分擔(dān)相結(jié)合的方式：三級之間體現(xiàn)了功能分擔(dān)，而在預(yù)處理機(jī)這一級采用容量分擔(dān)，即每個(gè)預(yù)處理機(jī)控制一定容量的用戶線或中繼線。3.分布式控制基本特征：系統(tǒng)劃分為多個(gè)模塊，每個(gè)模塊的自主處理能力顯著增強(qiáng)，中央處理功能則在很大程度上弱化。主要優(yōu)點(diǎn)：可以用近似于線性擴(kuò)充的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)經(jīng)濟(jì)地適應(yīng)各種容量的需要，呼叫處理能力強(qiáng)，可靠性高，整個(gè)系統(tǒng)全阻斷的可能性很小，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的開放性和適應(yīng)性強(qiáng)。缺點(diǎn)：處理機(jī)間通信頻繁而復(fù)雜，需要周密地協(xié)調(diào)分布式控制功能和數(shù)據(jù)管理。分布式分散控制的實(shí)現(xiàn)技術(shù)：模塊劃分、模塊的自主控制、數(shù)據(jù)管理、模塊處理機(jī)間的通信機(jī)理、交換網(wǎng)絡(luò)1）模塊劃分在分布式分散控制中，每個(gè)模塊是一個(gè)自主控制的實(shí)體。如何劃分模塊是在系統(tǒng)設(shè)計(jì)中首先要考慮的一個(gè)重要問題。通常，可有基于功能分擔(dān)和基于容量分擔(dān)兩種劃分方式。（1）基于功能分擔(dān)基于功能分擔(dān)：是首先按照不同的功能來劃分模塊，可以有用戶模塊、中繼模塊、服務(wù)電路模塊等，每個(gè)模塊都配備有處理機(jī)，用來對本模塊進(jìn)行控制。每個(gè)模塊只控制一部分容量，因此同一種模塊的數(shù)量還要按照系統(tǒng)容量要求來配置。這就是說，基于功能分擔(dān)實(shí)際上是在功能分擔(dān)的基礎(chǔ)上與容量分擔(dān)的結(jié)合。貝爾公司的S1240是采用基于功能分擔(dān)的分布式控制的典型系統(tǒng)，其硬件結(jié)構(gòu)示如圖。模擬用戶模塊遠(yuǎn)端(用戶)接口模塊共路信令模塊服務(wù)電路模塊時(shí)鐘與信號模塊維護(hù)與外設(shè)模塊數(shù)字中繼模塊輔助控制模塊容量分擔(dān)交換網(wǎng)絡(luò)（2）基于容量分擔(dān)——

近來得到廣泛的應(yīng)用基于容量分擔(dān)：是按照系統(tǒng)容量來劃分交換模塊SM，每個(gè)模塊分擔(dān)一部分容量。這些模塊具有較完整的功能和部件，每個(gè)模塊都具有用戶接口、中繼接口和必要的信令設(shè)備，相當(dāng)于一個(gè)容量較小的交換系統(tǒng)。對于一些適合于集中的功能可以設(shè)置功能劃分的模塊，例通信模塊CM、維護(hù)管理模塊AM等。整個(gè)交換機(jī)可以由若干交換模塊SM構(gòu)成，各模塊通過通信模塊（CM）互連，另外維護(hù)管理模塊（AM）對整個(gè)交換機(jī)進(jìn)行管理。因此，基于容量劃分是在容量劃分的基礎(chǔ)上與功能分擔(dān)相結(jié)合。

