数字程控电话交换.ppt

1,第3章 数字程控交换,电话通信的基本原理 数字程控交换机的系统结构硬件系统各个组成部分的工作原理控制系统的构成方式软件系统的组成程控交换软件技术 电话通信网网络结构和工作原理,2,3.1 概述,3.1.1 电话通信与电话机电话机的基本构成及通话原理,电话机的基本构成及通话原理,3,概述,送话器:是将声音变换为相应电信号的转换装置;受话器:是将相应的电信号还原为声音的转换装置;二-四转换:是指完成二线和四线转换的混合电路;消侧音:电路则用于消除回声改善话音质量;拨号盘和振铃器:用于发送通信地址和呼叫被叫;拨号盘有旋转式拨号盘和按键式拨号盘两种,4,概述,1)脉冲速度：表示拨号盘每秒钟发生的脉冲个数(脉冲速度应为8-14个/s)。2)脉冲断续比：表示在一个脉冲周期里，断开电流的时间和接通电流的时间之比(t断/t续=（）:1)。3)位间隔：在拨两个数字之间，也就是在发两个脉冲串之间应有一个时间间隔，以使交换机能正确区分所拨数字(位间隔应350ms)。,旋转式拨号盘有三个关键参数：,5,概述,按键式拨号盘(双音频(DTMF):,6,概述,3.1.2 电话交换技术的发展,电话交换技术的发展经历了三个阶段：人工交换阶段:磁石式电话交换机;共电式电话交换机;机电式自动交换阶段:步进制交换机(直接控制方式);纵横制交换机(间接控制方式);,7,概述,电话交换技术的发展经历了三个阶段：电子式自动交换阶段:半电子交换机（准电子交换机）：全电子交换机：模拟程控交换机：数字程控交换机：,3.1.2 电话交换技术的发展,8,3.2 数字程控交换机系统结构,数字程控交换机的基本结构:话路子系统 控制子系统,数字程控交换机的基本结构,9,数字程控交换机系统结构,数字程控交换机的典型系统结构,10,数字程控交换机系统结构,接口设备：是实现数字交换系统和外围环境的接口。远端接口：是到集中维护操作中心、网管中心、计费中 心等的数据传送接口。用户集中级:完成话务集中功能，集中比一般为2:1到 8:1一般为单T交换网络。用户模块：用户集中级+用户电路远端模块：设置在远端的用户模块。,11,3.3 接口设备,V类和Z类:用户侧接口;A类、B类和C类:交换机与其它交换机的接口，是网络侧接口;数字接口:用户侧的V类接口和网络侧的A类、B类接口;模拟接口:用户侧的Z类接口和网络侧的C类接口;网管接口:Q3接口.,3.3.1 数字程控交换机的接口类型,12,接口设备,V接口：V1：连接数字用户线接口，速率一般为64kbit/s,它所连接的终端可为ISDN的2B+D或30B+D的终端或其它数字终端.V2：是连接数字远端模块的接口。V3：连接数字PABX(自动用户小交换机-集团电话)的接口，为ISDN的基群速率接口（30B+D）。V4：是支持多个2B+D终端接入的接口。V5：是接入网第一个标准化的接口，支持n条E1的接入（1n16），V5接口包括V5.1接口和V5.2接口。,3.3.1 数字程控交换机的接口类型,13,接口设备,Z接口：Z1接口：连接单个模拟用户终端的接口。Z2接口：连接模拟远端集线器的接口。Z3接口：连接模拟PABX的接口。A接口：PCM一次群接口，速率为2048kbit/s。B接口：PCM二次群接口，速率为8448kbit/s。C接口：二线或四线模拟中继接口（目前很少使用）Q3接口：与电信管理网（TMN）的接口，用于操作维 护管理和计费等。,3.3.1 数字程控交换机的接口类型,14,接口设备,3.3.2 用户电路,是程控交换机通过用户线与用户终端相连的接口电路，由于用户线和用户终端有数字和模拟之分，因而用户电路也有两种：模拟用户电路:程控交换机通过模拟用户线与模拟终端设备相连的接口电路.数字用户电路:程控交换机（ISDN交换机）通过数字用户线与数字终端设备相连的接口电路.,15,接口设备,模拟用户电路的功能框图,B馈电 O过压保护 R振铃控制 S监视 C编译码和滤波 H混合电路 T测试,3.3.2 用户电路,16,接口设备,1、馈电:在电话通信中，交换机通过用户线向用户终端提供通信的电源，这种馈电功能是由交换机的用户电路完成的。,馈电原理,3.3.2 用户电路,17,接口设备,2、过压保护(二次保护)用户电路的过压保护常采用钳位方法;R采用热敏电阻，平时R具有很小的电阻值，而当高压进入时，R的电阻值升高从而降低了内线电压和电流，而且必要时可自行烧毁，内外线断开，从而达到保护内线的目的。