1、勤学 务实 开拓 创新 1第第3 3章章 数字程控交换数字程控交换u电话通信的基本原理电话通信的基本原理u 数字程控交换机的系统结构数字程控交换机的系统结构硬件系统各个组成部分的工作原理硬件系统各个组成部分的工作原理控制系统的构成方式控制系统的构成方式软件系统的组成软件系统的组成程控交换软件技术程控交换软件技术 u 电话通信网网络结构和工作原理电话通信网网络结构和工作原理勤学 务实 开拓 创新 23.1 概述 3.1.1 电话通信与电话机电话机的基本构成及通话原理 电话机的基本构成及通话原理电话机的基本构成及通话原理 勤学 务实 开拓 创新 3概述 送话器送话器:是将声音变换为相应电信号的转换
2、装置是将声音变换为相应电信号的转换装置;受话器受话器:是将相应的电信号还原为声音的转换装置是将相应的电信号还原为声音的转换装置;二二-四转换四转换:是指完成二线和四线转换的混合电路是指完成二线和四线转换的混合电路;消侧音消侧音:电路则用于消除回声改善话音质量电路则用于消除回声改善话音质量;拨号盘和振铃器拨号盘和振铃器:用于发送通信地址和呼叫被叫用于发送通信地址和呼叫被叫;拨号盘有旋转式拨号盘和按键式拨号盘两种拨号盘有旋转式拨号盘和按键式拨号盘两种勤学 务实 开拓 创新 4概述1)1)脉冲速度：脉冲速度：表示拨号盘每秒钟发生的脉冲个数表示拨号盘每秒钟发生的脉冲个数(脉冲速度脉冲速度应为应为8-1
3、48-14个个/s)/s)。2)2)脉冲断续比：脉冲断续比：表示在一个脉冲周期里，断开电流的时间表示在一个脉冲周期里，断开电流的时间和接通电流的时间之比和接通电流的时间之比(t(t断断/t/t续续=（1.3-2.51.3-2.5）:1):1)。3)3)位间隔：位间隔：在拨两个数字之间，也就是在发两个脉冲串之在拨两个数字之间，也就是在发两个脉冲串之间应有一个时间间隔，以使交换机能正确区分所拨数字间应有一个时间间隔，以使交换机能正确区分所拨数字(位间隔应位间隔应350ms)350ms)。旋转式拨号盘有三个关键参数：旋转式拨号盘有三个关键参数：勤学 务实 开拓 创新 5概述697Hz770Hz852
4、Hz941Hz1209Hz1336Hz1477Hz1633Hz高频低频12457*80369ABCD#按键式拨号盘按键式拨号盘(双音频双音频(DTMF):勤学 务实 开拓 创新 6概述3.1.2 3.1.2 电话交换技术的发展电话交换技术的发展 电话交换技术的发展经历了三个阶段：电话交换技术的发展经历了三个阶段：p人工交换阶段人工交换阶段:磁石式电话交换机磁石式电话交换机;共电式电话交换机共电式电话交换机;p 机电式自动交换阶段机电式自动交换阶段:步进制交换机步进制交换机(直接控制方式直接控制方式););纵横制交换机纵横制交换机(间接控制方式间接控制方式););勤学 务实 开拓 创新 7概述电
5、话交换技术的发展经历了三个阶段：电话交换技术的发展经历了三个阶段：p电子式自动交换阶段电子式自动交换阶段:半电子交换机（准电子交换机）：半电子交换机（准电子交换机）：全电子交换机：全电子交换机：模拟程控交换机：模拟程控交换机：数字程控交换机：数字程控交换机：3.1.2 3.1.2 电话交换技术的发展电话交换技术的发展 勤学 务实 开拓 创新 83.2 数字程控交换机系统结构数字程控交换机的基本结构数字程控交换机的基本结构:q 话路子系统话路子系统q 控制子系统控制子系统 数字程控交换机的基本结构数字程控交换机的基本结构 勤学 务实 开拓 创新 9数字程控交换机系统结构 数字程控交换机的典型系统
6、结构数字程控交换机的典型系统结构 勤学 务实 开拓 创新 10数字程控交换机系统结构p接口设备接口设备：是实现数字交换系统和外围环境的接口。是实现数字交换系统和外围环境的接口。p远端接口远端接口：是到集中维护操作中心、网管中心、计费中是到集中维护操作中心、网管中心、计费中 心等的数据传送接口。心等的数据传送接口。p用户集中级用户集中级:完成话务集中功能，集中比一般为完成话务集中功能，集中比一般为2:1到到 8:1一般为单一般为单T交换网络。交换网络。p用户模块用户模块：用户集中级用户集中级+用户电路用户电路p远端模块远端模块：设置在远端的用户模块。设置在远端的用户模块。勤学 务实 开拓 创新
