電路交換原理

3-1/832012-33-2/832012-33.1硬件系統(tǒng)的基本組成3-3/832012-31.話路部分1)交換網(wǎng)絡(luò)交換網(wǎng)絡(luò)是整個話路部分的核心，它連接各個外圍模塊，同時為各個模塊之間的通信提供通信鏈路。目前電話交換機中的交換網(wǎng)絡(luò)全部采用數(shù)字交換網(wǎng)絡(luò)，在處理機的控制下，它除了為呼叫提供需要的內(nèi)部語音/數(shù)據(jù)通路外，有時還提供信令、信號音和處理機之間通信信息的固定或半固定的連接。通常在數(shù)字交換網(wǎng)絡(luò)中直接對PCM編碼的數(shù)字信號進行交換。

3-4/832012-31.話路部分2)用戶模塊用戶模塊中包含用戶電路、用戶集中器和用戶處理機三部分。用戶電路通過用戶線直接連接用戶的終端設(shè)備—話機，主要完成BORSCHT七大功能，這七大功能的具體講解見接口電路部分。用戶集中器主要完成用戶電路與核心交換網(wǎng)絡(luò)之間的連接，完成用戶話務(wù)的集中和擴散。用戶處理機完成對用戶模塊的控制和管理功能。3-5/832012-31.話路部分3)中繼模塊中繼模塊是交換機與局間中繼線之間的接口設(shè)備，完成與其他交換機之間的連接，從而組成整個電話通信網(wǎng)。按照連接中繼電路的類型，可分為模擬中繼模塊和數(shù)字中繼模塊，分別用來連接模擬中繼線和數(shù)字中繼線。目前，模擬中繼已基本淘汰，廣泛使用的是數(shù)字中繼設(shè)備。

3-6/832012-31.話路部分4)信令模塊信令模塊完成交換機在話路接續(xù)過程中所必需的各種信令功能。一是產(chǎn)生各種信號音，如撥號音、忙音、回鈴音、MFC信號音等二是接收電話機和其他交換機送來的各種信號，如接收并識別電話機送來的DTMF信號，其他交換機送來的MFC信號，以及No.7信令的發(fā)送和接收、分析處理等。3-7/832012-32.控制部分控制部分是交換機的控制主體，完成整個交換機的控制功能，其實質(zhì)是計算機系統(tǒng)，由處理機、存儲器和輸入/輸出設(shè)備組成，通過執(zhí)行相應(yīng)軟件，完成規(guī)定的呼叫處理、維護和管理的功能。在采用分級控制的交換機中，通常由中央處理機完成對數(shù)字交換網(wǎng)絡(luò)和公用資源設(shè)備的控制，完成呼叫控制以及系統(tǒng)的監(jiān)視、故障處理、話務(wù)統(tǒng)計、計費處理等。外圍處理機完成對各種外圍模塊的控制，如用戶處理機完成用戶電路的控制、用戶話務(wù)的集中和擴散、掃描用戶線路上的各種信號并向呼叫處理程序報告、接收呼叫處理程序發(fā)來的指令并對用戶電路進行控制。3-8/832012-32.控制部分1)處理機處理機是整個控制部分的核心，用來執(zhí)行交換機的軟件指令，其運算能力的強弱直接影響整個交換機的處理能力。2)存儲器存儲器是保存程序和數(shù)據(jù)的設(shè)備。它分為內(nèi)部存儲器和外部存儲器。內(nèi)部存儲器根據(jù)訪問方式可分為只讀存儲器（ROM）和隨機訪問存儲器（RAM）。內(nèi)存的大小也會對系統(tǒng)的處理能力產(chǎn)生影響。外部存儲器指硬盤、磁帶、光盤等，用于存儲交換機程序、管理數(shù)據(jù)以及計費數(shù)據(jù)等。3)I/O設(shè)備輸入/輸出設(shè)備（I/O設(shè)備）包括計算機系統(tǒng)中所有的外圍部件，輸入設(shè)備包括鍵盤、鼠標等；輸出設(shè)備包括顯示設(shè)備、打印機等。3-9/832012-3備份方式電話交換機中，除了用戶電路外，其余模塊都是公用資源，占用的體積都不大除了用戶電路和中繼模塊外，一般采用雙備份的方式確保整個交換機的可靠運行用戶電路與交換機容量直接相關(guān)，且多采用獨占方式，為私用資源，因此用戶電路的數(shù)量很大，在整個交換機占絕大部分的體積比例。用戶電路和中繼電路一般采用n+m的備份方式。3-10/832012-3內(nèi)容提要3.1硬件系統(tǒng)的基本組成3.2話路系統(tǒng)的組成3.3程控交換機的控制系統(tǒng)3.4程控交換機軟件的基本要求3.5程控交換機軟件的運行原理3.6呼叫處理程序的基本原理3.7移動程控交換系統(tǒng)的組成3-11/832012-33.2.1數(shù)字交換網(wǎng)絡(luò)

交換機是以交換網(wǎng)絡(luò)為中心，再輔以其他模塊電路組成一個有機的整體。交換網(wǎng)絡(luò)的資源就是PCM總線，類似第1章所講的人工交換機中的繩路，目的是完成不同用戶之間的連接作用。