優(yōu)點(diǎn)：最小配置時(shí)只要較少的交換模塊SM，獨(dú)立自主能力強(qiáng)的模塊間的通信次數(shù)可以減少。這些交換模塊SM也可以設(shè)置在遠(yuǎn)離母局交換機(jī)的地方，成為具有內(nèi)部交換能力的遠(yuǎn)端交換模塊。這是一種綜合性能較好的控制結(jié)構(gòu)，近來得到了廣泛的應(yīng)用。美國的5ESS、UT-10交換機(jī)，國產(chǎn)大型數(shù)字程控交換系統(tǒng)，如華為C＆C08、中興ZXJ10等都采用這種全分散結(jié)構(gòu)。4．處理機(jī)冗余配置方式——提高可靠性控制系統(tǒng)是交換機(jī)的指揮中心，其可靠性要求很高。為了提高控制系統(tǒng)的可靠性，處理機(jī)一般采用冗余配置。冗余配置有：微同步、負(fù)荷分擔(dān)、主備用、N＋M備用等4種工作方式。（1）微同步它具有兩臺相同的處理機(jī)，其間有一個(gè)比較器。兩臺處理機(jī)各自具有相同軟件程序。在正常工作時(shí)，兩臺處理機(jī)同時(shí)接收來自話路設(shè)備的各種輸入信息，執(zhí)行相同的程序，進(jìn)行同樣的分析處理，但是只有一臺處理機(jī)輸出控制信息，控制話路設(shè)備的工作。微同步：通過比較器不斷地進(jìn)行檢查比較兩臺處理機(jī)的執(zhí)行結(jié)果。如果結(jié)果完全一樣，說明工作正常，程序可繼續(xù)執(zhí)行；如果結(jié)果不一致，表示其中有一臺處理機(jī)發(fā)生故障，應(yīng)立即告警并進(jìn)行測試和必要的故障處理。優(yōu)點(diǎn)：較易發(fā)現(xiàn)硬件故障，而一般不影響呼叫處理。缺點(diǎn)：對軟件故障的防衛(wèi)較差（在相同的軟件環(huán)境下執(zhí)行相同的程序，程序差錯可能會在雙機(jī)上同時(shí)出現(xiàn)）；此外，由于要不斷地進(jìn)行同步復(fù)核，效率也不高。話路設(shè)備處理機(jī)A處理機(jī)B比較器（2）負(fù)荷分擔(dān)（互助方式）負(fù)荷分擔(dān)也稱為話務(wù)分擔(dān)，兩臺處理機(jī)獨(dú)立進(jìn)行工作，在正常情況下各承擔(dān)一半話務(wù)負(fù)荷。當(dāng)一機(jī)產(chǎn)生故障，可由另一機(jī)承擔(dān)全部話務(wù)負(fù)荷。為了能接替故障處理機(jī)的工作，必須互相了解呼叫處理的進(jìn)展?fàn)顩r，因此雙機(jī)應(yīng)具有互通信息的通信鏈路。在呼叫處理過程中，為避免雙機(jī)同搶資源，必須有互斥措施。話路設(shè)備處理機(jī)A處理機(jī)B負(fù)荷分擔(dān)方式的主要優(yōu)點(diǎn)：①過負(fù)荷能力強(qiáng)：由于每機(jī)都具有單獨(dú)處理整個(gè)交換系統(tǒng)的正常話務(wù)負(fù)荷的能力，當(dāng)在雙機(jī)分擔(dān)負(fù)荷時(shí)，顯然可有較高的過負(fù)荷能力，能適應(yīng)較大的話務(wù)波動。②軟件故障的防衛(wèi)能力較強(qiáng)：由于程控交換軟件系統(tǒng)的復(fù)雜性，可能殘留軟件差錯。這種程序差錯往往要在特定的動態(tài)環(huán)境下才顯示出來。話務(wù)分擔(dān)中的雙機(jī)是獨(dú)立工作的，因此程序差錯一般不會在雙機(jī)上同時(shí)出現(xiàn)，對軟件差錯的防衛(wèi)性。負(fù)荷分擔(dān)方式的主要缺點(diǎn)：在程序設(shè)計(jì)中要避免雙機(jī)同搶資源，雙機(jī)互通信息也比較頻繁，這都使得軟件比較復(fù)雜，而對于處理機(jī)硬件故障則不如微同步方式那樣較易發(fā)現(xiàn)，在實(shí)現(xiàn)上又不如下述的主備用方式那樣簡便。因此，盡管負(fù)荷分擔(dān)方式具有一些優(yōu)點(diǎn)，在實(shí)用上并不多見。（3）主/備用方式主備用（active－standby）方式的基本結(jié)構(gòu)如圖所示，一臺主用處理機(jī)在線運(yùn)行，另一臺處理機(jī)與話路設(shè)備完全分離而作為備用。當(dāng)主用機(jī)故障，進(jìn)行主備用轉(zhuǎn)換，由備用機(jī)接替工作。話路設(shè)備處理機(jī)A處理機(jī)B主備用可有冷備用與熱備用兩種方式:冷備用方式：備用機(jī)中沒有呼叫數(shù)據(jù)的保存，在接替時(shí)要根據(jù)主用機(jī)來更新存儲器內(nèi)容，或者進(jìn)行數(shù)據(jù)初始化，會丟失呼叫。熱備用方式：備用機(jī)中保存有主用機(jī)送來的有關(guān)信息，可隨時(shí)接替工作。通常采用熱備用方式（4）N＋M備用方式N臺處理機(jī)配備有M臺備用機(jī)，當(dāng)N臺處理機(jī)中有一臺發(fā)生故障時(shí)，可由M臺備用機(jī)中的一臺來接替其工作。3.5.3處理機(jī)間通信在多處理機(jī)系統(tǒng)中，不同處理機(jī)之間要相互溝通(通信)、共同配合，以控制呼叫接續(xù)。由于數(shù)字交換機(jī)設(shè)有遠(yuǎn)端用戶模塊，因此，處理機(jī)間通信有時(shí)也要考慮較遠(yuǎn)距離的通信。處理機(jī)間的通信方式和交換機(jī)控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)有緊密聯(lián)系。目前所采用的通信方式很多，這里僅介紹幾種常見方式。1．通過PCM信道進(jìn)行通信利用交換機(jī)內(nèi)的PCM信道進(jìn)行通信，有兩種不同的方法：(1)利用時(shí)隙16進(jìn)行通信。在數(shù)字通信網(wǎng)中，TS16用來傳輸數(shù)字交換局間的信令，傳輸線上的信息在到達(dá)交換局以后，中繼接口提取TS16的信令，進(jìn)行處理。交換機(jī)內(nèi)部的TS16是空閑的，可以用作處理機(jī)間的通信信道。這種通信方式不需要增加額外的硬件，軟件的費(fèi)用也小，但通信的信息量小，速度慢。(2)通過數(shù)字交換網(wǎng)絡(luò)的PCM信道直接傳送。在S-1240交換機(jī)中，處理機(jī)之間的通信信息和話音、數(shù)據(jù)信息一樣，可以通過PCM信道傳送(任一時(shí)隙)，并且也能由數(shù)字交換網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行交換。為了區(qū)分信道中信息的類型，不同的信息需要加不同的標(biāo)志，以便識別。這種方式能進(jìn)行遠(yuǎn)距離通信，但缺點(diǎn)是占用了通信信道，并且費(fèi)用較大。2．采用計(jì)算機(jī)網(wǎng)常用的通信結(jié)構(gòu)計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)有不同的結(jié)構(gòu)方式，我們在這里只介紹部分在程控交換機(jī)中常見的方式。1)多總線結(jié)構(gòu)多總線結(jié)構(gòu)是多處理機(jī)系統(tǒng)的一種總線結(jié)構(gòu)。多處理機(jī)之間通過共享資源實(shí)現(xiàn)各處理機(jī)之間的通信。在這種結(jié)構(gòu)中，多處理機(jī)組成一個(gè)總線型網(wǎng)絡(luò)。多總線結(jié)構(gòu)有兩種基本方式：緊耦合系統(tǒng)：在這個(gè)系統(tǒng)中，多個(gè)處理機(jī)之間是通過一個(gè)共享存儲器傳送信息進(jìn)行通信的。松耦合系統(tǒng)：在這個(gè)系統(tǒng)中，多個(gè)處理機(jī)之間是通過輸入/輸出接口傳送信息進(jìn)行通信的。2)環(huán)形結(jié)構(gòu)在大型系統(tǒng)中，尤其是在分散控制的系統(tǒng)中，處理機(jī)的數(shù)量很多，而它們之間往往是平級關(guān)系，這時(shí)常采用環(huán)形通信結(jié)構(gòu)。環(huán)形結(jié)構(gòu)和計(jì)算機(jī)的環(huán)形網(wǎng)相似，每臺處理機(jī)相當(dāng)于環(huán)內(nèi)的一個(gè)節(jié)點(diǎn)，節(jié)點(diǎn)和環(huán)通過環(huán)接口連接。令牌環(huán)是用得較多的一種環(huán)形網(wǎng)。程控交換系統(tǒng)在線軟件十分龐大復(fù)雜，軟件的設(shè)計(jì)目標(biāo)主要為：可靠性（reliability）、可維護(hù)性（maintainability）可復(fù)用性（reusability）和可移植性（portability）。程控交換軟件通常采用分層的模塊化結(jié)構(gòu)，常用的軟件設(shè)計(jì)技術(shù)有結(jié)構(gòu)化分析與設(shè)計(jì)、模塊化設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)化編程，現(xiàn)趨向于采用面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)，以及軟構(gòu)件技術(shù)。從功能結(jié)構(gòu)來劃分，程控交換軟件可以劃分為：

