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7、程控交换软件系统

7、程控交换软件系统. 7.1 交换软件的特点和组成. 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. 交换软件的组成. 交换软件. 运行软件. 支援软件. 软件开发支援系统. 操作系统. 应用软件. 软件加工系统. OAM. 呼叫处理. 应用工程支援系统. 交换局管理支援系统.

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  1. 7、程控交换软件系统

  2. 7.1 交换软件的特点和组成 • 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

  3. 交换软件的组成 交换软件 运行软件 支援软件 软件开发支援系统 操作系统 应用软件 软件加工系统 OAM 呼叫处理 应用工程支援系统 交换局管理支援系统 数据库系统

  4. 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。

  5. 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： • 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。

  6. 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。

  7. 任务的分级 程控交换系统中任务按紧急性和实时性的要求不同可分为： 故障级： 负责故障识别和紧急处理等功能，具有最高优先级。 周期级： 由时钟中断按周期性启动的任务。 基本级： 由队列启动的、实时性要求较低的任务。

  8. 任务的分级 时钟中断 时钟中断 时钟中断 时钟中断 故障级 周期级 基本级 暂停 8ms

  9. 任务的调度 方法一：时间表调度法 方法二：多级链表调度法

  10. 程序1 表0指针 程序2 表1指针 时钟 …… …… 程序k 表n指针 周期10ms 计数器（20） 计数器（5） 计数器（15） 程序1 程序1 程序1 程序2 程序2 程序2 …… …… …… 程序k 程序k 程序k 周期15s 周期200ms 周期1s

  11. 7.2 呼叫处理有关的数据和表格 • 系统数据、用户数据、局数据 • 多级表格——号码预译和地址翻译 号码预译就是对号首（一般为头3位）的分析，以确定呼叫类型、号长以及下一步要做的工作。 地址翻译就是将被叫的电话号码翻译成交换机内部所使用的可唯一标识被叫的地址（通常称为用户设备号），以确定本次通话的被叫。

  12. 7.2 呼叫处理有关的数据和表格 呼叫类别 号码预译 局向 索引 路由 (号首) … 第一位号码 第二位号码 第三位号码 结论表 地址翻译 被叫号码 6228 2656 用户设备号 组号匹配 组内号码匹配 翻译结果

  13. 7.2 呼叫处理有关的数据和表格 • 事件队列——周期级与基本级程序的接口 进程 基本级 队列 （顺序、链表） 周期级 扫描到事件

  14. 7.3 程控交换软件设计语言 程控交换机的软件设计常用两类语言：汇编语言 高级语言 选用哪类语言通常要考虑以下几点： 1）程序的效率 2）编程的效率 3）适于程序结构化和软件模块化的设计 4）便于程序的调试 5）可维护性和可移植性 6）数据修改的可能性和方便性

  15. 软件生存周期 系统功能说明 SDL 系统设计 软件设计 程序编制 CHILL 软件检验 MML 运行和维护 软件维护 SDL、CHILL

  16. SDL语言 CCITT建议的SDL语言（Specification and Description Language 功能规格和描述语言）主要用于规定电信交换系统的行为，已成为国际上通用的标准。 • SDL特点： • SDL是为描述复杂的实时系统而特别设计的，只要系统的行为能用扩展的有限状态机来描述，并且其重点在于交互方面，SDL就能够适用。 • SDL语言具有两种不同的形式，即正文短语表示法（PR）和图形表示法（GR）。PR基于类似程序的语句，比较适合计算机使用。GR基于一套标准化了的图形符号，能够清晰地表示系统结构和控制流程。 • SDL是形式化定义的，可以对其进行分析、模拟和确认。