E1PCM總線常常被稱為30/32路總線。PCM總線用來作為中繼傳輸時，TS0用來傳輸同步字節(jié)，TS16用來傳輸信令；在交換機內(nèi)部使用時，TS0和TS16同其他時隙是等同的，都是用來傳輸語音信息或者控制信息的。某交換機中一個128×128HW總線的交換網(wǎng)絡(luò)，HW0至HW123分配給用戶電路，上下行HW總線都對應(yīng)地分配給用戶。

HW124和HW125分配給中繼使用，兩條上行HW總線作為入中繼，兩條下行HW總線作為出中繼使用。3-12/832012-3交換網(wǎng)絡(luò)中的PCM鏈路資源除了作為話路資源使用外，還必須為一些公共信息分配一些鏈路，如用戶聽到的撥號音是從交換網(wǎng)絡(luò)送到話機上的，因此它安排在上行HW總線上，如圖3-2中的UHW126和UHW127上。音信號只需單向傳輸給用戶，因此它只占用上行HW。

3-13/832012-33.2.2程控交換機的終端接口1)中繼側(cè)接口中繼側(cè)接口分A、B、C三種，A、B接口為數(shù)字中繼接口，主要完成碼型變換，時鐘提取，幀同步，幀定位等功能。C接口為模擬中繼接口，主要完成A/D、D/A轉(zhuǎn)換，2/4線轉(zhuǎn)換，多路復(fù)用等功能。3-14/832012-32)用戶側(cè)接口用戶側(cè)接口也分模擬與數(shù)字兩類模擬Z接口連接模擬用戶線，用戶端為模擬話機，現(xiàn)在大量使用的固定電話還是模擬接口。數(shù)字接口有V1～V5幾種。V1為ISDN基本速率(2B+D)的數(shù)字接口V2主要用于通過一次群或二次群連接遠端或本端的數(shù)字網(wǎng)絡(luò)設(shè)備V3主要用于通過30B+D或23B+D來連接數(shù)字用戶設(shè)備V4用于連接通過ISDN復(fù)用的數(shù)字鏈路3-15/832012-32)用戶側(cè)接口V5接口在V1～V4的基礎(chǔ)上作了較大的改動，是交換機與接入網(wǎng)之間的數(shù)字接口。V5接口按照帶寬和通路結(jié)構(gòu)又分為V5.1和V5.2，V5.1由一個2M接口組成，V5.2由一定數(shù)目的一組2M接口并行構(gòu)成，最大可達16個2M。

3-16/832012-33)管理和維護接口管理和維護接口主要用于連接外部的管理和維護設(shè)備，通過該接口完成對交換機的維護和管理工作。

3-17/832012-3數(shù)字中繼接口數(shù)字中繼(DT)接口是交換機與數(shù)字中繼線(PCM)之間的接口。數(shù)字中繼用于長途、市內(nèi)交換機，用戶小交換機和其他數(shù)字傳輸系統(tǒng)，中繼線連接交換機時有復(fù)用、碼型變換、幀定位、時鐘恢復(fù)等同步問題，還有局間信令提取和插入等配合的問題數(shù)字中繼接口概括來說是解決信號傳輸、同步和信令配合三方面的連接問題。大多數(shù)中繼線接口所連接的碼率為2048kb/s，即30/32路的PCM一次群，傳輸碼型為HDB3碼，此碼率的接口稱為A接口。采用PCM二次群作為基本速率的接口稱為B接口。3-18/832012-3數(shù)字中繼接口框圖輸入方向首先是碼型變換，然后是時鐘提取，幀、復(fù)幀同步，定位和信令提取。輸出方向是信令插入，連零抑制，幀、復(fù)幀同步插入，最后進行碼型變換后輸出。

3-19/832012-3數(shù)字中繼接口的主要功能碼型變換時鐘提取幀定位幀同步復(fù)幀同步檢測和傳送告警信息幀和復(fù)幀同步信號插入信令提取和格式轉(zhuǎn)換3-20/832012-3三種同步方式準同步方式：各交換機采用穩(wěn)定性很高的時鐘，它們互相獨立，但其相互間偏差很小，所以又稱異步方式。主從同步方式：在這種方式的電信網(wǎng)中有一個中心局，備有穩(wěn)定性很高的主時鐘，向其他各局發(fā)出時鐘信息，其他各局采用這個主時鐘來進行同步，因而各交換機之間比特率相同，相位可有一些差異。互同步方式：這種網(wǎng)絡(luò)沒有主時鐘，各交換局都有自己的時鐘，但它們相互連接相互影響，最后被調(diào)節(jié)到同一頻率(平均值)上。3-21/832012-3模擬用戶接口B（BatteryFeeding）：饋電；O（OverVoltageProtection）：過壓保護；R（RingingControl）：振鈴控制；S（Supervision）：監(jiān)視；C（CODEC&Filter）：編譯碼和濾波；H（HybridCircuit）：混合電路；T（Test）：測試。

3-22/832012-3模擬用戶電路功能框圖3-23/832012-3饋電從19世紀的共電交換機開始，所有話機都由交換機統(tǒng)一供電，稱其為中央饋電。數(shù)字程控交換機的饋電電壓為－48V，饋電電流為18～50mA。饋電電路一般采用恒流源電路方式，以限制用戶線上的電流。3-24/832012-3過壓保護由于外界雷電、市電的影響，容易從用戶線上串入高壓、強電流到用戶電路，因此在用戶電路上必須做過壓保護電路。這里也稱二次保護，因為在用戶線的總配線架上有了一次基本的保護，那里稱一次保護。