,过压保护原理,3.3.2 用户电路,18,接口设备,3、振铃控制 由CPU送出的振铃控制信号控制继电器的通断，当继电器接通时就可将铃流送往用户，被叫用户摘机后，振铃开关送出截铃信号，CPU则控制停止振铃。,振铃原理,3.3.2 用户电路,19,接口设备,4、监视 用户话机的摘挂机状态;用户话机（号盘）发出的拨号脉冲;投币、磁卡等话机的输入信号;,3.3.2 用户电路,20,接口设备,5、编译码和滤波编译码器的任务:完成模拟信号和数字信号间的转换。编译码器和滤波:一般采用集成电路来实现。,6、混合电路作用:完成二/四线的转换。转换原因:用户话机的模拟信号是二线双向的，数字交换网的PCM数字信号是四线单向的，因此，在编码以前和译码以后一定要进行二/四线转换。平衡网络:用于平衡用户线阻抗。,3.3.2 用户电路,21,接口设备,7、测试 用户电路可配合外部测试设备对用户线进行测试，它是通过测试开关将用户线接至外部测试设备来实现的。,配合外部测试原理,3.3.2 用户电路,22,用户电路板,23,接口设备,交换机和中继线的接口设备，也叫中继器。种类:数字中继电路和模拟中继电路。,数字中继电路的基本框图,3.3.3 中继电路,24,接口设备,数字中继电路的基本功能主要有6个：1、码型变换:PCM线上的传输码型HDB3型码（高密度双极性码）到交换机内部的码型单极性不归零码（NRZ码);2、帧同步 是从接收的数据流中搜索并识别到帧同步码，以确定一帧的开始，使接收端的帧结构排列和发送端的完全一致，从而保证数字信息的正确接收;(帧同步码0011011在PCM偶帧的TS0中。),3.3.3 中继电路,25,接口设备,PCM的帧格式,3.3.3 中继电路,26,接口设备,3、复帧同步 如果数字中继线上采用的是随路信令（中国No.1信令），则除了帧同步外，还要有复帧同步。如果复帧不同步，线路信令就会错路。复帧同步就是为了保证各路线路信令不错路。复帧同步码在F0（复帧的第1个帧）的TS16的高4个比特中传送，码字为0000。,数字中继电路的基本功能,3.3.3 中继电路,27,接口设备,4、时钟提取 从输入的数据流中提取时钟信号，以便与远端的交换机保持同步。被提取的时钟信号将作为输入数据流的基准时钟，用来读取输入数据，同时该时钟信号还可用作本端系统时钟的外部参考时钟源。5、提取和插入信号 信号主要包括:帧同步信号、复帧同步信号和告警信息的插入与提取，此外当数字中继线上采用的是随路信令时，在TS16还要提取和插入中国No.1信令的线路信令。,数字中继电路的基本功能,3.3.3 中继电路,28,接口设备,6、帧定位（再定时）从数字中继线上输入的码流有它自己的时钟信息（它局时钟），而接收端的交换机也有它自己的系统时钟（本局时钟），这两个时钟在频率和相位上不可能完全一致。帧定位就是采用弹性缓存的方式，用提取的时钟控制输入码流写入弹性缓冲器，用本局时钟控制从弹性缓冲器中读出码流，从而把输入数据的时钟调整到本局系统时钟上来，实现系统时钟的同步。,数字中继电路的基本功能,3.3.3 中继电路,29,接口设备,音频信号种类：（3大类）1、交换机到用户:交换机需要产生各种信号音 单频信号音，信号源为450Hz或 950Hz的正弦波。,交换机需要产生的主要信号音及其时间结构,3.3.4 数字音频信号,30,接口设备,音频信号种类,3.3.4 数字音频信号,2、用户到交换机:直流脉冲和双音多频(DTMF);3、交换机到交换机:局间采用中国No.1信令时:局间多频互控（MFC）信号(双音频信号)。,31,接口设备,交换机应具有的音频信令接口种类：音信号发生器（数字、单音频）DTMF信号接收器（数字、双音频）MFC信号接收器（数字、双音频）MFC信号发生（送）器（数字、双音频）,总结,3.3.4 数字音频信号,32,接口设备,单音频信号的产生:,通常采用数字信号发生器来直接产生数字化信号。数字信号发生器是利用只读存储器（PROM）来实现的。基本原理是：按照PCM编码原理，将信号按125s间隔进行抽样（也就是8kHz的抽样频率），然后进行量化和编码，得到各抽样点的PCM信号值，按照顺序将其放到ROM中，在需要的时候按序读出即可。,3.3.4 数字音频信号,33,接口设备,交换机需要产生的双音频信号是中继线上的MFC信号;最主要的就是要确定一个“重复周期”，使得在这个周期内两个双音频信号和PCM的抽样信号都重复了完整的周期，即三个信号的重复次数均为整数。