現(xiàn)代通信網(wǎng)及其關鍵技術第二章3

1、2.6 軟件系統(tǒng),1對交換軟件的要求 (1) 實時效率 交換系統(tǒng)需要同時，或者說，在一個很短的時間間隔內(nèi)處理成千上萬個并發(fā)任務。 不能因為軟件的處理能力不足而使用戶等待時間過長。 因此程控交換機的控制軟件設計要滿足實時性。,(2) 多道程序運行 一個大型交換系統(tǒng)中可以容納幾萬門或更多的電話，程控交換機要及時處理各種呼叫必須以多道程序運行方式工作，也就是說要同時執(zhí)行許多任務。例如一個一萬門的交換機，忙時平均同時可能有12002000個用戶正在通話，再加上通話前、后的呼叫建立和釋放用戶數(shù)，就可能有2000多項處理任務。 軟件系統(tǒng)必須能及時記錄這些呼叫建立中和呼叫進行中的用戶狀態(tài)，并將有關的數(shù)據(jù)都保

2、存起來，以便呼叫處理往下進行。除此之外，還要同時處理維護、測試和管理任務。,(3) 不間斷性 程控交換機一經(jīng)開通，其運行就不能間斷，即使在硬件或軟件系統(tǒng)本身有故障的情況下，系統(tǒng)仍應能保證可靠運行，并能在不中斷系統(tǒng)運行的前提下，從硬件或軟件故障中恢復正常。 對于程控交換機來說，出現(xiàn)萬分之一或十萬分之一的錯誤一般還是可以容許的，但整個系統(tǒng)中斷則會帶來災難性的損失。 因此，許多交換機的可靠性指標是99.98的正確呼叫處理及40年內(nèi)系統(tǒng)中斷運行時間不超過2小時。,2. 程控交換的軟件組成,1. 運行軟件系統(tǒng)（聯(lián)機軟件，在線軟件）： 放在交換機處理機系統(tǒng)中，對交換機的各種業(yè)務進行處理的軟件,其中的大部分

3、軟件具有比較強的實時性。 。 運行軟件是交換機運行中直接使用的程序, 根據(jù)功能的不同，運行軟件系統(tǒng)又可分為操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)和應用軟件系統(tǒng)三個子系統(tǒng)。 程控交換機應配置實時操作系統(tǒng)，以便有效地管理資源和支持應用軟件的執(zhí)行。,操作系統(tǒng)的主要功能是任務調(diào)度、通信控制、存儲器管理、時間管理、系統(tǒng)安全和恢復。此外，還有外設處理、文件管理、裝入引導等功能。 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)對軟件系統(tǒng)中的大量數(shù)據(jù)進行集中管理，實現(xiàn)各部分軟件對數(shù)據(jù)的共享訪問功能，并提供數(shù)據(jù)保護等功能。 應用軟件系統(tǒng)通常包括呼叫處理程序、管理程序和維護程序三部分。,呼叫處理程序主要用來完成交換機的呼叫處理功能。普通的呼叫處理過程從一方用戶摘機開

4、始，然后接收用戶撥號數(shù)字，經(jīng)過對數(shù)字進行分析后接通通話雙方，一直到雙方用戶全部掛機為止。 管理程序的主要作用包括三個方面：一是協(xié)助實現(xiàn)交換機軟、硬件系統(tǒng)的更新；二是進行計費管理；三是監(jiān)督交換機的工作情況，確保交換機的服務質(zhì)量。 維護程序?qū)崿F(xiàn)交換機故障檢測、診斷和恢復功能，以保證交換機可靠地工作。,2. 支援軟件系統(tǒng) 用來開發(fā)和生成交換局的軟件和數(shù)據(jù)，即開通時的測試的軟件。 程控交換機的成本和質(zhì)量在很大程度上取決于軟件系統(tǒng)，因此，軟件的開發(fā)和生產(chǎn)效率及質(zhì)量是直接影響程控交換機成本和質(zhì)量的關鍵。 支援軟件系統(tǒng)的一個重要功能就是提供軟件開發(fā)和生產(chǎn)的工具與環(huán)境。,3.程控交換數(shù)據(jù) 在程控交換機中，所有