3-25/832012-3振鈴控制當用戶作被叫時，都會收到振鈴信號，該信號就是由用戶電路通過用戶線送到話機上的，振鈴信號的標準是90±15V、25Hz的高壓交流信號，該高壓信號是由專門的鈴流發(fā)生器產(chǎn)生的，當需要對某個話機送振鈴音時，用戶電路只是控制一個繼電器，使繼電器切換到鈴流發(fā)生器上，從而將振鈴信號送到話機上。3-26/832012-3監(jiān)視監(jiān)視的主要作用是及時檢測用戶話機的摘掛機情況，它通過檢測用戶環(huán)路上的電流變化來實現(xiàn)，由用戶電路不斷地循環(huán)掃描用戶環(huán)路，一般的掃描周期是200ms左右，不管用戶是否在使用話機，用戶電路都按這個周期不斷地對用戶進行掃描，一旦發(fā)現(xiàn)摘掛機，它立即向上層程序報告，從而再進行其他相關(guān)處理。3-27/832012-3編譯碼和濾波編譯碼用來完成模擬用戶線上的模擬信號與交換網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)字信號之間的轉(zhuǎn)換，完成A/D和D/A轉(zhuǎn)換功能，它由編碼器（Coder）和譯碼器（Decoder）組成，簡稱為CODEC。在編譯碼器之前，還有濾波器，以濾除300～3400之外的頻率。該電路是實時地進行A/D和D/A轉(zhuǎn)換，語音信號、話機上的DTMF按鍵音和收到的信號音，都是通過該電路進行實時A/D和D/A轉(zhuǎn)換。3-28/832012-3混合電路模擬用戶線為二線傳輸方式，而A/D轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號采用四線傳輸，所以在A/D變換之前和D/A變換之后，需要采用混合電路來進行二/四線轉(zhuǎn)換，如圖所示為混合電路的框圖，圖中的平衡網(wǎng)絡(luò)是對用戶線進行阻抗匹配的。3-29/832012-3測試測試功能是為了在出現(xiàn)故障時能對用戶線和用戶電路進行測試，它分為外線測試和內(nèi)線測試。外線測試是對用戶線進行測試，主要測試用戶電纜的一些指標，如環(huán)阻、對地電阻、對地電容、線間電容等；內(nèi)線測試是對用戶電路本身進行測試。3-30/832012-3V5接口V5接口的技術(shù)特點V5.1接口由單個2048Kbit/s鏈路構(gòu)成，用于支持下列接入類型：模擬電話接入基于64Kbit/s的綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)（ISDN）基本接入用于半永久連接的、不加帶外信令信息的其他模擬接入或數(shù)字接入V5.2接口按需要可以由1～16個2048Kbit/s鏈路構(gòu)成，除了支持V5.1接口提供的接入類型外，還可支持ISDN一次群速率接入。對于模擬電話接入，既支持單個用戶接入，也支持PABX的接入。對于ISDN接入，B通路上的承載業(yè)務(wù)、用戶綜合業(yè)務(wù)以及補充業(yè)務(wù)均不受限制，同時也支持D通路和B通路中的分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。3-31/832012-3V5接口的優(yōu)點V5接口是一個開放的接口 通過V5接口網(wǎng)絡(luò)運營者可以選擇最好的系統(tǒng)設(shè)備進行組合支持不同的接入方式。通過開放接口，本地交換機可以接納各種接入網(wǎng)設(shè)備，從而使網(wǎng)絡(luò)向有線/無線結(jié)合的方向發(fā)展。提供綜合業(yè)務(wù)增加安全、可靠性3-32/832012-33.2.3信令設(shè)備信令設(shè)備是交換機的一個重要組成部分，通過PCM總線連接到交換網(wǎng)絡(luò)中，通過交換網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部的PCM鏈路來完成信令的接收和發(fā)送。它的主要功能包括：提供各種數(shù)字化的信號音，如撥號音、忙音、回鈴音等；DTMF話機的雙音頻信號的接收與識別；局間采用隨路信令時，多頻記發(fā)器信號的接收和發(fā)送；局間采用No.7信令時，實現(xiàn)信令終端的所有功能。