,双音频信号的产生,3.3.4 数字音频信号,34,接口设备,要产生1500Hz和1620Hz的双音频信号:首先我们在1500Hz、1620Hz和8000Hz的三个频率中取最大公约数20Hz，它是重复频率，重复周期为50ms，即在50ms内，1500 Hz重复了75次，1620 Hz重复了81次，8000 Hz重复了400次。因此在50ms周期内，要取400个抽样值存放在ROM中。在需要时按序读出即形成了数字双音频信号。,以MFC为例:,双音频信号的产生,3.3.4 数字音频信号,35,接口设备,通过交换网络向用户送信号音,数字音频信号的发送,数字多频信号的发送:一个数字多频信号发生器对应一路话路,需要交换网络建立点到点连接;,3.3.4 数字音频信号,36,接口设备,交换机设有DTMF收号器和MFC接收器;(交换机的公用资源)通过交换网络实现多频信号的接收是常用的一种方法，(和数字音频信号的发送不同的是DTMF收号器和MFC接收器一般接于交换网络的出线上(下行母线上);当接收DTMF信号时，交换网络只要将拨号用户的话路连至相应的DTMF收号器即可；当接收MFC信号时，交换网络只要将入中继线上的话路与相应的MFC接收器相连就行。,数字音频信号的接收,3.3.4 数字音频信号,37,接口设备,通过交换网络采用数字滤波器进行识别向用户送信号音,数字音频信号的接收,3.3.4 数字音频信号,38,3.4 话路建立,PCM信号传输采用串行码，即一个时隙的8位码在一条线路上串行传输，T接线器的话音存储器字长一般为8位，其写入和读出是以字长为单位进行的，即8位码并行同时写入或读出。因此当话音信号进入交换网络交换时，先要串并变换:将串行码转换为并行码；当话音信号完成交换从交换网络输出时，也要进行一个反变换-并串变换:将并行码转换为串行码;,3.4.1 复用器与分路器,39,话路建立,复用器功能：信号的串并变换 将多路低速信号进行时分复用，形成高速的时分复用信号分路器功能(解复用):信号的并串变换将高速的时分复用信号进行分路，形成多路低速信号,3.4.1 复用器与分路器,40,话路建立,3.4.1 复用器与分路器,复用器、分路器与TST网络,41,话路建立,3.4.1 复用器与分路器,复用器与分路器的工作原理,n=4，并且每条PCM线路速率为2048kbit/s:2048kbit/s，串行码:256kbit/s，8位并行码:1024kbit/s，8位并行码,42,话路建立,3.4.1 复用器与分路器,43,话路建立,3.4.2 话路建立,话路建立过程举例,有一数字程控交换机。,44,3.5 控制子系统,程控交换机的控制系统是交换机的“指挥系统”，所有的“命令”从这里发出，交换机执行的每一个操作，都是在控制系统的控制下执行的;对交换机的控制系统在可靠性和处理能力上的要求要比其它控制系统高，这使得程控交换机的控制系统有别于一般的控制系统，在控制系统的构成方式和处理器之间的工作方式上具有其特殊性。,45,控制子系统,1、呼叫处理能力是指在满足服务质量的前提下，处理器处理呼叫的能力。通常用最大忙时试呼次数BHCA来表示程控交换机的呼叫处理能力，即在单位时间内控制系统能够处理的呼叫次数。处理器的系统开销组成为：系统开销固有开销非固有开销,3.5.1 程控交换机对控制系统的基本要求,46,控制子系统,3.5.1 程控交换机对控制系统的基本要求,1、呼叫处理能力,1)系统开销:即处理器时间资源的占用率，是统计时间内处理器运行系统软件和应用软件的时间与统计时长之比。2)固有开销:是与呼叫处理次数无关的系统开销，如操作系统的任务调度程序和周期执行的各种扫描程序所占CPU的时间与统计时长之比。3)非固有开销:是与呼叫处理次数有关的系统开销，如执行处理呼叫的程序所占CPU的时间与统计时长之比。,47,控制子系统,3.5.1 程控交换机对控制系统的基本要求,1、呼叫处理能力,BHCA值计算公式:由:t(系统开销)a(固有开销)+bN(非固有开销)得:N=(t-a)/b b为该交换机控制系统处理一次呼叫的非固有开销（平均值）;N为单位时间内所处理的呼叫总次数，即呼叫处理能力值（BHCA）;,48,控制子系统,3.5.1 程控交换机对控制系统的基本要求,1、呼叫处理能力,某处理器忙时用于呼叫处理的时间开销平均为0.80，其中固有开销为0.30，处理一次呼叫平均所用时间为36ms，求其BHCA值为多少？