电路交换技术PPT课件

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1、第3章 电路交换技术17号信令协议定义了哪三种类型什么是同抢？同抢发生的原因是什么？同抢的防卫措施有几种？什么是非互控方式？半互控方式？全互控方式？请说明一级之间的连接方式？与间的连接方式？什么是正常路由，迂回路由，路由选择的基本原则是什么？第3章 电路交换技术第3章 电路交换技术3.1 概述概述 3.2 电路交换机的硬件结构电路交换机的硬件结构 3.3 数字交换网络的结构数字交换网络的结构 3.4 电路交换机的控制软件电路交换机的控制软件 3.5 电路交换机的指标体系电路交换机的指标体系 3.6 电路交换典型机电路交换典型机 思考题思考题 第3章 电路交换技术3.1 概述概述3.1.1 电路

2、交换的特点电路交换的特点通过第1章的学习，我们初步了解了电路交换的过程，它具有的特点总结如下:(1)电路交换是一种实时交换，适用于对实时性要求高的通信业务。(2)电路交换是面向连接的交换技术。在通信前要通过呼叫为主叫、被叫用户建立一条物理连接。第3章 电路交换技术(3)电路交换采用静态复用、预分配带宽并独享通信资源的方式。交换机根据用户的呼叫请求，为用户分配固定位置、恒定带宽(通常是64kb/s)的电路。话路接通后，即使无信息传送，也需要占用电路。因此电路利用率低，尤其是对突发业务来说。(4)在传送信息期间，没有任何差错控制措施，控制简单，但不利于可靠性要求高的数据业务传送。根据上述特点，电路

3、交换机使用了如下控制技术：利用呼叫处理完成交换网络入端口到出端口之间内部通道的预占；使用局间信令完成中继线上带宽资源的预占。由于呼叫建立阶段已获得了全部的通信资源，通信阶段无需缓存和差错控制机制，因此采用同步时分交换就可以满足要求。第3章 电路交换技术3.1.2 电路交换机的分类电路交换机的分类从不同的角度可以对电路交换机进行分类。 1模拟交换机和数字交换机模拟交换机和数字交换机送入交换机的信号可以是模拟信号，也可以是编码后的数字信号。按交换网络传送的信号形式，可以将电路交换机分为模拟交换机和数字交换机。第3章 电路交换技术2空分交换机和时分交换机空分交换机和时分交换机交换机的交换网络可以用空

4、分阵列组成，也可以用共享存储器或共享总线的时分交换单元组成。按交换网络的接续方式，可以将电路交换机分为空分交换机和时分交换机。第3章 电路交换技术3布线逻辑控制和存储程序控制交换机布线逻辑控制和存储程序控制交换机对交换机的控制可以用逻辑电路控制，也可以用存储器中的程序控制。按控制方式可以将电路交换机分为布线逻辑控制交换机和存储程序控制SPC(StoredProgramControlled)交换机，简称程控交换机。第3章 电路交换技术3.2 电路交换机的硬件结构电路交换机的硬件结构典型的电路交换系统是电话交换系统。本节以数字程控电话交换机为例，说明电路交换机的组成。电路交换机的总体结构包括硬件和

5、软件两部分。本节主要介绍电路交换机的硬件结构。其硬件结构分为话路子系统和控制子系统，如图所示。话路子系统主要由接口电路和交换网络组成。第3章 电路交换技术接口的作用是将来自不同终端(电话机、计算机等)或其它交换机的各种信号转换成统一的交换机内部工作信号，并按信号的性质分别将信令送给控制系统，将业务消息送给交换网络。交换网络的任务是实现各入、出线上信号的传递或接续。控制子系统对话路子系统进行控制。它由处理机、存储器、外部设备和远端接口等部件组成。外部设备有外存、打印机、维护终端等，是交换局维护人员使用的设备。远端接口包括至集中维护操作中心CMOC(CentralizedMaintenanceOp

6、erationCenter)、网管中心、计费中心等的数据传送接口。存储器用来存储程序和数据，可进一步分为程序存储器和数据存储器。第3章 电路交换技术图3.1数字交换系统的硬件功能结构第3章 电路交换技术3.2.1 话路子系统话路子系统话路子系统包括模拟用户接口、用户级、远端模块、数字用户接口、数字中继接口、模拟中继接口、信令设备、交换网络等部件。 1模拟用户接口模拟用户接口模拟用户接口是数字程控交换机连接模拟用户线的接口电路。模拟用户的传输线路为二线模拟线，终端和交换机之间采用直流环路信令方式。终端向数字交换网络传送话音信号、音频数据和双音多频信号，交换机向模拟话机提供直流馈电和振铃信号，并完

7、成测量等功能。每一个模拟用户均要经模拟用户接口电路连接交换网络，因此这种接口电路占的比例最大，对它的组成和功能有一个基本要求，归纳起来为BORSCHT，如图所示。第3章 电路交换技术图3.2实现BORSCHT功能的用户电路第3章 电路交换技术BORSCHT的含义如下：B(Batteryfeed)：馈电。所有连接在交换机上的终端，均由交换机馈电。程控交换机的馈电电压一般为-48V。通话时馈电电流在20100mA之间。馈电方式有恒压馈电和恒流馈电两种。O(Over-voltage)：过压保护。程控交换机内有大量的集成电路，为保护这些元器件免受从用户线进来的高电压、过电流的袭击，一般采用二级保护措施

8、。第一级保护是在用户线入局的配线架上安装保安器，主要用来防止雷电。但由于保安器在雷电袭击时仍可能有上百伏的电压输出，对交换机内的集成元器件仍会产生致命的损伤，因此，在模拟用户接口电路中一般还要完成第二级过压保护和过流保护。第3章 电路交换技术R(Ring)：振铃。振铃信号送向被叫用户，用于通知被叫有呼叫进入。向用户振铃的铃流电压一般较高。我国规定的标准是用7515V、25Hz交流电压作为铃流电压，向用户提供的振铃节奏规定为ls通，4s断。第3章 电路交换技术S(Supervision)：监视。用户话机的摘/挂机状态和拨号脉冲数字的检测，是通过微处理机监视用户线上直流环路电流的有、无状态来实现的

9、。用户挂机空闲时，直流环路断开，馈电电流为零；反之，用户摘机后，直流环路接通，馈电电流在20mA以上。第3章 电路交换技术C(Codec)：编译码。数字交换机只能对数字信号进行交换处理，而话音信号是模拟信号，因此，在模拟用户电路中需要用编码器把模拟话音信号转换成数字话音信号，然后送到交换网络进行交换。反之，通过解码器把从交换网络输出的数字话音转换成模拟话音送给用户。第3章 电路交换技术H(Hybrid)：混合电路。数字交换网络完成4线交换(接收和发送各1对线)，而用户传输线路上用2线双向传送信号。因此，在用户话机和编/解码器之间应进行2/4线转换，以把2线双向信号转换成收、发分开的4线单向信号

10、，而相反方向需进行4/2线转换；同时可根据每一用户线路阻抗的大小调节平衡网络，达到最佳平衡效果。这就是混合电路的功能。第3章 电路交换技术T(Test)：测试。测试工作可由外接的测试设备来完成，也可利用交换机的软件测试程序进行自动测试。测试是通过测试继电器或电子开关为用户接口电路或外部用户线提供的测试接入口而实现的。第3章 电路交换技术2用户级用户级用户级是用户集线器LC(lineConcentration)的简称，它完成话务集中的功能。一群用户经用户级集中后以较少的链路接至交换网络，以提高交换网络的利用率。集中比一般为2l8l。用户级和用户接口电路还可以设置在远端，常称为远端模块。第3章 电

11、路交换技术3数字用户接口数字用户接口连接用户终端且环线采用数字传输的交换机接口称为数字用户接口。已标准化的数字用户接口有基本速率接口BRI(BasicRateInterface)和基群速率接口PRI(PrimaryRateInterface)。这两个接口的传输帧结构分别为2BD和30BD，线路速率分别为192kb/s和2.048Mb/s。其中，“B”是64kb/s的业务信道，“D”是信令信道，在BRI中D是16kb/s，在PRI中D是64kb/s。数字用户接口应具有图所示的功能结构。第3章 电路交换技术图3.3数字用户接口的基本功能第3章 电路交换技术数字用户线采用专用信令链路传送信令(DSS

12、1信令)。发送方将信令插入专用逻辑信道，以时分复用方式和信息一起传送，接收方从专用逻辑信道提取信令。交换网络接续的信道是64kb/s的数字信道，而环线的传输速率可能高于或低于64kb/s。因此，在接口和交换网络之间，需要插入一个多路复用器与分路器，以便将环线信号分离或合并为若干条64kb/s的信道。第3章 电路交换技术收发器的主要作用是实现数字信号的双向传输。曾经提出的方案有空分、频分、时分和回波抵消法四种。空分法即在两个方向各使用一对独立的双绞线，由于不经济，因此很少使用。频分法即在两个方向使用一对传输线，各使用不同的频段，由于占用频带宽，传输距离近，现在也很少使用。时分法是将收发脉冲压缩，

13、在两个方向使用不同时间段送出信号，所需频带至少是收发信号带宽的2倍，电路易集成。但传输距离近，不适合长距离通信。第3章 电路交换技术回波抵消法采用混合线圈实现2/4线变换，在同一对线上可以同时传送两个方向的信号，它所需的频带窄，传输距离长，是目前数字用户线采用的主要技术。此外，收发器中还要有均衡器和扰码器。均衡器用来补偿数字信号传输时产生的非线性衰减和时延，消除码间干扰；扰码器的作用是在发送数据中加入一个伪随机序列，破坏传送数据中可能出现的全1、全0或某种信号周期重复的规律性，可以减少相邻信号的串扰和定时信号的误判。第3章 电路交换技术4模拟中继接口模拟中继接口模拟中继AT(AnalogTru

14、nk)接口是数字交换机为适应局间模拟环境而设置的接口电路，用来连接模拟中继线。模拟中继接口具有测试、过压保护、线路信令监视和配合、编/译码等功能。第3章 电路交换技术5数字中继接口数字中继接口数字中继DT(DigitalTrunk)接口是数字交换系统与数字中继线之间的接口电路，可适配PCM一次群或高次群的数字中继线。第3章 电路交换技术6信令设备信令设备图3.6本局呼叫的信令过程第3章 电路交换技术对于随路信令CAS(ChannelAssociatedSignaling)系统，信令有监视信令、地址信令、各种音信令和铃流。监视信令完成呼叫监视、应答等功能，它分散在用户接口和中继接口电路中。其它两

15、种信令体现在图的信令设备中，包括各种音信号(拨号音、忙音、回铃音等)发生器、双音多频信号接收器、多频信号发送和接收器。铃流发生器单独设置，通常放在用户模块中。第3章 电路交换技术除铃流信令外，其它音信令和多频信令都是以数字形式直接进入数字交换网络，并像数字话音信号一样交换到所需端口。音信令的数字化原理和话音完全一样。如果交换局间使用公共信道信令CCS(CommonChannelSignaling)，那么图中的信令设备主要完成7号信令第二功能级的功能，第一功能级的功能由数字中继完成，第三和第四功能级的功能由控制系统完成。第3章 电路交换技术7交换网络交换网络对电路交换而言，呼叫处理的目的是在需要