操作系統(tǒng)應(yīng)用程序：可分為呼叫處理、維護(hù)管理2部分。3.6程控交換軟件技術(shù)1．程控交換軟件的特點(diǎn)(1)實(shí)時(shí)性。交換系統(tǒng)需要同時(shí)，或者說，在一個(gè)很短的時(shí)間間隔內(nèi)處理成千上萬個(gè)并發(fā)任務(wù)，因此它對每個(gè)交換機(jī)都有一定的業(yè)務(wù)處理能力和服務(wù)質(zhì)量要求。不能因?yàn)檐浖奶幚砟芰Σ蛔愣褂脩舻却龝r(shí)間過長。如摘機(jī)后至聽到撥號音的等待時(shí)間，撥完號后至聽到回鈴音的等待時(shí)間，尤其是撥號號碼的接收時(shí)間都不能過長。撥號是由用戶控制的，處理機(jī)不能及時(shí)接收撥號號碼意味著錯號，即呼叫失敗。因此程控交換機(jī)的控制軟件設(shè)計(jì)要滿足實(shí)時(shí)性。3.6.1程控交換軟件概述(2)多任務(wù)并發(fā)執(zhí)行一個(gè)大型交換系統(tǒng)中可以容納幾萬門或更多的電話，程控交換機(jī)要及時(shí)處理各種呼叫必須以多道程序運(yùn)行方式工作，也就是說要同時(shí)執(zhí)行許多任務(wù)。例如一個(gè)1萬門的交換機(jī)，忙時(shí)平均同時(shí)可能有1200～2000個(gè)用戶正在通話，再加上通話前、后的呼叫建立和釋放用戶數(shù)，就可能有2000多項(xiàng)處理任務(wù)。軟件系統(tǒng)必須能及時(shí)記錄這些呼叫建立中和呼叫進(jìn)行中的用戶狀態(tài)，并將有關(guān)的數(shù)據(jù)都保存起來，以便呼叫處理往下進(jìn)行。除此之外，還要同時(shí)處理維護(hù)、測試和管理任務(wù)。(3)高可靠性：不間斷性程控交換機(jī)一經(jīng)開通，其運(yùn)行就不能間斷，即使在硬件或軟件系統(tǒng)本身有故障的情況下，系統(tǒng)仍應(yīng)能保證可靠運(yùn)行，并能在不中斷系統(tǒng)運(yùn)行的前提下，從硬件或軟件故障中恢復(fù)正常。對于程控交換機(jī)來說，出現(xiàn)萬分之一或十萬分之一的錯誤一般還是可以容許的，但整個(gè)系統(tǒng)中斷則會帶來災(zāi)難性的損失。因此，許多交換機(jī)的可靠性指標(biāo)是99.98％的正確呼叫處理及20年內(nèi)系統(tǒng)中斷運(yùn)行時(shí)間不超過1小時(shí)。2．交換軟件的組成圖3.32交換軟件系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)交換軟件運(yùn)行軟件支援軟件操作系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)應(yīng)用軟件呼叫處理OAM軟件開發(fā)支援系統(tǒng)軟件加工系統(tǒng)應(yīng)用工程支援系統(tǒng)交換局管理支援系統(tǒng)1)運(yùn)行軟件系統(tǒng)——聯(lián)機(jī)軟件是指存放在交換機(jī)處理系統(tǒng)中，對交換機(jī)的各種業(yè)務(wù)進(jìn)行處理的軟件，其中的大部分軟件具有比較強(qiáng)的實(shí)時(shí)性。根據(jù)功能的不同，運(yùn)行軟件系統(tǒng)又可分為：操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)和應(yīng)用軟件系統(tǒng)三個(gè)子系統(tǒng)。（1）操作系統(tǒng)——應(yīng)配置實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)操作系統(tǒng)的主要功能：任務(wù)調(diào)度、通信控制、存儲器管理、時(shí)間管理、系統(tǒng)安全和恢復(fù)。此外，還有外設(shè)處理、文件管理、裝入引導(dǎo)等功能。（2）數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)對軟件系統(tǒng)中的大量數(shù)據(jù)進(jìn)行集中管理，實(shí)現(xiàn)各部分軟件對數(shù)據(jù)的共享訪問功能，并提供數(shù)據(jù)保護(hù)等功能。（3）應(yīng)用軟件系統(tǒng)通常包括：呼叫處理程序、管理程序和維護(hù)程序三部分。呼叫處理程序：主要用來完成交換機(jī)的呼叫處理功能。普通的呼叫處理過程從一方用戶摘機(jī)開始，然后接收用戶撥號數(shù)字，經(jīng)過對數(shù)字進(jìn)行分析后接通通話雙方，一直到雙方用戶全部掛機(jī)為止。管理程序：主要作用包括三個(gè)方面：一是協(xié)助實(shí)現(xiàn)交換機(jī)軟、硬件系統(tǒng)的更新；二是進(jìn)行計(jì)費(fèi)管理；三是監(jiān)督交換機(jī)的工作情況，確保交換機(jī)的服務(wù)質(zhì)量。維護(hù)程序：實(shí)現(xiàn)交換機(jī)故障檢測、診斷和恢復(fù)功能，以保證交換機(jī)可靠地工作。運(yùn)行軟件系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)2)支援軟件系統(tǒng)提供軟件開發(fā)和生產(chǎn)的工具與環(huán)境提供先進(jìn)的軟件維護(hù)工具和環(huán)境（1）支援軟件系統(tǒng)的一個(gè)重要功能：提供軟件開發(fā)和生產(chǎn)的工具與環(huán)境。程控交換機(jī)的成本和質(zhì)量在很大程度上取決于軟件系統(tǒng)，因此，軟件的開發(fā)和生產(chǎn)效率及質(zhì)量是直接影響程控交換機(jī)成本和質(zhì)量的關(guān)鍵。（2）支援軟件系統(tǒng)的另一個(gè)重要功能：提供先進(jìn)的軟件維護(hù)工具和環(huán)境。程控交換軟件系統(tǒng)的一大特點(diǎn)是具有相當(dāng)大的維護(hù)工作量，一般軟件總成本中有50％～60％是用在維護(hù)上的。：軟件系統(tǒng)不完善而需要加以修改；隨著技術(shù)的發(fā)展，需要不斷引入新的功能和業(yè)務(wù)，對原有功能要加以改進(jìn)和擴(kuò)充；交換局的業(yè)務(wù)發(fā)展會引起用戶組成、話務(wù)量等的變化，整個(gè)通信網(wǎng)的發(fā)展可能會對各交換局提出新的要求。