  17. SDT 开发工具 SDT是基于SDL语言的支持工具，是基于SDL系统开发的集成环境。它包括MSC图编辑器，SDL图形编辑器，SDT分析仪、SDT模拟器、SDT确认器和C代码生成器。

  18. 采用SDT 开发工具的开发流程 GR编辑器 确认 转化为SDL PR形式 语法检查 C生成器 MSC图编辑器 C链接库 模拟 C编辑器

  19. 8、呼叫处理的基本原理

  20. 8.1 一个呼叫的处理过程 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 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

  21. 8.2 用SDL图表示的呼叫处理过程 • 用SDL图表示的一个呼叫处理过程 • 呼叫处理的SDL图的特点 • 呼叫处理的过程可分为三个部分： • 输入处理 • 分析处理 • 内部任务的执行和输出处理

  22. 数字交换系统中一个呼叫（局内呼叫） 0 用户模块 1# 2M PCM 2M PCM 中继模块 1# 0 数字交换网络 … … 127 63 … … 0 0 用户模块 4# 中继模块 4# … … 63 127 CPU

  23. 用MSC图表示的一个呼叫处理过程 CA CB Call_HKOF SendDialTone Number StopDialTone Number Number Setup SetupAck SendAlertTone Ringing Called_HKOF Called_HKOF 通话

  24. 用MSC图表示的一个呼叫处理过程 CA CB 通话 Called_HKON Release SendBusyTone ReleaseAck 被叫先挂 Call_HKON Call_HKON Release SendBusyTone ReleaseAck 主叫先挂 Called_HKON

  25. 8.3 输入处理 • 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 • 接收公共信道信号

  26. 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

  27. 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” • 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

  28. 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。

  29. 用户摘挂机识别原理 0 0 1 挂机 挂机 1 摘机 用户线状态 200ms扫描 这次扫描结果 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1 前次扫描结果 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 这^前 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 这^前 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 摘机识别 挂机识别

  30. 号盘话机拨号号码的接收原理 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

  31. 拨号脉冲识别原理 0 用户线状态 脉冲1 脉冲2 1 8ms扫描 这次扫描结果 0 0 0 0 1 1 1 0 0 1 1 1 0 0 0 0 前次扫描结果 0 0 0 0 0 1 1 1 0 0 1 1 1 0 0 0 这 + 前= 变化识别 0 0 0 0 1 0 0 1 0 1 0 0 1 0 0 0 前 1 1 1 1 1 0 0 0 1 1 0 0 0 1 1 1 变化识别 ^前= 脉冲前沿识别 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0

  32. 位间隔识别原理 位间隔识别的扫描周期： 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。

  33. 0 拨号脉冲 脉冲1 1 8ms扫描 … 这次扫描结果 0 0 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0… 0 前次扫描结果 0 0 0 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0… 0 这 + 前= 变化识别 0 0 1 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0… 0 96ms扫描 首次变化 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 …0 前次首次变化 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1… 0 首次变化 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1… 1 首次变化^ 前次首次变化 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1… 1

  34. 8.4 分析处理 分析处理就是对各种信息（当前状态、输入信息、用户数据、可用资源等）进行分析，以决定下一步要做什么，它属于基本级程序。具体可分为： 去话分析、号码分析、来话分析、状态分析 • 去话分析： 去话分析 主叫用户数据 收号前的准备工作 主叫摘机 去话接续 硬件变化 输入信息 分析程序 输出

  35. 8.4 分析处理 去话分析的主要信息来源是：主叫用户数据 呼叫合法性 热线号码 用户类别 计费类别 话机类别 呼叫权限 优先级别 分析用户数据的顺序

  36. 8.4 分析处理 • 号码分析： • 是在收到用户拨号号码以后开始进行的，信息源是用户所拨号码，其分析的目的是确定接续方向、还应收几位、要调用什么程序。 • 号码分析可分为二个步骤：号首预译、地址翻译 号码分析 出局 出局接续 用户拨号 收到的号码 接续方向 本局 来话接续 硬件变化 输入信息 分析程序 输出

  37. 8.4 分析处理 分析号码 国际长途 国内长途 市话出局 出局特服 本局 新业务登记/撤销 • 来话分析 • 来话分析的数据来源是被叫用户数据、被叫状态和被叫补充业务登记情况等。

