第4章-程控交換機軟件

jjyang2013秋1第4章程控交換機的軟件

4.1程控交換機的運行軟件4.2軟件設(shè)計語言4.3程序的級別與調(diào)度4.4呼叫處理程序（對應(yīng)書中第6章前半部分和第7章）jjyang2013秋24.1程控交換機的運行軟件運行軟件的基本概念對運行軟件的要求運行軟件的分類與組成程序文件jjyang2013秋34.1程控交換機的運行軟件運行軟件的基本概念指存放在交換機處理機系統(tǒng)中，對交換機的各種業(yè)務(wù)進(jìn)行處理的程序和數(shù)據(jù)的集合對運行軟件的要求實時性并發(fā)性不間斷性適應(yīng)性可維護(hù)性分類系統(tǒng)軟件應(yīng)用軟件jjyang2013秋4程控交換機的數(shù)據(jù)驅(qū)動程序數(shù)據(jù)驅(qū)動程序根據(jù)參數(shù)驅(qū)動表決定需要啟動的程序優(yōu)點程序結(jié)構(gòu)不變可根據(jù)不同情況，改變不同的驅(qū)動程序表，以適應(yīng)變化jjyang2013秋5程控交換機運行軟件的組成話路部分I/O設(shè)備系統(tǒng)軟件呼叫處理程序維護(hù)和運行程序操作系統(tǒng)系統(tǒng)監(jiān)視故障處理程序故障診斷程序I/O和人機通信程序應(yīng)用軟件jjyang2013秋6各程序的功能描述操作系統(tǒng)（執(zhí)行管理程序）管理軟硬件資源程序運行平臺I/O與人機通信程序負(fù)責(zé)系統(tǒng)的輸入和輸出實現(xiàn)人機通信（如測試，查詢等）故障診斷程序故障測試、診斷，確定故障部位，以便處理jjyang2013秋7程序功能描述——系統(tǒng)監(jiān)視和故障處理系統(tǒng)監(jiān)視硬件監(jiān)視：核對與檢測電路軟件監(jiān)視：比較與校驗故障分析與處理分析故障原因，確定處理措施臨時故障，恢復(fù)處理確認(rèn)故障，主/備切換系統(tǒng)重新組織切換并建立新系統(tǒng)恢復(fù)與再啟動重新初始化，恢復(fù)數(shù)據(jù)，直至正常工作jjyang2013秋8程序功能描述——呼叫處理程序

是直接負(fù)責(zé)電話交換的軟件，即負(fù)責(zé)交換機所有呼叫的建立與釋放。具體包括：交換狀態(tài)管理各種狀態(tài)的讀寫，狀態(tài)轉(zhuǎn)移與管理交換資源管理各種功能模塊的調(diào)用與管理如用戶模塊、中繼器、收/撥號器、交換網(wǎng)絡(luò)等交換業(yè)務(wù)管理一般業(yè)務(wù)和補充業(yè)務(wù)的管理如叫醒業(yè)務(wù)、轉(zhuǎn)移呼叫業(yè)務(wù)等交換負(fù)荷管理根據(jù)業(yè)務(wù)負(fù)荷，控制發(fā)話和入局呼叫，保證系統(tǒng)安全工作jjyang2013秋9程序功能描述——維護(hù)和運行程序話務(wù)量觀察、統(tǒng)計與分析定期對用戶線和中繼線例行維護(hù)和測試業(yè)務(wù)質(zhì)量監(jiān)視通話質(zhì)量監(jiān)視收費監(jiān)視業(yè)務(wù)變更處理用戶變動處理：新用戶登記、撤銷或更改號碼等業(yè)務(wù)業(yè)務(wù)更改處理：新業(yè)務(wù)登記、業(yè)務(wù)更改等計費與用戶賬單打印負(fù)荷控制：對話務(wù)量負(fù)荷進(jìn)行控制jjyang2013秋10

