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1、第四章 程控交换机的软件系统,4.1 程控交换机的软件组成4.2 呼叫处理的基本原理4.3 程序的执行管理4.4 系统的诊断与维护,4.1 程控交换机的软件组成,4.1.1 在线程序在线程序是交换机中运行使用的、对交换系统各种业务进行处理的软件总和，它可分成系统程序和应用程序。,1呼叫处理程序呼叫处理程序负责整个交换机所有呼叫的建立与释放，以及交换机各种新服务性能的建立与释放。呼叫处理程序主要有以下功能。交换状态管理 交换资源管理 交换业务管理 交换负荷控制,2执行管理程序（或叫操作系统）执行管理程序负责对交换系统（尤指处理机）的硬件和软件资源进行管理和调度。任务调度 IO设备的管理和控制 处
2、理机间通信的控制和管理 系统管理,3维护管理程序维护管理程序用于维护人员存取和修改有关用户和交换局的各种数据，统计话务量和打印计费清单等各项任务。4系统恢复程序系统恢复程序亦称故障处理程序，负责对交换系统作经常性的检测，并使系统恢复工作能力。,5故障诊断程序故障诊断程序是用于确定硬件故障位置的程序。对于多数程控交换机来说，可将故障诊断到某块印刷电路板（PCB）。故障诊断程序通常采用以下工作方式。开机诊断，交换机加电后，首先自动对所有硬件部件进行诊断，将结果报告系统恢复程序。,人-机命令诊断，由操作人员通过人-机命令指定对交换机某一部件执行诊断。自动诊断，当系统恢复程序发现运行中的交换机有故障部
3、件时，用备用部件代替该部件，并调用故障诊断程序对其进行诊断。,4.1.2 支援程序支援程序按其功能可划分为设计子系统、测试子系统、生成子系统和维护子系统。1设计子系统设计子系统用在设计阶段，作为功能规范和描述语言（SDL）与高级语言间的连接器，各种高级语言与汇编语言的编译器，链接定位程序及文档生成工作。,2测试子系统测试子系统用于检测所设计软件是否符合其规范。3生成子系统生成子系统用于生成交换局运行所需的软件（即程序文件），它包括局数据文件、用户数据文件和系统文件。,（1）局数据文件在软件中心的操作系统控制下，由局数据生成程序将原始局数据文件自动生成为规定的局数据的文件结构形式。（2）用户数据
4、文件用户的各种数据是处理用户呼叫所必须的文件，新添或更改个别用户数据，可直接在运行局用键盘命令来实现。,（3）系统文件包括系统程序、系统数据和一级局数据。4维护子系统维护子系统用于对交换局程序的现场修改（或称补丁）的管理与存档。,4.1.3 数据一、数据的分类1系统数据2局数据3用户数据,二、表格数据常以表格的形式存放，包括检索表格和搜索表格两种。1检索表格（1）单级索引表格所需的目的数据直接用索引查一个单个表格即可得到。（2）多级索引表格只有要通过多级表格检索查找，才能得到所需的目的数据。,2搜索表格在搜索表格中，每个单元都包含有源数据和目的数据两项内容。,4.2 呼叫处理的基本原理,4.2
5、.1 呼叫处理过程及状态迁移一、呼叫处理过程在程控交换机中，呼叫接续过程都是在呼叫处理程序控制下完成的。1主叫用户摘机2送拨号音,3收号4号码分析5接通被叫6振铃7被叫应答和通话8话终挂机,二、状态迁移1稳定状态的迁移状态迁移是由输入信息引起的。没有输入信息的激发，状态是不会改变的。2状态迁移图从上面的叙述中可以看出：从一种稳定状态转移到另一种稳定状态并不是只有一种迁移方向，而是要根据输入信息、所处状态及环境情况的不同而有不同的迁移方向。,4.2.2 输入处理输入处理的任务是及时发现新的处理要求，并对用户线、中继线的状态进行监视、检测和识别，然后将其放在队列中或相应的存储区，以便由其他程序分析