7、113.3 接口设备V类和类和Z类类:用户侧用户侧接口接口;A类、类、B类和类和C类类:交换机与其它交换机交换机与其它交换机的接口，是网络侧接的接口，是网络侧接口口;数字接口数字接口:用户侧的用户侧的V类接口和网络侧的类接口和网络侧的A类、类、B类接口类接口;模拟接口模拟接口:用户侧的用户侧的Z类接口和网络侧的类接口和网络侧的C类接口类接口;网管接口网管接口:Q3接口接口.3.3.1 数字程控交换机的接口类型数字程控交换机的接口类型勤学 务实 开拓 创新 12接口设备qV V接口：接口：V1V1：连接数字用户线接口，速率一般为连接数字用户线接口，速率一般为64kbit/s,64kbit/s,它
8、所它所连接的终端可为连接的终端可为ISDNISDN的的2B+D2B+D或或30B+D30B+D的终端或其它数字的终端或其它数字终端终端.V2V2：是连接数字远端模块的接口。是连接数字远端模块的接口。V3V3：连接数字连接数字PABX(PABX(自动用户小交换机自动用户小交换机-集团电话集团电话)的接口，的接口，为为ISDNISDN的基群速率接口（的基群速率接口（30B+D30B+D）。）。V4V4：是支持多个是支持多个2B+D2B+D终端接入的接口。终端接入的接口。V5V5：是接入网第一个标准化的接口，支持是接入网第一个标准化的接口，支持n n条条E1E1的接入的接入（1n161n16），），
9、V5V5接口包括接口包括V5.1V5.1接口和接口和V5.2V5.2接口。接口。3.3.1 数字程控交换机的接口类型数字程控交换机的接口类型勤学 务实 开拓 创新 13接口设备qZ接口：接口：Z1接口：接口：连接单个模拟用户终端的接口。连接单个模拟用户终端的接口。Z2接口：接口：连接模拟远端集线器的接口。连接模拟远端集线器的接口。Z3接口：接口：连接模拟连接模拟PABX的接口。的接口。qA接口：接口：PCM一次群接口，速率为一次群接口，速率为2048kbit/s。qB接口：接口：PCM二次群接口，速率为二次群接口，速率为8448kbit/s。qC接口：接口：二线或四线模拟中继接口（目前很少使用
10、）二线或四线模拟中继接口（目前很少使用）qQ Q3 3接口：接口：与电信管理网（与电信管理网（TMNTMN）的接口，用于操作维）的接口，用于操作维 护管理和计费等。护管理和计费等。3.3.1 数字程控交换机的接口类型数字程控交换机的接口类型勤学 务实 开拓 创新 14接口设备3.3.2 3.3.2 用户电路用户电路 q是程控交换机通过用户线与用户终端相连的接口电路，是程控交换机通过用户线与用户终端相连的接口电路，由于用户线和用户终端有数字和模拟之分，因而用户电由于用户线和用户终端有数字和模拟之分，因而用户电路也有两种：路也有两种：模拟用户电路模拟用户电路:程控交换机通过模拟用户线与模拟终程控交
11、换机通过模拟用户线与模拟终端设备相连的接口电路端设备相连的接口电路.数字用户电路数字用户电路:程控交换机（程控交换机（ISDNISDN交换机）通过数字交换机）通过数字用户线与数字终端设备相连的接口电路用户线与数字终端设备相连的接口电路.勤学 务实 开拓 创新 15接口设备 模拟用户电路的功能框图模拟用户电路的功能框图 B B馈电馈电 O O过压保护过压保护 R R振铃控制振铃控制 S S监视监视 C C编译码和滤波编译码和滤波 H H混合电路混合电路 T T测试测试3.3.2 3.3.2 用户电路用户电路 勤学 务实 开拓 创新 16接口设备q1 1、馈电、馈电:在电话通信中，交换机通过用户线
12、向用户终端提供在电话通信中，交换机通过用户线向用户终端提供通信的电源，这种馈电功能是由交换机的用户电路完通信的电源，这种馈电功能是由交换机的用户电路完成的。成的。馈电原理馈电原理 3.3.2 3.3.2 用户电路用户电路 勤学 务实 开拓 创新 17接口设备q2 2、过压保护、过压保护(二次保护二次保护)用户电路的过压保护常采用钳位方法用户电路的过压保护常采用钳位方法;R R采用热敏电阻，平时采用热敏电阻，平时R R具有很小的电阻值，而当高压具有很小的电阻值，而当高压进入时，进入时，R R的电阻值升高从而降低了内线电压和电流，的电阻值升高从而降低了内线电压和电流，而且必要时可自行烧毁，内外线断
13、开，从而达到保护内而且必要时可自行烧毁，内外线断开，从而达到保护内线的目的。线的目的。过压保护原理过压保护原理 3.3.2 3.3.2 用户电路用户电路 勤学 务实 开拓 创新 18接口设备q3 3、振铃控制、振铃控制 由由CPUCPU送出的振铃控制信号控制继电器的通断，当继送出的振铃控制信号控制继电器的通断，当继电器接通时就可将铃流送往用户，被叫用户摘机后，振电器接通时就可将铃流送往用户，被叫用户摘机后，振铃开关送出截铃信号，铃开关送出截铃信号，CPUCPU则控制停止振铃。则控制停止振铃。振铃原理振铃原理 3.3.2 3.3.2 用户电路用户电路 勤学 务实 开拓 创新 19接口设备q4 4