5、有關交換機的信息都是通過數(shù)據(jù)來描述的，如交換機的硬件配置、使用環(huán)境、編號方案、用戶當前狀態(tài)、資源(如中繼、路由等)的當前狀態(tài)、接續(xù)路由地址等。 根據(jù)信息存在的時間特性，數(shù)據(jù)可分為半固定數(shù)據(jù)和暫時性數(shù)據(jù)兩類。,呼叫處理中用到的數(shù)據(jù) 1) 暫時性數(shù)據(jù) （1）呼叫控制塊 （2）設備表 （3）資源狀態(tài)表,暫時性數(shù)據(jù)用來描述交換機的動態(tài)信息， 資源狀態(tài)和說明資源之間的動態(tài)連接 硬件（用戶線，中繼線路， 內(nèi)部時隙，掃描器等） 軟件（存儲區(qū)，進程和數(shù)據(jù)等）狀態(tài)，忙、閑、停用。 這類數(shù)據(jù)隨著每次呼叫的建立過程不斷產(chǎn)生變化，呼叫接續(xù)完成后也就沒有保存的必要了。 呼叫處理過程中有許多數(shù)據(jù)在不斷變化，需要暫存。為方

6、便處理和使用，這類數(shù)據(jù)按照其性質(zhì)被組織成緊湊的表格結(jié)構(gòu)。,半固定(永久)數(shù)據(jù),半固定數(shù)據(jù)用來描述靜態(tài)信息，一旦輸入，一般較少改動, 半固定數(shù)據(jù)可由操作人員輸入一定格式的命令加以修改. 1).局數(shù)據(jù)： 反映局內(nèi)各種設備的狀態(tài)和特征的數(shù)據(jù),是與整個交換局有關的數(shù)據(jù)，包括局間中繼設備碼、中繼類型、中繼方式、信令方式、計費方案、編號方案等。只在本局使用。 2).用戶數(shù)據(jù)：反映用戶特征的數(shù)據(jù).包括用戶號碼、設備號碼、話機類型、用戶呼叫權(quán)限、用戶業(yè)務類型等；每個用戶 有兩個數(shù)據(jù)表格與之對應，一個用于呼入，一個呼出。 3).系統(tǒng)數(shù)據(jù)：與交換機系統(tǒng)有關的數(shù)據(jù)，不論交換設備裝在何種話局，它都不變。,2)半固定數(shù)

7、據(jù) （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、投幣、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。,(2) 局數(shù)據(jù),交換局公用硬件配備情況： 包括出/入局中繼器數(shù)量和類別，信號設備數(shù)量和類別，DTMF收號器數(shù)，即它們接入交換機的位置，交換機網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)，公共鏈路數(shù)等. 局內(nèi)環(huán)境的參數(shù)：局向數(shù)，每局的中繼器數(shù)和類別等.,迂回路由設置情況：出局呼叫和入局呼叫迂回路由情況等。 接入用戶交換機情況：用戶交換機類別、中繼線數(shù)、入網(wǎng)方式和號碼等。 公用設備忙

8、閑狀況。 計費方式：各種附加費、各種費率。 特服情況：特服種類和線數(shù)。 新服務提供情況：種類和數(shù)量。 復原方式：各種呼叫的復原方式。 交換機類別：長市農(nóng)合一，市農(nóng)合一，市話等。 能接的非話終端種類和數(shù)量。 各種號碼：本地網(wǎng)編號號長，局號，最多能收的號碼位數(shù)。,2.7 程序的執(zhí)行管理,1. 實時處理：是指當用戶無論在何時發(fā)出處理要求時，交換機都應立即響應在允許的時限范圍內(nèi)及時給與執(zhí)行處理，實現(xiàn)用戶的要求。 （許多處理請求有一定的時間要求-實時性） 2.多重處理：指交換機的處理設備面對眾多的呼叫所采用的處理方法,2.7.1 實時處理的措施,1.定期掃描 2.多級中斷：按時啟動實時要求較嚴格的程序。

