惠州学院现代交换技术彭玲第三章2016

1、第三章第三章 数字程控交换数字程控交换 授课授课: :彭玲彭玲 电子系电科教研室电子系电科教研室 第三章第三章 数字程控交换数字程控交换 3.1数字程控交换机的基本功能和基本结构 3.2 数字程控交换机的控制方式 3.3 数字程控交换机的硬件结构 3.4 数字程控交换机的软件系统 3.1 数字程控交换机的基本功能和基本结构数字程控交换机的基本功能和基本结构 一次呼叫的接续过程，交换机的任务： 1、主叫用户摘机：及时发现摘机事件，检测及时发现摘机事件，检测 出用户的呼叫请求出用户的呼叫请求 2、送拨号音：向用户送拨号音，并准备相应向用户送拨号音，并准备相应 的收号器及收号通道的收号器及收号通道

2、3、收号：主叫用户听到拨号音后开始拨号，交主叫用户听到拨号音后开始拨号，交 换机收号，并限时计时，如超时，拆除收号器，换机收号，并限时计时，如超时，拆除收号器， 向用户送忙音。向用户送忙音。 3.1 数字程控交换机的基本功能和基本结构数字程控交换机的基本功能和基本结构 一次呼叫的接续过程，交换机的任务：一次呼叫的接续过程，交换机的任务： 1、主叫用户摘机：及时发现摘机事件，检测及时发现摘机事件，检测 出用户的呼叫请求出用户的呼叫请求 2、送拨号音：向用户送拨号音，并准备相应向用户送拨号音，并准备相应 的收号器及收号通道的收号器及收号通道 3、收号：主叫用户听到拨号音后开始拨号，交主叫用户听到拨

3、号音后开始拨号，交 换机收号，并限时计时，如超时，拆除收号器，换机收号，并限时计时，如超时，拆除收号器， 向用户送忙音。向用户送忙音。 3.1 数字程控交换机的基本功能和基本结构数字程控交换机的基本功能和基本结构 一次呼叫的接续过程，交换机的任务：一次呼叫的接续过程，交换机的任务： 4、号码分析：收到第一位拨号就停送拨号音，进收到第一位拨号就停送拨号音，进 行号码分析：主叫用户的话务等级、局向分析。行号码分析：主叫用户的话务等级、局向分析。 5、接至被叫用户：逐位接收并存储被叫号码，本逐位接收并存储被叫号码，本 局呼叫：找出一条通向被叫的空闲通路；出局呼局呼叫：找出一条通向被叫的空闲通路；出局

4、呼 叫：找到响应的中继线，转移呼叫叫：找到响应的中继线，转移呼叫 6、振铃：查询被叫用户状态，空闲：向被叫振铃，查询被叫用户状态，空闲：向被叫振铃， 向主叫送回铃音；忙：向主叫送忙音向主叫送回铃音；忙：向主叫送忙音 3.1 数字程控交换机的基本功能和基本结构数字程控交换机的基本功能和基本结构 一次呼叫的接续过程，交换机的任务：一次呼叫的接续过程，交换机的任务： 7、被叫应答、通话：检测到被叫用户摘机，检测到被叫用户摘机， 停送振铃和停回铃音，接通话路，监视通话停送振铃和停回铃音，接通话路，监视通话 状态状态 8、话终，主叫先挂机：路由恢复，向被叫路由恢复，向被叫 送忙音送忙音 9、被叫先挂机：

5、路由恢复，向主叫送忙音路由恢复，向主叫送忙音 处理一次呼处理一次呼叫叫 的的流流程图程图 ： 3.1 数字程控交换机的基本功能和基本结数字程控交换机的基本功能和基本结 构构 数字程控交换机的基本功能： 1. 信令与终端接口功能 2. 交换接续功能 3. 控制功能 检测、收集终端信息，向终端传送相关信息检测、收集终端信息，向终端传送相关信息 交换机终端交换机终端：用户话机、计算机、话务台、模 拟/数字中继线 1、信、信令与终端接口功能令与终端接口功能 状态信息：呼叫请求、释放、地址、忙闲等；状态信息：呼叫请求、释放、地址、忙闲等； 2、交换接续功能、交换接续功能 为两个通话用户建立一条话音通道

6、由交换网络完成 空空间交间交换、时换、时隙交换隙交换 3、控制功能、控制功能 在控制功能的指令下：完成上述两种功能 控制设备时电子计算机，软件控制 低层次的控制功能：低层次的控制功能： 扫描：发现外部事件的发生及信令的到来扫描：发现外部事件的发生及信令的到来 驱动：控制硬件设备动作、通路接续、信令发送等驱动：控制硬件设备动作、通路接续、信令发送等 高层次的控制功能：高层次的控制功能：呼叫分析与路由选择呼叫分析与路由选择 交换机的基本组成交换机的基本组成 交换机的基本组成交换机的基本组成 用户电路：交换机与用户话机的接口 中继器：交换机与交换机之间的接口 交换网络：用来完成任意入线和出线之间 的

7、连接 信令设备：接收和发送信令信息 控制系统：交换机的指挥中心，完成对话 路系统的控制。 3.2 数字程控交换机的控制方式数字程控交换机的控制方式 对控制部件的要求：对控制部件的要求： 1、呼叫处理能力、呼叫处理能力 含义：在保证规定的服务质量标准的前提下，处理机能处理 呼叫要求的数量。 表示方式：常用最大忙时试呼次数来表示。BHCA (Maximum Number of Busy Hour Call Attempts)标识系统性能指 标之一。 2、可靠性、可靠性 要求长时间连续工作无故障，或故障后快速恢复 3、灵活性和适用性、灵活性和适用性 4、经济性、经济性 3.2 数字程控交换机的控制方