16、通话的用户之间建立一条通路，这就是交换功能。交换功能由交换机中的交换网络实现。交换网络可在处理机的控制下建立任意两个终端之间的连接。数字交换系统的交换过程如图所示。第3章 电路交换技术图3.7数字交换系统的交换过程第3章 电路交换技术在数字交换机中，每个用户都占用一个固定的时隙，用户的话音信息就装载在各个时隙之中。这就是话音交换，它实质上是一种时隙交换。第3章 电路交换技术3.2.2 控制子系统控制子系统控制子系统的主要设备是处理机。处理机的数量和分工有各种配置方式，但归结起来可以分为三种基本的配置方式：集中控制、分散控制和分布式控制。1集中控制集中控制早期的程控交换机都采用这种控制方式。假设

17、某一交换机的控制系统由多台处理机组成，每一台处理机均装载全部软件，可以完成所有控制功能，访问所有硬件资源，这种控制方式就叫集中控制方式。见图。第3章 电路交换技术图3.8集中控制方式第3章 电路交换技术集中控制的主要优点是：处理机能掌握整个系统的状态，可以访问所有资源；控制功能的改变一般都在软件上进行，比较方便。但是，这种集中控制的最大缺点是：软件要包括各种不同特性的功能，规模庞大，不便于管理；系统较脆弱，一旦出故障会造成全局中断。第3章 电路交换技术2分散控制分散控制所谓分散控制，就是在给定的系统状态下，每台处理机只能访问一部分资源和执行一部分功能。处理机之间的功能可以静态分配，也可以动态分

18、配。分配方法有多种。1)单级多机系统图为单级多机系统示意图。该系统中各台处理机并行工作，每台处理机有专用的存储器，也可设置公用存储器，用作各处理机间的通信。多处理机之间的工作划分有容量分担与功能分担两种方式。第3章 电路交换技术图3.9单级多机系统第3章 电路交换技术(1)容量分担：每台处理机只承担一部分容量的呼叫处理任务。容量分担的优点是处理机数量可随着容量的增加而逐步增加，缺点是每台处理机要具有所有的功能。第3章 电路交换技术(2)功能分担：每台处理机只承担一部分功能，只需装入一部分程序，分工明确。缺点是容量较小时，也需配置全部处理机。在大型程控交换机中，通常是将容量分担与功能分担结合使用

19、。还应注意的是：不论是容量分担还是功能分担，为了保证系统安全可靠，每台处理机一般均有其备用机，按主/备用方式工作，也可采用N1备用方式。对于控制容量很小的处理机，也可以不设备用机。第3章 电路交换技术2)多级处理机系统在交换处理中，有一些工作执行频繁而处理简单，如用户扫描等；另一些工作处理较复杂，但执行次数要少一些，如数字接收与数字分析。至于故障诊断等维护管理工作则执行次数更少而处理更复杂。可见，在交换处理中处理复杂性与执行次数成反比。多级系统可以很好地适应以上特点。第3章 电路交换技术用预处理机处理执行频繁而简单的功能，可以减少中央处理机的负荷；用中央处理机执行分析处理等较复杂的功能，也就是

20、与硬件无直接关系的较高层的呼叫处理功能；用维护管理处理机专门执行维护管理的各种功能。这样，就形成了多级系统。第3章 电路交换技术图3.10三级多机系统第3章 电路交换技术在图所示的三级系统中，实际上采用了功能分担与容量分担相结合的方式：三级之间体现了功能分担，而在预处理机这一级采用容量分担，即每个预处理机控制一定容量的用户线或中继线。中央处理机也可以采用容量分担，而维护管理处理机一般只用一台。预处理机又称为外围处理机或区域处理机，通常使用微机。中央处理机和维护管理处理机可使用小型机或功能强的高速微机。第3章 电路交换技术3分布式控制分布式控制随着微处理机技术的迅速发展，分散控制的程度越来越高，

21、产生了全微机控制的分布式控制方式。例如每个电路板上均配有单片机的系统，就是一种分布式控制系统。这种分布式控制结构有以下优点：(1)在集中控制和分级控制的程控交换机中，当增加待定的新性能(如增开数据通信)时，其软件的改动较大。而在分布式控制方式中，增加新性能或新业务时可引入新的组件(如增加数据通信业务时可增加数据业务组件)，新组件中带有相应的控制设备，从而对原设备影响不大，甚至没有影响。第3章 电路交换技术(2)能方便地引入新技术和新元件，且不必重新设计交换机的整体结构，也不用修改原来的硬件。(3)可靠性高，发生故障时影响面较小，如只影响某一群用户(或中继)或只影响某种性能。第3章 电路交换技术

22、但是，分布式控制方式目前也存在一些问题。例如：(1)采用分布式控制时微处理机的数量相对增多，微处理机之间的通信也增加，如果设计不完善，会影响交换机的处理能力，使各处理机真正用于呼叫处理的效率降低，同时也增加了软件编程的复杂性。(2)随着微处理机数量的增加，存储器的总容量也会增加。第3章 电路交换技术4双机冗余配置双机冗余配置为了确保控制系统安全可靠，程控交换机的控制系统通常采用双机冗余配置，配置方式有微同步、负荷分担和主备用方式。1)微同步微同步(micro-synchronization)方式的基本结构如图所示。它具有两台相同的处理机，其间有一个比较器。两台处理机各自具有专用的存储器，其内容

23、完全相同。第3章 电路交换技术图3.11微同步方式的基本结构第3章 电路交换技术在正常工作时，两台处理机同时接收来自话路设备的各种输入信息，执行相同的程序，进行同样的分析处理，但是只有一台处理机输出控制信息，控制话路设备的工作。所谓微同步，就是要将两台处理机的执行结果通过比较器不断地进行检查比较。如果结果完全一样，说明工作正常，程序可继续执行；如果结果不一致，表示其中有一台处理机发生故障，应立即告警并进行测试和必要的故障处理。微同步方式的优点是较易发现硬件故障，且一般不影响呼叫处理。微同步方式的缺点是对软件故障的防卫较差，此外，由于要不断地进行同步复核，因此效率也不高。第3章 电路交换技术2)

24、负荷分担负荷分担(Loadsharing)方式的基本结构如图所示。负荷分担也叫话务分担。其特点是两台处理机独立进行工作，在正常情况下各承担一半话务负荷。当一台处理机产生故障时，可由另一台承担全部负荷。为了能接替故障处理机的工作，两台处理机必须互相了解呼叫处理的情况，故双机应具有互通信息的链路。第3章 电路交换技术图3.12负荷分担方式第3章 电路交换技术负荷分担的主要优点如下：(1)过负荷能力强。由于每台处理机都能单独处理整个交换系统的正常话务负荷，故在双机负荷分担时，可具有较高的过负荷能力，能适应较大的话务波动。(2)可以防止由软件差错引起的系统阻断。由于程控交换软件系统的复杂性，不可能没有

25、残留差错。这种程序差错往往要在特定的动态环境中才显示出来。由于双机独立工作，故程序差错不会在双机上同时出现，加强了软件故障的防护性。第3章 电路交换技术(3)在扩充新设备、调试新程序时，可使一台处理机承担全部话务，另一台进行脱机测试，从而提供了有力的测试工具。负荷分担方式由于是双机独立工作方式，因此在程序设计中要避免双机同抢资源的现象，双机互通信息也较频繁，这都使得软件比较复杂，且负荷分担方式不如微同步方式那样较易发现处理机硬件故障。第3章 电路交换技术3)主/备用主/备用(Active-standby)方式如图所示，一台处理机联机运行，另一台处理机与话路设备完全分离或为备用。当主用机发生故障

26、时，进行主/备用机倒换。主/备用方式分为冷备用与热备用两种方式。冷备用时，备用机不保存呼叫数据，接替主用机时从头开始工作。热备用时，备用机根据原主用机故障前保存在存储器中的数据进行工作，也可以进行数据初始化，重新启动系统。第3章 电路交换技术图3.13主备用方式第3章 电路交换技术3.2.3 处理机间通信处理机间通信1通过通过PCM信道进行通信信道进行通信利用交换机内的PCM信道进行通信，有两种不同的方法：(1)利用时隙16进行通信。在数字通信网中，时隙16用来传输数字交换局间的信令，传输线上的信息在到达交换局以后，中继接口提取时隙16的信令，进行处理。交换机内部的16时隙是空闲的，可以用作处

27、理机间的通信信道。F-150型数字交换机就是采用这种方法通信的。这种通信方式不需要增加额外的硬件，软件的费用也小，但通信的信息量小，速度慢。第3章 电路交换技术(2)通过数字交换网络的PCM信道直接传送。在S-1240交换机中，处理机之间的通信信息和话音、数据信息一样，可以通过PCM信道传送(任一时隙)，并且也能由数字交换网络进行交换。为了区分信道中信息的类型，不同的信息需要加不同的标志，以便识别。用这种方式能进行远距离通信，但缺点是占用了通信信道，并且费用较大。第3章 电路交换技术2采用计算机网常用的通信结构采用计算机网常用的通信结构计算机通信网有不同的结构方式，我们在这里只介绍部分在程控交

28、换机中常见的方式。1)多总线结构多总线结构是多处理机系统的一种总线结构。多处理机之间通过共享资源实现各处理机之间的通信。在这种结构中，多处理机组成一个总线型网络。多总线结构有两种基本方式：紧耦合系统：在这个系统中，多个处理机之间是通过一个共享存储器传送信息进行通信的。第3章 电路交换技术松耦合系统：在这个系统中，多个处理机之间是通过输入/输出接口传送信息进行通信的。这两种方式都要共享一组总线，因此必须有决定总线控制权的判优电路，处理机在占用总线前必须判别总线是否可用。第3章 电路交换技术(1)共享存储器方式。这是一种由若干处理机与若干存储器互连的方式。最简单的结构是图所示的分时总线互连结构。在

29、这种结构中，所有处理机和所有存储器都连在一条公共总线上，处理机将通信信息写入存储器，在接收端可以直接从存储器读取信息。第3章 电路交换技术图3.14分时总线互连结构第3章 电路交换技术在大型系统中，如果处理机数量较多，那么总线的通信效率可能会制约处理机的效率，形成一个“瓶颈”，因此需要想办法提高总线的效率。多组总线互连结构可以解决该瓶颈问题，如图所示。图中，每一台处理机、每一个存储器均连接一条独立总线。只要不冲突，连接在多条总线上的处理机和存储器可同时通信。但当处理机和存储器数量增加时，矩阵容量就会以平方数增长。第3章 电路交换技术图3.15多组总线互连结构第3章 电路交换技术还有一种方法是将

30、存储器的多个通道分别接不同的处理机。最常见的是利用双向存储器或者存储器双向端口控制器供两台处理机从不同总线输入或输出信息。共享存储器的方法能提供较高的速度和通信信息量，但处理机间的物理距离不能很远。第3章 电路交换技术(2)通过共享输入/输出接口进行通信。在这种方式下，一台处理机把对方处理机看作一般的输入/输出端口。这些端口可以是并行口，也可以是串行口，它适用于通信信息量和速率都不十分高的场合。第3章 电路交换技术2)环形结构在大型系统中，尤其是在分散控制的系统中，处理机的数量很多，而它们之间往往是平级关系，这时常采用环形通信结构。环形结构和计算机的环形网相似，每台处理机相当于环内的一个节点，