程序文件什么是程序文件？－－程序＋數(shù)據(jù)程序文件的通用性要求各局雖然不同，但不能每個局單獨制作一套軟件要求各局采用統(tǒng)一的軟件通用性基本思想：將程序和數(shù)據(jù)分開程序數(shù)據(jù)局?jǐn)?shù)據(jù)用戶數(shù)據(jù)系統(tǒng)程序系統(tǒng)數(shù)據(jù)程序文件jjyang2013秋11程序文件的組成三部分：系統(tǒng)程序、局?jǐn)?shù)據(jù)和用戶數(shù)據(jù)系統(tǒng)程序：不同的交換局通用局?jǐn)?shù)據(jù)：各局不同設(shè)備情況：如硬件配置、安裝條件、編號方式、中繼線信號方式等用戶數(shù)據(jù)：各局不同局用戶分配新業(yè)務(wù)的情況話機類別各自不同的用戶屬性等局?jǐn)?shù)據(jù)和用戶數(shù)據(jù)由數(shù)據(jù)庫提供jjyang2013秋12C&C08交換機的軟件系統(tǒng)軟件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)主機軟件前臺終端OAM軟件后臺jjyang2013秋13C&C08主機軟件組成操作系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫管理模塊呼叫處理模塊維護(hù)管理模塊信令處理模塊通信處理模塊資源管理模塊jjyang2013秋14C&C08主機軟件功能操作系統(tǒng)采用嵌入式實時操作系統(tǒng)。通信處理模塊完成模塊處理機之間的通信處理功能。資源管理模塊完成對各種硬件資源的初始化、申請、釋放、維護(hù)和測試等功能。呼叫處理模塊完成號碼分析、局內(nèi)規(guī)程控制、被叫信道定位、計費處理等功能。信令處理模塊負(fù)責(zé)在呼叫接續(xù)過程中處理各種信令或協(xié)議。數(shù)據(jù)庫管理模塊響應(yīng)呼叫處理模塊的數(shù)據(jù)查詢請求。響應(yīng)終端OAM軟件的數(shù)據(jù)維護(hù)請求。維護(hù)管理模塊負(fù)責(zé)監(jiān)視交換設(shè)備的運行狀況，產(chǎn)生告警和故障報告。執(zhí)行或響應(yīng)來自后臺（終端OAM軟件）的操作維護(hù)指令或請求。jjyang2013秋15C&C08終端OAM軟件軟件結(jié)構(gòu)BAM應(yīng)用程序MSSQLServer7.0WindowsNTServer4.0或WindowsXP應(yīng)用程序?qū)硬僮飨到y(tǒng)層BAM應(yīng)用程序運行于BAM上，集通信服務(wù)器與數(shù)據(jù)庫服務(wù)器于一體，是終端OAM軟件的核心終端應(yīng)用程序終端應(yīng)用程序運行于工作站上，作為客戶機/服務(wù)器方式的客戶端，與BAM連接，提供基于MML的業(yè)務(wù)圖形終端，可以實現(xiàn)系統(tǒng)所有的維護(hù)功能jjyang2013秋16

選擇語言要考慮的因素程序的效率（空間的和時間的）程序員的編程效率結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計和軟件模塊化的適用性調(diào)試的效率可維護(hù)性和可移植性數(shù)據(jù)修改的可能性和方便性4.2軟件設(shè)計語言jjyang2013秋174.2軟件設(shè)計語言常用的軟件編程語言匯編語言（低級語言）程序效率高高級語言除了效率，具備其它所有優(yōu)點通常采用混合編程方法jjyang2013秋184.2軟件設(shè)計語言CCITT（現(xiàn)ITU）建議的專用語言CHILL語言（CCITTHighLevelLanguage）是一種高級編程語言(類C語言)SDL語言（SpecificationandDescriptionLanguage）一種功能規(guī)格和描述語言MML語言（Man-MachineLanguage）人-機通信語言jjyang2013秋19系統(tǒng)功能說明系統(tǒng)設(shè)計軟件設(shè)計程序編制軟件檢驗運行和維護(hù)SDLCHILLMML4.2軟件設(shè)計語言jjyang2013秋20SDL語言特點用來規(guī)范描述實時系統(tǒng)有文本和圖形兩種表述形式特點主要與其他系統(tǒng)通訊（嵌入式系統(tǒng)）無須執(zhí)行復(fù)雜計算需要并發(fā)運行，異步通訊（并行系統(tǒng)）極少需要復(fù)雜數(shù)據(jù)關(guān)系模型SDL的最新版本：SDL-96使用有限狀態(tài)機FSM的概念來描述對象jjyang2013秋21SDL工具SDL的商用工具主要有以下幾種：CATT的SDL工具M(jìn)elbaKvatro