解:t0.80，a0.30，b36X10-3/3600(小时)，由ta+bN可知：N=(ta)/b=(0.800.30)X 3600/36X10-3=50000次/h,例 题,49,控制子系统,3.5.1 程控交换机对控制系统的基本要求,1、呼叫处理能力,程控交换机的呼叫处理能力与交换机的系统结构、处理器的性能、处理器的负荷分担情况、操作系统的效率、呼叫处理相关软件的编程效率等因素有关;过负荷状态:在一个有效的时间间隔周期内(不包含峰值瞬间)，话务负荷超过了交换机控制系统的设计处理能力时;,50,控制子系统,3.5.1 程控交换机对控制系统的基本要求,1、呼叫处理能力,过负荷控制:采取的方法一般为分级的限制某些用户的呼叫，并且至少应做到分4级进行限制，每级限制25的用户呼叫，限制用户的顺序从普通用户到优先级用户。当过负荷程度下降时，应逐步减少呼叫限制的用户数。,51,控制子系统,3.5.1 程控交换机对控制系统的基本要求,1、呼叫处理能力,（a）过负荷控制,（b）有过负荷控制和无过负荷控制对比呼叫处理能力的特性,52,控制子系统,3.5.1 程控交换机对控制系统的基本要求,程控交换机系统中断的指标是20年内系统中断时间不得超过1小时。(系统中断:由于故障不能处理任何呼叫且时间大于30s)控制系统是程控交换机的“神经中枢”，因此要求控制系统的可靠性要高，故障率要低。当出现故障时，处理故障的时间要短。,2、高可靠性,53,控制子系统,3.5.2 控制系统的构成方式,1、集中控制,指处理器可以对交换系统内的所有功能及资源实施统一控制。控制系统可以由多个处理器构成，每一个处理器均可控制整个系统的正常运作。,集中控制方式,54,控制子系统,3.5.2 控制系统的构成方式,1、集中控制,集中控制方式具有以下特点：1)处理器直接控制所有功能的完成和资源的使用，控制关系简单，处理器间通信接口简单。2)每台处理器上运行的应用软件包含了对交换机所有功能的处理，因而单个处理器上的应用软件复杂、庞大。3)处理器集中完成所有功能，一旦处理器系统出现故障，整个控制系统失效，因而系统可靠性较低。,55,控制子系统,3.5.2 控制系统的构成方式,2、分散控制,指对交换机所有功能的完成和资源使用的控制是由多个处理器分担完成的的;该控制系统由多个处理器构成，每个处理器分别完成不同的功能和控制不同的资源,分散控制方式,56,控制子系统,3.5.2 控制系统的构成方式,2、分散控制,分散控制可分为以下两种方式：1)全分散控制(分布式分散控制方式)其多个处理器之间独立工作，分别完成不同的功能和对不同的资源实施控制，处理器之间不分等级，不存在控制与被控制关系，各处理器有自主能力。,S1240程控数字交换机是采用全分散控制方式,57,控制子系统,3.5.2 控制系统的构成方式,2、分散控制,分散控制可分为以下两种方式：,2)分级分散控制 控制系统由多个处理器构成，各处理器分别完成不同的功能和对不同的资源实施控制，处理器之间是分等级的，高级别的处理器控制低级别的，协同完成整个系统的功能。,瑞典爱立信AXE10(2级),日本富士通FETEX-150(3级),58,控制子系统,1、功能分担方式多个处理器分别负责完成不同的功能。,某个局用程控交换机系统结构示意图,3.5.3 多处理器的工作方式,2级分散控制方式,59,控制子系统,3.5.3 多处理器的工作方式,多个处理器分别负责完成一部分话务功能.,2、话务分担方式,某个局用程控交换机系统结构示意图,60,控制子系统,3.5.3 多处理器的工作方式,为提高控制系统的可靠性;主用机、备用机冗余方式按照配置备用处理器数量和方法的不同，可分为两种：1）双机冗余配置 2）N+m冗余配置,3、冗余方式,61,控制子系统,3.5.3 多处理器的工作方式,1)双机冗余配置 是指有两套处理器系统：一个为主用，一个为备用。根据具体工作方式的不同，分为以下三种：同步方式：在同步方式下，主、备用机同步工作；,同步方式工作模式,3、冗余方式,62,控制子系统,3.5.3 多处理器的工作方式,1)双机冗余配置,互助方式 主备用机之间负荷均分，分别承担一半的话务负荷。当一台处理器出现故障时，另一台处理器要承担全部话务处理工作，直到发生故障的处理器恢复，重新回到负荷分担的模式。,互助方式工作模式,3、冗余方式,63,控制子系统,3.5.3 多处理器的工作方式,1)双机冗余配置,3、冗余方式,主/备方式 主用机在线运行，而备用机处于备用状态。