3-33/832012-3常用的音信號單頻信號音交換機從用戶線上送給用戶的各種提示音為單頻信號，我國采用450Hz的頻率，通過不同的斷續(xù)時間來形成不同的提示信息。常見的用戶線音信號有撥號音、回鈴音、忙音、空號音等，他們的具體指標見第5章。目前為了便于人們的理解，忙音和空號音等大都采用語音信號來提示。特別注意，在用戶線上還有一種信號是振鈴信號，但它不是低壓的音信號，而是90±15V、25Hz的高壓信號，其斷續(xù)比為4S:1S，它不能通過交換網(wǎng)絡(luò)來傳送，是通過圖3-7中的振鈴繼電器直接送到用戶外線上的。3-34/832012-3多頻信號音多頻信號一是電話機通過用戶線送給交換機的電話號碼，它采用兩個頻率來表示一個號碼，也稱為雙音頻信號，它按照表1-1的頻率進行編碼。二是在局間中繼線上傳送的多頻記發(fā)器信號，稱為MFC信號。如中國1號信令，前向MFC信號用1380Hz、1500Hz，1620Hz，1740Hz，1860Hz，1980Hz六個頻率來表示，采用6中取2的方式進行編碼，共有15種組合；后向信號用1140Hz、1020Hz，900Hz，780Hz四個頻率來表示，采用4中取2的方式進行編碼，共有6種組合。3-35/832012-3將模擬的音頻信號數(shù)字化。用8KHz采樣，必須滿足125us的整數(shù)倍。如500Hz，其周期為2ms，2000/125=16,單個周期即為125us的整數(shù)倍。需要16個單元存儲采樣后編碼的值。如450Hz，其周期為2222.2us，2222.2/125,不成整數(shù)倍。那么多少個450Hz的周期信號是125us的整數(shù)倍？求450與8000的最大公約數(shù)，=50，二者的重復(fù)頻率為50Hz。總長為1/50=20ms，20000/125=160。即20ms內(nèi)，（450/50=9）9個450Hz的信號正好是125us的整數(shù)倍，抽樣160個點。一、單音頻信號的產(chǎn)生3-36/832012-3步驟:1.求最大公約數(shù)A;2.求重復(fù)周期T=1/A(S)。3.求抽樣點數(shù)量T×8000=8000/A。1234567891011若兩倍周期滿足125us的整數(shù)倍。但只按照一周期來抽樣后的失真情況。3-37/832012-3與單音頻信號唯一不同，只是多一個信號參與求最大公約數(shù)。然后用8000/重復(fù)頻率（即最大公約數(shù)）得到需要的抽樣點。產(chǎn)生1380和1500的數(shù)字信號。求最大公約數(shù)：1380、1500、8000Hz

20Hz(重復(fù)周期：1/20=50ms，在50ms內(nèi)1380Hz重復(fù)69次，1500Hz重復(fù)75次，8000Hz對其抽樣400次。)8000/20=400.二、雙音頻信號的產(chǎn)生3-38/832012-3如何將音頻信號發(fā)送給用戶？3-39/832012-3SNA/DSNDTDT450HZMFC發(fā)DTMF收MFC收DA用ROM存儲450HZ的數(shù)字信號。(事先數(shù)字化)用ROM存儲MFC的數(shù)字信號。轉(zhuǎn)發(fā)DTMF接收到的號碼。用450Hz的模擬信號，則只能從用戶線上加入；或者用D/A轉(zhuǎn)換器實時轉(zhuǎn)換。3-40/832012-3音頻信號在話音頻帶之內(nèi)，其傳輸?shù)韧谠捯粜盘枺斎凰惨加脮r隙號。SNTTSiROMTTS0TTS9三、數(shù)字音頻信號的發(fā)送TTTRWT0SMCMWCPU控制RT型接線器發(fā)送音信號時鐘128TS128TTS21255021128復(fù)用器分路器TS16ROM時鐘255HW5TS2P/SOn/OffControl撥號音回鈴音忙音HW0HW7TTS18TTS1T復(fù)用器ROMT分路器分路器復(fù)用器TS91DHW0UHW014TTS4T118WWRRUHW15DHW159FixT-S-T鏈路半永久連接法TTS1TTS11115151TS18TS4TTS18TTS1T復(fù)用器129ROM1515T分路器分路器復(fù)用器TS91DHW0UHW011291TTS4T1WWRRUHW15DHW159Fix184A7A7T-S-T鏈路半永久連接法合并CMTTS18TTS1T復(fù)用器129ROMT分路器分路器復(fù)用器TS91DHW0UHW011291TTS4T1WWRRUHW15DHW159Fix184A7A7這里內(nèi)容不能固定，每次要根據(jù)DHW來決定內(nèi)容；且要求同時聽撥號音，則無法實現(xiàn)。（或者將Ts9同時交換到16個時隙上，來實現(xiàn)同時聽撥號音。這又需要改變初級T的控制方式。）0-15改變S接線器的工作方式3-45/832012-31.用戶接收交換機的音信號SNTTSiROMTTS0TTS9D/A四、數(shù)字音頻信號的接收2.交換機接收用戶的雙頻信號FSNTTSiROMTS0FTS9RevDTMFRevDTMFFTSjFTSkCPUA

D模擬濾波器數(shù)字濾波器HWCPUCPUHW3-47/832012-3j

0i

0SNTTSiROMTS9RevDTMFRevDTMFFTSjFTSkFTS0TUHWDHWAB0

9AA9

0BB一個完整的呼叫過程

五、一個完整的呼叫過程3-48/832012-3內(nèi)容提要3.1硬件系統(tǒng)的基本組成3.2話路系統(tǒng)的組成3.3程控交換機的控制系統(tǒng)3.4程控交換機軟件的基本要求3.5程控交換機軟件的運行原理3.6呼叫處理程序的基本原理3.7移動程控交換系統(tǒng)的組成3-49/832012-33.3程控交換機的控制系統(tǒng)3.3.1控制系統(tǒng)的基本要求

