程控交换机的控制系统

DOD• 半自动直拨方式（ 2 BID） DOD• 全自动直拨方式（ 1 DID） 混合方式
5.3 交换机软件系统
交换软件的特点
程控交换机的运行软件= 操作系统+应用软件 运行软件的基本任务就是控制交换机的运行，也就 是完成呼叫处理。 程控交换机的特点是业务量大，实时性和可靠性要 求高，因此对运行软件也要求有较高的实时效率，能处 理大量的呼叫，而且必须保证通信业务的不间断性。即 运行软件的特点为： 实时性、多道程序运行、业务的不间断性
5 程控交换机的控制系统与软件系统
对SPC原理的讨论从以下三方面进行： (1)从程控交换机应具有的功能入手，分析对控制 系统提出了什么要求； (2)从实现功能和满足要求的角度分析控制系统 应具有的结构和特点； (3)实现具体功能常用的方法和典型技术。
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基本功能要求
程控交换机面临的用户有两类：通信终端的使用者和 交换机的营运、操作者。相应地，交换机的功能也分为 用户业务功能和OAM业务功能两类。
所以一台CPU可以分时处理上百上千个呼叫 。
可见：
①一般情况下，系统中会同时存在大量进程。且任一时刻处于 不同的状态。 ②系统每隔Ts（如5ms）依次执行个进程一次，其结果或使进 程留在原状态不变或进入下一状态。 ③每一进程在执行过程中会不时被中断或恢复运行。 ④一个交换控制系统可以仅有一个呼叫处理程序，所有电话呼 叫处理过程是相同的，不同用户接口启动的呼叫处理进程
随容量的增大而扩充。共享存储器、I/O口，控制单元。该
方式中，每台处理机都要能执行全部交换处理功能，所以 属于集中控制方式。 ②职能分担（功能分担） 不同的处理机完成不同的处理功能，即每台处理机只 完成一定的功能，只要装入一部分程序，分工明确。例如： 呼叫处理、OAM各使用独立的UP。该方式属于分散控制方式。
控制系统的结构
交换机控制系统的结构方式：
集中控制、分散控制（静态分配、动态分配） 多处理机结构： 按功能分担、按话务分担、备用工作（冷备用、热 备用） 备用方式：同步方式、互助方式、主/备方式 处理机间的通信方式： 通过PCM信道进行通信、采用计算机网常用的通信方式
①负荷分担（容量分担）
各处理机性能相同，作用平等，每个处理机只承担一 部分容量的呼叫处理任务（即负荷均匀分担）处理机数可
用呼叫处理能力来衡量程控交换机控制系统的能力。呼 叫处理能力是指在满足服务质量的情况下，处理机处理 呼叫的能力。通常用最大忙时试呼次数（BHCA）来表 示。即单位时间内控制系统能够处理的呼叫次数。
BHCA可采用下列公式粗略计算：
t＝a＋bN
t：交换机控制系统的系统开销。 a：交换机控制系统的固有开销 b：交换机控制系统处理系统一次呼叫的非固有开销（平均值） N：单位时间内所处理的呼叫总次数。 举例：某处理机忙时用于呼叫处理的时间开销平均为0.8,其中 固有开销a＝0.3，处理一次呼叫平均所占用的时间为36ms， 求其BHCA？ N＝（t－a）/b=(0.8-0.3)*3600/36*10-3=50000次/H
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控制系统的工作过程常具有下述标准模式： （1）接收外界信息。 （2）分析并处理信息。 （3）输出处理结果。
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5.1 交换系统对控制部件的要求
呼叫处理能力：最大忙时试呼次数 （Maximum Number of Busy Hour Call Attempts） 可靠性
灵活性和适应性
经济性
程控交换机的核心工作就是处理各种呼叫，因此通常
一个呼叫的处理过程
5）接至被叫用户
6）向被叫用户振铃 7）被叫应答和通话 8）主叫先挂机，通话结束 9）被叫先挂机，通话结束
输入处理程序的主要任务是对用户线、中继线等进行 监视、检测和识别，及时报告事件的产生。 输入处理主要可分为： 用户线扫描监视 中继线线路信号扫描 接收Pulse、DTMF和MFC信号
交换软件的组成
交换软件 运行软件 操作系统 应用软件 支援软件
软件开发支援系统
软件加工系统
OAM
呼叫处理 数据库系统
应用工程支援系统 交换局管理支援系统
程控交换机的操作系统
操作系统的类型：批处理操作系统、分时操作系统、实 时操作系统、网络操作系统、分布式 操作系统 程控交换系统是一个实时控制系统，因此它的操作系