备用状态又有两种模式：冷备用和热备用。冷备用的处理器内不保存动态的呼叫数据，当发生故障进行切换时，正在进行的呼叫会损失掉；热备用的处理器内保存当前动态的呼叫数据，当发生故障进行切换时，不影响正在进行的呼叫；一般程控交换机都采用热备用模式。,64,控制子系统,3.5.3 多处理器的工作方式,3、冗余方式,2)N+m冗余配置 有N个处理器在线运行，m个处理器处于备用状态，比较常用的是N+1冗余配置方式，即m=1。,65,控制子系统,多处理器之间的通信可采用一般计算机网络处理器之间的通信方式，如采用总线方式、环形网等;,程控交换机多处理器之间通信采用总线方式,3.5.4 多处理器间的通信,66,控制子系统,3.5.4 多处理器间的通信,由于程控交换机技术上的一些特殊性(系统结构构成方式、采用同步时分复用的传输方式等),其多处理器之间可采用PCM通信方式;这种方式灵活方便、便于远距离通信。,多处理器之间通信采用PCM方式,67,3.6 程控交换软件技术,3.6.1 程控交换软件系统概述,程控交换软件的特点,实时性-话音业务最大的特点是具有实时性;多任务并发执行-程控交换机应能处理并发的多个呼叫;高可靠性-程控交换机必须具有高可靠性，,68,程控交换软件技术,3.6.1 程控交换软件系统概述,程控交换机软件系统的组成,程控交换机软件系统的组成,69,程控交换软件技术,3.6.1 程控交换软件系统概述,程控交换机软件系统的组成,操作系统,是交换机硬件与应用软件之间的接口。是一个实时多任务的操作系统,能对随机发生的外部事件做出及时地响应，并能够在严格的时限内进行处理。,通信是在进程之间交换信息；同步是指系统中有几个进程共同完成一个任务，它们必须协同动作、互相配合，甚至需要交换信息，进行进程之间的通信；互斥是指进程间要互相竞争才能获得某个共享资源；,70,程控交换软件技术,3.6.1 程控交换软件系统概述,程控交换机软件系统的组成,操作系统,程控交换机的操作系统对任务调度一般采用基于优先级的抢占式调度算法;,所谓抢占式:指如果系统内核一旦发现有优先级比当前正在运行的任务的优先级高的任务，则使当前任务退出CPU进入等待队列，立即切换到高优先级的任务执行。在处理同优先级别的任务时采用先来先服务或轮转调度的算法。,71,程控交换软件技术,3.6.1 程控交换软件系统概述,程控交换机软件系统的组成,操作系统,程控交换机的操作系统对任务调度一般采用基于优先级的抢占式调度算法;,故障级任务：具有最高优先级。周期级任务：比故障级任务低、比基本级任务高。基本级任务：其优先级最低。,72,程控交换软件技术,3.6.1 程控交换软件系统概述,程控交换机软件系统的组成,操作系统,不同级别的任务调度与处理,73,程控交换软件技术,3.6.1 程控交换软件系统概述,程控交换机软件系统的组成,应用软件,1)呼叫处理软件:主要负责呼叫连接的建立与释放以及业务流程的控制，它是负责整个呼叫过程控制的软件2)OAM软件:是程控交换机用于操作、维护和管理的软件;,74,程控交换软件技术,3.6.1 程控交换软件系统概述,程控交换机软件系统的组成,应用软件,3)数据库系统:包括系统数据、用户数据和局数据。系统数据:与交换机的硬件体系结构和软件程序有关,不随交换局的应用环境而变化;用户数据:是每个用户所特有的，它反映用户的具体情况，有静态用户数据和动态用户数据之分;局数据:是反映交换局设置和配置情况的数据。,75,程控交换软件技术,3.6.2 呼叫处理的基本原理,1、呼叫处理过程及其特点,76,程控交换软件技术,呼叫处理的过程具有以下7个特点：整个呼叫处理过程可分为若干个阶段，每个阶段可以用一个稳定的状态来表示；整个呼叫处理的过程就是在一个稳定状态下，处理器监视、识别输入信号，进行分析处理，执行任务和输出命令，然后跃迁到下一个稳定状态的循环过程；两个稳定的状态之间要执行各种处理；在一个稳定状态下，若没有输入信号，状态不会迁移；相同的输入信号在不同的状态下会有不同的处理，并迁移到不同的状态；在同一状态下，对不同输入信号的处理是不同的；在同一状态下，输入同样信号，也可能因不同情况得出不同结果,77,程控交换软件技术,2、用SDL图表示的呼叫处理过程,SDL不仅对系统的行为能用扩展的有限状态机（EFSM）来描述，而且能够清楚表达EFSM难于表达的通信系统中的两个主要概念功能部件之间的通信关系和定时器功能.