注：在交換機(jī)軟件中，呼叫處理程序只占一小部分，一般不超過三分之一，而系統(tǒng)防御和維護(hù)管理程序大約占整個(gè)運(yùn)行軟件的三分之二左右。

3)程控交換機(jī)使用的數(shù)據(jù)在程控交換機(jī)中，所有有關(guān)交換機(jī)的信息都是通過數(shù)據(jù)來描述的，如交換機(jī)的硬件配置、使用環(huán)境、編號方案、用戶當(dāng)前狀態(tài)、資源(如中繼、路由等)的當(dāng)前狀態(tài)、接續(xù)路由地址等。根據(jù)信息存在的時(shí)間特性，數(shù)據(jù)可分為：半固定數(shù)據(jù)動態(tài)數(shù)據(jù)（暫時(shí)性數(shù)據(jù)）（1）半固定數(shù)據(jù)：用來描述靜態(tài)信息，它基本上有兩種類型：用戶數(shù)據(jù)：與用戶有關(guān)的數(shù)據(jù)稱為用戶數(shù)據(jù)。包括用戶號碼DN、設(shè)備號碼EN、話機(jī)類型、用戶呼叫權(quán)限、用戶業(yè)務(wù)類型等；局?jǐn)?shù)據(jù)：與整個(gè)交換局有關(guān)的數(shù)據(jù)稱為局?jǐn)?shù)據(jù)。包括局間中繼設(shè)備碼、中繼類型、中繼方式、信令方式、計(jì)費(fèi)方案、編號方案等。用戶數(shù)據(jù)和局?jǐn)?shù)據(jù)一旦輸入，一般較少改動，因此也叫做半固定數(shù)據(jù)。半固定數(shù)據(jù)可由操作人員輸入一定格式的命令加以修改。（2）動態(tài)數(shù)據(jù)：用來描述交換機(jī)的動態(tài)信息，這類數(shù)據(jù)隨著每次呼叫的建立過程不斷產(chǎn)生變化，需要暫存。為方便處理和使用，這類數(shù)據(jù)按照其性質(zhì)被組織成緊湊的表格結(jié)構(gòu)。總體上講包括以下幾種表格：忙閑信息表：描述了資源的當(dāng)前狀態(tài)，如用戶的忙閑表、收號器的忙閑表、中繼線的忙閑表、交換網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部鏈路的忙閑表等。這類數(shù)據(jù)是交換機(jī)處理的主要依據(jù)之一。事件登記表：在呼叫處理過程中，各種事件，如用戶呼出、應(yīng)答、摘、掛機(jī)等均可能出現(xiàn)，交換機(jī)一旦識別出這些事件，立刻予以登記并按順序排隊(duì)，等待交換機(jī)的進(jìn)一步處理。

各種監(jiān)視表：主要用于暫存交換機(jī)采集到的有關(guān)信息。例如，收號器監(jiān)視表用來暫存脈沖掃描和位間隔掃描的上次掃描結(jié)果以及脈沖計(jì)數(shù)等。

輸出登記表：作為輸出緩沖區(qū)，暫存主機(jī)準(zhǔn)備向驅(qū)動器或其它外圍設(shè)備發(fā)送的信息，如驅(qū)動輸出登記表、話單打印表等。

新業(yè)務(wù)登記表：程控交換系統(tǒng)可開放多種新業(yè)務(wù)，為配合新業(yè)務(wù)的處理，可建立一定格式的新業(yè)務(wù)登記表，如縮位撥號登記表、轉(zhuǎn)移呼叫登記表、熱線服務(wù)登記表等。3.6.2呼叫處理程序1）主叫用戶摘機(jī)呼叫2）送撥號音，準(zhǔn)備收號3）收號4）號碼分析5）接至被叫用戶6）向被叫用戶振鈴7）被叫應(yīng)答和通話8）主叫先掛機(jī)，通話結(jié)束9）被叫先掛機(jī)，通話結(jié)束一個(gè)呼叫的處理過程連接釋放3.6.2呼叫處理程序1．呼叫處理程序的組成——

按功能塊劃分呼叫處理程序用來控制呼叫，包括：用戶掃描、信令掃描、數(shù)字分析、路由選擇、通路選擇、輸出驅(qū)動等功能塊。1)用戶掃描用戶掃描用來檢測用戶環(huán)路的狀態(tài)變化。用戶摘機(jī)，環(huán)路接通，用戶掛機(jī)，環(huán)路斷開，即從用戶環(huán)路的當(dāng)前狀態(tài)和用戶原有的呼叫狀態(tài)可以判斷事件是摘機(jī)還是掛機(jī)。例如，環(huán)路接通可能是主叫呼出，也可能是被叫應(yīng)答。用戶掃描程序應(yīng)按一定的掃描周期執(zhí)行。

2)信令掃描信令掃描泛指對用戶線進(jìn)行的收號掃描和對中繼線或信令設(shè)備進(jìn)行的掃描。前者包括脈沖收號或DTMF收號掃描，后者主要是指在隨路信令方式時(shí)，對各種類型的中繼線和多頻接收器所做的線路信令和記發(fā)器信令的掃描。

3)數(shù)字分析數(shù)字分析的主要任務(wù)是根據(jù)所收到的地址信令或其前幾位號碼判定接續(xù)的性質(zhì)，例如判別本局呼叫、出局呼叫、匯接呼叫、長途呼叫、特種業(yè)務(wù)呼叫等。對于非本局呼叫，通過數(shù)字分析和翻譯功能，可以獲得用于選路的有關(guān)數(shù)據(jù)。

4)路由選擇路由選擇的任務(wù)是根據(jù)路由表，確定對應(yīng)于呼叫去向的中繼線群，從中選擇一條空閑的出中繼線。如果線群全忙，還可以依次確定各個(gè)迂回路由并選擇空閑中繼線。路由表是交換局開局時(shí)由維護(hù)人員人工輸入的，一般不再改變，只有在局間中繼線調(diào)整時(shí)才會發(fā)生變化。