14、、监视、监视 用户话机的摘挂机状态用户话机的摘挂机状态;用户话机（号盘）发出的拨号脉冲用户话机（号盘）发出的拨号脉冲;投币、磁卡等话机的输入信号投币、磁卡等话机的输入信号;(a)(a)用户线监视法一用户线监视法一 (b)(b)用户线监视法二用户线监视法二 用户线监视原理用户线监视原理 3.3.2 3.3.2 用户电路用户电路 勤学 务实 开拓 创新 20接口设备q5 5、编译码和滤波、编译码和滤波编译码器的任务编译码器的任务:完成模拟信号和数字信号间的转换。完成模拟信号和数字信号间的转换。编译码器和滤波编译码器和滤波:一般采用集成电路来实现。一般采用集成电路来实现。q6 6、混合电路、混合电路
15、 作用作用:完成二完成二/四线的转换。四线的转换。转换原因转换原因:用户话机的模拟信号是二线双向的，数字交用户话机的模拟信号是二线双向的，数字交换网的换网的PCMPCM数字信号是四线单向的，因此，在编码以前数字信号是四线单向的，因此，在编码以前和译码以后一定要进行二和译码以后一定要进行二/四线转换。四线转换。平衡网络平衡网络:用于平衡用户线阻抗。用于平衡用户线阻抗。3.3.2 3.3.2 用户电路用户电路 勤学 务实 开拓 创新 21接口设备q7 7、测试、测试 用户电路可配合外部测试设备对用户线进行测试，它用户电路可配合外部测试设备对用户线进行测试，它是通过测试开关将用户线接至外部测试设备来
16、实现的。是通过测试开关将用户线接至外部测试设备来实现的。配合外部测试原理配合外部测试原理 3.3.2 3.3.2 用户电路用户电路 勤学 务实 开拓 创新 22用户电路板勤学 务实 开拓 创新 23接口设备q交换机和中继线的接口设备，也叫中继器。交换机和中继线的接口设备，也叫中继器。q种类种类:数字中继电路数字中继电路和模拟中继电路。和模拟中继电路。数字中继电路的基本框图数字中继电路的基本框图 3.3.3 3.3.3 中继电路中继电路 勤学 务实 开拓 创新 24接口设备 数字中继电路的基本功能主要有数字中继电路的基本功能主要有6 6个：个：1、码型变换、码型变换:PCM线上的传输码型线上的传
17、输码型HDB3型码（高密度双极性码）型码（高密度双极性码）到交换机内部的码型单极性不归零码（到交换机内部的码型单极性不归零码（NRZ码码););2 2、帧同步、帧同步 是从接收的数据流中搜索并识别到帧同步码，以确定是从接收的数据流中搜索并识别到帧同步码，以确定一帧的开始，使接收端的帧结构排列和发送端的完全一一帧的开始，使接收端的帧结构排列和发送端的完全一致，从而保证数字信息的正确接收致，从而保证数字信息的正确接收;(;(帧同步码帧同步码00110110011011在在PCMPCM偶帧的偶帧的TSTS0 0中。中。)3.3.3 3.3.3 中继电路中继电路 勤学 务实 开拓 创新 25接口设备P
18、CMPCM的帧格式的帧格式 3.3.3 3.3.3 中继电路中继电路 勤学 务实 开拓 创新 26接口设备 3 3、复帧同步、复帧同步 如果数字中继线上采用的是随路信令（中国如果数字中继线上采用的是随路信令（中国No.1No.1信令），则除了帧同步外，还要有复帧同步。信令），则除了帧同步外，还要有复帧同步。如果复帧不同步，线路信令就会错路。复帧同步如果复帧不同步，线路信令就会错路。复帧同步就是为了保证各路线路信令不错路。就是为了保证各路线路信令不错路。复帧同步码在复帧同步码在F F0 0（复帧的第（复帧的第1 1个帧）的个帧）的TSTS1616的高的高4 4个比特中传送，码字为个比特中传送，码
19、字为00000000。数字中继电路的基本功能数字中继电路的基本功能3.3.3 3.3.3 中继电路中继电路 勤学 务实 开拓 创新 27接口设备 4 4、时钟提取、时钟提取 从输入的数据流中提取时钟信号，以便与远端的从输入的数据流中提取时钟信号，以便与远端的交换机保持同步。被提取的时钟信号将作为输入数交换机保持同步。被提取的时钟信号将作为输入数据流的基准时钟，用来读取输入数据，同时该时钟据流的基准时钟，用来读取输入数据，同时该时钟信号还可用作本端系统时钟的外部参考时钟源。信号还可用作本端系统时钟的外部参考时钟源。5 5、提取和插入信号、提取和插入信号 信号主要包括信号主要包括:帧同步信号、复帧