8、式数字程控交换机的控制方式 控制系统 指一台由若干处理机控制的程控交换机及其控制部分。 控制方法 集中控制集中控制 分散控制分散控制 XJ 2011-2012-1 17 1 1、集、集中控制中控制 概念 每台处理机都能到达系统的所有资源，也能执 行所有功能 优点 一台处理机故障，不会影响系统工作 改变功能只需改变软件，容易升级 缺点 程序太大，管理复杂 改动一点，涉及全局，不利于模块化 集中控制适合于一些小容量(几百门以下)的交换 机。 XJ 2011-2012-1 资源1资源2资源n 功能1功能2功能n 每台处理机都对所每台处理机都对所 有资源进行操作有资源进行操作 能独立完成所有能独立完成

9、所有 功能功能 1 1、集、集中控制中控制 XJ 2011-2012-1 19 概念 每台处理机只能操作部分资源，控制某一部分，每 台处理机只完成自己的功能。需要处理机之间通信， 协同工作。 各处理机功能的分配： 分级控制方式 全分散控制方式 基于容量分担的分散控制方式 2 2、分散控、分散控制制 每台处理每台处理机只能对机只能对 部分资部分资源进行操作源进行操作 不能不能独立完成所独立完成所 有功能有功能 2 2、分散控制、分散控制 分级控制方式是将控制功能分级，不同层次的控制功能由不 同的处理机完成。 分级控制方式的基本特征在于处理机的分级，即将处理机按 照功能划分为若干级别，每个级别的处

10、理机完成一定的功能， 低级别的处理机是在高级别的处理机指挥下工作的，各级处 理机之间存在比较密切的联系。 采用分级控制的交换机： 由用户模块、远端用户模块、数字中继器、模拟中继器、数 字交换网络、信令设备等组成，如图4-4所示。 （1 1） 分分级级控制方式控制方式 图图4-4采用分级控制方式的交换机的硬件基本结构采用分级控制方式的交换机的硬件基本结构 （2 2） 全分散全分散控制方式控制方式 全分散控制方式是将系统划分为若干个功能单一的小模块， 每个小模块都配备有处理机，用来对本模块进行控制，并且 每个小模块都具有通路选择和建立功能。 各模块处理机是处于同一个级别的处理机，各模块处理机之 间

11、通过交换消息进行通信，相互配合，以便完成呼叫处理和 维护管理任务。 优点：优点：可以用近似于线性扩充的方式经济地适应各种容 量的需要，呼叫处理能力强，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：缺点：是处理机之间通信量大而复杂，需要周密地协调 各处理机的控制功能和数据管理。 全分散控制方式的交换机的典型代表是S1240交换机， 如图4-5所示。 图图4-5全分散控制方式的全分散控制方式的S1240交换机交换机 终端控制单元：终端控制单元： 处理机处理机 终端电路终端电路 辅助控制单元辅助控制单元 （2 2）全分散）全分散控制方式控制方式 S1240交换机由数字交换网络(D

12、SN)和连接到DSN上的各模块 组成。交换机的全部控制功能都由分布在各个控制单元中的 处理机来完成。模块分终端控制单元和辅助控制单元两种类 型。 (1) 终端控制单元: 由两部分组成，一部分是处理机部分, 也称控制单元(Control Element, CE)，一部分是终端电路 (Terminal Circuit, TC)。 不同的模块控制单元部分的硬件实现相同，但终端电路部分不同。不同的模块控制单元部分的硬件实现相同，但终端电路部分不同。 终端控制单元包括模拟用户模块终端控制单元包括模拟用户模块(ASM)、数字中继模块、数字中继模块(DTM)、ISDN用户模块用户模块 (ISM)、ISDN中

13、继模块中继模块(ITM)、服务电路模块、服务电路模块(SCM)、ISDN远端用户单元接口模块远端用户单元接口模块 (IRIM)、高性能公共信道信令模块、高性能公共信道信令模块(HCCM)、外设与装载模块、外设与装载模块(P&L)和时钟与信号和时钟与信号 音模块音模块(CTM)。 2.22.2 全分散全分散控制方式控制方式 S1240交换机由数字交换网络(DSN)和连接到DSN上的各模块 组成。交换机的全部控制功能都由分布在各个控制单元中的 处理机来完成。模块分终端控制单元和辅助控制单元两种类 型。 (2) 辅助控制单元(ACE)：不含终端电路，只有控制单元， 主要完成软件控制功能。 根据所装软

14、件的不同，ACE有多种类型，如呼叫服务ACE, 防 护、操作及七号信令管理ACE, 数据收集和中继资源管理ACE, PBX(小交换机)和计费ACE, 智能网和开放系统互连堆栈ACE, 备 用ACE(这类ACE没有特定的功能，如果别的ACE出现故障，在 装载相应的软件和数据后，原来为备用的ACE可接替它们的 工作)。 （3 3） 基于容量分担的全分散控制方式基于容量分担的全分散控制方式 基于容量分担的分散控制方式介于分级控制方式和全分散控 制方式之间。 交换机分为若干个独立的模块，这些模块具有较完整的功能 和部件，相当于一个容量较小的交换机，每个模块内部采用 分级控制结构，有一对模块处理机MP为

15、主处理机，下辖若 干对外围处理机，控制完成本模块用户之间的呼叫处理任务。 基于容量分担的分散控制方式是一种综合性能较好的控 制方式，近年来得到了广泛应用。美国的5ESS交换机和我国 生产的几种大型局用交换机(如C&C08、ZXJ10等)都采用了这 种结构。 图图4-6基于容量分担的分散控制方式的交换机基于容量分担的分散控制方式的交换机 交换模块交换模块(SM) ： 通信模块通信模块(CM) 管理模块管理模块(AM) （3 3） 基于容量分担的全分散控制方式基于容量分担的全分散控制方式 基于容量分担的分散控制方式介于分级控制方式和全分散控 制方式之间。 交换机分为若干个独立的模块，这些模块具有较

