第4章-數(shù)字程控交換系統(tǒng)的軟件.ppt

1 4數(shù)字程控交換系統(tǒng)的軟件 1 程控交換軟件概述2 程控交換軟件的組成及原理3 程序的級別及調(diào)度處理4 呼叫處理程序的組成及功能 2 4 1程控交換軟件概述 1 程控交換軟件的基本特點2 數(shù)據(jù)驅動程序的特點及結構3 FSM和FMM的概念4 程序設計語言 3 4 1 1程控交換軟件的基本特點 實時性強具有并發(fā)能力及多進程處理能力可靠性高 包括硬件和軟件 適應性強 采用程序與數(shù)據(jù)分離的方案 可維護性強 程序采用模塊化 結構化設計方法 采用數(shù)據(jù)驅動的程序結構 完備的文檔資料 4 圖多個進程實例共用一個程序代碼 5 4 1 2數(shù)據(jù)驅動程序的特點及結構 為了滿足高度適應性 可維護性以及新功能添加的方便性 交換機軟件通常采用數(shù)據(jù)驅動的程序結構 數(shù)據(jù)驅動程序是指軟件通過查表獲取參數(shù) 根據(jù)參數(shù)決定需要執(zhí)行的程序 其優(yōu)點是能非常靈活地適應系統(tǒng)規(guī)范的變化而不改變程序的結構 6 圖動作驅動程序的流程圖 7 圖數(shù)據(jù)驅動程序的流程圖 8 第二表格 第一表格 規(guī)范變化前 第二表格 第一表格 規(guī)范變化后 9 數(shù)據(jù)驅動程序 用第一個參數(shù)查第一級表 標志F 根據(jù)查表結果執(zhí)行程序 結束 用下一個參數(shù)查下一級表 數(shù)據(jù)驅動程序的基本結構 10 4 1 3FSM和FMM的概念 FSM FiniteStatusMachine 有限狀態(tài)機 系統(tǒng)的有限狀態(tài)機描述是指能將系統(tǒng) 或進程 的狀態(tài)定義為有限個狀態(tài) 然后描述在每個狀態(tài)下受到某個外部信號激勵時系統(tǒng)作出的響應及狀態(tài)轉移的情況 11 輸入b 輸入a 12 FMM FiniteMessageMachine 有限消息機 FSM與FMM的概念類似 它是交換機軟件的基本軟件模塊 多個FMM就構成了軟件系統(tǒng) FMM之間的通信是通過Message來傳送的 Message由操作系統(tǒng)統(tǒng)一管理 當交換機需要增加新的功能模塊時 只需增加或修改相應的FMM即可 13 4 1 4程序設計語言 在程控交換機軟件的開發(fā) 運行和維護階段 一般要用到三種類型的語言 規(guī)范描述語言 SDL 各種高級語言和匯編語言 人機對話語言 MML 14 1 規(guī)范描述語言SDLSpecificationsDescriptionLanguage 用于交換機軟件設計階段 說明對交換機的各種功能要求和技術規(guī)范 SDL有SDL GR和SDL PR兩種表現(xiàn)形式 SDL用于系統(tǒng)模型描述 模塊定義和進程定義 系統(tǒng)模型結構 模塊定義 進程定義 15 圖系統(tǒng)圖的SDL GR表示 16 圖模塊的SDL GR表示 17 圖進程定義 18 2 匯編語言和高級語言匯編語言和高級語言主要用來編寫軟件程序 匯編語言 是面向處理機動作過程的語言 運行效率高 實時性強 但程序編寫效率低 移植性差 高級語言 CHILL語言 C語言 19 3 人機對話語言MML主要用于人機交互式操作和維護的語言 用于程控交換機的操作 維護 安裝和測試 MML包括輸入語言和輸出語言 20 4 2程控交換軟件的組成及原理 1 軟件的基本結構2 操作系統(tǒng)3 數(shù)據(jù) 包括局數(shù)據(jù)和用戶數(shù)據(jù) 4 呼叫處理及維護管理程序 21 4 2 1運行軟件的基本結構 程控交換機的運行軟件指存放在交換機處理機系統(tǒng)中 對交換機的各種業(yè)務進行處理的程序和數(shù)據(jù)的集合 22 應用軟件系統(tǒng) 呼叫處理程序 管理程序 維護程序 操作系統(tǒng) 中央處理機 處理機外圍設備 交換機外圍設備 