5)通路選擇通路選擇在數(shù)字分析和路由選擇后執(zhí)行，其任務(wù)是在交換網(wǎng)絡(luò)指定的入端與出端之間選擇一條空閑的通路。軟件進(jìn)行通路選擇的依據(jù)是存儲器中鏈路忙閑狀態(tài)的映射表。

6)輸出驅(qū)動輸出驅(qū)動程序是軟件與話路子系統(tǒng)中各種硬件的接口，用來驅(qū)動硬件電路的動作。例如驅(qū)動數(shù)字交換網(wǎng)絡(luò)的通路連接或釋放，驅(qū)動用戶電路中振鈴繼電器的動作等。分為3種類型：輸入處理內(nèi)部處理輸出處理

2．呼叫處理程序的結(jié)構(gòu)——按類型劃分1)輸入處理：包括用戶掃描、信令掃描

收集話路設(shè)備的狀態(tài)變化和有關(guān)的信令信息稱為輸入處理。各種掃描程序都屬于輸入處理。輸入處理通常是在時(shí)鐘中斷控制下按一定周期執(zhí)行，主要任務(wù)是發(fā)現(xiàn)事件而不是處理事件。輸入處理是靠近硬件的低層軟件，實(shí)時(shí)性要求較高。

2．呼叫處理程序的結(jié)構(gòu)——按類型劃分

2)內(nèi)部處理：包括數(shù)字分析、路由選擇、通路選擇內(nèi)部處理是呼叫處理的高層軟件，與硬件無直接關(guān)系。例如數(shù)字分析、路由選擇、通路選擇等。呼叫建立過程的主要處理任務(wù)都在內(nèi)部分析、處理中完成。內(nèi)部處理程序的一個(gè)共同特點(diǎn)是要通過查表進(jìn)行一系列的分析、譯碼和判斷。內(nèi)部處理程序的結(jié)果可以是啟動另一個(gè)內(nèi)部處理程序或者啟動輸出處理。3)輸出處理：輸出驅(qū)動輸出驅(qū)動屬于輸出處理，也是與硬件直接有關(guān)的低層軟件。輸出處理與輸入處理都要針對一定的硬設(shè)備，可以合稱為設(shè)備處理。掃描是處理機(jī)輸入信息，驅(qū)動是處理機(jī)輸出信息，它們是處理機(jī)在呼叫處理過程中與硬件聯(lián)系的兩種基本方式。呼叫處理過程：可以看成是輸入處理、內(nèi)部處理和輸出處理的不斷循環(huán)。硬件執(zhí)行了輸出處理的驅(qū)動命令后，改變了硬件的狀態(tài)，使得硬件設(shè)備從原有的穩(wěn)定狀態(tài)轉(zhuǎn)移到另一個(gè)穩(wěn)定狀態(tài)，硬件設(shè)備在軟件中的映射狀態(tài)也隨之而變，以始終保持一致。因此，呼叫處理過程反映的是用戶狀態(tài)不斷轉(zhuǎn)移的過程。按照系統(tǒng)的處理過程，刻畫出不同的狀態(tài)和狀態(tài)轉(zhuǎn)移條件，是設(shè)計(jì)呼叫處理程序的重要依據(jù)和有效方法。可用規(guī)范說明和描述語句（SDL）來描述呼叫處理過程。

3．呼叫處理技術(shù)實(shí)現(xiàn)

1)用戶摘掛機(jī)識別用戶掛機(jī)時(shí)，用戶線為斷開狀態(tài)，假定掃描點(diǎn)輸出為“1”。摘機(jī)時(shí)，用戶線為閉合狀態(tài)，掃描點(diǎn)輸出為“0”。用戶線狀態(tài)從掛機(jī)到摘機(jī)的轉(zhuǎn)折，表示用戶摘機(jī)，反之表示用戶掛機(jī)。處理機(jī)每隔大約200ms對每一個(gè)用戶掃描一次，讀出用戶線的狀態(tài)并存入“這次掃描結(jié)果SCN”，然后從存儲區(qū)中調(diào)出“前次掃描結(jié)果LM”，將SCN∧LM，結(jié)果為1，就識別到用戶摘機(jī)。如果SCN∧LM為1，則識別的是用戶掛機(jī)。見圖3.28。用戶線上各種不同的狀態(tài)具有的共同的特點(diǎn)：形成直流回路（續(xù)）、斷開直流回路（斷）摘機(jī)——“續(xù)”，掛機(jī)——“斷”送脈沖——“斷”，脈沖間隔——“續(xù)”周期性監(jiān)視用戶摘掛機(jī)掃描周期——100~200ms

撥號脈沖識別周期——8~10ms

3．呼叫處理技術(shù)實(shí)現(xiàn)

1)用戶摘掛機(jī)識別設(shè)：用戶在掛機(jī)狀態(tài)時(shí)掃描輸出為“1”，用戶在摘機(jī)狀態(tài)時(shí)掃描輸出為“0”，摘掛機(jī)掃描程序的執(zhí)行周期為200ms。摘機(jī)識別：就是找到從“1”到“0”的變化點(diǎn)。掛機(jī)識別：就是找到從“0”到“1”的變化點(diǎn)。

1)用戶摘掛機(jī)識別圖3.37用戶摘掛機(jī)識別原理SCN：本次掃描結(jié)果LM：前次掃描結(jié)果表示16個(gè)用戶狀態(tài)組成一個(gè)16位字，每次可處理16個(gè)用戶。SCN∧LM≠0，表示至少有1個(gè)用戶(紅色表示)摘機(jī)呼出，可以通過尋1操作，找出摘機(jī)用戶。即，對16比特信息按一定次序搜查其值為1的比特，并記錄為1的比特的位數(shù)。SCN(本次掃描)1110111110111111SCN（SCM取反）0001000001000000LM(前次掃描)1011111011011111SCN∧LM(摘機(jī)事件)0001000001000000

在大型交換機(jī)中常采用“群處理”的方法，即每次對一組用戶的狀態(tài)進(jìn)行檢測，從而達(dá)到節(jié)省機(jī)時(shí)、提高掃描速度的目的。機(jī)柜機(jī)框接口板

2)DTMF收號識別雙音多頻話機(jī)送出的撥號號碼由兩個(gè)音頻組成。這兩個(gè)音頻分別屬于高頻組和低頻組，每組各有4個(gè)頻率。每撥一個(gè)號碼就從高頻組和低頻組中各取一個(gè)頻率(4中取1)。圖3.41DTMF話機(jī)的號盤示意圖高頻群(Hz)低頻群(Hz)H1H2H3H41209133614771633L1697123AL2770456BL3852789CL4941*0＃D圖3.42DTMF收號器的基本結(jié)構(gòu)