Telecom的SDL到CHILL轉(zhuǎn)換器，與Telelogic的SDT集成在一起Telelogic的SDL工具SDT，和其他相關(guān)工具Verilog的SDL工具ObjectGEODE，和其他相關(guān)工具對于一部分流行的支持搶先式多任務(wù)的操作系統(tǒng)，如pSOS,

VxWorks,

Win32等，部分SDL工具附帶提供了SDL與操作系統(tǒng)的緊耦合接口庫jjyang2013秋224.3程序的分級和調(diào)度根據(jù)對緊急性和實時性要求的不同，任務(wù)可分三個級別，對應(yīng)的處理程序也分為三級：故障級：故障識別和處理，級別最高周期級：周期性啟動，時鐘中斷啟動執(zhí)行基本級：實時性要求低，隊列啟動jjyang2013秋23各級任務(wù)執(zhí)行舉例8ms時鐘中斷故障級周期級基本級暫停時鐘中斷時鐘中斷時鐘中斷jjyang2013秋244.4呼叫處理基本原理

4.4.1呼叫處理原理概述4.4.2用SDL圖描述的呼叫處理過程4.4.3呼叫處理相關(guān)數(shù)據(jù)與表格4.4.4輸入處理4.4.5分析處理jjyang2013秋254.4.1呼叫處理原理概述呼叫處理是交換機軟件的核心應(yīng)用軟件基本原理交換機隨時監(jiān)視外部接口的輸入信息，并進(jìn)行分析處理，實現(xiàn)用戶通話所需的全部處理功能呼叫處理的基本步驟輸入處理（數(shù)據(jù)采集）識別并接收外部輸入的處理請求信號（如摘/掛機信號等）分析處理（內(nèi)部處理）根據(jù)輸入信號和現(xiàn)有狀態(tài)進(jìn)行比較分析，判別，決定下一步任務(wù)任務(wù)執(zhí)行和輸出處理根據(jù)分析結(jié)果，發(fā)布命令，命令對象可能是內(nèi)部的某一任務(wù)，也可能是外部硬件（如送撥號音、振鈴音等）jjyang2013秋264.4.1呼叫處理原理概述