16、完整的功能 和部件，相当于一个容量较小的交换机，每个模块内部采用 分级控制结构，有一对模块处理机MP为主处理机，下辖若 干对外围处理机，控制完成本模块用户之间的呼叫处理任务。 基于容量分担的分散控制方式是一种综合性能较好的控 制方式，近年来得到了广泛应用。美国的5ESS交换机和我国 生产的几种大型局用交换机(如C&C08、ZXJ10等)都采用了这 种结构。 （3 3） 基于容量分担的全分散控制方式基于容量分担的全分散控制方式 交换系统中可有一个或多个交换模块(SM)：主要完 成交换和控制功能，提供用户线和局间中继线的接 口电路。 根据SM所处的位置不同： 本地(局端)交换模块 远端交换模块 整

17、个交换机可以由若干个模块构成，各模块通过通 信模块(CM)互连。 交换系统中还设置了一个维护管理模块(AM)对整个 交换机进行管理并提供到维护管理人员的接口。 （3 3） 基于容量分担的全分散控制方式基于容量分担的全分散控制方式 交换模块(SM)是交换机中最主要、最基本的组成部分。交换 机中大部分的呼叫处理功能和电路维护功能由交换模块完成。 通信模块(CM)的主要功能是完成管理模块(AM)与交换模块 (SM)之间及交换模块之间的连接与通信。 通信模块完成管理模块(AM)与交换模块(SM)之间的呼叫 处理和管理信息的传送，以及完成各交换模块之间的话音时 隙交换功能。 AM主要负责模块间呼叫接续管

18、理，并提供交换机主机系统 与维护管理系统的开放式管理结构。AM由主机系统和终端 系统构成。 XJ 2011-2012-1 32 概念 交换机控制系统对可靠性要求非常高，指标是累计 间断时间小于等于3分钟/年，为了提高控制系统的 可靠性，一般采用冗余配置。 1+1冗余配置有三种工作方式： 同步双工工作方式 双机互助(话务分担)方式 主/备用方式 3 3、处理机的冗余配置、处理机的冗余配置 两台处理机同步工作，同时接收话路设备的输入信息， 执行相同的指令，执行结果进行比较，比较结果相同，表明 处理机工作正常，程序继续执行，这时，两台处理机中只有 一台处理机输出信息控制话路设备工作；如果比较结果不一

19、 致，至少有一个处理机发生故障，则中断正常业务，各自启 动检测程序，检测有故障的处理机退出服务，且应尽快修复， 返回到工作系统中。 同步双工工作方式具有如下特点： (1) 对硬件故障反应快，对软件故障没有容错能力。 (2) 需不停进行同步复核，降低了处理机的效率。 同步双工工作方式的结构如图4-7所示。 3.13.1 同步双工工作方式同步双工工作方式 图图4-7 同步双工工作方式的结构同步双工工作方式的结构 工作原理工作原理 主主/ /备用机同时接收信息，执行相同备用机同时接收信息，执行相同 的命令，并进行比较的命令，并进行比较 比较结果相同，则执行下一条指令，比较结果相同，则执行下一条指令，

20、 否则说明故障产生，退出服务，进否则说明故障产生，退出服务，进 行故障处理行故障处理 正常时，只有主用机向外设发布命正常时，只有主用机向外设发布命 令或输出数据，主用机故障时，自令或输出数据，主用机故障时，自 动转向备用机控制动转向备用机控制 该方式各自独立工作，又称为负荷分担或话务分担方式。 话务工作由两台能独立承担该话务工作的处理机分担，一旦 有一台处理机出现故障，就由另一台处理机承担全部的话务 工作。 双机互助方式的优点：负荷能力强；对软件故障有容错 能力；调试新软件，扩充新设备时，可使一台服务，一台调 试。 双机互助方式的缺点：为避免双机同抢资源，双机通信 信息较频繁，使软件较复杂，对

21、硬件故障不如同步双工工作 方式反应快。 3.23.2 双机互助（话务分担）方式双机互助（话务分担）方式 图4-8双机互助方式的结构 工作原理工作原理 多台处理机各自分担一部分话务量多台处理机各自分担一部分话务量 各自具有自己的存储器，独立工作各自具有自己的存储器，独立工作 彼此可交换信息（以便发现故障）彼此可交换信息（以便发现故障） 每台处理机故障时，其负荷由别的处理每台处理机故障时，其负荷由别的处理 机分担机分担 处理机A和处理机B共享话路和存储器设备。一台处理机 联机工作，一台处理机备用，一旦主用机出现故障，进行主/ 备用设备切换。 主/备用方式具有实现简单、主/备用切换时会产生延误 或已

22、有的连接中断等特点。 主/备用方式分为冷备用与热备用两种。 冷备用时，备用机中没有保存呼叫数据，切换时可能丢失大 量呼叫。 热备用时，备用机保存主用机送来的相关数据，可以随时接 替工作。 3.33.3 主主/ /备方式备方式 图4-9主/备用方式的结构 工作原理工作原理 平时只有主用机工作，备用机平时只有主用机工作，备用机 加电但不处理数据加电但不处理数据 两机可共用存储器，也可各自两机可共用存储器，也可各自 有存储器有存储器 如果各自采用存储器，则主用如果各自采用存储器，则主用 机必须同时向两个存储器写数据机必须同时向两个存储器写数据 主用机故障时，切换程序动作，主用机故障时，切换程序动作，