CPU從DTMF收號器讀取號碼信息時(shí)采用查詢方式，即首先讀狀態(tài)信息SP。若SP=0，表明有信息送來，可以讀取號碼信息。若SP＝l，則不能讀取。讀SP后也要進(jìn)行邏輯運(yùn)算，識別SP脈沖的前沿，然后讀出數(shù)據(jù)。這個(gè)方法和前面識別摘掛機(jī)的方法一樣，這里不再重復(fù)。DTMF收號原理如圖3.31所示。一般DTMF信號傳送時(shí)間大于40ms，因此用16ms掃描周期就可以識別。圖3.43DTMF收號原理數(shù)字分析的任務(wù)是對被叫號碼DN進(jìn)行分析和翻譯，以確定接續(xù)方向是本局還是出局。對于出局呼叫應(yīng)找出相應(yīng)的中繼線群，對于本局呼叫，進(jìn)行DN/EN(號薄號/用戶設(shè)備端口號)翻譯。數(shù)字分析是通過查表實(shí)現(xiàn)的。查表分析依據(jù)接收到的被叫用戶號碼進(jìn)行(通常由號首的前1~3位)。第一級表按第1位號碼查找，第二級表按第2位號碼查找，直到查出需要的數(shù)據(jù)為止。表中各單元的第一個(gè)比特是繼續(xù)/停止查表位，“1”表示繼續(xù)查表，后面給出下一張表首地址；“0”表示停止查表，后面給出本次呼叫的中繼群號。

3)數(shù)字分析——去話局圖3.44號碼翻譯表和數(shù)字分析舉例第一位號碼0：停止1：繼續(xù)第二位號碼29局共19條中繼線，分成3群：1號群的5條，接長途交換機(jī)；2號群10條接32局；3號群的4條接112測量臺。

4)路由選擇數(shù)字分析結(jié)果如果是出局接續(xù)，那么可以得到一個(gè)中繼群號，根據(jù)群號查路由表，可以找到相應(yīng)中繼群中的空閑中繼線。如果這次沒找到空閑中繼線，可以按次選群繼續(xù)查找，直到標(biāo)志為“0”時(shí)停止。圖3.45路由表數(shù)字分析路由索引RTX（正常路由）下一路由(迂回路由)索引NRTX、中繼群號TGN選空閑中繼線號中繼線空閑?YN啟用NRTX中繼線號（中繼群空閑鏈隊(duì)隊(duì)首）由數(shù)字分析得到的路由索引數(shù)字6及下一路由（迂回路由）索引中繼群全忙5)通路選擇——交換網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部通路，即內(nèi)部時(shí)隙以T-S-T三級交換網(wǎng)絡(luò)為例，任何一對入、出線之間都存在32條內(nèi)部鏈路，為了實(shí)現(xiàn)交換，這32條鏈路中至少應(yīng)有一條空閑，即組成該鏈路的1-2級間鏈路和2-3級間鏈路必須同時(shí)空閑?？刂葡到y(tǒng)在通路選擇時(shí)，首先調(diào)出對應(yīng)入線的第一級鏈路的忙閑狀態(tài)，再調(diào)出對應(yīng)出線的第二級鏈路的忙閑狀態(tài)，通過運(yùn)算找出可以使用的空閑內(nèi)部鏈路。運(yùn)算過程如下，其中“0”表示鏈路忙，“1”表示鏈路閑。第一級鏈路的忙閑狀態(tài)：11010011101001001101101111000010第二級鏈路的忙閑狀態(tài)：01010101000111100000011111001000與運(yùn)算結(jié)果：01010001000001000000001111000000運(yùn)算結(jié)果表明有8條內(nèi)部鏈路空閑（紅1表示），可以從中選擇任意一條空閑的使用。交換處理程序包括輸入處理、內(nèi)部處理和輸出處理程序。它由多種執(zhí)行一定功能的程序組成，以滿足各種處理要求。這些處理要求有些實(shí)時(shí)性強(qiáng)，不能延遲，交換機(jī)必須立即響應(yīng)；有些處理要求可以稍加延遲，時(shí)間要求不是很嚴(yán)格。因此，必須預(yù)先安排好各種程序的執(zhí)行計(jì)劃，在一定的時(shí)刻，選擇執(zhí)行最合適的處理任務(wù)。這種按照計(jì)劃依次執(zhí)行各種程序以滿足不同實(shí)時(shí)性要求的功能，就是程序的執(zhí)行管理，它屬于操作系統(tǒng)(OS)的功能。3.6.3程序的執(zhí)行管理——運(yùn)行調(diào)度

1．程序的執(zhí)行級別和原則

依照實(shí)時(shí)性要求的嚴(yán)格程度，交換處理程序劃分為若干級別。時(shí)間要求愈嚴(yán)，級別愈高，執(zhí)行時(shí)優(yōu)先度就越高。一般可分為：中斷級、時(shí)鐘級和基本級。在時(shí)鐘級和基本級中，還可以根據(jù)需要再分為若干級。中斷級程序：實(shí)時(shí)性要求最高，一旦出現(xiàn)必須立即得到處理。這類程序包括硬件故障和電源報(bào)警等零散隨機(jī)事件。時(shí)鐘級程序（周期級）：其執(zhí)行有一定的周期性。故時(shí)鐘級各種掃描程序都具有一定的周期性，均屬于時(shí)鐘級程序。此外，時(shí)鐘級程序還可包含時(shí)限處理等程序。為了確保時(shí)鐘級程序的周期性執(zhí)行，中央控制設(shè)備具有時(shí)鐘中斷的性能。例如，每隔4ms或8ms就向CPU發(fā)出中斷請求。CPU接受時(shí)鐘中斷后，就進(jìn)入中斷處理，執(zhí)行時(shí)鐘級程序?；炯壋绦颍簣?zhí)行時(shí)間的要求沒有時(shí)鐘級嚴(yán)格。有些沒有周期性，有任務(wù)就執(zhí)行；有些雖有周期性，但一般來說周期較長?；炯壋绦騼?nèi)部處理程序一般屬于基本級。圖3.33程序的執(zhí)行順序（P.94）高中低故障級周期級基本級暫停時(shí)鐘中斷時(shí)鐘中斷時(shí)鐘中斷時(shí)鐘中斷10ms