9、 3.隊列,2.7.2 多重處理,1.按優(yōu)先順序依次處理： 2.多道程序同時運行 3.群處理 4.多處理機,多道程序同時運行,中斷,中斷,中斷,中斷,中斷,中斷,發(fā)生,發(fā)生,發(fā)生,呼叫A,呼叫B,呼叫C,外設動作,處理機處理,2.7.3 程序的執(zhí)行級別,在程控交換系統(tǒng)中按緊急性和實時性的要求不同可將任務劃分為不同的等級： 故障級（FH, FM , FL)：負責故障識別和緊急處理等功能，具有最高優(yōu)先級。 周期級(時鐘級 H, L)：由時鐘中斷按周期性啟動的任務。 基本級(BQ1, BQ2, BQ3) ：由隊列啟動的、實時性要求較低的任務。,時鐘級,基本級,時鐘級,基本級,時鐘級,基本級,時鐘中斷

10、周期,4ms,FM FL H L B,2.7.4 任務的啟動控制,故障級任務采用故障中斷來啟動。 時鐘級任務采用時鐘中斷來啟動。 基本級任務采用隊列來啟動,2.7.5 程序設計語言,程控交換機的軟件設計常用兩類語言：匯編語言 高級語言 選用哪類語言通常要考慮以下幾點： 1）程序的效率 2）編程的效率 3）適于程序結(jié)構(gòu)化和軟件模塊化的設計 4）便于程序的調(diào)試 5）可維護性和可移植性 6）數(shù)據(jù)修改的可能性和方便性,系統(tǒng)功能說明,系統(tǒng)設計,軟件設計,程序編制,軟件檢驗,運行和維護,軟件維護,SDL,CHILL,SDL、CHILL,MML,SDL語言（SpecificationandDescripti

11、onLanguage）是功能說明與描述語言,是一種圖像語言,用來描述程控交換機的功能和邏輯過程。在軟件設計的初期,往往先用SDL語言確定對軟件系統(tǒng)的功能要求后,再進行編制程序的詳細設計。 CHILL語言（CCITT High Level Language）是CCITT高級語言的縮寫,主要用來進行軟件設計、程序編制、軟件檢驗等。 MML語言（ManMachineLanguage） 是用于人機對話的一種交互式人機操作和維護命令語言。,2.8 程控交換機呼叫處理軟件 一個呼叫的處理過程,1）主叫用戶摘機呼叫 2）送撥號音，準備收號 3）收號 4）號碼分析 5）接至被叫用戶 6）向被叫用戶振鈴 7）被

12、叫應答和通話 8）主叫先掛機，通話結(jié)束 9）被叫先掛機，通話結(jié)束,穩(wěn)定狀態(tài)1,輸入處理,內(nèi)部處理,任務執(zhí)行 （始）程序,輸出驅(qū)動,任務執(zhí)行 （終）程序,穩(wěn)定狀態(tài)2,事件,硬件驅(qū)動,1.狀態(tài)轉(zhuǎn)移過程,呼叫處理的過程可分為三個部分： 輸入處理 分析處理 內(nèi)部任務的執(zhí)行和輸出處理,1) 輸入處理 收集話路設備的狀態(tài)變化和有關的信令信息稱為輸入處理。 各種掃描程序都屬于輸入處理。 輸入處理通常是在時鐘中斷控制下按一定周期執(zhí)行， 主要任務是發(fā)現(xiàn)事件而不是處理事件。 輸入處理是靠近硬件的低層軟件，實時性要求較高。,2）內(nèi)部分析處理,內(nèi)部分析處理就是對各種信息（當前狀態(tài)、輸入信息、用戶數(shù)據(jù)、可用資源等）進行