31、节点和环通过环接口连接。令牌环是用得较多的一种环形网。第3章 电路交换技术3.3 数字交换网络的结构数字交换网络的结构上一节我们已经介绍了数字交换网络的作用是完成数字话音信号的时隙交换。在介绍数字交换网络之前，我们先来学习复用器和分路器的有关知识，它们是连接交换网络的接口。信息以串行格式送入交换网络的入线并从出线送出。入线和出线上一帧的时隙数定义为复用度。在交换网络中，为了提高交换速度，信息以并行方式交换，因此在交换网络接口处，要进行串/并和并/串变换。复用器和分路器的作用就是完成这种变换。第3章 电路交换技术图3.16复用器的组成第3章 电路交换技术复用器包括串/并变换和合路复用功能。假设图

32、中有16条PCM分别经串/并变换后进入“16选l”的多路选择器进行合路。8个16选1的选择器中的每一个选择器接16个串/并变换器输出的同名比特位。图说明16套PCM系统进行串/并变换后在8条并行线上的时隙进行合路的过程。在3.9s中，原来每一时隙的8位串行码，现在变为并行码排列在b1b88条线的同一码位，成为变换后的一个时隙。16套并行PCM合路后，原来一个串行时隙的时间间隔内排有16个不同时隙的16位码。变换前后时隙的对应关系为：变换后的并行时隙号=变换前的时隙号复用器串行输入线数量+变换前串行输入线号例如，变换前位于输入线5、时隙10的语音，变换后的并行时隙是165(1016+5=165)

33、。第3章 电路交换技术图3.17复用器的复用过程第3章 电路交换技术3.3.1 基本交换单元基本交换单元电路交换是同步交换，因此构成电路交换网络的基本交换单元也必须是同步交换的。1. 时分接线器时分接线器时分接线器属于共享存储器型交换单元。1)时分接线器的组成时分接线器(TimeSwitch)简称T接线器，用来完成时隙交换功能。时分接线器采用缓冲存储、控制读出或写入的方式来进行时隙交换，主要由话音存储器SM(SpeechMemory)和控制存储器CM(ControlMemory)组成，如图所示。第3章 电路交换技术SM用来暂存编码的话音信息。每个时隙有8位编码，考虑到要进行奇偶校验等，所以SM

34、的每个单元(即每个字)应具有8位以上字长。SM的容量，即所包含的字数应等于输入复用线(母线)上的复用度。例如，有512个时隙，SM就要有512个单元。时分接线器的工作方式有两种。第一种是顺序写入，控制读出，简称输出控制，如图3.18(a)所示。第二种是控制写入，顺序读出，简称输入控制，如图3.18(b)所示。用这两种方式进行时隙交换的原理是相同的。顺序写入或读出是由时钟控制的，控制读出或写入则由CM完成。第3章 电路交换技术图3.18T接线器的工作原理(a)输出控制；(b)输入控制第3章 电路交换技术CM的作用是控制同步交换，其容量一般等于话音存储器的容量，它的每个单元所存的内容是由处理机控制

35、写入的，用来控制SM读出或写入的地址。因此，CM中每个字的位数决定于SM的地址码的位数。如果SM有512个单元，需要用9位地址码选择，则CM的每个单元应有9位。第3章 电路交换技术2)时分接线器的交换原理现在来看看以顺序写入、控制读出方式进行时隙交换的原理。输入时隙的信息在时钟控制下，依次写入SM。显然，写时钟必须与输入时隙同步。如果读出也是顺序方式，则仅起缓冲作用，不能进行时隙交换。故在读出时，必须依照控制存储器中所存入的读出地址进行。图3.18(a)中表示了话音A按顺序存入SM的第i单元，当第j时隙到来时，以CM第j单元的内容i为地址，读出SM第i单元的内容A。这样，第i时隙输入的话音编码

36、信息A就在第j时隙送出去，实现了时隙交换的功能。第3章 电路交换技术控制写入、顺序读出的原理是相似的，不同的是：控制存储器内写入的是话音存储器的写入地址，以此来控制话音存储器的写入，即话音存储器第j单元写入的是第i输入时隙的话音信息，如图3.18(b)所示。由于是顺序读出，故在第j时隙读出话音存储器第j单元的内容，同样完成了第i个输入时隙与第j个输出时隙的交换。第3章 电路交换技术不论是顺序写入还是控制写入，每个输入时隙都对应着话音存储器的一个存储单元，所以，时分接线器实际上具有空分的性质，是按空分的原理工作的。时分接线器中的话音存储器和控制存储器可以是高速的随机存取存储器(RAM)。第3章

37、电路交换技术2空分接线器空分接线器空分接线器属于空分阵列交换单元。1)空分接线器组成空分接线器(SpaceSwitch)简称S接线器，它由交叉点矩阵和控制存储器CM组成，如图所示。NN的电子交叉点矩阵有N条输入复用线和N条输出复用线，每条复用线上有若干个时隙。每条输入复用线可以选择到N条输出复用线中的任一条，但这种选择是建立在一定的时隙基础上的。第3章 电路交换技术对应于一定出入线的交叉点是按一定时隙做高速启闭的。从这个角度看，空分接线器是以时分方式工作的。各个交叉点在哪些时隙应闭合，在哪些时隙应断开，是由CM控制的，CM起同步作用。第3章 电路交换技术显然，对于点到点的通信，同一条输入(输出

38、)复用线上的某一时隙，不能同时选通几条输出(输入)复用线。对于图来说，就是位于同一输入线或同一输出线上的任何两个交叉点，不能在同一时隙闭合。当然，任一输入复用线的不同时隙，是可以选通到同一条输出复用线的。交叉矩阵可由选择器组成。例如，16选1选择器可用来使16条入线选通1条出线，1616的交叉矩阵可由16个161的选择器以一定的复接方式组成。第3章 电路交换技术图3.19控制存储器按入线配置的空分接线器第3章 电路交换技术2)空分接线器的工作原理如图所示，对应于每条入线都配有一个控制存储器。由于它要控制入线上每个时隙接通到哪一条出线上，所以控制存储器的容量等于每条复用线上的时隙数，而每个单元的

39、位数则决定于选择输出线的地址码位数。例如，每条复用线上有512个时隙，交叉点矩阵是3232，则要配有32个控制存储器，每个控制存储器有512个单元，每个单元有5位，可选择32条出线。第3章 电路交换技术图中，第1个控制存储器的第7个单元中由处理机控制写入了2，表示第1条输入复用线与第2条输出复用线的交叉点在第7时隙接通。在每一帧期间，处理机依次读出控制存储器各单元的内容，控制矩阵中对应交叉点的启闭。这里的控制存储器就是控制接续的转发表。控制存储器也可以按输出线设置，即每一条输出复用线用一个控制存储器控制该输出复用线上各个时隙依次与哪些输入复用线接通，如图所示。显然，在第2套控制存储器中，写入的

40、内容是输入复用线的号码。第3章 电路交换技术图3.20控制存储器按出线配置的空分接线器第3章 电路交换技术3时空一体的数字交换单元时空一体的数字交换单元还有一种交换部件，可以实现时空交换功能，如S-1240交换机中使用的数字交换单元DSE(DigitalSwitchingElement)，它属于总线型交换单元。每个DSE是具有8片“双交换端口”的超大规模集成电路，每片“双交换端口”上有两个交换端口，即每个DSE由16个双向交换端口组成，分别连接到16条4Mb/s双向PCM串行链路上，见图。第3章 电路交换技术图3.21DSE的结构框图第3章 电路交换技术图中，每个端口连接一条32信道(时隙)、

41、每信道16比特的双向PCM链路，双向PCM链路分别连接交换端口的发送(TX)和接收(RX)部分。16个端口通过内部的一组并行时分复用总线(TDM-BUS)相连。通过控制可以完成接收端口的512(1632)个信道和发送端口的512个信道之间的交换，其中既有空间端口间的交换，又有时间信道间的交换，所以说，DSE具有实现时空交换的能力。DSE内部完成用户信息交换的过程包括两个阶段：首先是按照外围模块送来的通路选择命令字，在DSE内部建立起一条通路；然后在已经建立起来的通路上传送用户的话音、数据信息。第3章 电路交换技术1)DSE中通路的选择和建立DSE中通路的选择和建立是在DSE收到规定格式的选择命

42、令字后进行的。根据命令字的要求，通过DSE中的TDM-BUS完成收、发端口上的任意信道之间的连接。为简单起见，我们来举例分析一条指定选择命令字对应的通路选择和建立过程。如图所示，设在接收端口RX5上的信道CH12收到了指定选择命令字，要求选择通路到发送端口TX8的信道CH18上。RX5将所选发送端口号8送到端口总线P上，将所选发送信道号18送到信道总线C上。第3章 电路交换技术各发送端口将自动比较自身端口号和P总线上的内容。若相同，则收下其它相关总线上的内容，占用相应信道。如果成功，则向证实A总线回送证实信息ACK。接收端口RX5收到ACK信息后登记相关信息，将发送端口号8写入到RX5内部的端

43、口存储器PRAM的第12号单元上，将发送信道号写入到RX5内部的信道存储器CRAM的第12号单元中，将RX5内部的状态RAM的12号单元状态由空闲修改为占用。至此，已作好传送信息的通路准备。上述过程就是转发表的建立过程。第3章 电路交换技术图3.22DSE的工作原理第3章 电路交换技术2)在已建立的通路上传送信息当接收端口RX5在信道CH12收到“话音/数据”信道字S时，首先进行必要的串/并变换，然后以当前信道号12作为各RAM的寻址地址，取出PRAM和CRAM的12号单元中的内容(发送端口号8和发送信道号18)分别送到内部的端口总线P和信道总线C上，并将“话音/数据”信息送到数据总线D上。各

44、发送端口将端口总线P上内容与自身端口号比较，相同者接收总线上的有关信息，将数据写入到发送端口内部的数据存储器DRAM的第18号单元内，TX8回送一证实信号ACK至证实总线A上，并在信道18对应的时隙到来时将DRAM中的内容取出，经并/串变换后发送出去。至此，就完成了在已建立的通路上传送信息的过程。第3章 电路交换技术3.3.2 交换网络交换网络 1由由T接线器与复用器结合构成的交换网络接线器与复用器结合构成的交换网络对容量不大的数字交换机，在交换网络接收侧加入复用器，在发送侧加入分路器，就可以只用时分接线器构成单T级的数字交换网络，来完成多套32路PCM之间的时隙交换。图中有8条输入/输出时分