统具有实时操作系统的特点。此外，由于在程控交换系统 中常常采用多处理机系统，它的结构有计算机局域网的特 点，因此其操作系统还具有网络操作系统的功能。对于全 分散控制的交换系统来说，其操作系统也具有分布式操作 系统的特点。
程控交换机操作系统的特点：
实时性：
对一组“激励”（输入）在满足一定的时间要求的条 件下系统应产生相应的“响应”（输出），这就是实时 操作。 多任务与并发性：
并行处理与
多机控制
控制系统的工作一般要经历下面三个过程：
•输入：接收外界信息，如外设状态、请求命令等；
•处理：分析及处理信息； •输出：输出处理结果，如控制信号 由上图可见：①一次电话呼叫的处理过程并不复杂。②
但交换机控制系统必须同时处理数百、千至数万个呼叫、此
外还要处理其它数据（如维护）。③一次通话可以持续几分 钟－十几分钟，但其间所需的CPU处理时间仅在ms数量级。
用户摘挂机识别原理
0 用户线状态 200ms扫描 0
挂机 1
摘机
1 挂机
这次扫描结果
前次扫描结果 这 ^前 这 ^前
1 1 1 0 0 0 0
1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 摘机识别
1 1 1
0 1 1 0 0 0 1 0 0
挂机识别
号盘话机拨号号码的接收原理
拨号盘的位间隔 ≥ 250ms
最长的脉冲或间隔：3/4*(1000/8)=93.75(ms) 故扫描周期应为：93.75ms < T扫 < 250/2ms 位间隔识别原理： 1）第一个扫描周期内有变化
2）第二个扫描周期内无变化
满足上述2个条件，即为位间隔。
5.5 数据分析处理
多任务的并发性引起任务间的同步、互斥、通信以及 资源共享。
程控交换机操作系统的特点
环境行为的随机性： 要求系统各部分的处理能力必须按忙时负荷来计算。 网络资源共享和网络通信：
分布性：
使得系统在资源管理、进程通信和系统结构上具有其 自身特点。
5.4 呼叫处理的基本原理
1）主叫用户摘机呼叫 2）送拨号音，准备收号 3）收号 4）号码分析
1. 用户业务功能
程控交换机能够提供的用户业务功能可达数十种甚至上百 种，这些业务不仅方便了用户，而且为营运商带来增值业务。 归纳起来大致可分为以下几类： 第一，增强用户的呼叫能力; 第二，提高用户的应答能力; 第三，提高通话能力; 第四，用户管理己方话机能力; 第五，交换机向用户提供信息服务。
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2. OAM功能 程控交换机能够为营运商提供运行、管理和维 护（OAM）功能。归纳起来分为下列两类： 第一，运行、管理功能。 第二，维护、诊断功能。 3. PABX功能 用户交换机(PABX)常用于大型企业、事业单位 的内部，它除具有市话交换机的一般功能外，还具 有一些特殊的功能。 PABX 特有的典型功能包括： 直拨入专线、夜服、停电外线旁路、空号截听、宾 馆服务等。
可使用同一程序，各进程的差别仅在于处理的数据（如主、
被叫接口地址、性质等）不同。 ⑤与呼叫处理不同，OAM处理是随功能要求不同而处理过程不
同，所以几乎每一种OAM操作均需编写一段程序。
5.2 用户交换机的组网功能
用户交换机主要用于社会集团内部通信，即内部用户 间的呼叫占主要比重。所以用户交换机内分机之间的接续 由用户交换机本身完成，不经过公用交换机。 用户交换机进入本地公用网主要有以下几种方式：
送脉冲一“断”，脉冲间隔一“续”
周期性监视 用户摘挂机扫描周期——100~200ms 拨号脉冲识别周期——8~10ms
用户摘挂机识别原理
设：用户在挂机状态时扫描输出为“1”，
用户在摘机状态时扫描输出为“0”， 摘挂机扫描程序的执行周期为200ms。 摘机识别：就是找到从“1”到“0”的变化点。 挂机识别：就是找到从“0”到“1”的变化点。
接收公共信道信号
用户线扫描监视程序
主要负责检测用户线的状态和识别用户线状态 的变化。
用户线的各种不同变化：
用户话机的摘/挂机状态
号盘话机的拨号脉冲
用户通话时的环路状态
投币话机的输入信号
用户线扫描监视程序
用户线上各种不同的状态具有的共同的特点： 形成直流回路（续）、断开直流回路（断） 摘机一“续”，挂机一“断”
包含两个步骤：1）脉冲识别
2）位间隔识别
脉冲识别： 1）脉冲识别程序扫描周期的确定 号盘每秒发出的最快脉冲个数：16 续时间最短的断续比：3:1，即1/4*T 最短变化周期：1/4*（1000/16）=15.625(ms) 即：脉冲识别扫描程序的周期<15.625ms
位间隔识别原理
位间隔识别的扫描周期：