23、 自动启动备用机。自动启动备用机。 3.3 3.3 数字程控交换机的硬件结构数字程控交换机的硬件结构 数字程控交换机的硬件系统由控制部分控制部分和话路话路 部分部分组成。 话路部分话路部分包括：用户电路、中继器、交换网络、 信令设备。 用户电路：用户电路： 模拟用户线接口电路 数字用户线接口电路 中继器：中继器： 模拟中继器 数字中继器 3.3.1模拟用户线接口电路模拟用户线接口电路 模拟用户线接口电路(Analog Line Circuit, ALC)是 交换机与模拟用户线的接口。 模拟用户线接口电路目前都是专用的集成电路, 如图4-16所示，主要有七大功能：馈电 (Battery)、过压保

24、护(Overvoltage Protection)、 振铃(Ringing)、监视(Supervision)、编译码和滤 波(CODEC & filters)、混合(Hybrid)、测试(Test)， 简称BORSCHT功能。 图4-16模拟用户线接口电路的总体框图 2、中、中继器继器 中继器是数字程控交换机与其他交换机的接口, 主要 有模拟中继器和数字中继器两大类。 1. 模拟中继器模拟中继器(Analog Trunk Unit，ATU) 模拟中继器的功能框图如图4-24所示。和用户电路结 构类似，模拟中继器主要增加了中继线路的监视和控制功 能。 2. 数字中继器数字中继器(Digital

25、Trunk Unit，DTU) 数字中继器是数字中继线和交换机的接口，主要实现 码型变换、同步和信令三个方面的功能，数字中继器的具 体功能主要有码型变换、时钟提取、帧/复帧同步、帧和 复帧定位信号插入等。 图4-24模拟中继器的功能框图 图4-25数字中继器的结构框图 1) 1) 码型变换码型变换 中中继线上适于远距离传输的双极性的继线上适于远距离传输的双极性的HDB3(HDB3(或或AMI)AMI)码与码与 交换机内部单极性的交换机内部单极性的NRZNRZ码之间的相互转换。码之间的相互转换。 2) 2) 时钟提取时钟提取 时钟是数字交换系统或数字传输系统的时间基准。它时钟是数字交换系统或数字

26、传输系统的时间基准。它 们都以自己系统的内部时钟来接收和发送数据流。因此，为们都以自己系统的内部时钟来接收和发送数据流。因此，为 了在两个交换机系统之间或交换机与传输系统之间能正确传了在两个交换机系统之间或交换机与传输系统之间能正确传 输数据流，输数据流，数字交换系统必须从输入的数字交换系统必须从输入的PCMPCM码流中提取对端码流中提取对端 局的时钟频率作为输入基准时钟，局的时钟频率作为输入基准时钟，并以此时钟信号来读取输并以此时钟信号来读取输 入数据，同时，入数据，同时，该时钟信号还作为本端系统时钟的外部参考该时钟信号还作为本端系统时钟的外部参考 时钟源时钟源。时时钟提取电路包括锁相环、谐

27、振回路和晶体滤波。钟提取电路包括锁相环、谐振回路和晶体滤波。 3) 3) 帧帧/ /复帧同步复帧同步 帧同步就是从接收的数据流中搜索并识别帧同步码，以帧同步就是从接收的数据流中搜索并识别帧同步码，以 确定一帧的开始，使接收端的帧结构排列和发送端的排列完确定一帧的开始，使接收端的帧结构排列和发送端的排列完 全一致，从而保证数字信息的正确接收。帧同步码全一致，从而保证数字信息的正确接收。帧同步码00110110011011 在在PCMPCM偶数帧的偶数帧的TS0TS0中。中。 在给定的帧同步码位上检测出同步码，称为帧同步状态在给定的帧同步码位上检测出同步码，称为帧同步状态。 当连续三次或四次检测的

28、码字与帧同步码不相符时，判定为当连续三次或四次检测的码字与帧同步码不相符时，判定为 帧失步状态，这时系统会在帧失步状态，这时系统会在奇数帧的奇数帧的TS0TS0发出失步警告通知发出失步警告通知 对端对端。系统在帧失步状态下，。系统在帧失步状态下，只有连续两个偶数帧都检测到只有连续两个偶数帧都检测到 同步码时，才判定为恢复帧同步状态同步码时，才判定为恢复帧同步状态。 如果数字中继线采用随路信令如果数字中继线采用随路信令(No.1(No.1信令信令) )，除帧同步外，还，除帧同步外，还 要有复帧同步。复帧同步就是使收、发两端的复帧中的帧与要有复帧同步。复帧同步就是使收、发两端的复帧中的帧与 帧对齐

29、，结构排列完全一致，以便正确接收各路标志信号帧对齐，结构排列完全一致，以便正确接收各路标志信号, , 位置在位置在F0F0的的TS16TS16的高的高4 bit4 bit中，码字为中，码字为00000000。 4) 4) 帧定位帧定位( (帧调整帧调整) ) 帧定位就是利用弹性缓存的方式，用提取的时钟控制输帧定位就是利用弹性缓存的方式，用提取的时钟控制输 入码流写入弹性存储器，用本局的时钟控制从弹性存储器中入码流写入弹性存储器，用本局的时钟控制从弹性存储器中 读取数据到输出的码流，实现数据时钟调整到本地系统时钟读取数据到输出的码流，实现数据时钟调整到本地系统时钟 上，实现系统时钟的同步，使信号