45、复用线，每条线的复用度为32。假定输入HW1TS3的语音A要交换到输出HW7TS17去，交换过程是：按照前面讲的复用原理，输入HW1TS3的语音A复用后的时隙是TS25，经T接线器交换到TS143，分路后就送到输出HW7TS17上。第3章 电路交换技术图3.23T接线器与复用器结合构成的交换网络第3章 电路交换技术2由由TS组合构成的交换网络组合构成的交换网络小容量的数字交换网络可以用上述方法构成。但当容量很大时，不能无限地增加在一条复用线上的时隙数，这时可采用空分接线器来完成时隙的空间交换功能。TS组合在一起可以构成各种形式的多级网络。下面以TST交换网络为例进行介绍。TST是三级交换网络，

46、它的两侧为时分接线器，中间一级为空分接线器，如图所示。第3章 电路交换技术图3.24TST网络的工作原理第3章 电路交换技术T接线器每侧有6个，每个T接线器可容纳1套PCM系统，可完成32个输入时隙与32个输出时隙间的交换。初级话音存储器用SMA0SMA5表示，次级话音存储器用SMB0SMB5表示。初级控制存储器用CMA0CMA5表示，次级控制存储器用CMB1CMB5表示。空分接线器为66的矩阵，控制存储器有6个，对应于6条输出复用线，用CMC0CMC5表示。初级T接线器与S级间的链路称为网络的第一级内部链路，S级与次级T接线器间的链路称为网络的第二级内部链路。每条内部链路都是时分复用的，复用

47、度是32。第3章 电路交换技术TST交换网络中的T接线器有4种安排方式。常用的组合方式有两种。一种是初级T接线器采用控制写入、顺序读出方式，次级T接线器采用顺序写入、控制读出方式。另一种是初级T接线器采用顺序写入、控制读出方式，次级T接线器采用控制写入、顺序读出方式。第3章 电路交换技术3.4 电路交换机的控制软件电路交换机的控制软件3.4.1 程控交换软件程控交换软件 1程控交换软件的特点程控交换软件的特点(1)实时性。交换系统需要同时，或者说，在一个很短的时间间隔内处理成千上万个并发任务，因此它对每个交换机都有一定的业务处理能力和服务质量要求。不能因为软件的处理能力不足而使用户等待时间过长

48、。第3章 电路交换技术(2)多道程序运行。一个大型交换系统中可以容纳几万门或更多的电话，程控交换机要及时处理各种呼叫必须以多道程序运行方式工作，也就是说要同时执行许多任务。第3章 电路交换技术(3)不间断性。程控交换机一经开通，其运行就不能间断，即使在硬件或软件系统本身有故障的情况下，系统仍应能保证可靠运行，并能在不中断系统运行的前提下，从硬件或软件故障中恢复正常。许多交换机的可靠性指标是的正确呼叫处理及40年内系统中断运行时间不超过2小时。第3章 电路交换技术2交换软件的组成交换软件的组成图3.25交换软件系统的结构第3章 电路交换技术1)运行软件系统运行软件又称联机软件，是指存放在交换机处

49、理系统中，对交换机的各种业务进行处理的软件，其中的大部分软件具有比较强的实时性。根据功能的不同，运行软件系统又可分为操作系统、数据库系统和应用软件系统三个子系统。程控交换机应配置实时操作系统，以便有效地管理资源和支持应用软件的执行。操作系统的主要功能是任务调度、通信控制、存储器管理、时间管理、系统安全和恢复。此外，还有外设处理、文件管理、装入引导等功能。第3章 电路交换技术数据库系统对软件系统中的大量数据进行集中管理，实现各部分软件对数据的共享访问功能，并提供数据保护等功能。应用软件系统通常包括呼叫处理程序、管理程序和维护程序三部分。呼叫处理程序主要用来完成交换机的呼叫处理功能。第3章 电路交

50、换技术管理程序的主要作用包括三个方面：一是协助实现交换机软、硬件系统的更新；二是进行计费管理；三是监督交换机的工作情况，确保交换机的服务质量。维护程序实现交换机故障检测、诊断和恢复功能，以保证交换机可靠地工作。运行软件系统的结构如图所示。第3章 电路交换技术图3.26运行软件系统的结构第3章 电路交换技术2)支援软件系统程控交换机的成本和质量在很大程度上取决于软件系统，因此，软件的开发和生产效率及质量是直接影响程控交换机成本和质量的关键。支援软件系统的一个重要功能就是提供软件开发和生产的工具与环境。第3章 电路交换技术程控交换软件系统的一大特点是具有相当大的维护工作量。这不仅是因为原来设计和实

51、现的软件系统不完善而需要加以修改，而且更重要的原因是随着技术的发展，需要不断引入新的功能和业务，对原有功能要加以改进和扩充。另外，交换局的业务发展会引起用户组成、话务量等的变化，整个通信网的发展可能会对各交换局提出新的要求。可以预料，程控交换软件的维护工作量比一般软件系统更大。维护工作从系统投入运行开始，一直延续到交换机退出服役为止，一般软件总成本中有5060是用在维护上的，所以，提高程控软件的维护水平(包括效率和质量)对提高程控交换系统的质量和降低成本具有十分重要的作用。支援软件系统的另一个重要功能就是提供先进的软件维护工具和环境。第3章 电路交换技术在交换机软件中，呼叫处理程序是实现交换机

52、基本功能的主要组成部分，但在整个系统的运行软件中，它只占一小部分，一般不超过三分之一，而系统防御和维护管理程序大约占整个运行软件的三分之二左右。第3章 电路交换技术3)程控交换机使用的数据根据信息存在的时间特性，数据可分为半固定数据和暂时性数据两类。第3章 电路交换技术半固定数据用来描述静态信息，它基本上有两种类型：一种是与用户有关的数据，称为用户数据，包括用户号码、设备号码、话机类型、用户呼叫权限、用户业务类型等；另一种是与整个交换局有关的数据，称为局数据，包括局间中继设备码、中继类型、中继方式、信令方式、计费方案、编号方案等。用户数据和局数据一旦输入，一般较少改动，因此也叫做半固定数据。半

53、固定数据可由操作人员输入一定格式的命令加以修改。暂时性数据用来描述交换机的动态信息，这类数据随着每次呼叫的建立过程不断产生变化，呼叫接续完成后也就没有保存的必要了。第3章 电路交换技术呼叫处理过程中有许多数据在不断变化，需要暂存。为方便处理和使用，这类数据按照其性质被组织成紧凑的表格结构。从总体上讲包括以下几种表格：(1)忙闲信息表：描述了资源的当前状态，如用户的忙闲表、收号器的忙闲表、中继线的忙闲表、交换网络内部链路的忙闲表等。这类数据是交换机处理的主要依据之一。(2)事件登记表：在呼叫处理过程中，各种事件，如用户呼出、应答、摘、挂机等均可能出现，交换机一旦识别出这些事件，立刻予以登记并按顺

54、序排队，等待交换机的进一步处理。第3章 电路交换技术(3)各种监视表：主要用于暂存交换机采集到的有关信息。例如，收号器监视表用来暂存脉冲扫描和位间隔扫描的上次扫描结果以及脉冲计数等。(4)输出登记表：作为输出缓冲区，暂存主机准备向驱动器或其它外围设备发送的信息，如驱动输出登记表、话单打印表等。(5)新业务登记表：程控交换系统可开放多种新业务，为配合新业务的处理，可建立一定格式的新业务登记表，如缩位拨号登记表、转移呼叫登记表、热线服务登记表等。第3章 电路交换技术3.4.2 呼叫处理程序呼叫处理程序 1呼叫处理程序的组成呼叫处理程序的组成呼叫处理程序用来控制呼叫，它包括用户扫描、信令扫描、数字分

55、析、路由选择、通路选择、输出驱动等功能块。1)用户扫描用户扫描用来检测用户环路的状态变化。用户摘机，环路接通，用户挂机，环路断开，即从用户环路的当前状态和用户原有的呼叫状态可以判断事件是摘机还是挂机。第3章 电路交换技术2)信令扫描信令扫描泛指对用户线进行的收号扫描和对中继线或信令设备进行的扫描。前者包括脉冲收号或DTMF收号扫描，后者主要是指在随路信令方式时，对各种类型的中继线和多频接收器所做的线路信令和记发器信令的扫描。3)数字分析数字分析的主要任务是根据所收到的地址信令或其前几位号码判定接续的性质。第3章 电路交换技术4)路由选择路由选择的任务是根据路由表，确定对应于呼叫去向的中继线群，

56、从中选择一条空闲的出中继线。如果线群全忙，还可以依次确定各个迂回路由并选择空闲中继线。5)通路选择通路选择在数字分析和路由选择后执行，其任务是在交换网络指定的入端与出端之间选择一条空闲的通路。软件进行通路选择的依据是存储器中链路忙闲状态的映射表。第3章 电路交换技术6)输出驱动输出驱动程序是软件与话路子系统中各种硬件的接口，用来驱动硬件电路的动作。例如驱动数字交换网络的通路连接或释放，驱动用户电路中振铃继电器的动作等。第3章 电路交换技术2呼叫处理程序的结构呼叫处理程序的结构为呼叫建立而执行的处理任务可分为3种类型：输入处理、内部处理和输出处理，见图。1)输入处理收集话路设备的状态变化和有关的

57、信令信息称为输入处理。各种扫描程序都属于输入处理。输入处理通常是在时钟中断控制下按一定周期执行，主要任务是发现事件而不是处理事件。输入处理是靠近硬件的低层软件，实时性要求较高。第3章 电路交换技术图3.27呼叫处理程序的结构第3章 电路交换技术2)内部处理内部处理是呼叫处理的高层软件，与硬件无直接关系。例如数字分析、路由选择、通路选择等。呼叫建立过程的主要处理任务都在内部分析、处理中完成。内部处理程序的一个共同特点是要通过查表进行一系列的分析、译码和判断。内部处理程序的结果可以是启动另一个内部处理程序或者启动输出处理。第3章 电路交换技术3)输出处理输出驱动属于输出处理，也是与硬件直接有关的低

58、层软件。输出处理与输入处理都要针对一定的硬设备，可以合称为设备处理。扫描是处理机输入信息，驱动是处理机输出信息，它们是处理机在呼叫处理过程中与硬件联系的两种基本方式。呼叫处理过程可以看成是输入处理、内部处理和输出处理的不断循环。第3章 电路交换技术硬件执行了输出处理的驱动命令后，改变了硬件的状态，使得硬件设备从原有的稳定状态转移到另一个稳定状态，硬件设备在软件中的映射状态也随之而变，以始终保持一致。因此，呼叫处理过程反映的是用户状态不断转移的过程。第3章 电路交换技术3呼叫处理技术实现呼叫处理技术实现1)用户摘挂机识别用户挂机时，用户线为断开状态，假定扫描点输出为“1”。摘机时，用户线为闭合状

59、态，扫描点输出为“0”。用户线状态从挂机到摘机的转折，表示用户摘机，反之表示用户挂机。处理机每隔大约200ms对每一个用户扫描一次，读出用户线的状态并存入“这次扫描结果SCN”，然后从存储区中调出“前次扫描结果LM”，将SCNLM，结果为1，就识别到用户摘机。如果SCNLM为1，则识别的是用户挂机。上述识别过程见图。第3章 电路交换技术图3.28用户摘挂机识别第3章 电路交换技术2)DTMF收号识别双音多频话机送出的拨号号码由两个音频组成。这两个音频分别属于高频组和低频组，每组各有4个频率。每拨一个号码就从高频组和低频组中各取一个频率(4中取1)。具体话机的按键和相应频率的关系如图所示。第3章