一個局內(nèi)正常的呼叫處理過程描述由A向B發(fā)起的呼叫過程如下：A摘機交換機檢測到摘機，送撥號音A撥被叫B的號碼交換機接收號碼，進(jìn)行分析（出局？服務(wù)權(quán)限？），向被叫B振鈴，同時向A回鈴被叫B摘機交換機檢測到B摘機，接通A與B路由并啟動記費A與B通話A與B任何一方掛機，交換機斷開A、B通路，停止記費jjyang2013秋274.4.2用SDL圖描述的呼叫處理過程有限狀態(tài)機概念穩(wěn)定狀態(tài)與狀態(tài)轉(zhuǎn)移SDL圖簡介一個局內(nèi)呼叫的SDL進(jìn)程圖舉例jjyang2013秋28有限狀態(tài)機是一種系統(tǒng)狀態(tài)描述的方法將系統(tǒng)的狀態(tài)定義為有限個穩(wěn)定狀態(tài)描述在每個穩(wěn)定狀態(tài)下受到外部信號激勵的響應(yīng)動作和狀態(tài)轉(zhuǎn)移情況在一個穩(wěn)定狀態(tài)下，必須有激勵信號才可能發(fā)生狀態(tài)轉(zhuǎn)移有限狀態(tài)機的描述方法有多種，SDL語言是其中的一種方法jjyang2013秋29穩(wěn)定狀態(tài)與狀態(tài)轉(zhuǎn)移狀態(tài)轉(zhuǎn)移的概念將一次接續(xù)過程分為不同的階段，每個階段由一個穩(wěn)定狀態(tài)來表示，由一個穩(wěn)定狀態(tài)到另一個穩(wěn)定狀態(tài)的變化叫狀態(tài)轉(zhuǎn)移（如空閑－－等待收號－－收號…….）穩(wěn)定狀態(tài)K輸入信號（事件產(chǎn)生）輸入程序（事件識別）分析程序（事件分析）輸出命令（執(zhí)行任務(wù)）狀態(tài)遷移與控制穩(wěn)定狀態(tài)K＋1注意：一個狀態(tài)的遷移，必須有輸入信號產(chǎn)生穩(wěn)定狀態(tài)與狀態(tài)轉(zhuǎn)移狀態(tài)轉(zhuǎn)移的多種可能性同一輸入信號，不同狀態(tài)下會轉(zhuǎn)移到不同的新狀態(tài)同一狀態(tài)下，不同輸入信號，轉(zhuǎn)移的狀態(tài)不同同一狀態(tài)下，同一輸入信號，也可能出現(xiàn)不同的轉(zhuǎn)移同一輸入不同狀態(tài)處理新狀態(tài)摘機空閑主叫摘機，接收號器，送撥號音等待收號振鈴被叫摘機，斷鈴，路由接續(xù)通話同一狀態(tài)不同輸入處理新狀態(tài)振鈴主叫掛機中斷呼叫，停振鈴和回鈴音聽忙音被叫摘機停振鈴和回鈴音，接續(xù)通話同一狀態(tài)同一輸入處理新狀態(tài)空閑主叫摘機無空收號器或無空閑中間時隙聽忙音有空收號器和中間時隙等待收號jjyang2013秋30jjyang2013秋31SDL進(jìn)程圖簡介是SDL語言的一種圖形表示法動態(tài)特征是一個激勵－－一個響應(yīng)（描述狀態(tài)轉(zhuǎn)移）常用的SDL進(jìn)程圖形符號狀態(tài)輸入輸出判別任務(wù)局內(nèi)A呼叫B的SDL進(jìn)程圖例

詳圖見書中P137A摘機1等收號0空閑撥號A掛機T03聽忙音撥號A掛機T10空閑3聽忙音2收號（逐位）號收夠4振鈴A掛機0空閑3聽忙音0空閑5通話A掛機B摘機T3A掛機B掛機2收號（逐位）T0:首位撥號等待時間T1:號碼間隔時間T3:振鈴最長時間0空閑空號B忙jjyang2013秋32jjyang2013秋334.4.3呼叫處理相關(guān)數(shù)據(jù)與表格程控交換機的數(shù)據(jù)分為：通用數(shù)據(jù)和專用數(shù)據(jù)通用數(shù)據(jù)即系統(tǒng)數(shù)據(jù)，對所有交換機適用專用數(shù)據(jù)即局?jǐn)?shù)據(jù)和用戶數(shù)據(jù)，不同交換機不同數(shù)據(jù)是呼叫處理的來源和依據(jù)用戶數(shù)據(jù)反映用戶情況和屬性，每個用戶所特有靜態(tài)數(shù)據(jù)用戶情況如呼入/呼出限制用戶類別如私人用戶、共用電話話機類別DTMF或脈沖撥號出局限制局內(nèi)、市內(nèi)、國內(nèi)、國際用戶新業(yè)務(wù)熱線、叫醒、縮位等記費類別定期/立即記費，免費記費等級私話、公話各種號碼用戶設(shè)備號、時隙號、局號、密碼等………動態(tài)數(shù)據(jù)臨時狀態(tài)數(shù)據(jù)用戶的忙、閑、測試狀態(tài)，用戶的摘、掛機狀態(tài)等，占用的收號器，接續(xù)占用的話路（內(nèi)部鏈路和內(nèi)部時隙等）……….jjyang2013秋34局?jǐn)?shù)據(jù)反映交換局情況，每個交換局所特有公用硬件配置情況入/出中繼數(shù)與類別，信號設(shè)備數(shù)與類別，收號器數(shù)，交換網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，公共鏈路數(shù)局環(huán)境參數(shù)局向數(shù)、每局的中繼器數(shù)和類別迂回路由設(shè)置入局迂回路由和出局迂回路由接用戶交換機接用戶交換機類別、中繼線數(shù)、入局方式、號碼等記費方式按次、按時等話務(wù)量接通率統(tǒng)計特種服務(wù)特種服務(wù)種類和線數(shù)（如114，119，120等）提供新業(yè)務(wù)如熱線、轉(zhuǎn)移等等交換機類別如長/市/農(nóng)合一，市話等各種號碼本地網(wǎng)編號長度，局號，最多能收的號碼等能接的非話終端種類和數(shù)量（傳真、ISDN終端等）各種號碼本地網(wǎng)編號長度、局號、最大收號位數(shù)jjyang2013秋35jjyang2013秋364.4.4輸入處理基本任務(wù)對用戶線、中繼線監(jiān)視、檢測和識別，然后進(jìn)入隊列或相應(yīng)存儲區(qū)，供其他程序取用。功能具體包括用戶線掃描監(jiān)視中繼線線路信號掃描接收數(shù)字信號（如DTMF信號、多頻信號等）接收公共信道方式的電話信號（信令）接收操作臺的各種信號jjyang2013秋37用戶線掃描監(jiān)視目的：檢測和識別用戶線狀態(tài)及其狀態(tài)的變化狀態(tài)：摘/掛機狀態(tài)號盤話機撥號脈沖投幣話機輸入信號通話時環(huán)路狀態(tài)特點：用戶線只有兩種狀態(tài)：“斷”和“續(xù)”，分別用“1”和“0”表示。用戶狀態(tài)的變化是隨機的對用戶線掃描是周期性的摘/掛機識別掃描周期：100-200ms撥號脈沖識別掃描周期：8-10msjjyang2013秋38用戶摘/掛機識別與掃描識別方法規(guī)定摘機/掛機狀態(tài)的表示方式“1”