20、同步信号和告帧同步信号、复帧同步信号和告警信息的插入与提取，此外当数字中继线上采用的警信息的插入与提取，此外当数字中继线上采用的是随路信令时，在是随路信令时，在TSTS1616还要提取和插入中国还要提取和插入中国No.1No.1信信令的线路信令。令的线路信令。数字中继电路的基本功能数字中继电路的基本功能3.3.3 3.3.3 中继电路中继电路 勤学 务实 开拓 创新 28接口设备 6 6、帧定位（再定时）、帧定位（再定时）从数字中继线上输入的码流有它自己的时钟信从数字中继线上输入的码流有它自己的时钟信息（它局时钟），而接收端的交换机也有它自己的息（它局时钟），而接收端的交换机也有它自己的系统时
21、钟（本局时钟），这两个时钟在频率和相位系统时钟（本局时钟），这两个时钟在频率和相位上不可能完全一致。上不可能完全一致。帧定位就是采用帧定位就是采用弹性缓存弹性缓存的方式，用提取的时的方式，用提取的时钟控制输入码流写入弹性缓冲器，用本局时钟控制钟控制输入码流写入弹性缓冲器，用本局时钟控制从弹性缓冲器中读出码流，从而把输入数据的时钟从弹性缓冲器中读出码流，从而把输入数据的时钟调整到本局系统时钟上来，实现系统时钟的同步。调整到本局系统时钟上来，实现系统时钟的同步。数字中继电路的基本功能数字中继电路的基本功能3.3.3 3.3.3 中继电路中继电路 勤学 务实 开拓 创新 29接口设备q音频信号种类：
22、（音频信号种类：（3 3大类）大类）1 1、交换机到用户、交换机到用户:交换机需要产生各种信号音交换机需要产生各种信号音 单频信号音，信号源为单频信号音，信号源为450Hz或或 950Hz的正弦波。的正弦波。交换机需要产生的主要信号音及其时间结构交换机需要产生的主要信号音及其时间结构 3.3.4 3.3.4 数字音频信号数字音频信号 勤学 务实 开拓 创新 30接口设备q音频信号种类音频信号种类3.3.4 3.3.4 数字音频信号数字音频信号 2 2、用户到交换机、用户到交换机:直流脉冲和双音多频直流脉冲和双音多频(DTMF););3 3、交换机到交换机、交换机到交换机:局间采用中国局间采用中
23、国No.1信令时信令时:局间多频互控局间多频互控（MFC）信号）信号(双音频信号双音频信号)。勤学 务实 开拓 创新 31接口设备交换机应具有的音频信令接口种类：交换机应具有的音频信令接口种类：音信号发生器（数字、单音频）音信号发生器（数字、单音频）DTMF信号接收器（数字、双音频）信号接收器（数字、双音频）MFC信号接收器（数字、双音频）信号接收器（数字、双音频）MFC信号发生（送）器（数字、双音频）信号发生（送）器（数字、双音频）总结总结3.3.4 3.3.4 数字音频信号数字音频信号 勤学 务实 开拓 创新 32接口设备q单音频信号的产生单音频信号的产生:通常采用通常采用数字信号发生器数
24、字信号发生器来直接产生数字化信号。来直接产生数字化信号。数字信号发生器是利用只读存储器（数字信号发生器是利用只读存储器（PROMPROM）来实现）来实现的。的。基本原理是：基本原理是：按照按照PCMPCM编码原理，将信号按编码原理，将信号按125s125s间间隔进行抽样（也就是隔进行抽样（也就是8kHz8kHz的抽样频率），然后进行的抽样频率），然后进行量化和编码，得到各抽样点的量化和编码，得到各抽样点的PCMPCM信号值，按照顺序信号值，按照顺序将其放到将其放到ROMROM中，在需要的时候按序读出即可。中，在需要的时候按序读出即可。3.3.4 3.3.4 数字音频信号数字音频信号 勤学 务实
25、 开拓 创新 33接口设备 交换机需要产生的双音频信号是中继线上的交换机需要产生的双音频信号是中继线上的MFCMFC信号信号;最主要的就是要确定一个最主要的就是要确定一个“重复周期重复周期”，使得在这，使得在这个周期内两个双音频信号和个周期内两个双音频信号和PCMPCM的抽样信号都重复了的抽样信号都重复了完整的周期，即三个信号的重复次数均为整数。完整的周期，即三个信号的重复次数均为整数。q 双音频信号的产生双音频信号的产生 3.3.4 3.3.4 数字音频信号数字音频信号 勤学 务实 开拓 创新 34接口设备 要产生要产生1500Hz1500Hz和和1620Hz1620Hz的双音频信号的双音频