60、 电路交换技术图3.29DTMF话机的号盘示意图第3章 电路交换技术CPU从DTMF收号器读取号码信息时采用查询方式，即首先读状态信息SP。若SP=0，表明有信息送来，可以读取号码信息。若SPl，则不能读取。读SP后也要进行逻辑运算，识别SP脉冲的前沿，然后读出数据。DTMF收号原理如图所示。一般DTMF信号传送时间大于40ms，因此用16ms扫描周期就可以识别。第3章 电路交换技术图3.31DTMF收号原理第3章 电路交换技术3)数字分析数字分析的任务是对被叫号码进行翻译，以确定接续方向是本局还是出局。对于出局呼叫应找出相应的中继线群。数字分析是通过查表实现的，见图。图中假定29局共有19条

61、中继线，分成3群，1号群的5条中继线接长途交换机，2号群的10条中继线接32局，3号群的4条中继线接112测量台。查表分析依据接收到的被叫用户号码进行。第一级表按第1位号码查找，第二级表按第2位号码查找，直到查出需要的数据为止。表中各单元的第一个比特是继续/停止查表位，“1”表示继续查表，后面给出下一张表首地址；“0”表示停止查表，后面给出本次呼叫的中继群号。第3章 电路交换技术图3.32号码翻译表和数字分析举例第3章 电路交换技术4)路由选择数字分析结果如果是出局接续，那么可以得到一个中继群号，根据群号查路由表，可以找到相应中继群中的空闲中继线。如果这次没找到空闲中继线，可以按次选群继续查找

62、，直到标志为“0”时停止，见图。第3章 电路交换技术5)通路选择以TST三级交换网络为例。图中任何一对入、出线之间都存在32条内部链路，为了实现交换，这32条链路中至少应有一条空闲，即组成该链路的1-2级间链路和2-3级间链路必须同时空闲。控制系统在通路选择时，首先调出对应入线的第一级链路的忙闲状态，再调出对应出线的第二级链路的忙闲状态，通过运算找出可以使用的空闲内部链路。运算过程如下，其中“0”表示链路忙，“1”表示链路闲。第一级链路的忙闲状态：第二级链路的忙闲状态：与运算结果：运算结果表明有8条内部链路空闲，可以从中选择任意一条空闲的使用。第3章 电路交换技术图3.33路由表第3章 电路交

63、换技术6)会议电话的实现如果要召开一个电话会议，参加会议的任一台话机接口的输出信号都必须同时送到其它所有话机接口的接收端，即接收端收到的信号是其它所有模拟话音的叠加。由于语音编码后是非线性码，不能将若干路话音简单相加，因此必须有一个专门的会议信号合成电路，见图。第3章 电路交换技术图3.34会议电话合成网络第3章 电路交换技术3.4.3 程序的执行管理程序的执行管理交换处理程序包括输入处理、内部处理和输出处理程序。它由多种执行一定功能的程序组成，以满足各种处理要求。因此，必须预先安排好各种程序的执行计划，在一定的时刻，选择执行最合适的处理任务。这种按照计划依次执行各种程序以满足不同实时性要求的

64、功能，就是程序的执行管理，它属于操作系统(OS)的功能。第3章 电路交换技术1程序的执行级别和原则程序的执行级别和原则依照实时性要求的严格程度，交换处理程序划分为若干级别。时间要求愈严，级别愈高，执行时优先度就越高。一般可分为中断级、时钟级和基本级。在时钟级和基本级中，还可以根据需要再分为若干级。中断级程序实时性要求最高，一旦出现必须立即得到处理。这类程序包括硬件故障和电源报警等零散随机事件。时钟级程序的执行有一定的周期性，故时钟级也可称为周期级。各种扫描程序都具有一定的周期性，均属于时钟级程序。此外，时钟级程序还可包含时限处理等程序。第3章 电路交换技术基本级程序有些没有周期性，有任务就执行

65、。有些虽有周期性，但一般来说周期较长。总之，基本级程序执行时间的要求没有时钟级严格。内部处理程序一般属于基本级。第3章 电路交换技术基本级程序级别低于时钟级程序。在执行基本级程序时，如果有时钟中断到来，就暂停执行基本级程序，而转去执行时钟级程序。等到时钟级程序执行完毕，返回中断点，再恢复基本级程序的执行。正常情况下，每次时钟中断到来后，先依次执行时钟级任务，如A、C、D，然后执行基本级任务J，如此循环下去；故障情况下，首先执行中断级程序，然后是时钟级程序，最后是基本级程序，如图所示。第3章 电路交换技术图3.35程序的执行顺序第3章 电路交换技术2时钟级程序的调度时钟级程序的调度按照预定的计划

66、，有条不紊地执行各种程序，可以满足各种程序不同执行周期的要求。采用时间表，是一种简便而有效的方法。1)时间表的结构图为时间表的结构。它由四部分组成：时间计数器(HTMR)、有效指示器(HACT)、时间表(HTBL)和转移表(HJUMP)。第3章 电路交换技术图3.36时间表的结构第3章 电路交换技术时间表纵向对应时间，每往下一行代表增加一个时间单位，实际上相当于一个时钟中断的周期。时间表横向代表所管理的程序类别，每一位代表一种程序，总位数即计算机字长，故一张时间表可容纳的程序类别数等于字长。当时间表某行某位填入l时，表示执行程序；填入0表示不执行程序。时间计数器的任务是软件计数，按计数值取时间

67、表的相应单元。有效指示器表示对应比特位程序的有效性，为“1”表示有效，为“0”表示无效。其作用是便于对时间表中某些任务进行暂时删除(抑制执行)和恢复。转移表亦称为任务地址表，其每个单元分别记载着对应任务(程序)的入口地址。第3章 电路交换技术2)时间表的工作过程首先从时间计数器中取值，每次时钟中断到来时，时间计数器加1。以时间计数器的值为指针，依次读取时间表的相应单元，将该单元的内容与HACT的内容相“与”，再进行寻“1”操作。寻到1，则转向该位对应的程序的入口地址，执行该程序，执行完毕返回时间表，再执行其它为“1”的相应程序。如不为“1”，则不执行。当所有单元寻1完毕，则转向低一级的程序。在

68、最后一个单元的最后一位上，将时间计数器清0，以便在下一周期重新开始。第3章 电路交换技术在调用过程中，后面程序的执行时刻取决于前面的程序是否被启动执行，因此，对运行间隔有严格要求的程序应排在比特表的最前边，而无严格要求的可相应排在后边(与是左寻1还是右寻1有关)。时间间隔应小于所有程序的最小执行间隔要求，而总的行数等于各程序执行周期与最短程序周期之比的最小公倍数。最后，为使CPU在各时隙期间的负荷均匀，应使每行中所含程序数大致相同。第3章 电路交换技术3基本级程序的调度基本级程序的调度基本级中一部分程序具有周期性，可用时间表控制执行。而基本级中大部分处理任务没有周期性，可采用队列处理。同一级的

69、处理要求可按到达的先后次序排成队列，采用先到来先处理的原则处理。基本级中的队列就是各种事件登记表的队列。事件登记表是在发现处理要求的程序中登记的.按照先进先处理的原则，依次取出每一张表进行处理。第3章 电路交换技术3.4.4 故障处理故障处理1故障处理的一般过程故障处理的一般过程1)故障的识别各种设备中都配有检验电路，以核对每次动作的结果。如果识别到不正常情况，一般可通过故障中断报告CPU，通过故障处理程序中的故障识别和分析程序，可以大致分析发生了什么性质的故障和哪一个设备发生了故障。第3章 电路交换技术2)系统再组成当故障识别程序找到有故障的设备后，就将有故障的设备切换掉，换上备用设备，以保

70、证正常交换处理的进行。这种可重新组成能够正常工作的设备系列，称为系统再组成，它是由系统再组成程序执行的。3)恢复处理故障发生后，进行故障处理并暂停呼叫处理工作。在系统再组成后应恢复正常的呼叫处理，由恢复处理程序来进行恢复处理。对于一般的故障中断，切断了故障设备并换上备用设备后，可以从呼叫处理程序的中断点恢复。第3章 电路交换技术4)故障告警和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。故障告警可使某告警灯亮，也可使告警铃响。故障打印是将故障有关情况较详细地由打印机打印出来。打印机的打印速度较慢，应在呼叫处理恢复后，在执行呼叫处理的同时，利用空隙时间打印。第3章

71、电路交换技术5)诊断测试虽然故障设备已被备用设备替换，但还应尽早修复故障设备，以免在故障设备修复前又发生同类设备故障，因没有可替换的设备而造成交换接续的阻断。为了使这种可能性减到最小程度，就需要尽可能缩短修复时间。维护人员可根据打印机所输出的故障状况，用键盘发出诊断指令。CPU接收诊断指令后，启动故障诊断程序对故障设备进行诊断测试，诊断结果再由打印机输出。诊断测试也可由软件自动调度执行。第3章 电路交换技术6)故障的修理打印出的诊断结果表示了各测试阶段的良好与否，维护人员据此查找故障字典可以找出故障插件或可疑插件的范围，从而进一步减少了维护人员的工作量。7)修复设备返回整机系统故障设备修复后，

72、可由维护人员输入指令，以便将修复设备变为可用状态，返回交换机的工作系统中去。第3章 电路交换技术2故障的检测和识别故障的检测和识别要进行故障处理，首先必须能发现故障。可由硬件或软件发现故障。此外，还可以进行用户线和中继线的自动测试。1)由硬件发现故障第3章 电路交换技术(1)中央处理机故障：用微同步方式较易发现处理机硬件故障。如果比较电路发现双机运算结果不一致，就表示处理机发生故障，产生故障中断。进入故障中断后，要首先确定是真正的故障还是偶发差错。如果是偶发差错，则进行恢复处理。如果是真正的故障，则要通过初测程序判断是哪一台处理机不良，然后进行系统再组成和恢复处理。如果不能恢复，就启动紧急动作

73、电路。(2)存储器故障：主要是接收处理机的指令而不回报或读出信息有错误这类故障。对于接收指令不回报的情况，可用定时器监视；对于信息的错误，一般可用奇偶校验，要求高的也可用汉明校验。第3章 电路交换技术(3)话路控制设备故障：主要包括扫描器和驱动器故障。(4)偶发性差错：硬件设备由于偶然性杂音、干扰等影响发生瞬间故障或间歇性失常，在这种情况下不需要立即进行故障处理。为了区分这些暂时故障(差错)和固定故障，可对各种硬件设备设置软件计数器，每次发生故障中断时，差错计数器进行累加，超过一定值就当作固定故障，执行设备倒换等故障处理。当设备元件劣化，间歇性障碍增多时，差错计数器的值就会急剧上升，应作为固定