表示摘機，則“0”表示掛機也可由“0”

表示摘機，則“1”表示掛機但一個交換機內(nèi)只能規(guī)定一種狀態(tài)變化的識別（由識別程序完成）找出變化狀態(tài)（0－1或1－0變化）識別算法（假設(shè)“0”摘機，“1”掛機）本次前次1表示用戶由摘機變?yōu)閽鞕C本次前次1表示用戶由掛機變?yōu)檎獧Cjjyang2013秋39用戶摘/掛機識別示例111100000111111110000011用戶線狀態(tài)200ms掃描本次掃描前次掃描本次前次1000000000001本次前次00000000000掛機摘機掛機摘機識別掛機識別假設(shè)“0”摘機，“1”掛機01jjyang2013秋40問題為什么不采取直接根據(jù)采樣值判斷？即1代表掛機，0代表摘機。摘機識別和掛機識別條件是固定的嗎？避免重復(fù)處理。不需要每次（200ms）都處理用戶狀態(tài)，而只需要在變化時處理。根據(jù)信號表示不同而不同。如果1表示低電平，0表示高電平，則判別條件為：摘機——

掛機——如果1表示高電平，0表示低電平，則判別條件為：摘機——

掛機——本次前次本次前次本次前次本次前次jjyang2013秋41用戶摘/掛機狀態(tài)掃描掃描方式有兩種逐個用戶掃描逐組用戶掃描（群用戶掃描）每組用戶的數(shù)量一般等于處理機的位數(shù)一般采用該方式，效率更高群用戶識別原理將用戶分成多個組每次對一組用戶同時掃描找出組中真正摘、掛機狀態(tài)變化的用戶針對具體用戶（個體）進(jìn)行處理jjyang2013秋42脈沖識別的問題脈沖識別與掛機識別有沒有區(qū)別？脈沖前沿識別=變化識別前＝(本次前次)前＝本次前次脈沖識別與掛機識別如何區(qū)分？8ms脈沖識別與100ms摘掛機識別配合使用為什么需要表示變化識別？變化識別主要在位間隔識別時用到（AB）B=（AB+AB）B=AB8ms識別100ms識別結(jié)果00－01無此情況10脈沖11掛機沒有區(qū)別jjyang2013秋43按鈕話機（DTMF）號碼的接收DTMF(雙音多頻）話機是目前主要的話機類型DTMF撥號的特點每個號碼由兩個頻率混合而成（高音＋低音）高低音各四個，不同組合代表不同的號碼每個號碼持續(xù)時間大于40ms掃描周期為16ms(<40ms)123A456B789C*0#D1209Hz1336Hz1477Hz1633Hz697Hz770Hz852Hz941Hzjjyang2013秋44按鈕話機（DTMF）號碼的接收