數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)DBMS 數(shù)據(jù)庫 23 交換機運行軟件的比例分配 24 它是處理機硬件和應用軟件之間的接口 用于統(tǒng)一管理系統(tǒng)的軟硬件資源 其主要功能包括 任務調(diào)度 存儲管理 定時管理 進程之間的通信和處理機之間的通信 系統(tǒng)故障處理 4 2 2操作系統(tǒng) 25 操作系統(tǒng)接口關系 26 包括局數(shù)據(jù)和用戶數(shù)據(jù) 通常存儲在數(shù)據(jù)庫中 由DBMS統(tǒng)一管理 1 局數(shù)據(jù) 交換機的配置及運行環(huán)境參數(shù) 包括 配置數(shù)據(jù) 交換局的號碼翻譯規(guī)則 路由中繼數(shù)據(jù) NO 7信令數(shù)據(jù) 計費數(shù)據(jù) 新業(yè)務提供參數(shù)等 2 用戶數(shù)據(jù) 用戶情況數(shù)據(jù) 包括 用戶電話號碼 用戶設備碼 用戶線類別 用戶的服務等級 用戶對新業(yè)務的使用及登記情況 用戶計費數(shù)據(jù)等 4 2 3數(shù)據(jù) 27 交換機的應用軟件部分包括呼叫處理程序 系統(tǒng)的維護管理程序等 1 呼叫處理程序負責整個交換機中所有呼叫的建立 監(jiān)視和釋放 并完成對各種電話新業(yè)務的處理 2 維護管理程序主要功能是管理和維護交換機運行所需的局數(shù)據(jù)和用戶數(shù)據(jù) 系統(tǒng)話務量和話費 維護處理交換機的軟硬件故障 使之正常運行 4 2 4呼叫處理及維護管理程序 28 1 程序的級別2 時鐘級程序的調(diào)度3 基本級程序的調(diào)度 4 3程序的級別及調(diào)度處理 29 4 3 1程序的級別 按照對交換機實時性的要求 程序應劃分為若干級別 典型的劃分為 1 中斷級 故障級 其級別最高 主要用于發(fā)生故障時產(chǎn)生故障中斷調(diào)用故障處理進程 中斷級程序由硬件中斷啟動 2 時鐘級 其級別次之 主要用于執(zhí)行要求定時運行的進程 時鐘級程序由時鐘中斷啟動 3 基本級 進程級 其級別最低 其功能是對外部發(fā)現(xiàn)的各種事件進行處理 30 故障級和時鐘級都是在中斷中執(zhí)行的 但故障的發(fā)生是隨機的 故在正常情況下 只有時鐘級和基本級的交替執(zhí)行 每當時鐘中斷到來 就執(zhí)行時鐘級進程 執(zhí)行完畢轉入基本級的執(zhí)行 如下圖 時鐘級與基本級的執(zhí)行 基本級執(zhí)行完畢到下一次時鐘中斷到來 存在一小段空余時間 由于交換機話務量的變化 空余時間的長度不是固定的 也可能出現(xiàn)基本級未執(zhí)行完就發(fā)生時鐘中斷 空余時間不存在 但在正常負荷下 不應經(jīng)常出現(xiàn)無空余時間的情況 否則說明處于超負荷狀態(tài) 需要采取措施 31 4 3 2時鐘級程序的調(diào)度 時鐘級調(diào)度程序的功能是確定每次時鐘中斷時應調(diào)度那些時鐘級程序運行 以滿足各種時鐘級程序的不同周期性要求 時鐘級程序的調(diào)度通常以一種時鐘中斷為時基 采用時間表作為調(diào)度的依據(jù) 時鐘級程序由時間表啟動 在調(diào)度過程中要用到計數(shù)器 屏蔽表 時間表 轉移表4個表 32 33 時間計數(shù)器i F 1 2 3 4 5 6 7 8 9 A B C D E 屏蔽表 時間表 1 1 1 1 0 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 T0 T1 T2 T3 Tn 撥號脈沖識別程序 撥號測試程序 位間隔識別程序 中繼器掃描程序 時間計數(shù)器請零 轉移表入口地址 1 1 2 3 4 F 1 1 1 34 時間計數(shù)器i F 1 2 3 4 5 6 7 8 9 A B C D E 屏蔽表 時間表 1 1 1 1 1 4 8 12 