74、故障进行处理。第3章 电路交换技术2)由软件发现故障(1)控制混乱识别：程序陷入无限循环状态，即属于控制混乱。要监视程序是否出现无限循环，可根据该程序的正常执行时长进行时间监视，如超出时长就认为是控制混乱。低级别程序可由高级别程序监视，最高级别的程序可由硬件监视。(2)数据检验：软件中有一些核查程序可自动定时启动，核查中继器和链路长期占用情况，核对忙闲表和硬件状态是否一致，并监视公用存储区长期占用等不正常情况。第3章 电路交换技术3.4.5 呼叫处理过程呼叫处理过程下面以用户的一次成功呼叫来说明呼叫处理过程。初始时，主叫用户和被叫用户都处于空闲状态，交换机进行扫描，监视用户线状态。1主叫用户主

75、叫用户A摘机呼叫摘机呼叫(1)交换机检测到主叫用户A摘机；(2)交换机调查用户A的类别，以区分是同线电话、一般电话、投币电话机还是小交换机用户等。(3)调查话机类别，弄清是按键话机还是号盘话机，以便接相应收号器。第3章 电路交换技术2送拨号音，准备收号送拨号音，准备收号(1)交换机寻找一个空闲收号器以及它和主叫用户间的空闲路由；(2)寻找主叫用户和信号音发生器间的一个空闲路由，向主叫用户送拨号音；(3)监视收号器的输入信号，准备收号。第3章 电路交换技术3收号收号(1)由收号器接收用户所拨号码；(2)收到第一位号后，停拨号音；(3)对收到的号码按位存储；(4)对“应收位”、“已收位”进行计数；

76、(5)将号首送向数字分析程序进行初步分析。第3章 电路交换技术4号码分析号码分析 (1)初始分析号首，以决定呼叫类别(本局、出局、长途、特服等)，并决定该收几位号。初始分析后如果是本局呼叫，则执行(2)；如果是出局、长途、特服呼叫，则交换机根据事先确定的路由表，选择通达目的地的中继线，并用信令通知对端局，对端局执行(2)；(2)检查这个呼叫是否允许接通(是否为限制用户等)；(3)检查被叫用户是否空闲，若空闲，则改成忙。第3章 电路交换技术5接至被叫用户接至被叫用户测试并预占空闲路由，包括：(1)向主叫用户送回铃音路由(这一条可能已经占用，尚未复原)；(2)控制向被叫用户电路振铃；(3)预占主、

77、被叫用户通话路由。第3章 电路交换技术6向被叫用户振铃向被叫用户振铃(1)向用户B送铃流；(2)向用户A送回铃音；(3)监视主、被叫用户状态。第3章 电路交换技术7被叫应答通话被叫应答通话(1)被叫摘机应答，交换机检测到以后，停振铃和回铃音。(2)建立A、B用户间通话路由，开始通话；(3)启动计费设备，开始计费；(4)监视主、被叫用户状态。第3章 电路交换技术8话终话终(主叫先挂机主叫先挂机)(1)主叫先挂机，交换机检测到以后，路由复原；(2)停止计费；(3)向被叫用户送忙音。第3章 电路交换技术 9话终话终(被叫先挂机被叫先挂机)(1)被叫挂机，交换机检测到以后，路由复原；(2)停止计费；(

78、3)向主叫用户送忙音。第3章 电路交换技术3.5 电路交换机的指标体系电路交换机的指标体系3.5.1 性能指标性能指标性能指标是评价电路交换机处理能力和交换能力的指标，可以反映电路交换机所具备的技术水平。性能指标主要包括电路交换机能够承受的话务量、呼叫处理能力和交换机能够接入的用户线和中继线的最大数量等。第3章 电路交换技术1. 话务量话务量话务量是用户或中继占用交换机资源(交换网络、处理器、信号设备等)的一个量度。用户或中继通话次数的多少和每次通话所占用的时间，都从数量上说明了用户或中继需要占用交换机资源的程度。我们把表明用户或中继占用交换机资源程度的量叫做话务量。话务量可用下式表示：A=c

79、t 第3章 电路交换技术式中：A话务量； c呼叫次数； t每次呼叫的平均保持时间。话务量的单位是小时，或叫“小时呼”。例如，在某1小时内，共发生了c次呼叫，每次呼叫的平均保持时间为t，则话务量应为A=ct(h)。在路由设计中，要考查话务量的密度，即话务强度。我们把单位时间T内形成的话务量叫话务强度。话务强度也叫话务流量。第3章 电路交换技术话务流量(Al)可由下式表示：式中，单位时间T可以是1小时，也可以是若干小时。话务流量表现了单个用户的占用率，它永远小于或等于1。话务量是有量纲的，而话务流量是无量纲的。通常用爱尔兰(Erlang，简写为Erl)作为话务流量的单位。话务流量的另一种单位叫百秒

80、呼，简记为ccs。百秒呼和爱尔兰的换算关系为：1Erl=36ccs。第3章 电路交换技术【例】设一个用户在2小时内共发生了5次呼叫，各次呼叫的保持时间依次为800s、300s、700s、400s和50s。求该用户的话务量(A)和话务流量(Al)。解：因A=ct，所以A=50.125=0.625(h)又因为Al=A/T，T=2(h)，故第3章 电路交换技术【例】某交换机1小时内共有480次用户呼叫，每次呼叫的平均保持时间为5分钟，求交换机承受的话务量(即话务流量)。解：c=480(次)，t=5/60(h)，T=1(h)，所以即交换机承受的话务量为40Erl。若将例中的1小时改为2小时，则话务量A

81、=40/2=20Erl。第3章 电路交换技术 2. 呼叫损失呼叫损失 在呼叫接续中，由于交换网络的出线全忙或控制系统过负荷而未完成呼叫接续的现象叫呼叫损失，简称呼损，用字母E表示。 呼损的计算公式为式中：AC完成话务量，它是交换网络输出端送出的话务量；A0原发话务量，它是加入到交换网络输入线上的话务量；E呼损；A0E损失话务量(完成话务量与原发话务量之差)。第3章 电路交换技术呼叫损失还可用爱尔兰呼损的计算公式表示为式中：A原发话务量；n交换网络的出线数；E呼损。第3章 电路交换技术表爱尔兰呼损表第3章 电路交换技术【例】设有25个用户公用交换网络的7条出线。每个用户的忙时话务量为0.1Erl

82、，求该交换机的呼损。解：交换机的总话务量A=0.125=2.5Erl，出线数n=7。查爱尔兰呼损表可得该交换机的呼损E=1%。【例】某程控数字交换机的交换网络可提供20条出线，该交换机的呼损为5%，求该交换机所承受的总话务量。解：查爱尔兰呼损表可得交换机所承受的总话务量A=15.249Erl。第3章 电路交换技术3 路由规程路由规程电信网路由规程是指在给定各个交换机之间的话务量后，彼此应配备多少条中继线合适，中继线应如何连接可以使方案最佳。设有A、B、C三台交换机，它们之间的话务量分布如图3-2所示。那么交换机A应配备多少条中继线？其中与交换机B和C相连接的各应是多少?方案1：直达路由方式。根

83、据每个方向的话务量分布，独立地为每个方向提供所需的中继线数量。例如，当图3-2所示的呼损(E)为1%时，由爱尔兰呼损表可查得连接AB、AC和BC的中继群各应包括11、8和15条中继线，如图3-3所示。第3章 电路交换技术图3-2A、B、C三台交换机的话务量分布第3章 电路交换技术图3-3直达路由方式第3章 电路交换技术方案2：汇接路由方式。AC间的话务量全部通过交换机B汇接，因此AB之间的话 务 量 变 为 5+3=8Erl， BC之 间 的 话 务 量 分 别 变 为8+3=11Erl。再次查爱尔兰呼损表可得AB和BC之间所应配备的中继线数分别为15条和19条，如图3-4所示。与直达路由方式

84、相比，汇接路由方式增加了4条AB中继线、4条BC中继线和4路汇接交换设备，节约了8条AC直达中继线。第3章 电路交换技术图3-4汇接路由方式第3章 电路交换技术上述两种方案哪一种更经济，应根据它们的价格比来决定。设则第3章 电路交换技术【例】已知A、B、C三台交换机之间的话务量分布如图3-5所示，比较AC之间完全采用直达中继和完全通过B汇接这两种方案哪种更经济？(E=0.001)已知AB、BC、AC之间的中继传输设备的费用为AB：万元/路；BC：万元/路；AC：万元/路；B汇接费：万元/路。第3章 电路交换技术图3-5例图第3章 电路交换技术表3.2爱尔兰表第3章 电路交换技术解：由式(3.5

85、)得采用直达中继时，各中继群的线数可由题中所给爱尔兰表查得：AB：21，BC：28，AC：14采用汇接中继时，则各中继群的线数变为AB：28，BC：35汇接话务量使AB和BC中继群各增加了7条中继线，于是第3章 电路交换技术方案3：混合路由方式在混合路由方式中，两台交换机之间的话务量一部分通过直达中继，另一部分通过汇接中继。这种方法既可以提高直达中继的效率，又可减少汇接中继设备的数量，是一种经济有效的方式。具体实现是让交换机之间的话务量主要由直达中继负担，而直达中继所溢出的话务量由汇接中继传输，即汇接中继作为直达中继溢出时的后备路由。因而，汇接路由也常称为迂回路由。第3章 电路交换技术4控制系

86、统的呼叫处理能力控制系统的呼叫处理能力话务量所衡量的是交换机话路系统能够同时提供的话路数目。交换机的话务能力往往受到控制设备的呼叫处理能力的限制。控制系统的呼叫处理能力用最大忙时试呼次数BHCA(BusyHourCallAttempts)来衡量，这是一个评价交换系统的设计水平和服务能力的重要指标。显然，交换机的BHCA数值越大，说明系统能够同时处理的呼叫数目就越大。影响这个数值的相关因素有很多，包括交换系统容量、控制系统结构、处理机能力、软件结构、算法等。甚至编程时选用的语言，都与之相关。第3章 电路交换技术(1)交换系统容量的影响。交换系统的用户容量越大，要求处理机付出的固定开销也就越大，这

87、些开销主要是各种扫描程序的开销(2)控制系统结构的影响。现代的电路交换机普遍采用多处理机结构的控制系统。处理机间的通信方式、不同处理机间的负荷或功能的分配方式以及多台处理机的组成方式都会影响到呼叫处理能力.第3章 电路交换技术(3)处理机性能的影响。在成本允许的情况下，应尽量选用高性能的计算机系统。处理机性能的提升能够直接提高控制系统的处理能力。(4)软件的设计水平。这是一个影响控制系统处理能力的重要因素。操作系统软件和应用程序的水平会在很大程度上影响系统的性能。设计水平高的程控软件，不仅能够提高控制系统的处理能力，同时也可以提高系统的可靠性和可维护性。第3章 电路交换技术BHCA值的计算值的

88、计算实际中考查控制部件的处理能力往往很难。原因是BHCA值受很多因素的影响，如呼叫类型、被叫状态、接口数量、话务量、处理机结构、软件设计等。不同类型的呼叫其处理的繁简程度是不一样的。另外，呼叫的成功或者失败，使处理机的开销也不一样，因此要获得最终的BHCA值是不容易的。研究人员一般用一个线性模型来估算控制部件的呼叫处理能力。根据这个模型，忙时处理机用于呼叫处理的时间开销为t=a+bN第3章 电路交换技术式中：t忙时处理机用于呼叫处理的时间开销；a系统固有开销，与呼叫处理无关的系统开销，如非呼叫状态下的各种扫描监视开销。该值与系统结构、系统容量、接口数量、软件的设计水平等参数有关；b非固有开销，