30、的收发频率一致。上，实现系统时钟的同步，使信号的收发频率一致。 帧定位帧定位( (帧调整帧调整) )过程如图过程如图4-264-26所示，它实现输入的所示，它实现输入的PCMPCM 码流同步到本局时钟上来码流同步到本局时钟上来( (频率相位一致频率相位一致) )，以便进入本局交，以便进入本局交 换机流通。换机流通。 5) 5) 帧和复帧同步信号插入帧和复帧同步信号插入 在输出信号中插入帧和复帧的同步信号。对于帧同步信在输出信号中插入帧和复帧的同步信号。对于帧同步信 号，偶数帧的号，偶数帧的TS0TS0同步码为同步码为“0011011”0011011”；对于复帧的同步信；对于复帧的同步信 号，号

31、，F0F0帧的帧的TS16TS16的前的前4 4位码为位码为“0000”0000”。 6) 6) 信令提取和插入信令提取和插入 当需要当需要使用随路信令方式时使用随路信令方式时，采用，采用TS16TS16时隙信令的提取时隙信令的提取 ( (收时收时) )和插入和插入( (发时发时) )。 此外，数字中继器还包括检测和告警处理功能，检测内此外，数字中继器还包括检测和告警处理功能，检测内 容有帧容有帧/ /复帧同步检测、误码检测、对端告警检测等，告警复帧同步检测、误码检测、对端告警检测等，告警 处理完成告警比特插入。处理完成告警比特插入。 3、信令设备信令设备 交交换过程中需要信令的配合，交换机需

32、要产生信令发送出去，换过程中需要信令的配合，交换机需要产生信令发送出去， 又要接收信令又要接收信令。 在在电路交换系统中，常采用带内音频信令电路交换系统中，常采用带内音频信令( (电话声音频率带电话声音频率带 宽的范围之内，简称带内宽的范围之内，简称带内) )作信令作信令( (便于用户接收便于用户接收) )，如图，如图4-4- 2727所示。这里只介绍数字音频信令的产生、发送和接收。所示。这里只介绍数字音频信令的产生、发送和接收。 1. 1. 数字音频信令的产生数字音频信令的产生 音频信令有三种音频信令有三种：单音、双音：单音、双音( (多频编码、双音多频号多频编码、双音多频号 码码) )、语

33、音通知音。、语音通知音。 信令设备是接在交换网络上的，因此产生的信令应是数信令设备是接在交换网络上的，因此产生的信令应是数 字信令字信令。 其中其中双音频按键话机双音频按键话机，一个按键数字由两种频率的组合表，一个按键数字由两种频率的组合表 示，频率均在音频示，频率均在音频30030034003400HzHz内。双音频按键话机信号内。双音频按键话机信号 也称也称双音多频双音多频(DTMF(DTMF，Dual Tone Multi-Frequency)Dual Tone Multi-Frequency)信号信号。 H1 H2 H3 H4 数字 高频群/Hz 低频群/Hz 1209 1336 14

34、77 1633 L1 697 1 2 3 A L2 770 4 5 6 B L3 852 7 8 9 C L4 941 * 0 # D 信号音：信号音：为由交换机向用户终端发出的进程提示音。为由交换机向用户终端发出的进程提示音。 不同含义的信号音所对应的频率及信号结构如下表所示。不同含义的信号音所对应的频率及信号结构如下表所示。 信号音频率 信号音名称 信号音含义 信号音结构 拨号音 通知主叫用户可以开始 拨号 连续发送 忙音 表示被叫用户忙 0.35 s0.35 s0.35 s 拥塞音 表示交换机机键拥塞 0.7 s0.7 s0.7 s 回铃音 表示被叫用户处在被振 铃状态 1 s4 s1

35、s 空号音 表示所拨被叫号码为 空号 0.1 s0.1 s0.1 s0.4 s0.1 s0.1 s 450 Hz 长途通知音 用于有长途电话呼叫正 在进行市内通话的用户 0.2 s0.2 s0.2 s0.6 s 25 Hz 振铃音 向被叫振铃 1 s4 s1 s 950 Hz 催挂音 用于催请用户挂机 连续发送，采用五级响度逐级上升 用户线信令波形举例用户线信令波形举例 2. 2. 数字音频信令的发送数字音频信令的发送 数字音频信令通过数字交换网络送出，和话音信号数字音频信令通过数字交换网络送出，和话音信号 一样处理，也可占用某个固定时隙一样处理，也可占用某个固定时隙( (如如TS10TS10

36、、TS16)TS16)利用利用T T接接 线器交换到多个用户，即向多个用户发送音频信令。线器交换到多个用户，即向多个用户发送音频信令。 3. 3. 数字音频信令的接收数字音频信令的接收 发给用户的数字音频信令经用户电路变成模拟信号发给用户的数字音频信令经用户电路变成模拟信号 由用户话机自动接收。由用户话机自动接收。 发给交换机的多频信令由交换机内部的收号器接收。收发给交换机的多频信令由交换机内部的收号器接收。收 号器的接收原理框图如图号器的接收原理框图如图 4-28 4-28 所示，其中数字逻辑判断是所示，其中数字逻辑判断是 根据频率的组合判断信令含义根据频率的组合判断信令含义( (代表什么数

37、字代表什么数字) )。 图4-28收号器的接收原理框图 四、四、交换网络交换网络 交换网络可以按照如图交换网络可以按照如图4-294-29所示分类。所示分类。 3.4 3.4 数字程控交换机的软件系统数字程控交换机的软件系统 交换机本质上是一个计算机控制的实时信息交换系统，由交换机本质上是一个计算机控制的实时信息交换系统，由 硬件和软件两部分组成，其实现功能由硬件和软件共同分硬件和软件两部分组成，其实现功能由硬件和软件共同分 担。担。 随着电子技术的快速发展，交换机的硬件设计逐步通用化，随着电子技术的快速发展，交换机的硬件设计逐步通用化， 成本下降，功能的扩展主要由相应的软件实现，交换机系成本

