程控交换软件系统

17、程控交换软件系统7.1交换软件的特点和组成交换软件的特点程控交换机的运行软件=操作系统+应用软件运行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。即运行软件的特点为：实时性、多道程序运行、业务的不间断性交换软件的组成交换软件运行软件支援软件操作系统数据库系统应用软件呼叫处理OAM软件开发支援系统软件加工系统应用工程支援系统交换局管理支援系统程控交换机的操作系统操作系统的类型：批处理操作系统、分时操作系统、实时操作系统、网络操作系统、分布式操作系统程控交换系统是一个实时控制系统，因此它的操作系统具有实时操作系统的特点。此外，由于在程控交换系统中常常采用多处理机系统，它的结构有计算机局域网的特点，因此其操作系统还具有网络操作系统的功能。对于全分散控制的交换系统来说，其操作系统也具有分布式操作系统的特点。程控交换机操作系统的特点：实时性：对一组“激励”（输入）在满足一定的时间要求的条件下系统应产生相应的“响应”（输出），这就是实时操作。多任务与并发性：多任务的并发性引起任务间的同步、互斥、通信以及资源共享。程控交换机操作系统的特点环境行为的随机性：要求系统各部分的处理能力必须按忙时负荷来计算。网络资源共享和网络通信：分布性：使得系统在资源管理、进程通信和系统结构上具有其自身特点。任务的分级程控交换系统中任务按紧急性和实时性的要求不同可分为：故障级：负责故障识别和紧急处理等功能，具有最高优先级。周期级：由时钟中断按周期性启动的任务。基本级：由队列启动的、实时性要求较低的任务。故障级周期级基本级暂停时钟中断时钟中断时钟中断时钟中断8ms任务的分级任务的调度方法一：时间表调度法方法二：多级链表调度法表0指针表1指针表n指针时钟……程序1程序2程序k……周期10ms计数器（20）程序1程序2程序k……周期200ms计数器（5）程序1程序2程序k……周期1s计数器（15）程序1程序2程序k……周期15s号码预译就是对号首（一般为头3位）的分析，以确定呼叫类型、号长以及下一步要做的工作。地址翻译就是将被叫的电话号码翻译成交换机内部所使用的可唯一标识被叫的地址（通常称为用户设备号），以确定本次通话的被叫。系统数据、用户数据、局数据多级表格——号码预译和地址翻译7.2呼叫处理有关的数据和表格第一位号码第二位号码第三位号码结论表索引呼叫类别局向路由…(号首)组号匹配组内号码匹配翻译结果用户设备号被叫号码62282656号码预译地址翻译7.2呼叫处理有关的数据和表格事件队列——周期级与基本级程序的接口队列进程基本级周期级扫描到事件（顺序、链表）7.2呼叫处理有关的数据和表格7.3程控交换软件设计语言程控交换机的软件设计常用两类语言：汇编语言高级语言选用哪类语言通常要考虑以下几点：1）程序的效率2）编程的效率3）适于程序结构化和软件模块化的设计4）便于程序的调试5）可维护性和可移植性6）数据修改的可能性和方便性系统功能说明系统设计软件设计程序编制软件检验运行和维护软件维护SDLCHILLSDL、CHILLMML软件生存周期SDL语言CCITT建议的SDL语言（SpecificationandDescriptionLanguage功能规格和描述语言）主要用于规定电信交换系统的行为，已成为国际上通用的标准。SDL特点：SDL是为描述复杂的实时系统而特别设计的，只要系统的行为能用扩展的有限状态机来描述，并且其重点在于交互方面，SDL就能够适用。SDL语言具有两种不同的形式，即正文短语表示法（PR）和图形表示法（GR）。PR基于类似程序的语句，比较适合计算机使用。GR基于一套标准化了的图形符号，能够清晰地表示系统结构和控制流程。SDL是形式化定义的，可以对其进行分析、模拟和确认。SDT开发工具SDT是基于SDL语言的支持工具，是基于SDL系统开发的集成环境。