13、分析，以決定下一步要做什么，它屬于基本級程序。,2) 內(nèi)部處理 內(nèi)部處理是呼叫處理的高層軟件，與硬件無直接關系。例如數(shù)字分析、路由選擇、通路選擇等。 呼叫建立過程的主要處理任務都在內(nèi)部分析、處理中完成。 內(nèi)部處理程序的一個共同特點是要通過查表進行一系列的分析、譯碼和判斷。 內(nèi)部處理程序的結(jié)果可以是啟動另一個內(nèi)部處理程序或者啟動輸出處理。,內(nèi)部處理- 對各種輸入信息進行分析，以決定下一步應執(zhí)行的任務,通過查表進行一系列的分析和判斷. 找出下一步應該執(zhí)行哪些具體的任務； 找出下一步應該轉(zhuǎn)移到何種狀態(tài)； 找出下一步執(zhí)行的任務中可能涉及哪些硬件設備群. 其結(jié)果可以是啟動另一個內(nèi)部處理程序或啟動輸出處理

14、.,內(nèi)部處理程序的種類硬件 輸入信息依據(jù) 內(nèi)部分析程序 輸出,主叫摘機,用戶發(fā)號碼,來話呼叫,呼叫中 某種狀態(tài),主叫用戶 數(shù)據(jù),被叫用戶 號碼,被叫用戶 數(shù)據(jù),某種信息 或變化,去話分析,數(shù)字分析,來話分析,狀態(tài)分析,撥號音接續(xù),出局接續(xù),振鈴接續(xù) 或忙音接續(xù),下一狀態(tài) 及處理任務,本局接續(xù),3) 輸出處理 輸出驅(qū)動屬于輸出處理，也是與硬件直接有關的低層軟件。 輸出處理與輸入處理都要針對一定的硬設備，可以合稱為設備處理。 掃描是處理機輸入信息，驅(qū)動是處理機輸出信息，它們是處理機在呼叫處理過程中與硬件聯(lián)系的兩種基本方式。,輸出處理-將分析程序的結(jié)果付諸實施，以使狀態(tài)轉(zhuǎn)移,1. 任務執(zhí)行（始）程序

15、： 準備好執(zhí)行任務所需的硬件資源； 對這些硬件資源先在軟件上加以占用； 在相應的忙閑表中示忙； 編制好啟動或復原硬件設備的控制數(shù)據(jù)，準備狀態(tài)轉(zhuǎn)移。 2. 輸出驅(qū)動：驅(qū)動硬件動作，實現(xiàn)狀態(tài)轉(zhuǎn)移。 3.任務執(zhí)行（終）程序：將已復原的設備在忙閑表中示閑，開始新的監(jiān)視。,1)路由選擇,路由選擇的任務是根據(jù)路由表，確定對應于呼叫去向的中繼線群，從中選擇一條空閑的出中繼線。 如果線群全忙，還可以依次確定各個迂回路由并選擇空閑中繼線。 路由表是交換局開局時由維護人員人工輸入的，一般不再改變，只有在局間中繼線調(diào)整時才會發(fā)生變化。,C局,A局,B局,C局,D局,A局,B局,直達路由,直達路由,迂回路由,最 終 路 由,高效路由,迂回路由示例,路由選擇,* 通路選擇,通路選擇在數(shù)字分析和路由選擇后執(zhí)行，其任務是在交換網(wǎng)絡指定的入端與出端之間選擇一條空閑的通路。 軟件進行通路選擇的依據(jù)是存儲器中鏈路忙閑狀態(tài)的映射表。,2. 輸出驅(qū)動,任務：驅(qū)動硬件，便進入新的穩(wěn)定狀態(tài)。 根據(jù)編制好的命令進行輸出。 包括： 通話話路的驅(qū)動，復原。（發(fā)送路由控制信息） 發(fā)送分配信號（振鈴控制，測試控制等） 發(fā)線路信號和記發(fā)器信號； 發(fā)公共信道信號； 發(fā)計費脈沖； 發(fā)處理機間通信信息；等等。,輸出 驅(qū)動,