38、下降，功能的扩展主要由相应的软件实现，交换机系 统功能和性能在很大程度上取决于软件系统。统功能和性能在很大程度上取决于软件系统。 数字程控交换机的数字程控交换机的运行软件运行软件是指存放在交换机处理机系统是指存放在交换机处理机系统 中，对交换机的各种业务进行处理的中，对交换机的各种业务进行处理的程序和数据的集合程序和数据的集合。 图4-45数字程控交换机软件系统的组成 （一）（一）数字程控交换机软件的特点数字程控交换机软件的特点 1. 软件的基本特点软件的基本特点 (1) (1) 实时性强。实时性强。能及时收集外部发生的各种事件，并对能及时收集外部发生的各种事件，并对 这些事件及时进行分析处理

39、，可在规定的时间内做出响应。这些事件及时进行分析处理，可在规定的时间内做出响应。 (2) (2) 并发性和多道程序运行。并发性和多道程序运行。多道程序交替地在处理机多道程序交替地在处理机 上运行，并未结束。上运行，并未结束。 (3) (3) 可靠性要求高。可靠性要求高。要求交换机软件能长期稳定地运行。要求交换机软件能长期稳定地运行。 通常情况下，要求其可靠性指标是通常情况下，要求其可靠性指标是99.98%99.98%的正确呼叫处理及的正确呼叫处理及 4040年内系统中断运行时间不超过两个小时，即使在其硬件或年内系统中断运行时间不超过两个小时，即使在其硬件或 软件系统本身发生故障的情况下，系统仍

40、应能保持可靠运行，软件系统本身发生故障的情况下，系统仍应能保持可靠运行， 并能在不停止系统运行的前提下从硬件或软件故障中恢复正并能在不停止系统运行的前提下从硬件或软件故障中恢复正 常。常。 (4) (4) 能方便地适应交换机的各种条件。适应不能方便地适应交换机的各种条件。适应不 同交换局在交换机功能、容量、编码方案等同交换局在交换机功能、容量、编码方案等 方面的具体要求。方面的具体要求。 (5) (5) 软件的可维护性要求高。当硬件更新或增软件的可维护性要求高。当硬件更新或增 加新功能时，能很容易地对软件进行修改。加新功能时，能很容易地对软件进行修改。 2. 数据驱动的程序结构数据驱动的程序结

41、构 数据驱动程序就是根据一些参数查表来决数据驱动程序就是根据一些参数查表来决 定需要启动的程序。定需要启动的程序。 这种程序结构的最大优点是，在规范发生变这种程序结构的最大优点是，在规范发生变 化时，控制程序的结构不变，只需修改表格化时，控制程序的结构不变，只需修改表格 中的数据就可以适应规范的变化。中的数据就可以适应规范的变化。 (a) 初始规范；(b) 变化后的规范 采用数据驱动的程序设计，只需要修改表格中的数据，采用数据驱动的程序设计，只需要修改表格中的数据， 当规范发生改变时，程序结构不变当规范发生改变时，程序结构不变。 为此，先引入一个为此，先引入一个标志位标志位，对变量进行标记，当

42、变，对变量进行标记，当变 量的量的标志位为标志位为0 0，后面的数据项值指向待执行的程序代码，后面的数据项值指向待执行的程序代码， 当变量的当变量的标志位为标志位为1 1，数据项值指向下一个表格的地址指针，数据项值指向下一个表格的地址指针， 下一个变量按照同样的方式操作，这样变量数量和表格数量下一个变量按照同样的方式操作，这样变量数量和表格数量 一致。一致。 按照上述方法，表按照上述方法，表4-14-1的规范变化变为数据表格，如图的规范变化变为数据表格，如图 4-47(a)4-47(a)、(b)(b)所示，分别表示依据规范变化前后的数据表，所示，分别表示依据规范变化前后的数据表， 可依据数据表

43、格来执行相应的程序。数据驱动程序的一般结可依据数据表格来执行相应的程序。数据驱动程序的一般结 构如图构如图4-484-48所示。所示。 图4-48数据驱动程序的一般结构 3. 有限状态机有限状态机(FSM)和有限消息机和有限消息机(FMM) 有限状态机有限状态机(FSM)：系统具备的有限个稳定状态：系统具备的有限个稳定状态 3. 有限状态机有限状态机(FSM)和有限消息机和有限消息机(FMM) 有限消息机有限消息机(FMM)：一组程序，软：一组程序，软件功能模块，是进程的件功能模块，是进程的 功能描述。功能描述。 被叫忙闲状态 一般 来去话均拒绝 来话拒绝 去话拒绝 利用状态 用户业务 闲 忙

44、 计费类别 免费 收费 来话类别 一般 其他 优先 遇忙暂等 自动回叫 其他 主叫信息分析 主叫用户数据分析 呼出被叫 决定任务 来话分析 （二）交换机软件中的程序设计语言种类（二）交换机软件中的程序设计语言种类 在交换机软件中常使用的设计语言有三类： 规范描述语言规范描述语言(Specification and (Specification and Description Language, Description Language, SDLSDL) )：用于系统设计阶段，：用于系统设计阶段， 用来说明对程控交换机的各种功能要求和技术规范，用来说明对程控交换机的各种功能要求和技术规范， 并描

45、述功能和状态的变化情况。并描述功能和状态的变化情况。 汇编语言汇编语言(Assemble Language(Assemble Language, AL, AL) )和高级语和高级语 言言(High Level Language, (High Level Language, HLLHLL) )：用来编写软件程：用来编写软件程 序。序。 人机对话语言人机对话语言(Man-Machine Language, (Man-Machine Language, MMLMML) )： 主要用于人机对话，在软件测试和运行维护阶段使主要用于人机对话，在软件测试和运行维护阶段使 用。用。 三三种语言在不同阶段中的应