26、信号:首先我们在首先我们在1500Hz1500Hz、1620Hz1620Hz和和8000Hz8000Hz的三个频率中的三个频率中取最大公约数取最大公约数20Hz20Hz，它是，它是重复频率重复频率，重复周期为，重复周期为50ms50ms，即在，即在50ms50ms内，内，1500 Hz1500 Hz重复了重复了7575次，次，1620 1620 HzHz重复了重复了8181次，次，8000 Hz8000 Hz重复了重复了400400次。因此在次。因此在50ms50ms周期内，要取周期内，要取400400个抽样值存放在个抽样值存放在ROMROM中。在中。在需要时按序读出即形成了数字双音频信号。需
27、要时按序读出即形成了数字双音频信号。以以MFCMFC为例为例:q 双音频信号的产生双音频信号的产生 3.3.4 3.3.4 数字音频信号数字音频信号 勤学 务实 开拓 创新 35接口设备通过交换网络向用户送信号音通过交换网络向用户送信号音q 数字音频信号的发送数字音频信号的发送 数字多频数字多频信号的发送信号的发送:一一个数字多频信个数字多频信号发生器对应号发生器对应一路话路一路话路,需要需要交换网络建立交换网络建立点到点连接点到点连接;3.3.4 3.3.4 数字音频信号数字音频信号 勤学 务实 开拓 创新 36接口设备交换机设有交换机设有DTMFDTMF收号器和收号器和MFCMFC接收器接
28、收器;(;(交换机的公交换机的公用资源用资源)通过交换网络实现多频信号的接收是常用的一种方通过交换网络实现多频信号的接收是常用的一种方法，法，(和数字音频信号的发送不同的是和数字音频信号的发送不同的是DTMFDTMF收号器收号器和和MFCMFC接收器一般接于交换网络的接收器一般接于交换网络的出线上出线上(下行母线下行母线上上););当接收当接收DTMFDTMF信号时，交换网络只要将拨号用户信号时，交换网络只要将拨号用户的话路连至相应的的话路连至相应的DTMFDTMF收号器即可；当接收收号器即可；当接收MFCMFC信信号时，交换网络只要将入中继线上的话路与相应的号时，交换网络只要将入中继线上的话
29、路与相应的MFCMFC接收器相连就行。接收器相连就行。q 数字音频信号的接收数字音频信号的接收3.3.4 3.3.4 数字音频信号数字音频信号 勤学 务实 开拓 创新 37接口设备通过交换网络采用数字滤波器进行识别向用户送信号音通过交换网络采用数字滤波器进行识别向用户送信号音q 数字音频信号的接收数字音频信号的接收3.3.4 3.3.4 数字音频信号数字音频信号 勤学 务实 开拓 创新 383.4 话路建立qPCMPCM信号传输采用信号传输采用串行串行码，即一个时隙的码，即一个时隙的8 8位码在一条线位码在一条线路上串行传输，路上串行传输，T T接线器接线器的话音存储器字长一般为的话音存储器字
30、长一般为8 8位，位，其写入和读出是以字长为单位进行的，即其写入和读出是以字长为单位进行的，即8 8位码位码并行并行同同时写入或读出。时写入或读出。q因此当话音信号进入交换网络交换时，先要串并变换因此当话音信号进入交换网络交换时，先要串并变换:将串行码转换为并行码；当话音信号完成交换从交换网将串行码转换为并行码；当话音信号完成交换从交换网络输出时，也要进行一个反变换络输出时，也要进行一个反变换-并串变换并串变换:将并行码转将并行码转换为串行码换为串行码;3.4.1 复用器与分路器复用器与分路器勤学 务实 开拓 创新 39话路建立q复用器功能：复用器功能：信号的串并变换信号的串并变换 将多路低速
31、信号进行时分复用，形成高速的时将多路低速信号进行时分复用，形成高速的时分复用信号分复用信号q分路器功能分路器功能(解复用解复用):):信号的并串变换信号的并串变换将高速的时分复用信号进行分路，形成多路低将高速的时分复用信号进行分路，形成多路低速信号速信号3.4.1 复用器与分路器复用器与分路器勤学 务实 开拓 创新 40话路建立3.4.1 复用器与分路器复用器与分路器复用器、分路器与复用器、分路器与TSTTST网络网络勤学 务实 开拓 创新 41话路建立3.4.1 复用器与分路器复用器与分路器复用器与分路器的工作原理复用器与分路器的工作原理n=4，并且每条，并且每条PCM线线路速率为路速率为2