收號器接收DTMF號碼由DTMF收號器完成每個收號器都有一根“信號到來”指示線SPSP—”1”,表示無信號SP—”0”,表示有號碼每收一個號，在SP線上會產(chǎn)生一個脈沖變化jjyang2013秋45按鈕話機（DTMF）號碼的接收

收號處理過程開始收號CPU檢測SP定期掃描（16ms），周期小于號碼持續(xù)時間目的是避免漏號當(dāng)SP由“1”變?yōu)椤?”時，開始接收號碼當(dāng)SP由“0”變?yōu)椤?”時，一個號碼接收完畢收號的原則是：只有在SP狀態(tài)“1”變?yōu)椤?”時，才能收號目的是為了避免重復(fù)收號jjyang2013秋46按鈕話機（DTMF）號碼的接收

收號過程111000110011111100011001000100101010000100001000SPDTMF號碼本次掃描前次掃描變化識別=本次前次變化識別本次16ms掃描1：表示SP狀態(tài)發(fā)生變化1標(biāo)志SP從1變?yōu)?，應(yīng)收號1010jjyang2013秋47按鈕話機（DTMF）號碼的接收

收號過程DTMF號碼識別檢波檢波檢波檢波檢波檢波檢波檢波輸入高頻組低頻組H4H3H2H1L4L3L2L1狀態(tài)檢測至數(shù)據(jù)總線SP收號器1633Hz1477Hz1336Hz1209Hz697Hz770Hz852Hz941Hz例：H3、L3對應(yīng)9H1、L1對應(yīng)1注意：只有當(dāng)SP狀態(tài)由1變?yōu)?時，才收取號碼jjyang2013秋484.4.5分析處理分析處理程序?qū)Ω鞣N信息進(jìn)行分析，決定下一步的動作分析處理分為去話分析號碼分析來話分析狀態(tài)分析jjyang2013秋49分析處理主叫用戶類別數(shù)據(jù)收號前的準(zhǔn)備工作主叫摘機去話接續(xù)去話分析收到號碼確定接續(xù)方向用戶撥號出局接續(xù)號碼分析被叫用戶類別數(shù)據(jù)被叫用戶數(shù)據(jù)分析來話叫出被叫來話分析用戶線狀態(tài)信息一個接續(xù)狀態(tài)如何變用戶線狀態(tài)改變下一狀態(tài)通話或復(fù)原狀態(tài)分析來話分析輸入信息硬件變化輸出分析程序本局出局jjyang2013秋50去話分析功能：分析主叫用戶數(shù)據(jù)，決定下一步的任務(wù)數(shù)據(jù)來源：主叫用戶數(shù)據(jù)分析程序流程：用戶狀態(tài)用戶類數(shù)別據(jù)話機類別專用情況計費類別用戶類電別路輸入輸出分析方法：逐次展開法（鏈表）分析結(jié)果處理：送出輸出程序，執(zhí)行動作去話分析對應(yīng)C&C08呼叫起始階段jjyang2013秋51號碼分析功能：分析被叫用戶號碼，決定接續(xù)的路由、話費系數(shù)等數(shù)據(jù)來源：直接接收從用戶話機撥出的號碼從局間傳送來的號碼分析步驟預(yù)處理：對號首（前3位）進(jìn)行預(yù)分析，以便決定：是否長途（首位“0”）是否特服（首位“1”）是否本局是否他局應(yīng)收號的位數(shù)號碼分析處理：全號碼分析，決定下一步如何接續(xù)jjyang2013秋52號碼分析程序流程圖主