46、用种语言在不同阶段中的应用 1. 1. 规范描述语言规范描述语言(SDL)(SDL) SDLSDL是是CCITT(CCITT(现为现为ITU)ITU)建议的一种高级语建议的一种高级语言。言。 SDLSDL将将系统的运行状态定义为一系列的有限状态，描述出每系统的运行状态定义为一系列的有限状态，描述出每 个状态在外部激励后的响应和状态转移情况，可以通过不同个状态在外部激励后的响应和状态转移情况，可以通过不同 层次上的描述表示其详细程度层次上的描述表示其详细程度。 SDL SDL的优点是可以清晰显示系统结构，易于掌握控制流程的优点是可以清晰显示系统结构，易于掌握控制流程。 SDL SDL可用来在详细

47、程度不同的层次上表示一个系统的功能，可用来在详细程度不同的层次上表示一个系统的功能， 其描述系统不同细节的三个表示层次是其描述系统不同细节的三个表示层次是系统、模块和进程。系统、模块和进程。 （1 1）SDL:SDL:系统系统 （2 2）、）、SDLSDL：模块：模块 （3 3）、）、SDLSDL：进程：进程 2. 汇编语言汇编语言(AL)和高级语言和高级语言(HLL) 1) 1) 汇编语言汇编语言 汇编语言是面向处理机动作过程的语言。利用汇汇编语言是面向处理机动作过程的语言。利用汇 编语言编写的程序，运行效率高，占用存储空间少，编语言编写的程序，运行效率高，占用存储空间少， 能够较好地满足交

48、换机软件实时性的要求；缺点是可能够较好地满足交换机软件实时性的要求；缺点是可 读性差，编写效率低，可移植性差，同时汇编时的检读性差，编写效率低，可移植性差，同时汇编时的检 错能力不够强，用汇编语言编写的工作软件可靠性较错能力不够强，用汇编语言编写的工作软件可靠性较 差。差。 因此，在现在的大多数程控交换机中，因此，在现在的大多数程控交换机中，除了少部除了少部 分实时性要求严格的程序分实时性要求严格的程序，如拨号脉冲的接收、中断，如拨号脉冲的接收、中断 服务程序等采用汇编语言编程外，大部分程序都采用服务程序等采用汇编语言编程外，大部分程序都采用 高级语言编写程序。高级语言编写程序。 2. 汇编语

49、言汇编语言(AL)和高级语言和高级语言(HLL) 2) 2) 高级语言高级语言 用于编写交换机软件的高级语言有多种用于编写交换机软件的高级语言有多种，如，如 CHILLCHILL 语言和语言和C C语言等。有些交换机厂家还设计了程控交换语言等。有些交换机厂家还设计了程控交换 机专用的高级语言机专用的高级语言, , 如瑞典爱立信公司的如瑞典爱立信公司的PLEXPLEX语言语言 ( (用于用于AXEAXE系统系统) )、日本富士通公司的、日本富士通公司的FSLFSL语言语言( (用于用于 FETEX-150)FETEX-150)、日本、日本NECNEC公司的公司的PICPIC语言语言( (用于用于

50、NEAX 61)NEAX 61)、 加拿大北方电信公司的加拿大北方电信公司的FROTELFROTEL语言语言( (用于用于DMS-100)DMS-100)。 3. 人机对话语言人机对话语言(MML) MMLMML是是一种交互式人机操作和维护命令语言一种交互式人机操作和维护命令语言，用于程，用于程 控交换机的操作、维护、安装和测试。控交换机的操作、维护、安装和测试。 MMLMML包括包括输入语言输入语言与与输出语言输出语言。 维护管理人员通过输入语言对程控交换机进行维维护管理人员通过输入语言对程控交换机进行维 护管理，控制交换机的运行。护管理，控制交换机的运行。 交换机通过输出语言将交换机的运行

51、状态及相关交换机通过输出语言将交换机的运行状态及相关 信息信息( (话务数据、计费信息、故障信息等话务数据、计费信息、故障信息等) )报告给操作报告给操作 维护人员。维护人员。 3. 人机对话语言人机对话语言(MML) 1) 1) 输入语言输入语言人机命令人机命令 人机命令由人机命令由命令码和参数块命令码和参数块两部分组成，格式如两部分组成，格式如 下：下： 命令名：参数名命令名：参数名= =参数值，参数名参数值，参数名= =参数值参数值, , ； 例如：例如：F-150F-150程控数字交换机中的一条程控数字交换机中的一条MMLMML命令为命令为 CHASUBCHASUB：DNCHDNCH，

52、DNDN= =35833583，NDNNDN= =3585 3585 各符号的含义：各符号的含义：CHACHA表示修改；表示修改；SUBSUB表示用户；表示用户；DNCHDNCH表示表示 电话号码修改；电话号码修改；DNDN表示原号码；表示原号码；NDNNDN表示新号码。表示新号码。 3. 人机对话语言人机对话语言(MML) 2) 2) 输出语言输出语言 输出语言可分为输出语言可分为非对话非对话( (自动自动) )输出输出和和对话对话( (应答应答) ) 输出输出。 非对话输出为特定事件非对话输出为特定事件( (例如告警例如告警) )出现或在执行出现或在执行 一段较长时间的任务一段较长时间的任