32、048kbit/s:2048kbit/s，串行码串行码:256kbit/s，8位并行码位并行码:1024kbit/s，8位并行码位并行码勤学 务实 开拓 创新 42话路建立3.4.1 复用器与分路器复用器与分路器勤学 务实 开拓 创新 43话路建立3.4.2 话路建立话路建立话路建立过程举例话路建立过程举例有一数字程控交换机。有一数字程控交换机。勤学 务实 开拓 创新 443.5 控制子系统 q程控交换机的控制系统是交换机的程控交换机的控制系统是交换机的“指挥系指挥系统统”，所有的，所有的“命令命令”从这里发出，交换机执从这里发出，交换机执行的每一个操作，都是在控制系统的控制下执行的每一个操作
33、，都是在控制系统的控制下执行的行的;q对交换机的控制系统在可靠性和处理能力上的对交换机的控制系统在可靠性和处理能力上的要求要比其它控制系统高，这使得程控交换机要求要比其它控制系统高，这使得程控交换机的控制系统有别于一般的控制系统，在控制系的控制系统有别于一般的控制系统，在控制系统的构成方式和处理器之间的工作方式上具有统的构成方式和处理器之间的工作方式上具有其特殊性。其特殊性。勤学 务实 开拓 创新 45控制子系统q1 1、呼叫处理能力、呼叫处理能力 是指在满足服务质量的前提下，处理器处理呼叫的能是指在满足服务质量的前提下，处理器处理呼叫的能力。通常用最大忙时试呼次数力。通常用最大忙时试呼次数B
34、HCABHCA来表示程控交换机来表示程控交换机的呼叫处理能力，即在单位时间内控制系统能够处理的呼叫处理能力，即在单位时间内控制系统能够处理的呼叫次数。的呼叫次数。处理器的系统开销组成为：处理器的系统开销组成为：系统开销固有开销非固有开销系统开销固有开销非固有开销3.5.1 程控交换机对控制系统的基本要求程控交换机对控制系统的基本要求勤学 务实 开拓 创新 46控制子系统3.5.1 程控交换机对控制系统的基本要求程控交换机对控制系统的基本要求q1 1、呼叫处理能力、呼叫处理能力1)1)系统开销系统开销:即处理器时间资源的占用率，是统计时间内即处理器时间资源的占用率，是统计时间内处理器运行系统软件
35、和应用软件的时间与统计时长之比。处理器运行系统软件和应用软件的时间与统计时长之比。2)2)固有开销固有开销:是与呼叫处理次数无关的系统开销，如操作是与呼叫处理次数无关的系统开销，如操作系统的任务调度程序和周期执行的各种扫描程序所占系统的任务调度程序和周期执行的各种扫描程序所占CPUCPU的时间与统计时长之比。的时间与统计时长之比。3)3)非固有开销非固有开销:是与呼叫处理次数有关的系统开销，如执是与呼叫处理次数有关的系统开销，如执行处理呼叫的程序所占行处理呼叫的程序所占CPUCPU的时间与统计时长之比。的时间与统计时长之比。勤学 务实 开拓 创新 47控制子系统3.5.1 程控交换机对控制系统
36、的基本要求程控交换机对控制系统的基本要求q1 1、呼叫处理能力、呼叫处理能力 BHCABHCA值计算公式值计算公式:由由:t(t(系统开销系统开销)a(a(固有开销固有开销)+bN)+bN(非固非固有开销有开销)得得:N=(t-a)/bN=(t-a)/b b b为该交换机控制系统处理一次呼叫的非固有开销为该交换机控制系统处理一次呼叫的非固有开销（平均值）（平均值）;N N为单位时间内所处理的呼叫总次数，即呼叫处理为单位时间内所处理的呼叫总次数，即呼叫处理能力值能力值（BHCABHCA）;勤学 务实 开拓 创新 48控制子系统3.5.1 程控交换机对控制系统的基本要求程控交换机对控制系统的基本要
37、求q1 1、呼叫处理能力、呼叫处理能力 某处理器忙时用于呼叫处理的时间开销平均为0.80，其中固有开销为0.30，处理一次呼叫平均所用时间为36ms，求其BHCA值为多少？解:t0.80，a0.30，b36X10-3/3600(小时)，由ta+bN可知：N=(ta)/b =(0.800.30)X 3600/36X10-3 =50000次/h例例 题题勤学 务实 开拓 创新 49控制子系统3.5.1 程控交换机对控制系统的基本要求程控交换机对控制系统的基本要求q1 1、呼叫处理能力、呼叫处理能力 程控交换机的呼叫处理能力与交换机的系统结构、程控交换机的呼叫处理能力与交换机的系统结构、处理器的性能
38、、处理器的负荷分担情况、操作系处理器的性能、处理器的负荷分担情况、操作系统的效率、呼叫处理相关软件的编程效率等因素统的效率、呼叫处理相关软件的编程效率等因素有关有关;过负荷状态过负荷状态:在一个有效的时间间隔周期内在一个有效的时间间隔周期内(不包不包含峰值瞬间含峰值瞬间)，话务负荷超过了交换机控制系统的，话务负荷超过了交换机控制系统的设计处理能力时设计处理能力时;勤学 务实 开拓 创新 50控制子系统3.5.1 程控交换机对控制系统的基本要求程控交换机对控制系统的基本要求q1 1、呼叫处理能力、呼叫处理能力 过负荷控制过负荷控制:采取的方法一般为分级的限制某些用采取的方法一般为分级的限制某些用