6、处理。一、用户线扫描程序用户线扫描程序是用来对用户线的状态进行检测并及时发现用户线的状态变化。,1用户摘机识别用户摘机识别是找出状态从“1”变为“0”的用户。由于处理机要监视的用户数量很大，为了提高效率，多采用群处理的方法。图4.8所示为用户线扫描示意图，图中8个用户为一组。,2用户挂机识别用户挂机识别与摘机识别的原理差不多，只是将逻辑运算改成LSCN=1即可。识别出“1”就是挂机用户。,二、脉冲号码扫描程序脉冲号码扫描程序由三部分程序组成：脉冲识别、脉冲计数和位间隔识别及号码存储。1脉冲识别脉冲识别是要识别脉冲串中的每一个脉冲，这就要求脉冲识别的周期必须小于最小脉冲的持续时间或脉冲的间隔时间
7、。,2脉冲计数脉冲识别的同时可以对脉冲计数。计数是在用户存储器内的一个存储区中进行的。3位间隔识别及号码存储在识别用户所拨号码时，除了要识别脉冲的个数，还要识别两串脉冲之间的间隔，这就是位间隔识别。在两位号码之间的间隔称为“位间隔”，位间隔应大于300ms。,三、双音频号码扫描程序1双音频话机拨号特点双音频话机拨号是按号盘的数字键，每按一个数字键就送出两个音频信号，其中一个是高频组中的信号，另一个是低频组中的信号。2双音频话机收号方法程控数字交换机接收双音频号码信息是经用户电路的A/D变换后，通过用户级、选组级送入双音频收号器。,四、中继线扫描程序中继线扫描程序主要是用于监视中继线上的呼叫状态
8、，以便控制接续的进行。中继线上的呼叫状态信息是采用线路信号方式传递的。在中继线上只有占用、应答、反向拆线及正向拆线等信号，故一般采用结构简单的直流信号。因此，线路信号的识别方法与用户线扫描的方法相同。,4.2.3 分析处理一、去话分析去话分析的主要任务是分析主叫用户的用户数据，以决定下一步的任务和状态。1用户数据用户数据是去话分析的主要信息来源，用户数据主要包括以下内容。,呼叫要求类别：一般呼叫、模拟呼叫、拍叉簧呼叫。端子类别：空端子、使用状态。线路类别：单线电话、同线电话。运用类别：一般用户、来话专用、去话禁止。,话机类别：号盘话机、按钮话机（双音频话机）。计费种类：定期或立即计费、家用计次
9、表、计费打印等。出局类别：允许本区内呼叫、允许市内呼叫、允许国内长途呼叫、允许国际呼叫。服务类别：呼叫转移、呼叫等待、三方通话、叫醒、免打扰、恶意呼叫追踪等服务性能。,2分析过程去话分析是根据用户数据，按去话分析的流程图（如图4.17所示），采用表格展开法进行的。最后，将分析结果送入队列，转至任务执行程序，执行程序的任务。,图4.17 去话分析流程图,二、号码分析号码分析是对主叫用户所拨的被叫号码进行分析，以决定接续路由、话费指数、任务号码及下一状态号码等项目。1分析数据来源用户所拨号码是分析的数据来源，它可直接从用户话机接收下来，也可通过局间信号传送过来，然后根据用户拨号查找译码表进行分析。
10、译码表包括如下内容。,号码类型：市内号、特服号、长途号或国际号等。应收位数。局号。计费方式。电话簿号码。用户业务的业务号：缩位拨号、呼叫转移、叫醒、热线及缺席等服务业务的登记和撤销。,2分析过程第一步：预译处理预译处理是对拨号的前几位进行分析处理。第二步：对号码分析处理当收完全部用户所拨号码后，则要对全部号码进行分析。,三、来话分析来话分析是分析被叫用户的类别、运用情况、忙闲状态等，以确定下一个任务及状态号码。,1分析数据来源来话分析的数据来源是被叫用户的用户数据。2分析过程根据收到的用户号码，从外存中读出被叫用户的用户数据，逐项进行分析，其分析程序流程图如图4.20所示。,图4.20 来话分
11、析程序流程图,四、状态分析状态分析就是分析在什么状态下输入哪些输入信息，并应转移到哪一种新的状态。这就是状态分析任务。1状态分析的数据来源状态分析的数据来源是稳定状态和输入信息。在状态迁移图中（见图4.5）已可见到，当用户处于某一稳定状态时，处理机一般不予理睬，而是等待外部输入信息。,2分析过程当用户进入等待收号、振铃、通话等稳定状态后，若有输入信息，则要对输入信息进行分析，结合原有的接续状态作出判断，以确定下一个任务及状态号码。,4.2.4 任务执行和输出处理一、任务执行程序任务执行是为输出处理做的动作准备。如向被叫振铃前，要预先测试选择一条空闲的线路和主被叫通话路由，然后才可以进行输出处理