呼叫處理能力可靠性靈活性和適用性經(jīng)濟性3-50/832012-33.3.2控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)方式控制方式集中控制方式：由于集中控制方式的可靠性不高，只在早期的交換機中采用這種方式，現(xiàn)在的大都數(shù)交換機都采用分級控制方式。分級控制方式：分級控制方式采用多個處理機來完成整個交換機的控制功能，這些處理機按照控制的范圍和完成的功能分成不同的級別。全分散控制的交換系統(tǒng)：全分散控制交換機以S1240為典型代表，它不用功能集中的中央處理機，而將控制功能分散到各個終端模塊的控制單元(TCE)中3-52/832012-3協(xié)作方式功能分擔功能分擔是一種非常普遍的分布處理方式，多臺處理機各有分工，各司其職，各個不同的功能由獨立的處理機完成。常見的功能分擔包括：控制用戶模塊的用戶處理機和控制數(shù)字交換網(wǎng)絡(luò)的中央處理機；直接控制硬件工作的前臺區(qū)域處理機和后臺的中央處理機；專門負責系統(tǒng)的維護和管理的處理機；各種電話設(shè)備如各種中繼器、信號設(shè)備、甚至用戶等都可能有專用的處理機進行控制。3-53/832012-3負荷分擔

負荷分擔是同一個功能由多個處理機分擔完成，但負責不同的范圍，在交換系統(tǒng)中也稱為話務(wù)分擔方式。在這種方式下，每臺處理機完成一部分話務(wù)的處理功能，多臺處理機共同完成所有話務(wù)的控制，故稱為負荷分擔方式。系統(tǒng)中處理機的配置數(shù)量可以根據(jù)交換系統(tǒng)的話務(wù)量強度來決定。負荷分擔情況下，各個處理機平時不是滿負荷工作，留有余量以備其他設(shè)備損壞時，可接管其他處理機的工作。3-54/832012-33.3.3控制系統(tǒng)的冗余配置方式同步雙工方式

3-55/832012-3

話務(wù)分擔方式

3-56/832012-3主備用方式N+m備用方式3-57/832012-33.3.4多處理機間的通信方式利用現(xiàn)有PCM信道進行通信利用PCM鏈路中的部分時隙進行通信利用整條PCM鏈路進行通信利用單獨的計算機網(wǎng)進行通信多總線結(jié)構(gòu).令牌環(huán)結(jié)構(gòu)以太網(wǎng)結(jié)構(gòu)

3-58/832012-3內(nèi)容提要3.1硬件系統(tǒng)的基本組成3.2話路系統(tǒng)的組成3.3程控交換機的控制系統(tǒng)3.4程控交換機軟件的基本要求3.5程控交換機軟件的運行原理3.6呼叫處理程序的基本原理3.7移動程控交換系統(tǒng)的組成3-59/832012-33.4程控交換軟件的基本要求實時性強；并發(fā)性和多任務(wù)；（多道程序運行方式）可靠性高（業(yè)務(wù)的不間斷性）；可維護性要求高；靈活性。3-60/832012-3呼叫處理過程中反映出的問題3-61/832012-3內(nèi)容提要3.1硬件系統(tǒng)的基本組成3.2話路系統(tǒng)的組成3.3程控交換機的控制系統(tǒng)3.4程控交換機軟件的基本要求3.5程控交換機軟件的運行原理3.6呼叫處理程序的基本原理3.7移動程控交換系統(tǒng)的組成3-62/832012-33.5程控交換機軟件的運行原理3.5.1程控交換機軟件系統(tǒng)運行模型

交換機的基本工作過程是以狀態(tài)和狀態(tài)的遷移為基礎(chǔ)的。最基本的交換過程可以表述為用戶空閑狀態(tài)、等待撥號狀態(tài)、號碼接收狀態(tài)、振鈴狀態(tài)、通話狀態(tài)，又回到用戶空閑狀態(tài)。交換機對一個呼叫的處理過程總是由對應(yīng)于該呼叫的外部事件觸發(fā)，然后根據(jù)該電話用戶當前的狀態(tài)和接收到的事件類型去執(zhí)行相應(yīng)的作業(yè)。3-63/832012-3當前狀態(tài)+激勵事件＝新狀態(tài)狀態(tài)的轉(zhuǎn)移的判決方式：1)以呼叫的當前狀態(tài)為依據(jù)，調(diào)用一個程序模塊。2)以所發(fā)生的事件為依據(jù)，調(diào)用一個程序模塊。3)以當前狀態(tài)和新事件為依據(jù)，調(diào)用一個程序模塊。

(主叫摘機，撥號超時，中途掛機和話畢掛機)穩(wěn)態(tài)一穩(wěn)態(tài)二輸出處理輸入處理分析處理3-64/832012-33-65/832012-33.5.2程控交換機軟件系統(tǒng)的組成數(shù)據(jù)程序靜態(tài)動態(tài)應(yīng)用程序系統(tǒng)程序數(shù)據(jù)庫操作系統(tǒng)局數(shù)據(jù)用戶數(shù)據(jù)資源狀態(tài)話務(wù)、告警數(shù)據(jù)呼叫處理故障處理維護管理運行軟件用戶、中繼、費率、系統(tǒng)控制。話務(wù)管理具體類型3-66/832012-3操作系統(tǒng)的功能：任務(wù)調(diào)度通信控制（進程間的通信和處理機之間的通信）存儲管理時間管理系統(tǒng)監(jiān)督和恢復(fù)I/O設(shè)備管理文件管理1.操作系統(tǒng)3-67/832012-32、程控交換機軟件系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)半固定數(shù)據(jù)：描述交換機的硬件配置和運行環(huán)境等。包括局數(shù)據(jù)和用戶數(shù)據(jù)。一般不用修改暫時數(shù)據(jù)：又稱動態(tài)數(shù)據(jù)，表征交換機內(nèi)部運行狀態(tài)細節(jié)，通常只存于內(nèi)存中3、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)4、呼叫處理程序5、故障監(jiān)視處理程序6、維護、管理程序3-68/832012-3OS的任務(wù)調(diào)度：1.功能：根據(jù)實時性的不同要求，按照一定的優(yōu)先級調(diào)度相應(yīng)的作業(yè)在處理機上運行。2.程序的優(yōu)先級劃分：1)中斷級（故障級）：實時性高、隨機性（不可屏蔽）

