第5章 程控交换机软件概况
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第五章 程控交换机的控制设备
这种方式的优点是：灵活方便，系统扩容比较容易，每模
第五章 程控交换机的控制设备
第8页
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② 分级控制
大型交换机中常将容量分担和功能分担方式结合使用，与 用户级打交道的多使用容量分担，用来处理呼叫接续的部分则 使用功能分担方式，使交换机兼具容量分担的扩容方便性及稳 定性，和功能分担的软件简化、功能明确的优点。
第五章 程控交换机的控制设备
第 13 页
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1）主备用方式
热备用是指在系统正常运行时，
备用机虽然不直接控制呼叫处理工作 的进行，但和主机一样都运行呼叫处 理程序，同样接收外部输入的数据， 并且保留呼叫处理的各种数据，主、 备机存储器中的数据相同，这样在主 /备机进行相互转换时，呼叫基本不 丢失，原来处于通话或振铃状态的用 户不中断，损失的只是那些在切换时 企图建立的呼叫。
第五章 程控交换机的控制设备
第2页
X
§ 5.2 程控交换机的控制功能和方式
1. 控制功能
程控交换机的控制功能主要分为：呼叫处理功能和运行维 护功能两大部分。这些功能大多数是通过软件编程实现控制。 1）呼叫处理功能
主要包括对从建立呼叫到释放呼叫的整个接续过程的控制 处理，例如：①收集处理各外围接口电路的状态变换，②分析 处理收到的各种信令，③控制交换网络的选路与接续，④调度 管理各种硬件和软件资源等。 2）运行维护功能
说明前面的故障确实是偶然性的故障或干扰，于是用主机对备
用机进行校正，然后进入正常的同步工作方式。
同步双工工作方式的主要优点是对故障反应快，几乎可以
立即检测到各种故障，而且由于备用机和主机并行工作，所以
基本上可以不丢失呼叫，缺点是对偶然故障过于敏感，尤其对
软件故障保护不好，有可能导致整个服务中断，另外效率较低。
程控交换机的软件系统
两个稳定的状态之间要执行各种处理； 在一个稳定状态下，若没有输入信号，状态不会迁移； 相同的输入信号在不同的状态下会有不同的处理，并
迁移到不同的状态； 在同一状态下，对不同输入信号的处理是不同的； 在同一状态下，输入同样信号，也可能因不同情况得
出不同结果
通过上述对呼叫处理过程特点的分析，我们可以 将呼叫处理过程划分为以下三个部分：
程控交换软件系统
1
1、程控交换软件的特点和组成
1.1程控交换软件的特点
交换软件的基本任务就是控制交换机的运行，也就 是完成呼叫处理。
程控交换机的特点是业务量大，实时性和可靠性要 求高，因此对运行软件也要求有较高的实时效率，能处 理大量的呼叫，而且必须保证通信业务的不间断性。
交换软件的3大特点：实时性、多任务并发执行、 高可靠性（业务的不间断性）。
2.1、呼叫处理过程及其特点
设用户A和用户B位于同一个交换机内，且两个用户均 处于空闲状态。在某个时刻，用户A要发起与用户B的 一个呼叫，即主叫为A、被叫为B，则交换机对这个本 局呼叫的基本处理过程如表所示。
通过上面对一个本局呼叫的基本呼叫过程的描 述，我们不难发现整个呼叫处理过程就是处理机在 某个状态，监视、识别外部来的各种输入信号（例 如用户摘挂机、拨号等），然后进行分析，执行任 务和输出信号（例如振铃、送各种信号音等），进 入另外一个状态，再进行监视、识别输入信号、再 分析、执行、输出信号……的过程。
输入处理程序需完成的主要功能有： 用户线扫描监视：监视用户线状态是否发生了
变化； 中继线线路信号扫描：监视采用随路信令的中
继线的状态是否发生了变化； 接收各种信号：包括拨号脉冲、DTMF信号和
MFC信号等； 接收公共信道信令； 接收操作台的各种信号等。
迁移到不同的状态； 在同一状态下，对不同输入信号的处理是不同的； 在同一状态下，输入同样信号，也可能因不同情况得