53、务( (例如话务统计例如话务统计) )结束后的自动输结束后的自动输 出。出。 对话输出是对命令的回答。当操作人员输入的命对话输出是对命令的回答。当操作人员输入的命 令已被交换机正确执行后，即显示令已被交换机正确执行后，即显示“命令已成功执行命令已成功执行” 的信息及命令执行后的相关结果；若命令有错或由于的信息及命令执行后的相关结果；若命令有错或由于 某种原因无法执行时，则输出拒绝执行的原因。某种原因无法执行时，则输出拒绝执行的原因。 举例：举例：ISDXISDX程控数字交换机中的一条程控数字交换机中的一条MMLMML命令为：命令为： UNPUBLISHED COPYRIGHT PLESSEY

54、CO.PLC.UNPUBLISHED COPYRIGHT PLESSEY CO.PLC.（表示生产厂名及版权说明 ISDX XJUNET002 01004. 01 %ISDX XJUNET002 01004. 01 % ISDX表示交换机型号；XJUNET002 01004.01表示安装单位的名称、编号及标志代码；） 3.4.101 0000000 UK 12/03/2006 A C 005 3.4.101 0000000 UK 12/03/2006 A C 005 （ 3.4.101表示软件版本 号；UK表示信号音标准为英国；12/03/2006表示2006年3月12日出厂；A表示当 前处理

55、机A处于工作状态；C表示人机命令由用户终端口输入(ISDX提供了三个 OAM命令I/O口：用户终端口、维护终端口和话务台)；005表示交换机已运005 表示交换机已运行过5次软件备份操作） 10/05/2006 09:20:1010/05/2006 09:20:10（ 表示终端联机时的日期和时间） LC LC：F F（表示系统装入工具为软盘驱动器；） OSL PLEASE OSL PLEASE（表示请开机并输入通行字；） ? ? （表示输入命令提示符。） （三）局数据和用户数据（三）局数据和用户数据 数据用来描述交换机的软、硬件配置和运行环境等数据用来描述交换机的软、硬件配置和运行环境等 信息

56、。信息。 从实用的角度来看，数据又分为从实用的角度来看，数据又分为局数据局数据和和用户数据用户数据。 程控交换机系统 程序的组成 制作：邵黎80 系统运行软件的一般结系统运行软件的一般结 构构 系统程序，采用实时操作系统程序，采用实时操作 系统，是应用程序与硬件系统，是应用程序与硬件 间的接口，功能是任务调间的接口，功能是任务调 度、定时管理、进程间通度、定时管理、进程间通 信、处理机间通信、系统信、处理机间通信、系统 保障和恢复功能。保障和恢复功能。 系统资源参数、端系统资源参数、端 口性能参数、运行口性能参数、运行 状态数据以及其他状态数据以及其他 表格数据等。数据表格数据等。数据 库管理

57、系统负责提库管理系统负责提 供存取数据的操作供存取数据的操作 机制。机制。 呼叫处理程序负责所有呼叫处理程序负责所有 呼叫请求的接续电路建呼叫请求的接续电路建 立、监视与释放处理，立、监视与释放处理， 支持常规业务和各种新支持常规业务和各种新 业务。业务。 维护和管理系统运维护和管理系统运 行中资源分配和释行中资源分配和释 放、参数存取、统放、参数存取、统 计话务量、计费、计话务量、计费、 发现和排除故障等。发现和排除故障等。 局数据是用来描述局数据是用来描述交换机的配置及运行环境的交换机的配置及运行环境的，有以下，有以下 主要内容。主要内容。 （1 1）配置数据）配置数据 描述交换机的硬件、

58、软件的配置情况。描述交换机的硬件、软件的配置情况。 硬件配置数据：说明交换机中各种硬件单板的配置数硬件配置数据：说明交换机中各种硬件单板的配置数 量、安装位置、相互连接关系等。量、安装位置、相互连接关系等。 说明交换机软件表格的数量、起始地址等内容。说明交换机软件表格的数量、起始地址等内容。 配置数据一般只在系统容量变化时才修改配置数据一般只在系统容量变化时才修改。 （2 2）号码翻译规则）号码翻译规则 如呼叫源数据、前缀分析表、地址翻译表。如呼叫源数据、前缀分析表、地址翻译表。 （3 3）路由中继数据：）路由中继数据： 用于规定一个交换机设置的局向数、对用于规定一个交换机设置的局向数、对 应

59、每个局向的路由数、每个路由包含的中继群数，中继群采用的信应每个局向的路由数、每个路由包含的中继群数，中继群采用的信 令方式。令方式。 局向：如果某交换与本局之间有直达电路群，则该局称为本局局向：如果某交换与本局之间有直达电路群，则该局称为本局 的一个局向。的一个局向。 （4 4）No.7No.7信令数据信令数据 描述描述No.7No.7的的MTPMTP、TUPTUP、SCCPSCCP、ISUPISUP等数据。等数据。 （5 5）计费数据）计费数据 用来确定有关的计费方式，如不同局向不同费率、不同用来确定有关的计费方式，如不同局向不同费率、不同 时段不同费率等。时段不同费率等。 （6 6）新业务

60、提供情况）新业务提供情况 能提供的新业务种类、每种业务能提供的最大服务的用能提供的新业务种类、每种业务能提供的最大服务的用 户数。户数。 用来说明用户的情况，每个用户都有自己特有的用户数用来说明用户的情况，每个用户都有自己特有的用户数 据。主要包括以下内容。据。主要包括以下内容。 （1 1）用户电话号码、用户设备码）用户电话号码、用户设备码 （2 2）用户线类别：普通用户线，公共电话用户线，小交）用户线类别：普通用户线，公共电话用户线，小交 用户线用户线 （3 3）用户服务等级：呼出控制，本地网、国内、国际长）用户服务等级：呼出控制，本地网、国内、国际长 途有权途有权 （4 4）用户对新业务的