---強占型：由硬件中斷，不通過OS調(diào)度。

---主要用于故障處理和輸入輸出處理。2)時鐘級（周期級）：實時性較高、周期性（可屏蔽）

---非強占型：由時鐘級調(diào)度。

---在關(guān)中斷狀態(tài)下執(zhí)行，要求其執(zhí)行時間盡可能短。

---主要用以發(fā)現(xiàn)外部事件。3.5.3程控交換機軟件的級別劃分3-69/832012-3

3)基本級（進程級）：實時性最低，可延遲執(zhí)行

---大部分程序?qū)儆诨炯壋绦?/p>

---按實時性的不同，又可分為多個級別。 一般呼叫處理程序的級別較高，管理和維護程序級別較低

---同一級別程序排成隊列形式，由隊列啟動（FIFO)

正常情況下，只有時鐘級程序和基本級程序交替運行，每當時鐘中斷到來，就執(zhí)行時鐘級程序，執(zhí)行完畢后轉(zhuǎn)入基本級程序的執(zhí)行。3-70/832012-33.5.4程控交換機軟件系統(tǒng)的調(diào)度機制中斷與中斷接口：1.時鐘中斷：任務(wù)調(diào)度的時間基準2.故障中斷：（最高優(yōu)先級，且不可屏蔽）1)硬件中斷（硬件監(jiān)視電路發(fā)出的中斷）2)運行異常中斷（死循環(huán)后，WDT的中斷）3)程序性中斷（除數(shù)為零、無效指令等）3.I/O中斷 中央處理機通過外圍處理機與外設(shè)相連，中央處理機與外圍處理機之間采用I/O中斷的方式3-71/832012-31.周期級任務(wù)的調(diào)度時鐘級調(diào)度程序的任務(wù)：確定本次時鐘中斷時應(yīng)調(diào)度哪些時鐘級程序運行。

--它以一種時鐘中斷為時基，采用時間表為調(diào)度依據(jù)。實現(xiàn)方式：比特型時間表：組成：時間計數(shù)器（時基）屏蔽表時間表功能程序入口地址表3-72/832012-3011100010011010100111001Program1Program2Programn功能程序入口地址表時間表表體時間計數(shù)器時基：8ms屏蔽表110001i程序時間3-73/832012-3周期級：A--周期5ms，時長2ms，在第一周期啟動

B--周期10ms，時長1ms，在第二周期啟動

A優(yōu)先于B；基本級：C--時長40ms。故障級：在第三周期的1ms出發(fā)生，時長1ms。畫出任務(wù)執(zhí)行順序圖，并求C實際執(zhí)行多長時間？C實際執(zhí)行：17*5-2-2=81ms2123212123212375*6＝3021231idle2共：3+6*2+2=17個周期222112.基本級任務(wù)的調(diào)度3-74/832012-3內(nèi)容提要3.1硬件系統(tǒng)的基本組成3.2話路系統(tǒng)的組成3.3程控交換機的控制系統(tǒng)3.4程控交換機軟件的基本要求3.5程控交換機軟件的運行原理3.6呼叫處理程序的基本原理3.7移動程控交換系統(tǒng)的組成3-75/832012-3一、基本概念呼叫處理程序的任務(wù)：負責呼叫的建立、監(jiān)督、撤消及呼叫處理過程中的其他一些處理。程序比例不大，但運行頻繁，占用處理器的時間最多。核心程序，體現(xiàn)并發(fā)性和實時性。大量事件下，處理機面臨的問題。實時性與并發(fā)性3.6.1對呼叫處理程序的要求3-76/832012-3局內(nèi)呼叫的處理過程：

1.用戶呼出（摘掛機檢測）

2.收號階段（數(shù)字接收與分析） 最繁重的階段：前綴分析+數(shù)字翻譯

3.通話建立階段（接續(xù)）

4.通話階段（啟動計費）

5.呼叫撤除階段（掛機檢測、拆除鏈路、輸出計費數(shù)據(jù)）各個階段對時間的要求不一樣。各個階段之間有較長的時間等待。所以，處理器不連續(xù)為一個呼叫服務(wù)。*穩(wěn)態(tài)：空閑、等待收號、收號、振鈴、通話。3.6.2用SDL圖描述的呼叫處理過程3-77/832012-3本局呼叫：P77圖3-19出局呼叫：（思考）入局呼叫：（思考）3-78/832012-33-79/832012-33.6.3呼叫處理程序的組成和層次關(guān)系呼叫控制呼叫服務(wù)信令控制設(shè)備控制話路設(shè)備硬件呼叫處理軟件第一層第二層第三層硬件接口程序，定期收集電路狀態(tài)信息，以事件形式報告給信令處理程序；同時，接收信令和呼叫控制的命令，控制硬件動作。將電路狀態(tài)變化譯成相應(yīng)的電話消息，報告給呼叫控制程序。有：用戶線信令、出入中繼信令、記發(fā)器信令處理程序等。