能够用SDL来说明该系统所具有的行为，也可描述其实际具有的行为.SDL主要应用于电信领域，它是为描述复杂的实时系统而特别设计的.SDL语言具有两种不同的形式，即文本表示法（PR）和图形表示法（GR）.,3.6.2 呼叫处理的基本原理,SDL规范说明和描述语言,78,程控交换软件技术,3.6.2 呼叫处理的基本原理,SDL图形表示法中常用的图形符号:,2、用SDL图表示的呼叫处理过程,79,程控交换软件技术,3.6.2 呼叫处理的基本原理,3、输入处理,主要功能就是要及时检测外界进入到交换机的各种信号.是由输入处理程序来完成的。在一次呼叫过程中，当事件发生时，输入处理程序要及时、准确地检测和识别事件，报告给分析处理程序。,80,程控交换软件技术,3.6.2 呼叫处理的基本原理,3、输入处理,主要功能有5个,1)用户线扫描分析负责检测和识别用户线上的摘机/挂机信号和用户拨号信号。是周期级程序;用户摘挂机扫描周期一般为100200ms，拨号脉冲识别周期一般为810ms。,81,程控交换软件技术,3.6.2 呼叫处理的基本原理,3、输入处理,主要功能,2)摘挂机识别原理,82,程控交换软件技术,3.6.2 呼叫处理的基本原理,3、输入处理,2)摘挂机识别原理,一般在实际实现时通常采用“群处理”的方法，对一组用户进行检测，而不是逐个用户地检测，这样可大大提高扫描效率。中国No.1信令的线路信令在交换机的输入端一般表现为电位的变化，可采用与用户线监视扫描相同的方法，来监视扫描线路信令的变化。,主要功能,83,程控交换软件技术,3.6.2 呼叫处理的基本原理,3、输入处理,3)脉冲拨号识别原理,包括脉冲识别和位间隔识别;A）脉冲识别:用户拨号送脉冲时为“断”，脉冲间隔时为“续”，,号盘每秒发出的最快脉冲个数为14个，脉冲周期T=1000/14=71.43ms;若脉冲断续比为2.5:1，则脉冲“续”的时间最短，为(1/3.5)*T，那么拨号期间最短的变化周期为Tmin=(1/3.5)*T=(1/3.5)*71.43ms=20.41ms。,脉冲识别扫描程序的周期Ts Tmin,主要功能,84,程控交换软件技术,3.6.2 呼叫处理的基本原理,3、输入处理,3)脉冲拨号识别原理,A）脉冲识别:,主要功能,85,程控交换软件技术,3.6.2 呼叫处理的基本原理,3、输入处理,3)脉冲拨号识别原理,B)位间隔识别:首先要确定位间隔识别的扫描周期。最慢的脉冲速度为每秒8个脉冲，脉冲周期T=1000/8=125（ms）;脉冲断续比为2.5:1，则脉冲断的时间是用户线状态无变化的最大间隔Tmax=(2.5/3.5)*T=2.5/3.5*125=89.29(ms)，,主要功能,86,程控交换软件技术,3.6.2 呼叫处理的基本原理,3、输入处理,3)脉冲拨号识别原理,B)位间隔识别:,为了不将脉冲断续时间间隔误识别为位间隔，位间隔识别的扫描周期Ts应大于Tmax。,另一方面脉冲拨号的位间隔时间Tw=350ms，位间隔识别扫描周期只有小于(1/2)*Tw=175ms;则:位间隔识别的扫描周期Ts应满足下列条件：Tmax Ts(1/2)*Tw才能不漏识位间隔,主要功能,87,程控交换软件技术,3.6.2 呼叫处理的基本原理,3、输入处理,3)脉冲拨号识别原理,若在一个位间隔扫描周期内，用户线状态没有发生变化，则这个间隔肯定不是脉冲断续的间隔,它有可能是一个位间隔。在具体识别过程中，为保证及时识别所发生的位间隔，并且不重复识别同一个位间隔，通常将两个扫描周期结合起来进行判定识别:在一个扫描周期内，用户线状态发生了变化，而在紧接着下一个扫描周期内，用户线状态没有发生变化，我们就判定有可能检测到了一个位间隔。,B)位间隔识别:,主要功能,88,程控交换软件技术,3.6.2 呼叫处理的基本原理,3、输入处理,3)脉冲拨号识别原理,B)位间隔识别:,主要功能,89,程控交换软件技术,3.6.2 呼叫处理的基本原理,3、输入处理,3)脉冲拨号识别原理,“首次变化”这个变量，对其操作有两个特点：1、在每个位间隔扫描周期开始时，“首次变化”初始化为“0”；2、当在一个扫描周期内遇到用户线状态发生了变化，则“首次变化”的值被置为“1”，并且在这个扫描周期内保持“1”不变，以表明在这个扫描周期内，用户线发生了变化。,B)位间隔识别:,主要功能,90,程控交换软件技术,在每次100ms位间隔扫描程序执行时，都要检查“首次变化”这个变量。