39、户的呼叫，并且至少应做到分户的呼叫，并且至少应做到分4级进行限制，每级级进行限制，每级限制限制25的用户呼叫，限制用户的顺序从普通用的用户呼叫，限制用户的顺序从普通用户到优先级用户。当过负荷程度下降时，应逐步减户到优先级用户。当过负荷程度下降时，应逐步减少呼叫限制的用户数。少呼叫限制的用户数。勤学 务实 开拓 创新 51控制子系统3.5.1 程控交换机对控制系统的基本要求程控交换机对控制系统的基本要求q1 1、呼叫处理能力、呼叫处理能力（a a）过负荷控制）过负荷控制（b b）有过负荷控制和无过负荷控制对比）有过负荷控制和无过负荷控制对比呼叫处理能力的特性呼叫处理能力的特性勤学 务实 开拓 创
40、新 52控制子系统3.5.1 程控交换机对控制系统的基本要求程控交换机对控制系统的基本要求 程控交换机系统中断的指标是程控交换机系统中断的指标是20年内年内系统中断系统中断时间时间不得超过不得超过1小时小时。(系统中断系统中断:由于故障不能由于故障不能处理任何呼叫且时间大于处理任何呼叫且时间大于30s)控制系统是程控交换机的控制系统是程控交换机的“神经中枢神经中枢”，因此，因此要求控制系统的可靠性要高，故障率要低。当要求控制系统的可靠性要高，故障率要低。当出现故障时，处理故障的时间要短。出现故障时，处理故障的时间要短。q 2、高可靠性高可靠性勤学 务实 开拓 创新 53控制子系统3.5.2 控
41、制系统的构成方式控制系统的构成方式q 1、集中控制、集中控制 指处理器可以对交换系统内的所有功能及资源实指处理器可以对交换系统内的所有功能及资源实施统一控制。施统一控制。控制系统可以由多个处理器构成，每一个处理器控制系统可以由多个处理器构成，每一个处理器均可控制整个系统的正常运作。均可控制整个系统的正常运作。集中控制方式勤学 务实 开拓 创新 54控制子系统3.5.2 控制系统的构成方式控制系统的构成方式q 1、集中控制、集中控制 集中控制方式具有以下特点：集中控制方式具有以下特点：1)处理器直接控制所有功能的完成和资源的使用，控处理器直接控制所有功能的完成和资源的使用，控制关系简单，处理器间
42、通信接口简单。制关系简单，处理器间通信接口简单。2)每台处理器上运行的应用软件包含了对交换机所有每台处理器上运行的应用软件包含了对交换机所有功能的处理，因而单个处理器上的应用软件复杂、功能的处理，因而单个处理器上的应用软件复杂、庞大。庞大。3)处理器集中完成所有功能，一旦处理器系统出现故处理器集中完成所有功能，一旦处理器系统出现故障，整个控制系统失效，因而系统可靠性较低。障，整个控制系统失效，因而系统可靠性较低。勤学 务实 开拓 创新 55控制子系统3.5.2 控制系统的构成方式控制系统的构成方式q 2、分散控制、分散控制 指对交换机所有功能的完成和资源使用的控制是指对交换机所有功能的完成和资
43、源使用的控制是由多个处理器分担完成的的由多个处理器分担完成的的;该控制系统由多个处理器构成，每个处理器分别该控制系统由多个处理器构成，每个处理器分别完成不同的功能和控制不同的资源完成不同的功能和控制不同的资源分散控制方式分散控制方式勤学 务实 开拓 创新 56控制子系统3.5.2 控制系统的构成方式控制系统的构成方式q 2、分散控制、分散控制 分散控制可分为以下两种方式：分散控制可分为以下两种方式：1)全分散控制全分散控制(分布式分散控制方式分布式分散控制方式)其多个处理器之间独立工作，分别完成不同的功其多个处理器之间独立工作，分别完成不同的功能和对不同的资源实施控制，能和对不同的资源实施控制
44、，处理器之间不分等级，处理器之间不分等级，不存在控制与被控制关系，各处理器有自主能力。不存在控制与被控制关系，各处理器有自主能力。S1240程控数字交换机是采用全分散控制方式程控数字交换机是采用全分散控制方式勤学 务实 开拓 创新 57控制子系统3.5.2 控制系统的构成方式控制系统的构成方式q 2、分散控制、分散控制 分散控制可分为以下两种方式：分散控制可分为以下两种方式：2)分级分散控制分级分散控制 控制系统由多个处理器构成，各处理器分别控制系统由多个处理器构成，各处理器分别完成不同的功能和对不同的资源实施控制，完成不同的功能和对不同的资源实施控制，处处理器之间是分等级的理器之间是分等级的