它由事件驅(qū)動。呼叫控制：根據(jù)呼叫當前狀態(tài)和新事件，控制狀態(tài)轉(zhuǎn)移；呼叫服務(wù)：根據(jù)呼叫控制程序的要求檢索數(shù)據(jù)庫，提供相關(guān)數(shù)據(jù)。多為分析程序。3-80/832012-33.呼叫控制與服務(wù)：呼叫處理的中樞，負責控制呼叫接續(xù)的整個過程。協(xié)調(diào)指揮信令和底層程序。1.設(shè)備控制：硬件接口程序，收集硬件信息，控制硬件動作。2.信令控制：完成無意義的硬件信息、動作與有含義的信令信息之間的轉(zhuǎn)換。3-81/832012-3數(shù)字分析

任務(wù)：根據(jù)已接收到的輸入信息，查找和分析相關(guān)數(shù)據(jù)，以確定交換機下一步如何進行呼叫處理。

1）分析的基本方法表格展開法：以已知數(shù)據(jù)作索引，依次查表。對鍵法：將已知數(shù)據(jù)看作一個“鍵”，與固定字段比較。～查表法。3-82/832012-3αβγFiFjFabcd分析結(jié)果A表C表jB表i表格展開法αβγ百位十位個位3-83/832012-3αβγ分析結(jié)果對鍵法ACDABCκλμαβγabcd逐行比較3-84/832012-32）用戶數(shù)據(jù)及其分析

用戶數(shù)據(jù)：設(shè)備碼、電話號碼、用戶類別、用戶業(yè)務(wù)等級等。發(fā)話側(cè)：根據(jù)設(shè)備碼檢索；受話側(cè)：根據(jù)電話號碼檢索；去話分析：收號設(shè)備類型號；應(yīng)執(zhí)行的任務(wù)號；下一狀態(tài)號碼；來話分析：被叫用戶的用戶數(shù)據(jù)；被叫用戶的狀態(tài)；主叫用戶的某些數(shù)據(jù)；3-85/832012-3翻譯表與數(shù)字分析

任務(wù)：從被叫號碼譯出與被叫號碼字冠相對應(yīng)的中繼路由（出局）和用戶群號（本局）。確定計費費率、收費類別等。采用樹型結(jié)構(gòu)表格，用表格展開法分析。23、24、25局長途局交換機22局交換機21局用戶線路由1：國際路由2：國內(nèi)路由3：直達21局路由4：轉(zhuǎn)接23、24、25局例子：3-86/832012-300路由110路由220路由2900空號臺1100空號臺10路由32130路由440路由400匪警臺10空號臺20900空號臺10千群120千群2011121922局的號碼分析表結(jié)構(gòu)1個表第一位第二位第三位≤100個表≤10個表3-87/832012-3內(nèi)容提要3.1硬件系統(tǒng)的基本組成3.2話路系統(tǒng)的組成3.3程控交換機的控制系統(tǒng)3.4程控交換機軟件的基本要求3.5程控交換機軟件的運行原理3.6呼叫處理程序的基本原理3.7移動程控交換系統(tǒng)的組成3-88/832012-33.7.1移動程控交換機在PLMN網(wǎng)絡(luò)中位置移動電話交換機在PLMN網(wǎng)絡(luò)中的位置