16 20 24 撥號脈沖識別程序 撥號測試程序 位間隔識別程序 中繼器掃描程序 時間計數(shù)器請零 轉移表入口地址 1 2 3 4 F 35 調(diào)度程序流程圖 36 4 3 3基本級程序的調(diào)度 基本級程序又稱進程級程序 同一程序同時運行于不同數(shù)據(jù)集合上時將構成不同的進程 不同的進程通過PCB來標識進程的存在以及存放各種與進程相關的控制信息 進程調(diào)度算法主要有 先來先服務方法 時間片輪轉法 分級調(diào)度法等 在程控交換機中通常采用優(yōu)先級與先進先出服務相結合的調(diào)度算法 37 圖進程調(diào)度程序的示意圖 38 4 3 4處理機占用率計算 測試周期 測試周期內(nèi)空閑時間 占用率 100 測試周期 39 1 呼叫處理的基本原理2 呼叫處理程序的組成及結構3 呼叫處理中用到的數(shù)據(jù)4 信令處理程序5 呼叫控制程序 4 4呼叫處理程序 40 4 4 1呼叫處理的基本原理 用戶呼出階段 號碼接收與分析階段 通話建立階段 通話階段 呼叫撤銷階段 用戶摘機呼叫 交換機將用戶線接到收號器并回送撥號音 通過數(shù)字掃描程序獲取用戶所撥數(shù)字并對其進行分析 判斷是否是有效號碼 本地呼叫 長途呼叫等 并將所撥號碼翻譯成用戶設備碼 若被叫空閑 則將被叫用戶置忙并選擇分配路由 同時向被叫振鈴 向主叫送回鈴音 周期檢測主被叫用戶是否掛機 向未掛機的用戶送忙音 并釋放所有的軟硬件資源 結束呼叫處理 41 4 4 2呼叫處理程序的組成及結構 第三層 呼叫控制 第二層 信令控制 第一層 設備控制 呼叫控制和呼叫處理程序 信令處理程序 硬件設備接口 驅動程序 硬件設備 42 呼叫控制模塊 呼叫服務模塊 用戶線路信令處理 中繼線路信令處理 用戶摘掛機掃描程序 撥號數(shù)字接收程序 DTMF數(shù)字接收程序 線路信令掃描程序 MFC發(fā)送模塊 MFC接收模塊 MFC信令掃描發(fā)送過程 MFC信令掃描接收過程 電話資源管理 計費處理 呼叫處理程序的基本結構 43 4 4 3呼叫處理中用到的數(shù)據(jù) 暫時性數(shù)據(jù) 動態(tài)數(shù)據(jù) 半固定數(shù)據(jù) 相對固定 呼叫控制表數(shù)據(jù) 設備表數(shù)據(jù) 資源狀態(tài)表數(shù)據(jù) 用戶數(shù)據(jù) 局數(shù)據(jù) 呼叫處理數(shù)據(jù) 44 圖呼叫控制塊結構 45 1 用戶數(shù)據(jù)用戶數(shù)據(jù)描述了用戶的全部信息 每一個用戶都有自己的用戶數(shù)據(jù) 用戶數(shù)據(jù)主要包括以下內(nèi)容 用戶電話號碼及設備碼 用戶使用狀況 用戶線類別 如普通 用戶交換機等 用戶發(fā)話等級 用戶話機類型 新業(yè)務使用情況 計費類別 46 2 局數(shù)據(jù)局數(shù)據(jù)主要有數(shù)字分析表 路由和中繼數(shù)據(jù) 計費數(shù)據(jù)等 數(shù)字分析表前綴分析表地址翻譯表 路由 中繼數(shù)據(jù) 計費數(shù)據(jù) 47 4 4 4信令處理程序 模擬用戶線信令處理程序 中繼線路信令處理程序 MFC信令處理程序 No 7信令處理程序 信令處理程序 信令處理程序主要用于控制信令的發(fā)送和接收 48 49 4 4 4 1模擬用戶線信令處理程序 模擬用戶線信令處理程序分時鐘級掃描程序和用戶線處理進程的基本級程序兩大部分 1 時鐘級程序包括用戶摘掛機掃描程序 撥號數(shù)字接收程序 用戶摘掛機掃描程序 設當前掃描值為SCN 上次掃描值為LL 0表示回路斷開 掛機 1表示回路閉合 摘機 則檢測摘機事件的邏輯判斷為 LL SCN 1檢測掛機事件的邏輯判斷為 LL SCN 1 說明 摘 掛機掃描周期一般為100ms 50 掃描程序流程圖 51 2 撥號數(shù)字的接收 52 雙音多頻接收程序流程圖 53 3 模擬用戶線處理進程 圖用戶線存儲器的數(shù)據(jù)結構 54 模擬用戶線處理進程流程圖 