12、，即控制话路设备的驱动。,1路由选择路由选择是根据数字分析的结果，在相应的路由中选择一条空闲的中继线。2通路选择通路选择是指在交换网络上选择一条空闲的通路。一条通路常常由几级链路串接而成，只有在串接的各级链路都空闲时才是空闲通路。通常是利用各级链路的忙闲表，来选择空闲通路。,二、输出处理根据任务执行程序编制完成的命令，由输出处理程序输出硬件控制命令，控制硬件的接续或释放。1路由驱动路由驱动包括话路的接续和复原，信号音发送路由的接续和复原，以及信号（包括拨号号码和其他信号）接收路由的接续和复原。,2发送分配信号分配信号驱动的对象包括对用户电路、中继电路、话务台电路的驱动，这里有电子设备也有继电器
13、（例如，振铃继电器、测试继电器等）。3转发拨号脉冲对模拟局的话路接续，需要转发直流脉冲。为了转发脉冲，需要建立一个发号存储区。在发号存储区内应设有发号请求标志、节拍标志、脉串标志和号位计数器。,4多频信号发送多频信号的发送和接收分四个节拍。第一拍，发端发送前向信号。第二拍，终端收到前向信号后，发后向信号。第三拍，发端收到后向信号后，停前向信号。第四拍，终端发现停前向信号后，停后向信号。,5线路信号的发送线路信号的发送可由硬件实现，处理机发有关的控制信号。,4.3 程序的执行管理,4.3.1 软件管理技术一、实时处理技术在交换机中，许多处理请求都有一定的时间要求，所谓实时处理（Real Time
14、 Processing）就是指当用户无论在任何时候发出处理要求时，交换机都应立即响应，受理该项要求，并在允许的时限范围内及时给予执行处理，实现用户的要求。,1定期扫描由于用户呼叫处理请求是随机的，而处理机又不可能对每一设备进行连续监视，因此，要对其所控制的设备进行周期性的监视扫描（即，定期扫描）。,2多级中断多级中断是用来按时启动实时要求较严格的程序。3队列所谓队列就是排队，按先进先出的原则进行处理。,二、多重处理一个交换机面对众多的用户，在同一时间里会有许多用户摘机呼叫，每一呼叫都伴随着许多事情要处理，如识别用户类型，向用户送拨号音，接收和分析用户拨号号码。1按优先顺序依次处理将需要处理的任
15、务加以分类，排定处理的先后顺序。,2多道程序同时运行将每次的用户呼叫过程分成若干段落，每一段落称为进程（或称任务）。处理机在处理某个用户呼叫时，完成一个任务后，并不等待外设动作，而是即刻去处理另一呼叫请求，这样就可使多个呼叫“同时”得到处理。,三、群处理所谓群处理是执行一个程序可对多个输入同时处理。这种群处理的方法常用于用户线或中继线的扫描监视。四、多处理机在多处理机控制的系统中，处理机之间可按负荷分担方式或功能分担方式工作。因此许多处理机同时运行。,4.3.2 程序的级别划分程序的执行级别可划分为三级：故障级、周期级和基本级。1故障级程序故障级程序是实时性要求最高的程序。平时不用，一旦发生故
16、障，就须立即执行。其任务是识别故障源，隔离故障设备，换上备用设备，进行系统再组成，使系统尽快恢复正常状态。,2周期级程序周期级程序是实时要求较高的程序。周期级程序都有其固定的执行周期，每隔一定的时间就由时钟定时启动，又称为时钟级程序。3基本级程序基本级程序对实时性要求不太严格，有些没有周期性，有任务就执行，有些虽然有周期性，但一般周期都较长。,4.3.3 程序的启动控制程序执行管理的基本原则有以下四条。基本级按顺序依次执行。基本级执行中可被中断插入，在被保护现场后，转去执行相应的中断处理程序。中断级在执行中，只允许高级别中断进入。基本级被时钟中断插入后的恢复处理应体现基本级中的级别次序。,4.