它包括MSC图编辑器，SDL图形编辑器，SDT分析仪、SDT模拟器、SDT确认器和C代码生成器。采用SDT开发工具的开发流程GR编辑器转化为SDLPR形式语法检查模拟确认C生成器C编辑器C链接库MSC图编辑器198、呼叫处理的基本原理8.1一个呼叫的处理过程1）主叫用户摘机呼叫2）送拨号音，准备收号3）收号4）号码分析5）接至被叫用户6）向被叫用户振铃7）被叫应答和通话8）主叫先挂机，通话结束9）被叫先挂机，通话结束8.2用SDL图表示的呼叫处理过程用SDL图表示的一个呼叫处理过程呼叫处理的SDL图的特点呼叫处理的过程可分为三个部分：输入处理分析处理内部任务的执行和输出处理用户模块1#0127…用户模块4#0127……数字交换网络中继模块1#中继模块4#………063063CPU数字交换系统中一个呼叫（局内呼叫）2MPCM2MPCMCACBCall_HKOFSendDialToneNumberRingingSetupCalled_HKOF通话用MSC图表示的一个呼叫处理过程StopDialToneNumberNumberSendAlertToneSetupAckCalled_HKOFCACBCalled_HKONReleaseCall_HKONReleaseAck通话用MSC图表示的一个呼叫处理过程SendBusyToneCalled_HKONReleaseCall_HKONReleaseAckSendBusyTone被叫先挂主叫先挂8.3输入处理输入处理程序的主要任务是对用户线、中继线等进行监视、检测和识别，及时报告事件的产生。输入处理主要可分为：用户线扫描监视中继线线路信号扫描接收Pulse、DTMF和MFC信号接收公共信道信号用户线扫描监视程序主要负责检测用户线的状态和识别用户线状态的变化。用户线的各种不同变化：用户话机的摘/挂机状态号盘话机的拨号脉冲用户通话时的环路状态投币话机的输入信号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用户线扫描监视程序用户摘挂机识别原理设：用户在挂机状态时扫描输出为“1”，用户在摘机状态时扫描输出为“0”，摘挂机扫描程序的执行周期为200ms。摘机识别：就是找到从“1”到“0”的变化点。挂机识别：就是找到从“0”到“1”的变化点。用户线状态200ms扫描这次扫描结果1110000111前次扫描结果1111000011这^前0001000000挂机1摘机1挂机00这^前0000000100摘机识别挂机识别用户摘挂机识别原理号盘话机拨号号码的接收原理包含两个步骤：1）脉冲识别2）位间隔识别脉冲识别：1）脉冲识别程序扫描周期的确定号盘每秒发出的最快脉冲个数：16续时间最短的断续比：3:1，即1/4*T最短变化周期：1/4*（1000/16）=15.625(ms)即：脉冲识别扫描程序的周期15.625ms拨号脉冲识别原理用户线状态8ms扫描这次扫描结果0000111001110000前次扫描结果0000011100111000这+前=变化识别0000100101001000脉冲10前11111000110001111脉冲2变化识别^前=脉冲前沿识别0000100001000000位间隔识别原理位间隔识别的扫描周期：拨号盘的位间隔≥250ms最长的脉冲或间隔：3/4*(1000/8)=93.75(ms)故扫描周期应为：93.75msT扫250/2ms位间隔识别原理：1）第一个扫描周期内有变化2）第二个扫描周期内无变化满足上述2个条件，即为位间隔。