  38. 8.4 分析处理 来话分析 被叫用户数据 被叫用户分析 来话 叫出被叫 硬件变化 输入信息 分析程序 输出

  39. 8.4 分析处理 被叫状态 忙 闲 来话类别 呼叫等待 无 有 遇忙回叫 被叫计费 有 无 是 否 遇忙前转 有 无

  40. 8.4 分析处理 • 状态分析 • 分析信息源是状态和输入的事件。 状态分析 一个接续状态如何变 产生事件 下一个状态 事件 硬件变化 输入信息 分析程序 输出

  41. 8.5 任务执行和输出处理 自学相关内容

  42. 9、交换技术基础

  43. 9.1 话务量和爱尔兰公式 • 话务量 • 话务量反映了电话负荷的大小，与呼叫强度和呼叫保持时间有关。呼叫强度是单位时间内发生的呼叫次数，呼叫保持时间也就是占用时间。 • 单位时间内的话务量等于使用相同时间单位的呼叫强度与呼叫保持时间之乘积，其单位为爱尔兰（ Erlang）。 • 例：呼叫强度=1800次/小时 • 呼叫保持时间=（1/60）小时/次 • 话务量=1800次/小时 X （1/60）小时/次=30 Erl

  44. 话务量 设：n=时间T内，单个用户终端发出的平均呼叫数 h=由用户终端发出的呼叫的平均占用时间 N=用户数的总和 Y=单位时间内流过所有用户终端的话务量 则： Y = N*(n/T) *h 呼叫强度 呼叫保持时间

  45. 话务量 • 实际计算时应注意以下问题： • 话务量总是针对一段时间而言，如：一天或一小时。 • 呼叫强度和呼叫保持时间都是平均值。 • 要区分流入话务量与完成话务量。 • 流入话务量=完成话务量+损失话务量 • 损失话务量=流入话务量 X 呼叫损失率（呼损率）

  46. 爱尔兰公式 当线束容量为m、流入话务量为Y时，线束中任意k条线路同时占用的概率P(k)为：

  47. 爱尔兰公式 当k=m时，表示线束全忙，即交换系统的m条话路全部被占用，此时p(k)为系统全忙的概率。 当m条话路全部被占用时，到来的呼叫将被系统拒绝而损失掉，因此系统全忙的概率即为呼叫损失的概率(简称为呼损)，记为E(m,Y)，则爱尔兰呼损公式为：

  48. 爱尔兰公式 例：一部交换机有1000个用户终端，每个用户忙时话务量为0.1Erl，该交换机能提供123条话路同时接受123个呼叫，求该交换机的呼损。 解： Y= 0.1 Erl X 1000=100 Erl m=123 查表可得：E(m,Y)=E(123,100)=0.3 Erl 注：实际应用中，只要已知m、Y、E三个量中的任意两个，通过查爱尔兰呼损表，即可查得第三个。

  49. 9.2 BHCA （Busy Hour Call Attempts） • BHCA（忙时试呼次数）计算公式 • 系统开销：处理机时间资源的占用率。 • 固有开销：与呼叫处理次数（话务量）无关的系统开销。 • 非固有开销：与呼叫处理次数有关的系统开销。 • 单位时间内处理机用于呼叫处理的时间开销为： • t=a+bN • t：系统开销 a：固有开销 • b：处理一次呼叫的平均开销（非固有开销） • N：单位时间内所处理的呼叫总数，即处理能力值（BHCA）

  50. 9.2 BHCA （Busy Hour Call Attempts） 例：某处理机忙时用于呼叫处理的时间开销平均为0.85，固有开销a=0.29，处理一个呼叫平均需时32ms，求其BHCA为多少？ 0.85=0.29+（32X10-3/3600）X N N=63000次/小时 注： 影响呼叫处理能力的因素。

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