17、3.4 周期级的调度管理周期级程序中各个程序的执行周期不同，而对众多的周期级程序，需要用时间表来调度控制。时间计数器是周期级中断计数器，它是根据时间表单元数设置的，如果时间表有24个单元，则计数器即由“0”开始累加到“23”后再回到“0”。,屏蔽表又称有效位。时间表实际上是一个执行任务的调度表。转移表是存放周期级程序和任务的起始地址，它标明了要执行的程序逻辑的存放地址。由时间表控制启动的程序，其扫描周期并不都是4ms。,8ms周期级中断到，读取时间计数器的值，根据其值读取时间表相应单元的内容。将屏蔽表的内容与该单元对应位的内容相与，其结果为“1”，即根据该位的号码，找到转移表中的相应行，而得到
18、要执行的首地址；其结果为“0”，即不执行。执行该程序。,等所有位均进行了上述处理，并执行完相应的程序以后，表明这一8ms周期中已执行完周期级程序，可以转向执行基本级程序。当计数器计到23时，即对最后一个单元进行处理。当处理至最后一位时，将计数器清零，以便在下一个8ms周期中断到来时重新开始。,4.3.5 基本级程序的执行管理1循环队列图4.31所示为一循环队列，在队列中有队首指针、队尾指针及排队的处理要求a，b，c。排队的单元是一定的，队首指针指的是出口地址，队尾指针指的是入口地址。,图4.31 循环队列,2链形队列链形队列是将一些位置零乱的存储表，位置不动，而将其首地址按一定顺序加以编排，链
19、接在一队列之中。3双向链队上面所述的链队实际上是单向链队。这种链队虽然可以在中间插入或取出，但必须知道前一张表的指针内容，为此就不得不从头开始查找。,4.4 系统的诊断与维护,4.4.1 故障处理的一般过程当交换机发生故障时，故障处理的一般过程有故障识别、系统再生成、恢复处理、故障告警打印、诊断测试、故障修理以及修复故障返回整机系统。,1故障识别各种设备配有各种检验电路，校核每次动作结果，如识别到不正常情况一般可通过故障中断报告给CPU，通过故障处理程序中的故障识别和分析程序，可以大致分析出发生了什么性质的故障和哪一个设备发生了故障。,2系统再生成当故障识别程序找到有故障设备后，就将有故障的设
20、备切除，换上备用设备，以进行正常的交换处理。3恢复处理故障发生后，暂停呼叫处理工作，进行故障处理。,4故障告警打印交换机恢复正常工作后，应将故障状况通知维护人员，进行故障告警和故障打印。5诊断测试虽然故障设备已被备用设备所替换，但应尽早修复故障设备，以免在故障设备修复前又发生同类故障，因没有可替换的设备而造成交换接续的中断。,6故障修理对于硬件设备（如电路板）的故障，可由维护人员利用测试仪表进行测试和分析，更换损坏的元器件，以便达到硬件故障修复的目的。7修复设备返回整机系统故障设备修复后，可由维护人员送入指令，以便使修复设备成为可用状态，返回交换机的工作系统中去。,4.4.2 故障检测与诊断1硬件发现故障硬件可通过奇偶校验、动作顺序校验、工作状态校验、非法命令校验等手段发现故障。2软件发现故障软件发现故障也有两种检测方式：控制混乱识别和数据检验。,4.4.3 故障排除在故障处理中，如果识别出故障设备，可将故障设备切除，换上备用设备，这是最简单的系统再组成。也可由人工对设备进行转换、切除和恢复工作。在较复杂的情况下，如难以区分故障设备或出现严重故障，要用逐次置换法来不断组成系统，以形成正常工作系统并找出故障设备。,