出不同结果
通过上述对呼叫处理过程特点的分析，我们可以 将呼叫处理过程划分为以下三个部分：
程控交换软件系统
1
1、程控交换软件的特点和组成
1.1程控交换软件的特点
交换软件的基本任务就是控制交换机的运行，也就 是完成呼叫处理。
程控交换机的特点是业务量大，实时性和可靠性要 求高，因此对运行软件也要求有较高的实时效率，能处 理大量的呼叫，而且必须保证通信业务的不间断性。
交换软件的3大特点：实时性、多任务并发执行、 高可靠性（业务的不间断性）。
2.1、呼叫处理过程及其特点
设用户A和用户B位于同一个交换机内，且两个用户均 处于空闲状态。在某个时刻，用户A要发起与用户B的 一个呼叫，即主叫为A、被叫为B，则交换机对这个本 局呼叫的基本处理过程如表所示。
通过上面对一个本局呼叫的基本呼叫过程的描 述，我们不难发现整个呼叫处理过程就是处理机在 某个状态，监视、识别外部来的各种输入信号（例 如用户摘挂机、拨号等），然后进行分析，执行任 务和输出信号（例如振铃、送各种信号音等），进 入另外一个状态，再进行监视、识别输入信号、再 分析、执行、输出信号……的过程。
输入处理程序需完成的主要功能有： 用户线扫描监视：监视用户线状态是否发生了
变化； 中继线线路信号扫描：监视采用随路信令的中
继线的状态是否发生了变化； 接收各种信号：包括拨号脉冲、DTMF信号和
MFC信号等； 接收公共信道信令； 接收操作台的各种信号等。
05第五章 程控交换机的终端和接口1
模拟用户电路用来连接模拟用户终端设备（电话），话音 经模拟用户电路AD转换后，由用户集线器进行话务集中，在用 户处理机的控制下送往数字交换网络。反之从交换网络来的话 音，先由用户集线器分路，然后经模拟用户电路DA转换后送往 用户终端设备。
第五章 程控交换机的终端和接口 朱云鹏
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X
中兴交换机用户单元
PCM
a
测 试 振 铃
b
T R
过 压 保 护
O
馈 电
●
带通滤波
编码
监 视
B,S
第 15 页
混 合 电 路
H
平衡网络 PCM 低通滤波 译码 C
第五章 程控交换机的终端和接口 朱云鹏
X
6. 混合电路
6. 混合电路（H：Hybrid Circuit）
B1 B2
b A1 a
b' d
发
通往 PCM编 码电路
S L C
S L C
S L C
S L C
S L C
S P I
S P I
P O W A
P O W A
S L C
S L C
S L C
S L C
S L C
S L C
S L C
S L C
S L C
S L C
S L C
S L C
S L C
S L C
S L C
S L C
S L C
S L C
S L C
S L C
M T T
第五章 程控交换机的终端和接口 朱云鹏
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3. 振铃控制
3. 振铃控制（R：Ringing Control） 我国规定振铃铃流为：90±15V，25Hz的交流电压信号。 铃流发生器是一个连续信号发生器，振铃的节奏为1s通，4s断， 为此，需要由处理器来控制铃流继电器的通断，由软件控制继 电器动作，1s振铃期接通铃流源，4s间断期接回ab线。同时， 为了在振铃时检测用户摘挂机状态，在铃流电压中叠加一个48V的直流电压，只要用户摘机，交换机就可以检测到用户环 路电流的变换，从而产生截铃信号，停止振铃。 需要说明的是，中兴交换机上的振铃信号是由单元板 POWERA提供的。
程控交换机的软件系统
程控交换机的软件系统1. 简介程控交换机是一种由软件控制的电话交换机，它是通过自动切换电路来完成电话呼叫的通信设备。
程控交换机的软件系统是控制和管理交换机功能的关键组成部分。
2. 软件系统的架构程控交换机的软件系统通常基于分层架构，由以下几个主要组件组成：2.1 控制层控制层是程控交换机软件系统的核心，它负责管理和控制交换机的各种功能。