45、，高级别的处理器控制低，高级别的处理器控制低级别的，协同完成整个系统的功能。级别的，协同完成整个系统的功能。瑞典爱立信瑞典爱立信AXE10(2级级),日本富士通日本富士通FETEX-150(3级级)勤学 务实 开拓 创新 58控制子系统q1、功能分担方式、功能分担方式多个处理器分别负责完成不同的功能。多个处理器分别负责完成不同的功能。数字交换网络用户模块0#2#1#用户CPU2#1#中央CPU用户模块M#2#1#用户CPU中继模块0#2#1#中继CPU中继模块N#2#1#中继CPU信号音模块2#1#信号音CPUPCMPCMPCMPCM中继0中继n中继0中继n用户0用户m用户0用户m某个局用程控
46、交换机系统结构示意图某个局用程控交换机系统结构示意图3.5.3 多处理器的工作方式多处理器的工作方式2级级分分散散控控制制方方式式勤学 务实 开拓 创新 59控制子系统3.5.3 多处理器的工作方式多处理器的工作方式 多个处理器分别负责完成一部分话务功能多个处理器分别负责完成一部分话务功能.q 2、话务分担方式、话务分担方式数字交换网络用户模块0#2#1#用户CPU2#1#中央CPU用户模块M#2#1#用户CPU中继模块0#2#1#中继CPU中继模块N#2#1#中继CPU信号音模块2#1#信号音CPUPCMPCMPCMPCM中继0中继n中继0中继n用户0用户m用户0用户m某个局用程控交换机系统
47、结构示意图某个局用程控交换机系统结构示意图勤学 务实 开拓 创新 60控制子系统3.5.3 多处理器的工作方式多处理器的工作方式 为提高控制系统的可靠性为提高控制系统的可靠性;主用机、备用机主用机、备用机 冗余方式按照配置备用处理器数量和方法的不同，可分冗余方式按照配置备用处理器数量和方法的不同，可分为两种：为两种：1）双机冗余配置）双机冗余配置 2）N+m冗余配置冗余配置q 3、冗余方式、冗余方式勤学 务实 开拓 创新 61控制子系统3.5.3 多处理器的工作方式多处理器的工作方式1)双机冗余配置双机冗余配置 是指有两套处理器系统：一个为主用，一个为备是指有两套处理器系统：一个为主用，一个为
48、备用。根据具体工作方式的不同，分为以下用。根据具体工作方式的不同，分为以下三种：三种：同步方式：同步方式：在同步方式下，主、备用机同步工作；在同步方式下，主、备用机同步工作；同步方式工作模式同步方式工作模式q 3、冗余方式、冗余方式勤学 务实 开拓 创新 62控制子系统3.5.3 多处理器的工作方式多处理器的工作方式1)双机冗余配置双机冗余配置互助方式互助方式 主备用机之间负荷均分，分别承担一半的话务负荷。主备用机之间负荷均分，分别承担一半的话务负荷。当一台处理器出现故障时，另一台处理器要承担全部当一台处理器出现故障时，另一台处理器要承担全部话务处理工作，直到发生故障的处理器恢复，重新回话务处
49、理工作，直到发生故障的处理器恢复，重新回到负荷分担的模式。到负荷分担的模式。互助方式工作模式互助方式工作模式q 3、冗余方式、冗余方式勤学 务实 开拓 创新 63控制子系统3.5.3 多处理器的工作方式多处理器的工作方式1)双机冗余配置双机冗余配置q 3、冗余方式、冗余方式主主/备方式备方式 主用机在线运行，而备用机处于备用状态。主用机在线运行，而备用机处于备用状态。备用状态又有两种模式：备用状态又有两种模式：冷备用冷备用和和热备用热备用。冷备用冷备用的处理器内的处理器内不保存动态的呼叫数据不保存动态的呼叫数据，当发当发生故障进行切换时，正在进行的呼叫会损失掉；生故障进行切换时，正在进行的呼叫
50、会损失掉；热备用热备用的处理器内的处理器内保存当前动态的呼叫数据保存当前动态的呼叫数据，当当发生故障进行切换时，不影响正在进行的呼叫；发生故障进行切换时，不影响正在进行的呼叫；一般程控交换机都采用热备用模式。一般程控交换机都采用热备用模式。勤学 务实 开拓 创新 64控制子系统3.5.3 多处理器的工作方式多处理器的工作方式q 3、冗余方式、冗余方式2)N+m冗余配置冗余配置 有有N个处理器在线运行，个处理器在线运行，m个处理器处于备用状态，个处理器处于备用状态，比较常用的是比较常用的是N+1冗余配置方式，即冗余配置方式，即m=1。勤学 务实 开拓 创新 65控制子系统p多处理器之间的通信可采