89、与呼叫处理有关的系统开销，即处理一个呼叫的平均开销时间。由于不同的呼叫所执行的指令数是不同的，因此该值与呼叫类别、呼叫的不同处理结果等参数有关。N忙时所处理的呼叫总数，即BHCA的估算值。第3章 电路交换技术【例】某处理机忙时用于呼叫处理的时间开销为60%，系统固有开销为20%，处理一个呼叫平均开销需时间30ms。求该处理机忙时所处理的呼叫总数(即BHCA)。解：已知t，a，b=30，根据t=a+bN得：故BHCA为48000次/小时。第3章 电路交换技术在对控制系统的设计中，往往假设处理占用时间不超过CPU全部运行时间的95%，以保留一定的富余量，所以式(5.1)又可表示为a+bN则第3章

90、电路交换技术BHCA的测试的测试由例题我们了解到，要获得BHCA的实际计算值必须首先给出各种开销所占的百分比和处理一个呼叫平均开销所需的时间，但在实际中这些参数是随机的、不准确的。下面我们介绍一种工程上测试BHCA的方法。工程上测试BHCA时一般采用模拟呼叫器，通过大话务量的测试得到测量值。BHCA值的测试公式为第3章 电路交换技术对上式有以下几点规定：(1)一个试呼处理是指一次完整的呼叫接续，对不成功的呼叫不予考虑。(2)话务量取最大值计算。我国规定用户话务量最大为0.1Erl/用户，中继话务量最大为0.70Erl/中继线(有关话务量的概念将在第7章介绍)。(3)每次呼叫平均占用时长对用户规

91、定为60s，对中继线规定为90s。第3章 电路交换技术根据式(3.5)可得到处理机对一个用户的BHCA指标为对一条中继线的BHCA指标为第3章 电路交换技术上述结果是在规定了一些前提条件下而得到的测量值，与实际值是有差距的。为了接近实际值，应综合考虑下述情况：(1)要考虑实际中存在一定百分比的未成功试呼，这使得平均一次呼叫占用时长降低(如50s)，因此实际BHCA值要比测试值略高一些。(2)还要考虑测量时取的是最大话务量，实际中会小一些，这使得实际BHCA值要比测试值小一些。第3章 电路交换技术3交换机连接用户线和中继线的最大数量交换机连接用户线和中继线的最大数量电路交换机能够提供的用户线和中

92、继线的最大数量，是电路交换机的一个重要指标。很多的局用电路交换机能够连接的用户线达十万线以上，而中继线也可以达到数万线。第3章 电路交换技术3.5.2 服务质量指标服务质量指标 1呼损指标呼损指标呼损率是交换设备未能完成的电话呼叫数量和用户发出的电话呼叫数量的比值，简称呼损。这个比率越小，交换机为用户提供的服务质量就越高。若让用户满意，呼损就不能太大；而呼损小了，设备的利用率就要降低。因此要进行权衡，从而将呼损确定在一个合理的范围内。一般认为，在本地电话网中，总呼损在25范围内是比较合适的。第3章 电路交换技术 2接续时延接续时延接续时延包括用户摘机后听到拨号音的时延和用户拨号完毕听到回铃音的

93、时延。前一个时延反映了交换系统对于用户线路的状态变化的反应速度以及进行必要的去话分析所需要的时间。当该时延不超过400ms时，用户不会有明显的等待感觉。后一个时延反映了交换系统进行数字分析、通路选择、局间信令配合以及对被叫发送铃流所需要的时间，一般规定平均时延应小于650ms。第3章 电路交换技术3.5.3 可靠性指标可靠性指标可靠性指标是衡量电路交换机维持良好服务质量的持久能力的指标。程控交换系统的可靠性通常用可用度和不可用度来衡量。为了表示系统的可用度和不可用度，定义了两个时间参数：平均故障间隔时间MTBF(MeanTimeBetweenFailure)和平均故障修复时间MTTR(Mean

94、TimeToRepair)。前者是系统的正常运行时间，后者是系统因故障而停止运行的时间。第3章 电路交换技术1)失效率和平均故障间隔时间(1)失效率()。失效率()指控制设备在单位时间内出现的失效次数，即故障率，单位为1/h(或记做h1)。失效率是时间的函数，但对于电子设备来说，经过一段时间的老化以后，失效率则是一个常数。第3章 电路交换技术(2) 平均故障间隔时间(MTBF)。MTBF(Mean TimeBetweenFailure)是一个针对技术性能的指标，该指标依赖于系统中各元器件正常工作的概率。失效率()和平均故障间隔时间(MTBF)互为倒数，即第3章 电路交换技术2)修复率和平均故障

95、修复时间(1)修复率()。单位时间内修复的故障数叫做修复率，单位为h1。(2)平均故障修复时间(MTTR)。MTTR(MeanTimeToRepair)是一个针对系统维修性能的指标。修复率和平均故障修复时间互为倒数，即第3章 电路交换技术3)可用度和不可用度(1)可用度(A)。可用度指程控数字交换机在规定的时间内和规定的条件下完成规定功能的成功概率。可用度是一个定量指标，在系统稳定运行时，失效率()和修复率()都接近为一个常数值，这时可用度为可见，可用度(A)是一个综合了技术性能和维修性能的指标。第3章 电路交换技术(2)不可用度(U)。系统丧失规定功能的概率叫做不可用度，它和可用度(A)相对

96、应。因为U+A=1，故相比平均故障间隔时间MTBF来说，平均故障修复时间MTTR非常小，可忽略不计，因此第3章 电路交换技术可靠性指标的计算可靠性指标的计算1)计算系统在单处理机时的不可用度系统在单处理机时的可用度可按式计算，即那么，系统在单处理机时的不可用度可按式计算，即第3章 电路交换技术对于有冗余的双处理机系统，其平均故障间隔时间MTBFD可近似表示为MTBFD=MTBF2/(2MTTR)相应地，双机系统的可用度可近似表示为AD=MTBF2/(MTBF2+2MTTR2)一般要求局用电路交换机的系统中断时间在40年中不超过2小时，相当于可用度A不小于。要提高可靠性，就要提高MTBF或降低M

97、TTR，这样就对硬件系统的可靠性和软件的可维护性提出了很高的要求。第3章 电路交换技术2)计算系统在双处理机时的不可用度系统在双处理机时的不可用度的概率分以下两种情况：(1)处理机A先坏，处理机B再坏的概率。(2)处理机B先坏，处理机A再坏的概率。所以第3章 电路交换技术【例】某处理机平均故障间隔时间为3000小时，平均故障修复时间为4小时，试求：单、双机预期的不可用度；5年中单、双机分别有多少小时因故障停机？根据5年中双机的不可用度求系统中断4小时需多少年？解：第3章 电路交换技术5年中的U单=5365241.3103=57小时5年中的U双=5365243.56106小时设系统中断4小时需x

98、年，则x4=5计算得：x=125年即系统中断4小时需125年。第3章 电路交换技术3.5.4 运行维护性指标运行维护性指标程控交换系统的运行维护性可以通过下列指标来描述。1故障定位准确度故障定位准确度显然，在发生故障后，故障诊断程序对于故障的定位越准确越有利于尽快地排除故障。电路交换机具有较高的自动化和智能化程度，一般可以将故障可能发生的位置按照概率大小依次输出，有些简单的故障可以准确地定位到电路板甚至芯片级。第3章 电路交换技术2再启动次数再启动次数再启动是指当系统运行异常时，程序和数据恢复到某个起始点重新开始运行。再启动对于软件的恢复是一种有效的措施。再启动会影响交换系统的稳定运行。按照对

99、系统的影响程度的不同可以将再启动分成若干级别，影响最小的再启动可能使系统只中断运行数百毫秒，对呼叫处理基本没有什么影响，而较高级别的再启动会将所有的呼叫全部损失掉，所有的数据恢复初始值，全部硬件设备恢复为初始状态。再启动次数是衡量电路交换机工作质量的一个重要指标。一般要求每月再启动次数在10次以下。尤其是高级别的再启动，由于其破坏性大，所以其次数应越少越好。第3章 电路交换技术3.6 电路交换典型机电路交换典型机3.6.1 FETEX-150数字交换机数字交换机FETEX-150数字交换机是日本富士通公司研制的全数字时分程控交换机，简称F-150交换机。它采用分级分散控制结构，可作为市话局也可

100、作为长途局使用，话务量最大可达24000爱尔兰，呼叫处理能力最大可达70万BHCA。第3章 电路交换技术1系统概况系统概况1) 系统硬件系统硬件图3.37F-150系统的结构第3章 电路交换技术(1)话路子系统：话路子系统的任务是在中央处理子系统的控制下，完成电话呼叫接续。它由用户集线器、各类中继器和数字交换模块DSM(又称选组级)等构成。用户通过用户集线器或远端用户集线器接入交换机。模拟中继线和PCM中继线分别接模拟中继器和数字中继器。当交换机作为长途局或国际局使用时，如需要半自动话务员辅助功能，可接长途话务员座席。第3章 电路交换技术(2)控制子系统：控制子系统分为三级，第一级为用户处理机

101、(LPR)，第二级为呼叫处理机(CPR)，第三级为主处理机(MPR)。对于低话务量的交换局，可以将二、三级合并成一个主处理机。呼叫处理机控制数字交换网络，执行呼叫处理功能，全局最大容量时配备8个(不包括备用)。主处理机执行整个系统的资源管理和维护操作功能，包括人机通信，全局只配备1个(不包括备用)。第3章 电路交换技术2) 系统软件系统软件软件设计采用积木式结构，共分五级:系统程序、子系统程序、模块、组件和单元。按存放位置来分，F-150交换机的软件分为用户处理机软件、主处理机和呼叫处理机软件。每个处理机中的软件又可细化为操作系统(OS)和应用系统(APL)两类。(1)主处理机和呼叫处理机软件

102、。主处理机和呼叫处理机软件有六个模块，其中四个模块属于操作系统，两个模块属于应用系统。每个功能模块由若干组件组成，各功能模块用统一的接口条件互相连接。表中列出了各功能模块的主要功能。第3章 电路交换技术表表3.1 主处理机和呼叫处理机软件的主要功能主处理机和呼叫处理机软件的主要功能第3章 电路交换技术(2)用户处理机软件。表表3.2 用户处理机软件的主要功能用户处理机软件的主要功能第3章 电路交换技术2用户集线器和用户处理机用户集线器和用户处理机1)用户电路及时隙分配用户电路是模拟用户环路和数字交换网络的接口电路，具有BORSCHT功能。F-150的用户电路见图。它是由用户专用部分和用户公用控