控制层包括以下几个子模块：•呼叫控制模块：负责处理电话呼叫的建立、保持、转移等操作。
•网络管理模块：负责管理交换机与外部网络的连接，包括配置路由和地址映射等操作。
•用户管理模块：负责管理交换机上的用户账号和权限。
2.2 信令层信令层是程控交换机软件系统与外部设备或网络进行通信的接口层。
它负责解析和生成各种通信协议，包括呼叫建立协议、信令传输协议等。
2.3 数据层数据层是程控交换机软件系统存储和处理数据的核心组件。
它包括以下几个子模块：•数据库管理模块：负责管理交换机上的数据存储，包括用户账号信息、通话记录等。
•数据处理模块：负责对交换机上的数据进行处理和分析，以支持各种统计和报表功能。
3. 软件系统的功能程控交换机的软件系统具有以下几个主要功能：3.1 呼叫控制呼叫控制是交换机的核心功能，它负责管理电话呼叫的建立、保持和转移等操作。
软件系统通过呼叫控制模块实现对呼叫的控制和管理。
3.2 路由和转接交换机的路由和转接功能是实现电话呼叫传输的关键，它负责将呼叫从源用户路由到目标用户。
软件系统通过网络管理模块实现对路由表和转接表的配置和管理。
3.3 用户管理和权限控制软件系统提供了用户管理和权限控制功能，允许管理员管理用户账号和权限。
管理员可以创建、修改和删除用户账号，并为不同的用户分配不同的权限。
3.4 统计和报表软件系统提供了统计和报表功能，可以对交换机上的通话记录和其他数据进行统计和分析。
管理员可以查看呼叫记录、用户使用情况等统计报表。
4. 软件系统的开发和维护程控交换机的软件系统在开发和维护过程中需要遵循一些编程和软件工程的原则，包括模块化设计、规范的编码风格、测试和调试等。
程控交换机软件
程控交换设备运行与维护
程控交换机软件
程控交换机是由软件控制的，其软件系统由程序和数据两 部分构成。
程控交换机软件
1.1 程控交换机程序 程控交换机程序分为运行程序和支援程序。运行程序是交
换系统正常运行所需呼叫处理、管理和维护等全部程序的总 称，包括执行管理程序（操作系统）、呼叫处理程序、系统 监视和故障处理程序以及维护和运行程序；支援软件由软件 开发支援系统、应用工程支援系统、软件加工支援系统和交 换局管理支援系统组成，用于开发和生成交换局软件与数据， 以及开通时的测试。
程控交换机软件
1.2 程控交换机数据 程控交换机数据包括系统数据、局数据和用户数据三部分。
系统数据是指仅与交换机系统有关的数据；局数据是指与各 局设备具体情况有关的数据；用户数据可反映用户的情况， 如用户类别、用户设备号码等。
程控交换设备运行与维护
Байду номын сангаас
程控交换机软件
程控交换机是由软件控制的，其软件系统由程序和数据两 部分构成。
程控交换机软件
1.1 程控交换机程序 程控交换机程序分为运行程序和支援程序。运行程序是交
换系统正常运行所需呼叫处理、管理和维护等全部程序的总 称，包括执行管理程序（操作系统）、呼叫处理程序、系统 监视和故障处理程序以及维护和运行程序；支援软件由软件 开发支援系统、应用工程支援系统、软件加工支援系统和交 换局管理支援系统组成，用于开发和生成交换局软件与数据， 以及开通时的测试。
程控交换机软件
1.2 程控交换机数据 程控交换机数据包括系统数据、局数据和用户数据三部分。
系统数据是指仅与交换机系统有关的数据；局数据是指与各 局设备具体情况有关的数据；用户数据可反映用户的情况， 如用户类别、用户设备号码等。
程控交换设备运行与维护
Байду номын сангаас
程控交换
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时延。 前者反映了交换系统对用户线路状态变化的反应速 度以及必要的去话分析所需的时间。通常<400ms. 后者反应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。通常 <650ms.