2．時(shí)鐘級程序的調(diào)度——表格驅(qū)動

時(shí)鐘級程序其執(zhí)行有一定的周期性。采用時(shí)間表，是一種簡便而有效的方法。

1)時(shí)間表的結(jié)構(gòu)時(shí)間表的結(jié)構(gòu)由四部分組成：時(shí)間計(jì)數(shù)器(HTMR)、有效指示器(HACT)、時(shí)間表(HTBL)和轉(zhuǎn)移表(HJUMP)。圖3.54時(shí)間表的結(jié)構(gòu)計(jì)數(shù)器清零有效指示器（屏蔽）轉(zhuǎn)移表時(shí)間表表的字長：可容納的任務(wù)程序數(shù)中斷周期：各程序執(zhí)行周期的最大公約數(shù)表的總行數(shù)：各程序執(zhí)行周期與中斷周期之比的最小公倍數(shù)0000001時(shí)間表縱向?qū)?yīng)時(shí)間，每往下一行代表增加一個(gè)時(shí)間單位，實(shí)際上相當(dāng)于一個(gè)時(shí)鐘中斷的周期。時(shí)間表橫向代表所管理的程序類別，每一位代表一種程序，總位數(shù)即計(jì)算機(jī)字長，故一張時(shí)間表可容納的程序類別數(shù)等于字長。當(dāng)時(shí)間表某行某位填入l時(shí)，表示執(zhí)行程序；填入0表示不執(zhí)行程序。時(shí)間計(jì)數(shù)器(HTMR)的任務(wù)是軟件計(jì)數(shù)，按計(jì)數(shù)值取時(shí)間表的相應(yīng)單元。有效指示器(HACT)表示對應(yīng)比特位程序的有效性，為“1”表示有效，為“0”表示無效。其作用是便于對時(shí)間表中某些任務(wù)進(jìn)行暫時(shí)刪除(抑制執(zhí)行)和恢復(fù)。轉(zhuǎn)移表(HJUMP)亦稱為任務(wù)地址表，其每個(gè)單元分別記載著對應(yīng)任務(wù)(程序)的入口地址。

2)時(shí)間表的工作過程首先從時(shí)間計(jì)數(shù)器中取值，每次時(shí)鐘中斷到來時(shí)，時(shí)間計(jì)數(shù)器加1。以時(shí)間計(jì)數(shù)器的值為指針，依次讀取時(shí)間表的相應(yīng)單元，將該單元的內(nèi)容與HACT的內(nèi)容相“與”，再進(jìn)行尋“1”操作。尋到1，則轉(zhuǎn)向該位對應(yīng)的程序的入口地址，執(zhí)行該程序，執(zhí)行完畢返回時(shí)間表，再執(zhí)行其它為“1”的相應(yīng)程序。如不為“1”，則不執(zhí)行。當(dāng)所有單元尋1完畢，則轉(zhuǎn)向低一級的程序。在最后一個(gè)單元的最后一位上，將時(shí)間計(jì)數(shù)器清0，以便在下一周期重新開始。設(shè)時(shí)鐘中斷周期為8ms，時(shí)間表有16行，第0比特的程序執(zhí)行周期為8ms；第1比特的程序執(zhí)行周期為16ms；第k＝15比特的程序執(zhí)行周期為128ms。為實(shí)現(xiàn)表格驅(qū)動，還應(yīng)設(shè)置轉(zhuǎn)移表，見圖4.3.15。時(shí)間表的位號用來檢索轉(zhuǎn)移表，以得到對應(yīng)的時(shí)鐘級程序的入口地址。位號行號3．基本級程序的調(diào)度具有周期性的基本級，可用時(shí)間表控制執(zhí)行。沒有周期性的基本級，可采用隊(duì)列處理。同一級的處理要求可按到達(dá)的先后次序排成隊(duì)列，采用先到來先處理的原則處理。

程控交換機(jī)在長期的運(yùn)轉(zhuǎn)中，總是會發(fā)生故障的，為了保證程控交換機(jī)能可靠工作，就要求能迅速地對故障進(jìn)行處理，縮小故障所造成的影響。這就是故障處理程序要完成的任務(wù)。它是維護(hù)操作管理程序的組成部分。

1．故障處理的一般過程

1)故障的識別各種設(shè)備中都配有檢驗(yàn)電路，以核對每次動作的結(jié)果。如果識別到不正常情況，一般可通過故障中斷報(bào)告CPU，通過故障處理程序中的故障識別和分析程序，可以大致分析發(fā)生了什么性質(zhì)的故障和哪一個(gè)設(shè)備發(fā)生了故障。3.6.4故障處理（了解）

2)系統(tǒng)再組成當(dāng)故障識別程序找到有故障的設(shè)備后，就將有故障的設(shè)備切換掉，換上備用設(shè)備，以保證正常交換處理的進(jìn)行。這種可重新組成能夠正常工作的設(shè)備系列，稱為系統(tǒng)再組成，它是由系統(tǒng)再組成程序執(zhí)行的。

3)恢復(fù)處理故障發(fā)生后，進(jìn)行故障處理并暫停呼叫處理工作。在系統(tǒng)再組成后應(yīng)恢復(fù)正常的呼叫處理，由恢復(fù)處理程序來進(jìn)行恢復(fù)處理。對于一般的故障中斷，切斷了故障設(shè)備并換上備用設(shè)備后，可以從呼叫處理程序的中斷點(diǎn)恢復(fù)。

4)故障告警和打印交換機(jī)恢復(fù)正常工作后，應(yīng)將故障狀況通知維護(hù)人員，進(jìn)行故障告警和故障打印。故障告警可使某告警燈亮，也可使告警鈴響。

5)診斷測試雖然故障設(shè)備已被備用設(shè)備替換，但還應(yīng)盡早修復(fù)故障設(shè)備，以免在故障設(shè)備修復(fù)前又發(fā)生同類設(shè)備故障，因沒有可替換的設(shè)備而造成交換接續(xù)的阻斷。為了使這種可能性減到最小程度，就需要盡可能縮短修復(fù)時(shí)間。維護(hù)人員可根據(jù)打印機(jī)所輸出的故障狀況，用鍵盤發(fā)出診斷指令。CPU接收診斷指令后，啟動故障診斷程序?qū)收显O(shè)備進(jìn)行診斷測試，診斷結(jié)果再由打印機(jī)輸出。診斷測試也可由軟件自動調(diào)度執(zhí)行。