若“首次变化”为“0”:表明用户线状态没有发生过变化；若“首次变化”为“1”:表明用户线状态发生了变化;但还不能确定为何种变化(脉冲变化OR位间隔变化)，还要看下一个100ms周期内是否有变化:若仍有变化，则属于“脉冲变化”；否则为“位间隔变化”，即判定有可能为位间隔。,3.6.2 呼叫处理的基本原理,3、输入处理,3)脉冲拨号识别原理,B)位间隔识别:,主要功能,91,程控交换软件技术,对于上述的判断结果，需进一步确认是否为“位间隔”.因为如果用户拨号时中途挂机，用户线也会有类似于“位间隔变化”的结果.若当前用户线状态为“1”，则说明用户已挂机，那么识别的就是“中途挂机”，否则即为“位间隔”。,3.6.2 呼叫处理的基本原理,3、输入处理,3)脉冲拨号识别原理,B)位间隔识别:,主要功能,92,程控交换软件技术,3.6.2 呼叫处理的基本原理,3、输入处理,4)DTMF号码识别原理,DTMF有两组频率：高频组和低频组，每个号码分别用一个高频和一个低频来表示;因此DTMF号码识别实际上就是要识别出是哪两个频率的组合。,SP信号标志；SP0时，表示正在收号；SP1时，表示没有收号；,主要功能,93,程控交换软件技术,3.6.2 呼叫处理的基本原理,3、输入处理,4)DTMF号码识别原理,DTMF信号传送时间大于40ms，对SP扫描监视周期为20ms，以确保不漏读DTMF号码。,主要功能,94,程控交换软件技术,3.6.2 呼叫处理的基本原理,4、分析处理,是对各种信息（当前状态、输入信息、用户数据、可用资源等）进行分析，以确定下一步要执行的任务和进行的输出处理。分析处理由分析处理程序来完成，它属于基本级程序。,去话分析号码分析来话分析状态分析,95,程控交换软件技术,3.6.2 呼叫处理的基本原理,4、分析处理,去话分析:在主叫用户摘机发起呼叫时所进行的分析;基于主叫用户数据，去话分析的结果决定下一步任务的执行和输出处理操作。,96,程控交换软件技术,3.6.2 呼叫处理的基本原理,4、分析处理,去话分析:,97,程控交换软件技术,3.6.2 呼叫处理的基本原理,4、分析处理,号码分析:是在收到用户的拨号号码时所进行的分析处理;分析的数据来源就是用户所拨的号码;目的是确定接续方向和应收号码的长度，以及下一步要执行的任务。,98,程控交换软件技术,3.6.2 呼叫处理的基本原理,4、分析处理,号码分析:,分二个步骤进行：,号首分析:对用户所收到的前几位号码的分析，一般为13位，以判定呼叫的接续类型，获取应收号长和路由等信息。号码翻译是接收到全部被叫号码后所进行的分析处理，它通过接收到的被叫号码来找到对应的被叫用户(用户设备号)。,99,程控交换软件技术,3.6.2 呼叫处理的基本原理,4、分析处理,号码分析:,若号首为“0”，则为国内长途呼叫；号首为“00”，则为国际长途呼叫；号首为“800”，则为智能网业务呼叫；号首为“119”，则为特服呼叫。,100,程控交换软件技术,3.6.2 呼叫处理的基本原理,4、分析处理,来话分析:,是当有入呼叫到来时在叫出被叫之前所进行的分析;基于被叫用户数据进行的;目的是要确定能否叫出被叫和如何继续控制入局呼叫的接续。,101,程控交换软件技术,3.6.2 呼叫处理的基本原理,4、分析处理,来话分析:,102,程控交换软件技术,3.6.2 呼叫处理的基本原理,4、分析处理,状态分析:,整个呼叫处理过程由一个稳定状态跃迁到下一个稳定状态的循环过程;在某个稳定状态下，接收到各种输入信号，首先要进行的分析就是状态分析;基于当前的呼叫状态和接收的事件;目的是要确定下一步的动作，即执行的任务或进一步的分析。,103,程控交换软件技术,3.6.2 呼叫处理的基本原理,5、任务执行和输出处理,分配和释放各种资源;启动和停止各种计时器;形成信令、处理器间通信消息和驱动硬件的控制命令;开始和停止计费;计算操作;存储各种号码;对用户数据、局数据的读写操作。,1)任务执行:从一个稳定状态迁移到下一个稳定状态之前，处理器完成相关任务的过程。,104,程控交换软件技术,3.6.2 呼叫处理的基本原理,5、任务执行和输出处理,送各种信号音,停各种信号音,向用户振铃和停振铃；驱动交换网络建立或拆除通话话路；连接DTMF收号器；发送公共信道信令；发送线路信令和MFC信令；发送处理器间通信信息；发送计费脉冲等。,2)输出处理：就是完成任务执行过程中发出的信令、消息的发送和相关动作的过程。