4.5.2 可靠性和性能维护指标
用MSC图表示的一个呼叫处理过程
CA
Call_HKOF
CB
SendDialTone Number StopDialTone Number Number SendAlertTone Setup SetupAck Called_HKOF Ringing Called_HKOF
通话
用MSC图表示的一个呼叫处理过程
用户话机的摘/挂机状态
用户通话时的环路状态
投币话机的输入信号
用户线扫描监视程序
用户线上各种不同的状态具有的共同的特点： 形成直流回路（续）、断开直流回路（断） 摘机一“续”，挂机一“断”
送脉冲一“断”，脉冲间隔一“续”
周期性监视 用户摘挂机扫描周期——100~200ms 拨号脉冲识别周期——8~10ms
前次扫描结果 这^前 这^前
1 1 1 0 0 0 0
1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 摘机识别
1 1 1
0 1 1 0 0 0 1 0 0
挂机识别
用户摘挂机识别原理
分析处理
分析处理就是对各种信息（当前状态、输入信 息、用户数据、可用资源等）进行分析，以决定下 一步要做什么，它属于基本级程序。具体可分为： 去话分析、号码分析、来话分析、状态分析 去话分析：
时间表调度法
4.5.2 可靠性和性能维护指标
用MSC图表示的一个呼叫处理过程
CA
Call_HKOF
CB
SendDialTone Number StopDialTone Number Number SendAlertTone Setup SetupAck Called_HKOF Ringing Called_HKOF
通话
用MSC图表示的一个呼叫处理过程
用户话机的摘/挂机状态
用户通话时的环路状态
投币话机的输入信号
用户线扫描监视程序
用户线上各种不同的状态具有的共同的特点： 形成直流回路（续）、断开直流回路（断） 摘机一“续”，挂机一“断”
送脉冲一“断”，脉冲间隔一“续”
周期性监视 用户摘挂机扫描周期——100~200ms 拨号脉冲识别周期——8~10ms
前次扫描结果 这^前 这^前
1 1 1 0 0 0 0
1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 摘机识别
1 1 1
0 1 1 0 0 0 1 0 0
挂机识别
用户摘挂机识别原理
分析处理
分析处理就是对各种信息（当前状态、输入信 息、用户数据、可用资源等）进行分析，以决定下 一步要做什么，它属于基本级程序。具体可分为： 去话分析、号码分析、来话分析、状态分析 去话分析：
时间表调度法
程控交换机的软件系统( 精品)
支持多任务（Task）并发处理，由于多任务的并发 性因而必然会引起任务的同步、互斥、通信以及资源共 享等问题。
此外，由于程控交换系统的控制系统多采用分布式 多处理机结构，所以其操作系统也具有网络操作系统和 分布式操作系统的特点。
程控交换机的操作系统对任务调度一般采用基于 优先级的抢占式调度算法。 （1）基于优先级调度算法：
任务的分级
为什么进行任务的分级？ 处理机具有高速的处理能力，但同一时间也只能处
理一项任务。这就需要很好的安排，使其能在分时处理的 条件下满足实时处理的要求。各任务本身的实时要求是不 同的，有的实时性要求高，有的则要求不高，因此可以根 据任务的实时要求将它划分为若干级别。
在程控交换系统中，可按照紧急性和实时性要求的 不同将任务分为三种：
（1）故障级任务： （2）周期级任务： （3）基本级任务：
（1）故障级任务： 完成故障紧急处理等功能的任务，具有最高优先级。
（2）周期级任务： 由时钟中断周期性启动执行的任务，周期级任务的优 先级较故障级任务低、比基本级任务高。如每隔10ms周 期性启动的拨号脉冲识别程序，启动周期为100ms的用户 群扫描程序等。
（3）基本级任务： 由事件启动的实时性要求不高、可以适当延迟执行的 任务，其优先级最低。
时钟中断 时钟中断
时钟中断
故障级 周期级 基本级
暂停
10ms
不同级别的任务调度与处理
时钟中断