55 4 4 4 2中繼線路信令處理程序 中繼線路信令處理程序負責監(jiān)視各類出 入中繼線的狀態(tài) 識別線路信令 將接收到的線路信令報告呼叫控制進程 并根據(jù)呼叫控制進程的命令發(fā)送線路信令 1 中繼線路信令處理程序分為出中繼線路信令處理程序和入中繼線路信令處理程序 2 出中繼線路信令處理程序負責發(fā)送前向信令 接收后向信令 3 入中繼線路信令處理程序負責發(fā)送后向信令 接收前向信令 56 4 局間數(shù)字型線路信令 30 32路PCM系統(tǒng) 話路標志信息 偶數(shù)幀TS0 1幀 32時隙 256Bit 125 s F0 F1 F2 F3 F4 F5 F6 F7 F8 F9 F10 F11 F12 F13 F14 F15 TS0 TS1 TS15 TS16 TS31 復幀 幀 話路信息時隙 話路信息時隙 同步時隙 告警或標志信號 1 0 第1路 1 1 1 1 0 0 奇數(shù)幀TS0 1 1 1 1 1 1 A 1 F0的TS16 0 0 0 1 1 1 0 B F1的TS16 a b d a c d c b 第17路 復幀同步 第15路 F15的TS16 a b d a c d c b 第31路 注 A B分別用于幀和復幀失步的遠端告警 正常為0 1復幀 16幀 2ms 同步信息 復幀告警 57 5 出中繼數(shù)字線路信令處理程序 出中繼數(shù)字線路信令處理程序由數(shù)字中繼線路信令的掃描 數(shù)字線路信令的驅動以及出中繼數(shù)字線路信令處理進程等幾個部分組成 a 數(shù)字中繼線路信令的掃描在數(shù)字中繼線路中 每個話路的線路信令每復幀傳送一次 并在每幀的TS16中傳送 線路信令的掃描主要通過線路信令掃描存儲器來實現(xiàn) 其掃描原理及流程見下圖 58 SCN LSCN 1 2 3 15 1 2 3 15 59 b 數(shù)字線路信令的驅動在數(shù)字中繼器的終端電路中發(fā)送線路信令緩沖器有15個單元用于存放30個話路的線路信令 在需要發(fā)送線路信令時 就將線路信令編碼存放在線路信令緩沖器中 然后將其放入PCM幀的TS16中即可 c 出中繼數(shù)字線路信令處理進程 60 出中繼數(shù)字線路信令處理流程圖 61 4 4 4 3MFC信令處理程序 MFC信令處理程序包括MFC發(fā)送模塊和MFC接收模塊 MFC發(fā)送模塊用于MFC信號的發(fā)送 即控制發(fā)送前向信號和接收后向信號 MFC接收模塊控制后向信號的發(fā)送和前向信號的接收 MFC信令的收 發(fā)采用互控方式 發(fā)端記發(fā)器 收端記發(fā)器 62 4 4 4 4No 7信令處理程序 No 7信令系統(tǒng)的特點就是采用了功能模塊化的結構 使得它能支持多種新業(yè)務 如智能網(wǎng)業(yè)務 移動通信業(yè)務等 因此現(xiàn)在的數(shù)字程控交換機一般都采用No 7信令方式 1 No 7信令系統(tǒng)中軟件硬件功能的劃分 第一級為信令數(shù)據(jù)鏈路功能級 它規(guī)定了信令鏈路的物理電氣特性及接入方法 完成二進制比特流的透明傳輸 因此第一功能級由硬件實現(xiàn) 第二級為信令鏈路功能級 其中將第一級中的比特流劃分為信令單元 完成信令單元中F標記的產(chǎn)生和檢測 完成CRC碼的生成和校驗都由硬件實現(xiàn) 而發(fā)送 接收控制 鏈路狀態(tài)控制 差錯控制等由軟件實現(xiàn) 63 第四級 第三級 第二級硬件 第一級 硬件 軟件 標記符F產(chǎn)生插零 標記符F檢測刪零 CRC生成 CRC校驗 第二級軟件 接收控制 發(fā)送控制 鏈路狀態(tài)控制 第三級 第一級 64 第三級為信令網(wǎng)功能級 它完成信令消息的處理和信令網(wǎng)的管理 其功能由處理機中的軟件實現(xiàn) 不同類型的交換機其結構有所不同 第四級為電話用戶部分TUP TUP主要規(guī)定了有關電話呼叫的建立和釋放的信令程序及實現(xiàn)這些程