拨号脉冲8ms扫描这次扫描结果00111000000000…0前次扫描结果00011100000000…0这+前=变化识别00100100000000…0脉冲10前次首次变化00000000000011…01首次变化11000000000011…1首次变化^前次首次变化00000000000011…196ms扫描首次变化00111111111100…0…8.4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：主叫用户数据收号前的准备工作去话分析主叫摘机去话接续硬件变化输入信息分析程序输出去话分析的主要信息来源是：主叫用户数据呼叫合法性用户类别话机类别优先级别热线号码计费类别呼叫权限分析用户数据的顺序8.4分析处理号码分析：是在收到用户拨号号码以后开始进行的，信息源是用户所拨号码，其分析的目的是确定接续方向、还应收几位、要调用什么程序。号码分析可分为二个步骤：号首预译、地址翻译收到的号码接续方向号码分析用户拨号出局接续硬件变化输入信息分析程序输出来话接续出局本局8.4分析处理国际长途国内长途市话出局出局特服本局新业务登记/撤销分析号码来话分析来话分析的数据来源是被叫用户数据、被叫状态和被叫补充业务登记情况等。8.4分析处理被叫用户数据被叫用户分析来话分析来话硬件变化输入信息分析程序输出叫出被叫8.4分析处理被叫状态是闲呼叫等待忙无有遇忙回叫无有被叫计费否有遇忙前转无来话类别8.4分析处理事件一个接续状态如何变状态分析产生事件硬件变化输入信息分析程序输出下一个状态8.4分析处理状态分析分析信息源是状态和输入的事件。8.5任务执行和输出处理自学相关内容429、交换技术基础9.1话务量和爱尔兰公式话务量话务量反映了电话负荷的大小，与呼叫强度和呼叫保持时间有关。呼叫强度是单位时间内发生的呼叫次数，呼叫保持时间也就是占用时间。单位时间内的话务量等于使用相同时间单位的呼叫强度与呼叫保持时间之乘积，其单位为爱尔兰（Erlang）。例：呼叫强度=1800次/小时呼叫保持时间=（1/60）小时/次话务量=1800次/小时X（1/60）小时/次=30Erl设：n=时间T内，单个用户终端发出的平均呼叫数h=由用户终端发出的呼叫的平均占用时间N=用户数的总和Y=单位时间内流过所有用户终端的话务量则：Y=N*(n/T)*h话务量呼叫强度呼叫保持时间实际计算时应注意以下问题：•话务量总是针对一段时间而言，如：一天或一小时。•呼叫强度和呼叫保持时间都是平均值。•要区分流入话务量与完成话务量。流入话务量=完成话务量+损失话务量损失话务量=流入话务量X呼叫损失率（呼损率）话务量爱尔兰公式当线束容量为m、流入话务量为Y时，线束中任意k条线路同时占用的概率P(k)为：miikYiYkkp0!!)(当k=m时，表示线束全忙，即交换系统的m条话路全部被占用，此时p(k)为系统全忙的概率。当m条话路全部被占用时，到来的呼叫将被系统拒绝而损失掉，因此系统全忙的概率即为呼叫损失的概率(简称为呼损)，记为E(m,Y)，则爱尔兰呼损公式为：miimYiYmYmE0!!),(爱尔兰公式例：一部交换机有1000个用户终端，每个用户忙时话务量为0.1Erl，该交换机能提供123条话路同时接受123个呼叫，求该交换机的呼损。解：Y=0.1ErlX1000=100Erlm=123查表可得：E(m,Y)=E(123,100)=0.3Erl注：实际应用中，只要已知m、Y、E三个量中的任意两个，通过查爱尔兰呼损表，即可查得第三个。爱尔兰公式9.2BHCA（BusyHourCallAttempts）BHCA（忙时试呼次数）计算公式系统开销：处理机时间资源的占用率。固有开销：与呼叫处理次数（话务量）无关的系统开销。非固有开销：与呼叫处理次数有关的系统开销。单位时间内处理机用于呼叫处理的时间开销为：t=a+bNt：系统开销a：固有开销b：处理一次呼叫的平均开销（非固有开销）N：单位时间内所处理的呼叫总数，即处理能力值（BHCA）例：某处理机忙时用于呼叫处理的时间开销平均为0.85，固有开销a=0.29，处理一个呼叫平均