设每隔10ms产生一次中断，在第一个10ms中 断周期内，处理机已执行完周期级和基本级任务，暂 停并等待下一个中断的到来；在第二个10ms周期内， 先执行周期级任务，然后执行基本级任务，但基本级 任务没有执行完就被中断了，进入第三个10ms周期。 在第三个10ms周期内，由于发生了故障，周期级任务 被中断，转去处理故障级任务。故障级任务执行完后， 才再执行周期级任务。
此外，由于程控交换系统的控制系统多采用分布式 多处理机结构，所以其操作系统也具有网络操作系统和 分布式操作系统的特点。
程控交换机的操作系统对任务调度一般采用基于 优先级的抢占式调度算法。 （1）基于优先级调度算法：
任务的分级
为什么进行任务的分级？ 处理机具有高速的处理能力，但同一时间也只能处
理一项任务。这就需要很好的安排，使其能在分时处理的 条件下满足实时处理的要求。各任务本身的实时要求是不 同的，有的实时性要求高，有的则要求不高，因此可以根 据任务的实时要求将它划分为若干级别。
在程控交换系统中，可按照紧急性和实时性要求的 不同将任务分为三种：
（1）故障级任务： （2）周期级任务： （3）基本级任务：
（1）故障级任务： 完成故障紧急处理等功能的任务，具有最高优先级。
（2）周期级任务： 由时钟中断周期性启动执行的任务，周期级任务的优 先级较故障级任务低、比基本级任务高。如每隔10ms周 期性启动的拨号脉冲识别程序，启动周期为100ms的用户 群扫描程序等。
（3）基本级任务： 由事件启动的实时性要求不高、可以适当延迟执行的 任务，其优先级最低。
时钟中断 时钟中断
时钟中断
故障级 周期级 基本级
暂停
10ms
不同级别的任务调度与处理
时钟中断
设每隔10ms产生一次中断，在第一个10ms中 断周期内，处理机已执行完周期级和基本级任务，暂 停并等待下一个中断的到来；在第二个10ms周期内， 先执行周期级任务，然后执行基本级任务，但基本级 任务没有执行完就被中断了，进入第三个10ms周期。 在第三个10ms周期内，由于发生了故障，周期级任务 被中断，转去处理故障级任务。故障级任务执行完后， 才再执行周期级任务。
程控交换机PPT课件
2021/4/16
36
• 模拟用户电路的功能可归纳为以下BORSCHT七个功能：
B（Battery feeding）馈电
O（Overvoltage protection）过压保护
R（Ringing control）振铃控制
S（Supervision）监视
C（CODEC & filters）编译码和滤波
用户模块结构
微 处理 机
28
各部分功能 交换网络：集中（或分散）话务量。
信号提取和插入电路：把处理机通信信息从信息流中提取出来（或插入）。
网络接口：实现和选组级数字交换网络的接口。
扫描存储器：暂存从用户电路读取的信息。
分配存储器：暂存向用户电路发出的命令信息。
用户电路：实现与用户间的接口。
用户处理机：控制用户模块完成通信功能。
2021/4/16
30
5.3 接口设备
• 接口设备是数字程控交换机与外围环境的接口，其功能是完成外部信号 与交换机内部信号的转换。数字程控交换机的接口设备主要有用户电路、 中继电路和信令收发设备。
5.3.1 数字程控交换机的接口类型
图5.4表明了数字程控交换机的各种接口.
V类和Z类接口是数字程控交换机用户侧接口，A类、B类
• V2：是连接数字远端模块的接口。
• V3：连接数字PABX的接口，为ISDN的基群速率接口
（30B+D）。
• V4：是支持多个2B+D终端接入的接口。
• V5：是接入网第一个标准化的接口，支持n条E1的接入
（ 2021/4/16 1≤n≤16），V5接口包括V5.1接口和V5.2接口。
33
（2）Z接口：
2021/4/16
第五讲_电路交换系统软件部分PPT课件
对进程的几种定义：
– 进程是可以并行执行的计算部分；
– 进程是一个独立的、可以调度的活动； – 进程是一个抽象实体，当执行某任务时它要分配和
释放各种资源； – 行为的规则叫程序，程序在处理机上执行时的活动
叫进程； – 一个进程是一系列逐一执行的操作，操作的确切含
义有赖于用怎样的进程来描述。
进程的概念
B
(a)
(b)
(c)
图4.31 执行中可能遇到的情况
时钟级调度
利用时钟源周期性向CPU产生时钟中断， 再用时钟计数器的时间计数表调度执行。