6)故障的修理打印出的診斷結(jié)果表示了各測試階段的良好與否，維護(hù)人員據(jù)此查找故障字典可以找出故障插件或可疑插件的范圍，從而進(jìn)一步減少了維護(hù)人員的工作量。

7)修復(fù)設(shè)備返回整機(jī)系統(tǒng)故障設(shè)備修復(fù)后，可由維護(hù)人員輸入指令，以便將修復(fù)設(shè)備變?yōu)榭捎脿顟B(tài)，返回交換機(jī)的工作系統(tǒng)中去。

2．故障的檢測和識別——BIT（Built-inTest：機(jī)內(nèi)測試）（可靠性技術(shù)MTTR）要進(jìn)行故障處理，首先必須能發(fā)現(xiàn)故障?？捎捎布蜍浖l(fā)現(xiàn)故障。此外，還可以進(jìn)行用戶線和中繼線的自動測試。

1)由硬件發(fā)現(xiàn)故障硬件故障可通過奇偶校驗(yàn)、動作順序校驗(yàn)、工作狀態(tài)校驗(yàn)、非法命令檢測等手段發(fā)現(xiàn)。一般在硬件設(shè)備中加入一些校驗(yàn)電路，用來監(jiān)視工作情況。如發(fā)現(xiàn)異常，可以通過中斷啟動相關(guān)軟件。(1)中央處理機(jī)故障：

(2)存儲器故障：(3)話路控制設(shè)備故障：

(4)偶發(fā)性差錯：

2)由軟件發(fā)現(xiàn)故障

(1)控制混亂識別：程序陷入無限循環(huán)狀態(tài)，即屬于控制混亂。此外，還有邏輯上混亂，例如查找表格時(shí)所用的地址超出范圍等。要監(jiān)視程序是否出現(xiàn)無限循環(huán)，可根據(jù)該程序的正常執(zhí)行時(shí)長進(jìn)行時(shí)間監(jiān)視，如超出時(shí)長就認(rèn)為是控制混亂。低級別程序可由高級別程序監(jiān)視，最高級別的程序可由硬件監(jiān)視。

(2)數(shù)據(jù)檢驗(yàn)：軟件中有一些核查程序可自動定時(shí)啟動，核查中繼器和鏈路長期占用情況，核對忙閑表和硬件狀態(tài)是否一致，并監(jiān)視公用存儲區(qū)長期占用等不正常情況。如發(fā)現(xiàn)異常，可自動打印出故障信息。下面以用戶的一次成功呼叫來說明呼叫處理過程。初始時(shí)，主叫用戶和被叫用戶都處于空閑狀態(tài)，交換機(jī)進(jìn)行掃描，監(jiān)視用戶線狀態(tài)。

1．主叫用戶A摘機(jī)呼叫

(1)交換機(jī)檢測到主叫用戶A摘機(jī)；

(2)交換機(jī)調(diào)查用戶A的類別，以區(qū)分是同線電話、一般電話、投幣電話機(jī)還是小交換機(jī)用戶等。

(3)調(diào)查話機(jī)類別，弄清是按鍵話機(jī)還是號盤話機(jī)，以便接相應(yīng)收號器。3.6.5呼叫處理過程

2．送撥號音，準(zhǔn)備收號

(1)交換機(jī)尋找一個(gè)空閑收號器以及它和主叫用戶間的空閑路由；

(2)尋找主叫用戶和信號音發(fā)生器間的一個(gè)空閑路由，向主叫用戶送撥號音；

(3)監(jiān)視收號器的輸入信號，準(zhǔn)備收號。3．收號

(1)由收號器接收用戶所撥號碼；

(2)收到第一位號后，停撥號音；

(3)對收到的號碼按位存儲；

(4)對“應(yīng)收位”、“已收位”進(jìn)行計(jì)數(shù)；

(5)將號首送向數(shù)字分析程序進(jìn)行初步分析。

4．號碼分析

(1)初始分析號首，以決定呼叫類別(本局、出局、長途、特服等)，并決定該收幾位號。初始分析后如果是本局呼叫，則執(zhí)行(2)；如果是出局、長途、特服呼叫，則交換機(jī)根據(jù)事先確定的路由表，選擇通達(dá)目的地的中繼線，并用信令通知對端局，對端局執(zhí)行(2)；

(2)檢查這個(gè)呼叫是否允許接通(是否為限制用戶等)；

(3)檢查被叫用戶是否空閑，若空閑，則改成忙。5．接至被叫用戶測試并預(yù)占空閑路由，包括：

(1)向主叫用戶送回鈴音路由(這一條可能已經(jīng)占用，尚未復(fù)原)；

(2)控制向被叫用戶電路振鈴；

(3)預(yù)占主、被叫用戶通話路由。6．向被叫用戶振鈴

(1)向用戶B送鈴流；

(2)向用戶A送回鈴音；

(3)監(jiān)視主、被叫用戶狀態(tài)。7．被叫應(yīng)答通話

(1)被叫摘機(jī)應(yīng)答，交換機(jī)檢測到以后，停振鈴和回鈴音。

(2)建立A、B用戶間通話路由，開始通話；

(3)啟動計(jì)費(fèi)設(shè)備，開始計(jì)費(fèi)；

(4)監(jiān)視主、被叫用戶狀態(tài)。8．話終(主叫先掛機(jī))(1)主叫先掛機(jī)，交換機(jī)檢測到以后，路由復(fù)原；

(2)停止計(jì)費(fèi)；

(3)向被叫用戶送忙音。9．話終(被叫先掛機(jī))(1)被叫掛機(jī)，交換機(jī)檢測到以后，路由復(fù)原；

(2)停止計(jì)費(fèi)；

(3)向主叫用戶送忙音。3.7電路交換機(jī)的指標(biāo)體系3.7.1性能指標(biāo)性能指標(biāo)是評價(jià)電路交換機(jī)處理能力和交換能力的指標(biāo)，可以反映電路交換機(jī)所具備的技術(shù)水平。性能指標(biāo)主要包括：電路交換機(jī)能夠承受的話務(wù)量

呼叫處理能力交換機(jī)能夠接入的用戶線和中繼線的最大數(shù)量等。

1．話務(wù)負(fù)荷能力話務(wù)負(fù)荷能力是指在一定的呼損率下，交換系統(tǒng)在忙時(shí)可以承擔(dān)的話務(wù)量。

話務(wù)量又稱電話負(fù)載，即用呼叫次數(shù)和每次呼叫占用的時(shí)間的乘積來計(jì)量。

單位時(shí)間(每小