,105,程控交换软件技术,3.6.3 程控交换软件技术,1、群处理为提高效率，在软件设计中尽可能对一群对象同时进行逻辑运算和处理，将这种方法称作群处理。以用户线摘挂机扫描为例:设处理器的字长为16位;每个用户摘挂机扫描的状态只用一个二进制比特就可表示;因此每次可以同时对一组16个用户进行摘挂机检测。,106,程控交换软件技术,3.6.3 程控交换软件技术,1、群处理,在群处理的流程中，逐位检查摘机、挂机用户:逐位检查相应运算结果哪一位为“1”，16位比特分别对应16个用户。用户8和10摘机,用户1和15挂机。,群处理举例,107,程控交换软件技术,3.6.3 程控交换软件技术,2、逐次展开法基于逐次展开分析表，该表为多级检索表，呈树型结构;,逐次展开法,108,程控交换软件技术,3.6.3 程控交换软件技术,2、逐次展开法,每一级表对应一位号码;表中每个单元由两部分组成：指示位和地址字段，指示位用以指示地址字段存放的是:下一级（位）检索表首地址:表示号首分析还未有结果，还得继续收号、分析;结论表首地址:表示号首分析完成，分析结果可在结论表中查到;,逐次展开法,109,程控交换软件技术,3.6.3 程控交换软件技术,2、逐次展开法,号首分析:第一级表对应3位号首，大多数情况下，通过第一级表就可以分析出结果，这时地址字段指向结论表。如果不能分析出结果，则继续进行下一级表的分析。,110,程控交换软件技术,3.6.3 程控交换软件技术,3、表格驱动根据所给参数查表来启动程序执行的方法，它是程控交换软件设计中经常采用的一种技术，可灵活地实现程序的调用执行。包括两部分内容：驱动表格和调度管理程序。周期级程序的调度为例来说明表格驱动技术:周期级程序调度的驱动表格结构:时间计数器、屏蔽表、时间表和程序地址表组成的。,111,程控交换软件技术,3.6.3 程控交换软件技术,3、表格驱动,行:代表时间;列:代表一个程序;时间计数器:值表示时间表的行地址;,112,程控交换软件技术,3.6.3 程控交换软件技术,3、表格驱动,基于表格驱动的调度管理程序流程图,113,程控交换软件技术,3.6.3 程控交换软件技术,3、表格驱动,例：某程控交换机需要7种时钟级程序，它们的执行周期分别为：A程序8ms、B程序16ms、C程序16ms、D程序32ms、E程序48ms、F程序96ms、G程序96ms，假定处理器字长为8位，相同周期的程序不能同时执行，设计一个时间表来控制这些时钟级程序的执行。具体要求：给出时钟中断周期，画出全部启动控制表格并填写完整。,114,程控交换软件技术,3.6.3 程控交换软件技术,4、有限状态机的实现,呼叫处理过程可以用扩展的有限状态机来描述，因而呼叫处理程序的实现，就是实现呼叫处理的有限状态机。实现有限状态机的方法：二维数组法、多级表法,115,程控交换软件技术,3.6.3 程控交换软件技术,4、有限状态机的实现,二维数组法：二维数组下标分别由状态号和事件号构成，下标（n，m）所对应的数组元素则是在n状态下、接收到m事件时，应进行的下一步工作的执行程序入口地址，该程序完成相应的分析、任务执行和输出处理，并跃迁到下一个状态。,基于二维数组的有限状态机的实现,116,程控交换软件技术,3.6.3 程控交换软件技术,4、有限状态机的实现,多级表：第1级为状态索引表，通过状态号可检索到该状态下可能接收的事件索引表的地址，再由所接收的事件号检索到在该状态下收到该事件完成下一步工作的程序地址，调用相应程序执行，即可完成相应的呼叫处理。,基于多级表的有限状态机的实现,117,3.7电话通信网,3.7.1 概述,电话通信网技术发展迅速：交换设备、交换模式；传输系统、传输媒介；用户终端；智能网；支撑网络：No.7信令网、电信管理网和数字同步网,118,电话通信网,3.7.1 概述,电话通信网结构：本地电话网：主要用于完成本地电话通信；一个长途编号区内；长途电话网：国际长途电话网是由分布在全球不同地理位置的国际交换中心以及它们之间的国际长途中继线路组成，负责全球的国际通信。国内长途电话网是由各个国家地理范围内的长途汇接局和长途终端局，以及它们之间的国内长途中继线路、国内长途交换局到国际长途局的长途中继线路组成，主要负责国内长途通信。,119,电话通信网,3.7.1 概述,我国电话通信网采用5级结构：网络拓扑为分层的树形结构。国内长途电话网由4个等级的长途交换中心C1、C2、C3、C4和长途中继线路构成；本地网由长途编号区内的C5交换中心