MSCBSMSMSCPSTNISDNEVLRHLREIRCFBAUmDVLRACG3-89/832012-3網(wǎng)絡(luò)功能部件

MS：稱為移動臺，是移動網(wǎng)的用戶終端設(shè)備。BS：稱為基站，它負責射頻信號的發(fā)送和接收以及無線信號至MSC的接入，在某些系統(tǒng)中還可以有信道分配、蜂窩小區(qū)管理等控制功能。一般情況下—個基站控制一個或數(shù)個蜂窩小區(qū)。MSC：稱為移動交換中心。它完成移動呼叫接續(xù)、越區(qū)切換控制、無線信道管理等功能，同時也是PLMN與PSTN、PDN、ISDN等陸地固定網(wǎng)的接口設(shè)備。HLR(HomeLocationRegister)：稱為原籍位置登記器。所謂“原籍”指的是移動用戶開戶登記的電話局所屬區(qū)域。HLR存儲在該地區(qū)開戶的所有移動用戶的用戶數(shù)據(jù)(用戶號碼、移動臺類型和參數(shù)、用戶業(yè)務(wù)權(quán)限等)、位置信息、路由選擇信息等。移動用戶的計費信息也由HLR集中管理。3-90/832012-3VLR(VisitorLocationRegister)：稱為訪問用戶位置登記器，存儲進入本地區(qū)的所有訪問用戶的相關(guān)數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)都是呼叫處理的必備數(shù)據(jù)，取自于用戶的HLR。MSC處理訪問用戶的去話或來話呼叫時，直接從VLR檢索數(shù)據(jù)，不需要再訪問HLR。訪問用戶通常稱為“漫游用戶”。EIR(EquipmentIdentityRegister)：稱為設(shè)備標識登記器，記錄移動臺設(shè)備號及其使用合法性等信息，供系統(tǒng)鑒別管理使用。AC(AuthenticationCenter)：稱為鑒權(quán)中心，存儲移動用戶合法性檢驗的專用數(shù)據(jù)和算法。該部件只在數(shù)字移動通信系統(tǒng)中使用，通常與HLR位于一起。3-91/832012-3網(wǎng)絡(luò)接口Um接口：無線接口，又稱空中接口，該接口采用的技術(shù)決定了移動通信系統(tǒng)的制式。按照話音信號采用模擬還是數(shù)字方式傳送，可分為模擬和數(shù)字移動通信系統(tǒng)；按照多址方式可分為頻分多址(FDMA)、時分多址(TDMA)和碼分多址(CDMA)系統(tǒng)A接口：無線接入接口。該接口傳送有關(guān)移動呼叫處理、基站管理、移動臺管理、信道管理等信息，并與Um接口互通，在MSC和MS之間互傳信息。在模擬移動通信系統(tǒng)中，A接口規(guī)范沒有標推化，作為內(nèi)部接口處理。在數(shù)字系統(tǒng)中，尤其是歐洲的GSM系統(tǒng)，對A接口作了詳盡的定義，因此原則上可選用不同廠商生產(chǎn)的MSC和BS互連。3-92/832012-3B接口：MSC和VLR之間的接口。MSC通過該接口向VLR傳送漫游用戶位置信息。并在呼叫建立時向VLR查詢漫游用戶的有關(guān)數(shù)據(jù)。C接口：MSC和HLR之間的接口。MSC通過該接口向HLR查詢被叫移動臺的選路信息，以便確定呼叫路由，并在呼叫結(jié)束時向HLR發(fā)送計費信息。D接口：VLR和HLR之間的接口。該接口主要用于登記器之間傳送移動臺的用戶數(shù)據(jù)、位置信息和選路信息。E接口：MSC之間的接口。該接口主要用于越局切換。當移動臺在通信過程中由某一MSC業(yè)務(wù)區(qū)進入另一MSC業(yè)務(wù)區(qū)時，兩個MSC需要通過該接口交換信息，由另一MSC接管該移動臺的通信控制，使移動臺通信不中斷。F接口：MSC和EIR之間的接口。MSC通過該接口向EIR查詢發(fā)呼移動臺設(shè)備的合法性。G接口：VIR之間的接口，當移動臺由某一VLR管轄區(qū)進入另一VLR管轄區(qū)時，新老VLR通過該接口交換必要的信息。MSC與PSTN／ISDN的接口：利用PSTN／ISDN的網(wǎng)間接口信令建立網(wǎng)間話路連接。3-93/832012-3網(wǎng)絡(luò)部件的物理分布綜合式：MSC，HLR，VLR位于同一物理設(shè)備中，即移動交換機兼具位置登記器的功能。這時，移動交換機之間的信令鏈路中傳送C、D、E、G接口的信息，B接口及MSC與本局HLR的C接口成為交換機的內(nèi)部接口。在移動網(wǎng)發(fā)展初期階段可采用這種方式。部分分離式：MSC和VLR位于同一物理設(shè)備中，HLR為單獨的物理設(shè)備。這種方式應(yīng)用較為普遍。完全分離式：MSC、HLR、VLR均為獨立的物理實體。這時，HLR、VLR為獨立的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫，控制移動業(yè)務(wù)的處理，MSC則完成單純的話路接續(xù)任務(wù)。3-94/832012-33.7.2移動交換機硬件結(jié)構(gòu)3-95/832012-3與PSTN電路電話交換機相比減少了用戶級設(shè)備增設(shè)基站信令接口(BSI)和網(wǎng)絡(luò)信令接口(NSI)增設(shè)VLR數(shù)據(jù)庫增設(shè)回波抵消器設(shè)備EC，用于移動用戶和PSTN用戶的通話選用部件－網(wǎng)絡(luò)互通單元IWF，GSM系統(tǒng)中裝備在與PSTN接口的GMSC中，用于支持移動用戶和PSTN用戶之間的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)選用部件－碼型變換和子復(fù)用設(shè)備TCSM，在數(shù)字移動系統(tǒng)中用作PCM64kbit/s話音編碼和無線接口低速率話音編碼之間的轉(zhuǎn)換，以及變換后的子速率信號的復(fù)用傳輸

3-96/832012-33.7.3移動呼叫處理的特殊功能需求移動用戶接入處理信道分配路由選擇切換移動計費呼叫排隊不占用業(yè)務(wù)信道的呼叫建立呼叫重建DTMF傳送3-97/832012-3思考題1.為什么數(shù)字中繼中需要做幀同步和復(fù)幀同步？2.若出現(xiàn)電話機摘機撥號后，其撥號音不能停止的情況，請分析可能出現(xiàn)的故障原因。3.對移動用戶，可通過什么機制來使交換系統(tǒng)隨時都能找到移動用戶處于什么位置？4.為什么采用多級鏈表結(jié)構(gòu)存儲字冠分析數(shù)據(jù)比采用順序表節(jié)約空間？5.撥號脈沖掃描識別程序通常設(shè)定每10ms執(zhí)行一次，為什么？周期設(shè)置為20ms可以嗎？設(shè)置為5ms可以嗎？設(shè)置為1ms呢？試分析。6.試分析主機用戶摘機到程控交換機開始送撥號音之間的時延范圍。7.試設(shè)計出圖3-17的時鐘級調(diào)度策略的程序流程圖。8.在圖3-18中，標注程序A,B,C,E分別在那些位置上運行，分別計算它們運了多長時間。最后空閑的2ms說明什么？是否有利用價值3-98/832012-3End3-