时间计数器，指示当前中断周期执行任 务表中的那行任务。
时间表，按计数顺序登记某一时段的任 务。
屏蔽字，表示一行中的任务有效位。 转移表，执行程序的入口地址。
4.4 程控交换的软件系统
4.4.1 特点和组成 1.特点 规模大，要为数万个端口提供呼叫处理，还要
包括复杂的维护管理系统。 实时性强，交换机软件要求能及时收集外围端
口状态并做出适当反应，属于实时控制软件。 通常外围端口状态变化有用户摘挂机、中继线
占用、脉冲拨号等，要求响应时间小于100ms， 脉冲拨号要求小于10ms。
屏蔽表 1 时间表
1
时钟级调度
时间计数器（8ms)
1011101
11
11
11
1
1
11
1
1
11
1
1
11
1
转移表入口地址
脉冲拨号识别 DTMF拨号识别 号位间隔识别 中继接口扫描 用户群1扫描 用户群2扫描
图4.32 时间表
时间计数器清零
时间表调度控制流程
8ms时钟中断
读计数器的值 读时间表单元内容 表内容逻辑乘屏蔽表内容
– 进程是可以并行执行的计算部分；
– 进程是一个独立的、可以调度的活动； – 进程是一个抽象实体，当执行某任务时它要分配和
释放各种资源； – 行为的规则叫程序，程序在处理机上执行时的活动
叫进程； – 一个进程是一系列逐一执行的操作，操作的确切含
义有赖于用怎样的进程来描述。
进程的概念
B
(a)
(b)
(c)
图4.31 执行中可能遇到的情况
时钟级调度
利用时钟源周期性向CPU产生时钟中断， 再用时钟计数器的时间计数表调度执行。
时间计数器，指示当前中断周期执行任 务表中的那行任务。
时间表，按计数顺序登记某一时段的任 务。
屏蔽字，表示一行中的任务有效位。 转移表，执行程序的入口地址。
4.4 程控交换的软件系统
4.4.1 特点和组成 1.特点 规模大，要为数万个端口提供呼叫处理，还要
包括复杂的维护管理系统。 实时性强，交换机软件要求能及时收集外围端
口状态并做出适当反应，属于实时控制软件。 通常外围端口状态变化有用户摘挂机、中继线
占用、脉冲拨号等，要求响应时间小于100ms， 脉冲拨号要求小于10ms。
屏蔽表 1 时间表
1
时钟级调度
时间计数器（8ms)
1011101
11
11
11
1
1
11
1
1
11
1
1
11
1
转移表入口地址
脉冲拨号识别 DTMF拨号识别 号位间隔识别 中继接口扫描 用户群1扫描 用户群2扫描
图4.32 时间表
时间计数器清零
时间表调度控制流程
8ms时钟中断
读计数器的值 读时间表单元内容 表内容逻辑乘屏蔽表内容
程控交换机的软PPT课件
111100000111 111110000011
本次 前次 本次 前次
0 0 0 01 0 0 0 0 0 0 0 000000000100
摘机识别
33
挂机识别
用户摘/挂机状态扫描
扫描方式有两种
逐个用户扫描 逐组用户扫描（群用户扫描）
每组用户的数量一般等于处理机的位数 一般采用该方式，效率更高
▪ 特点：
▪ 用户线只有两种状态：“断”和“续”，分别
用“1”和“0”表示。
▪ 用户状态的变化是随机的 ▪ 对用户线扫描是周期性的
▪ 摘/挂机识别扫描周期：100-200ms ▪ 拨号脉冲识别扫描周期：8-10ms
31
用户摘/挂机识别与扫描
识别方法
规定摘机/挂机状态的表示方式
“1” 表示摘机，则“0”表示挂机 也可由“0” 表示摘机，则“1”表示挂机 但一个交换机内只能规定一种
叫B振铃，同时向A回铃 被叫B摘机 交换机检测到B摘机，接通A与B路由并启动记费 A与B通话 1) A与B任何一方挂机，交换机断开A、B通路，停止记费
18
用SDL图描述的呼叫处理过程 稳定状态与状态转移 SDL图简介 一个局内呼叫的SDL进程图举例
19
稳定状态与状态转移
将一次接续过程分为不同的阶段，每个阶段由一个稳定 状态来表示，由一个稳定状态到另一个稳定状态的变化 叫状态转移（如空闲－－等待收号－－收号…….）
4.1 程控交换机的运行软件
运行软件的基本概念 对运行软件的要求 运行软件的分类与组成 程序文件
1
4.1 程控交换机的运行软件
运行软件的基本概念
指存放在交换机处理机系统中，对交换机的各 种业务进行处理的程序和数据的集合。