103、制部分组成的。公用控制部分的信息有两类。一类是从信号分配存储器SDM送来的驱动信息。根据不同的应用场合，每个用户有24个控制信号分配点，它们是：振铃、测试、换极、送投币收集信号。另一类是送给用户处理机的用户回路断、续信息，每个用户状态占1bit，处理机用这1bit信息可以对用户的呼叫、拨号、话终进行监视。第3章 电路交换技术图3.38F-150的用户电路第3章 电路交换技术图3.39用户时隙分配的原理第3章 电路交换技术图3.40同步时隙脉冲的波形第3章 电路交换技术从图可知，1个机框有15块用户板，每块用户板有#0#7共8个用户。从图可知，每块板接一个时隙脉冲，这一时隙脉冲通过板内同步脉冲(

104、8000Hz)分成相差半帧的两个时隙。每块板中的8个用户分成奇、偶两组，奇数组用一个相同的时隙脉冲，偶数组用另一个时隙脉冲。相邻的奇、偶用户复接在1条PCM复用线上，偶用户使用前半帧时隙，奇用户使用后半帧时隙。15块用户电路板120个用户复接出4条PCM复用线，再与用户级时分接线器相连。第3章 电路交换技术2)用户级话音通路用户集线器简称用户级，它由话音通路和控制设备两部分组成。用户级的话音通路由用户电路(SLC)、时分接线器(LTSW)及网络接口组成，其框图如图所示。时分接线器部分包含复用器、分路器和单级时分接线器T，见图。从用户电路来的四条PCM复用线(HW03)进入复用器，完成串并转换，

105、并把4路PCM合并，然后输出至T级话音存储器。T级完成时隙交换，再送至分路器。分路器的功能与复用器相反，它的输出接选组级。第3章 电路交换技术图3.41话音通路的组成框图第3章 电路交换技术图3.42用户级时分接线器第3章 电路交换技术4条复用线共有324128个时隙，其中120个时隙是话路，其余8个时隙作为用户处理机LPR与呼叫处理机CPR的通信和固定分配给某些信号音及测试用的信道。其时隙安排情况见表。第3章 电路交换技术表表3.3 时时 隙隙 安安 排排第3章 电路交换技术表中，有120个时隙用作话路，实际上可指定其中的任何两个时隙传送某些信号音(例如忙音)。时分接线器又分成上行通路(用户

106、到网络方向)和下行通路(网络到用户方向)。上行通路中T接线器采用顺序写入、控制读出方式；下行通路中T接线器采用控制写入、顺序读出方式。图为A、B两个用户间通话路由举例。实际中，控存中的内容除了时隙号外，还有机框号。第3章 电路交换技术图3.43两个用户通话路由举例第3章 电路交换技术3)用户处理机用户级的各项功能是在用户处理机(LPR)的控制下完成的。用户处理机是分布式的，每对LPR的处理能力为6000BHCA。用户处理机的工作方式采用双机冷备用方式。用户处理机的组成框图如图所示。第3章 电路交换技术图3.45用户处理机的组成第3章 电路交换技术其主要部件有:微处理机：由微处理器(MPU)、只

107、读存储器(ROM)和随机读写存储器(RAM)构成，它是用户级的控制中心。扫描存储器(SCNM):暂时存放用户线回路的扫描结果。经微处理机处理后，状态变化信息经SSM送CPR。信号分配存储器(SDM):由CPR送来的启动/释放用户电路的信息，先由RSM(信号接收存储器)接收后，再转至本存储器(SDM)。第3章 电路交换技术用户级控制存储器(LCM):是控制用户级话音存储器工作的转发表，它控制上行话音存储器的读出和下行话音存储器的写入。LCM本身的写入信息来自CPR。信号发送存储器(SSM):暂存送往CPR的信息。信号接收存储器(RSM):暂存由CPR送来的信息。监视器(SUP):监视LPR机框内

108、每块板的故障情况。若有故障，则完成主/备用机的倒换，并处理控制再启动。用户处理机的功能是：对用户线监视结果进行收集、分析和处理；接收用户拨号；控制用户级的接续；完成与CPR间的通信；过负荷控制及诊断。第3章 电路交换技术3选组级选组级1)话路系统选组级的话路部分由数字交换模块组合而成，由呼叫处理机来控制。选组级话路系统的基本构成框图如图所示。图3.46选组级话路系统的结构第3章 电路交换技术一个数字交换模块由复用器、TST交换网络及分路器组成。其输入/输出复用线(HW)最多可有32条，即一个模块可有3032960个话路。F-150机最多可接64个数字交换模块，即可接32642048条复用线(H

109、W)，也即有302048=61440个话路。每一个呼叫处理机可控制8个数字交换模块。最大容量时可装8个呼叫处理机，控制64个数字交换模块。数字交换模块终端所接的HW，可来自用户集线器(LC)、远端用户集线器(RLC)、模拟中继器(AT)、数字中继器(DT)、多频信号(MFC)、信号音发生器(TNG)等。第3章 电路交换技术TST交换网络的初级时分接线器为控制写入、顺序读出方式，次级时分接线器为顺序写入、控制读出方式。S接线器为输出控制。TST交换网络内部时隙采用反相法选择。现以图为例来说明选组级接续情况。第3章 电路交换技术图3.47选组级接续举例第3章 电路交换技术图中，设主叫用户A使用的时

110、隙是模块5的HW0TS25；被叫用户B使用的时隙为模块8的HW13TS1。交换网络内部时隙为TS65和TS(65512)。A至B方向的传输途径是：A用户位于模块5的HW0TS25，通过复用器变换为TS800(因为每一模块的32条HW按时隙插入，可计算出3225+0=800)；再经选组级初级T交换到内部时隙TS65，S级把它从模块8输出，这时内部时隙不变，仍为TS65；至次级T以后交换到TS45(因为B用户在模块8的HW13TS1，可以算出321+13=45)；最后经分路器就变换为模块8的HW13TS1。第3章 电路交换技术B至A方向的传输途径为：HWl3TS1通过复用器变换为TS45；经初级T

111、接线器交换到TS577(采用反相法，所以为65512=577)；再经S接线器交换后时隙仍为TS577；至次级T级必须交换到TS800，这样分路器的输出才是HW0TS25。第3章 电路交换技术2)信号音的分配F-150的数字信号音通过2条上行信道(HW)送到数字交换模块中。其中一条HW传送30种双频信号，另一条传送26种信号音。这两条上行HW把上述的56种数字信号经过复用器、初级T、S级，最后存储在次级T的话音存储器中。当需要某种信号时，可直接从次级T读出，送至相应的用户电路或中继器。其连接路由见图。第3章 电路交换技术图3.49信号音分配第3章 电路交换技术4处理机间的通信处理机间的通信1)L

112、PR与CPR间的通信F-150的LPR与CPR的通信，是利用HW0(或HW1)的TS16实现的。为便于通信，F-150还配置了发送信号存储器(SSM)和接收信号存储器(RSM)。它们中的一对设置在LPR内，另一对设置在数字交换模块内。LPR与CPR间通信的途径如图所示。第3章 电路交换技术图3.50LRP与CPR间通信的途径第3章 电路交换技术从LPR向CPR传送数据(称上行数据)的过程是：在程序控制下，把存放在SCNM内的用户状态信息送至RAM，再由RAM送至SSM。在布线逻辑控制下，以2ms时间为周期从SSM顺序读出数据，经并/串变换后送到信令插入电路。信令插入电路在TS16时隙到来时，把

113、从SSM所读出的数据插入上行话路通道。它和其它时隙一样送到选组级初级T，并在TS16时隙被提取，写入RSM。然后，在CPR程序控制下，周期性地从选组级的RSM中读出数据，并通过信号接收分配器(SRD)送到CPR的主存储器(MM)中。从CPR的MM向LPR的RAM传送数据(称下行数据)的过程，与上行数据的传送过程类似。所不同的是，在LPR的RAM收到CPR的信息后，一般是传送到SDM或LCM。第3章 电路交换技术2)CPR之间及CPR与MPR之间的通信F-150的CPR之间及CPR与MPR之间的通信采用专用通道方式。这一方式中除了在处理机间有专用通道外，还配备有接口设备，这种接口设备在F-150

114、中称为通道适配器(CCA)。CPR与MPR间通信的途径，如图所示。第3章 电路交换技术图3.51CPR与MPR间通信的途径第3章 电路交换技术CPR与MPR间的通信受通信控制程序单元的控制。发起通信的单元向通信控制单元提供接收处理机号码、接收程序单元号码和具体数据等信息，并请求通信控制单元准予通信。通信控制单元分析接收处理机号，若属于它所管辖的处理机，则直接启动相应的接收单元；若不属于它所管辖的，则信息经过CCA送到MPR内的通信控制单元。MPR收到信息后，其通信控制单元也进行分析，当找到对应的CPR时，信息就被再次传送出去，以启动相应CPR中的接收单元。第3章 电路交换技术思思 考考 题题3

115、.1电路交换有何特点？3.2画图说明电路交换机的组成。3.3电路交换机有哪些接口?它们的基本功能是什么？3.4画图说明本局呼叫信令流程。3.5什么是集中控制？什么是分散控制？3.6处理机冗余配置方式有哪些？3.7处理机间通信方式有哪些？3.8分散控制和分布式控制有何异同？第3章 电路交换技术3.9说明复用器和分路器的工作原理。串/并变换前后，时隙有何对应关系？3.10有一个T接线器，设输入/输出线的复用度为512，要实现TS5与TS20的交换，画图表示这一过程3.11有一S接线器，有8条输入/输出线(编号为07)，每条线的复用度为512，要求在TS15将入线1上的信息A送到出线5上；在TS30

116、将入线2上的信息B送到出线7上。画图说明这一过程，并说明转发表如何构造。第3章 电路交换技术3.12说明DSE的结构和工作原理。控制DSE交换的转发表在什么地方？3.13有一个TST型交换网络，有8条输入/输出线，每条线的复用度为128。现要输入线2，TS10内部TS40输出线5，TS60进行的双向交换。画出交换网络的结构，并填写各相关话音存储器和控制存储器(假设输入T用输出控制，输出T用输入控制，S级控制存储器按出线配置，内部时隙按反相法确定)。第3章 电路交换技术3.14说明电路交换机软件的特点和组成。3.15说明局数据和用户数据的主要内容。3.16说明呼叫处理程序的结构。3.17说明电路

117、交换机中程序的分级和调度方法。3.18用时间表实现对下列程序的调度：A10msB20msC50msD40ms画出时间表的数据结构，并说明如何确定时间表的容量和系统中断周期。第3章 电路交换技术3.19说明故障处理的一般过程。3.20简述一次本局成功呼叫的过程。3.21衡量电路交换机的性能指标和服务质量指标有哪些？3.22某处理机的累计有效工作时间为3000小时，累计中断时间为2小时，寿命为30年。试求其寿命期内处理机的可用度。若改用双机结构，可用度又是多少？3.23F-150交换机如何对用户分配时隙？它的用户级是怎样实现话务集中的？第3章 电路交换技术3.24F-150交换机控制系统采用怎样的结构？它们之间如何通信？3.25画出S-1240交换机结构，说明结构特点。各模块处理机是如何通信的？3.26S-1240交换机，主叫CE编址为6370，被叫CE编址为4350，它们之间的接续路由最多需要几级？为什么？写出主叫CE发给被叫CE的选择命令。