第四章 程控交换机的软件系统
? 4.1 程控交换机的软件组成
? 4.2 呼叫处理的基本原理
? 4.3 程序的执行管理
? 4.4 系统的诊断与维护
4.1 程控交换机的软件组成
? 4.1.1 在线程序
? 在线程序是交换机中运行使用的, 对
交换系统各种业务进行处理的软件总和,
它可分成系统程序和应用程序 。
? 1,呼叫处理程序
? 呼叫处理程序负责整个交换机所有呼
叫的建立与释放, 以及交换机各种新服
务性能的建立与释放 。 呼叫处理程序主
要有以下功能 。
? ① 交换状态管理
? ② 交换资源管理
? ③ 交换业务管理
? ④ 交换负荷控制
? 2,执行管理程序 ( 或叫操作系统 )
? 执行管理程序负责对交换系统 ( 尤指
处理机 ) 的硬件和软件资源进行管理和
调度 。
? ① 任务调度
? ② I/ O设备的管理和控制
? ③ 处理机间通信的控制和管理
? ④ 系统管理
? 3,维护管理程序
? 维护管理程序用于维护人员存取和修
改有关用户和交换局的各种数据, 统计
话务量和打印计费清单等各项任务 。
? 4,系统恢复程序
? 系统恢复程序亦称故障处理程序, 负
责对交换系统作经常性的检测, 并使系
统恢复工作能力 。
? 5,故障诊断程序
? 故障诊断程序是用于确定硬件故障位
置的程序 。 对于多数程控交换机来说,
可 将 故 障 诊 断 到 某 块 印 刷 电 路 板
( PCB) 。
? 故障诊断程序通常采用以下工作方式 。
? ① 开机诊断, 交换机加电后, 首先自
动对所有硬件部件进行诊断, 将结果报
告系统恢复程序 。
? ② 人 -机命令诊断,由操作人员通过
人 -机命令指定对交换机某一部件执行诊
断。
? ③ 自动诊断,当系统恢复程序发现运
行中的交换机有故障部件时,用备用部
件代替该部件,并调用故障诊断程序对
其进行诊断。
? 4.1.2 支援程序
? 支援程序按其功能可划分为设计子系
统, 测试子系统, 生成子系统和维护子
系统 。
? 1,设计子系统
? 设计子系统用在设计阶段, 作为功能
规范和描述语言 ( SDL) 与高级语言间
的连接器, 各种高级语言与汇编语言的
编译器, 链接定位程序及文档生成工作 。
? 2,测试子系统
? 测试子系统用于检测所设计软件是否
符合其规范 。
? 3,生成子系统
? 生成子系统用于生成交换局运行所需
的软件 ( 即程序文件 ), 它包括局数据
文件, 用户数据文件和系统文件 。
? ( 1) 局数据文件
? 在软件中心的操作系统控制下, 由局
数据生成程序将原始局数据文件自动生
成为规定的局数据的文件结构形式 。
? ( 2) 用户数据文件
? 用户的各种数据是处理用户呼叫所必
须的文件, 新添或更改个别用户数据,
可直接在运行局用键盘命令来实现 。
? ( 3)系统文件
? 包括系统程序、系统数据和一级局数
据。
? 4,维护子系统
? 维护子系统用于对交换局程序的现场
修改 ( 或称补丁 ) 的管理与存档 。
? 4.1.3 数据
? 一, 数据的分类
? 1,系统数据
? 2,局数据
? 3,用户数据
? 二, 表格
? 数据常以表格的形式存放, 包括检索
表格和搜索表格两种 。
? 1,检索表格
? ( 1) 单级索引表格
? 所需的目的数据直接用索引查一个单
个表格即可得到 。
? ( 2) 多级索引表格
? 只有要通过多级表格检索查找, 才能
得到所需的目的数据 。
? 2,搜索表格
? 在搜索表格中, 每个单元都包含有源
数据和目的数据两项内容 。
4.2 呼叫处理的基本原理
? 4.2.1 呼叫处理过程及状态迁移
? 一, 呼叫处理过程
? 在程控交换机中, 呼叫接续过程都是
在呼叫处理程序控制下完成的 。
? 1,主叫用户摘机
? 2,送拨号音
? 3.收号
? 4.号码分析
? 5.接通被叫
? 6.振铃
? 7.被叫应答和通话
? 8.话终挂机
? 二, 状态迁移
? 1,稳定状态的迁移
? 状态迁移是由输入信息引起的 。 没有
输入信息的激发, 状态是不会改变的 。
? 2,状态迁移图
? 从上面的叙述中可以看出:从一种稳
定状态转移到另一种稳定状态并不是只
有一种迁移方向, 而是要根据输入信息,
所处状态及环境情况的不同而有不同的
迁移方向 。
? 4.2.2 输入处理
? 输入处理的任务是及时发现新的处理
要求, 并对用户线, 中继线的状态进行
监视, 检测和识别, 然后将其放在队列
中或相应的存储区, 以便由其他程序分
析处理 。
? 一, 用户线扫描程序
? 用户线扫描程序是用来对用户线的状
态进行检测并及时发现用户线的状态变
化 。
? 1,用户摘机识别
? 用户摘机识别是找出状态从, 1” 变
为, 0” 的用户 。
? 由于处理机要监视的用户数量很大,
为了提高效率, 多采用群处理的方法 。
图 4.8所示为用户线扫描示意图, 图中 8
个用户为一组 。
? 2,用户挂机识别
? 用户挂机识别与摘机识别的原理差不
多, 只是将逻辑运算改成 LSCN∧
=1即可 。 识别出, 1” 就是挂机用户 。
? 二, 脉冲号码扫描程序
? 脉冲号码扫描程序由三部分程序组成:
脉冲识别, 脉冲计数和位间隔识别及号
码存储 。
? 1,脉冲识别
? 脉冲识别是要识别脉冲串中的每一个
脉冲, 这就要求脉冲识别的周期必须小
于最小脉冲的持续时间或脉冲的间隔时
间 。
? 2,脉冲计数
? 脉冲识别的同时可以对脉冲计数 。 计
数是在用户存储器内的一个存储区中进
行的 。
? 3,位间隔识别及号码存储
? 在识别用户所拨号码时, 除了要识别
脉冲的个数, 还要识别两串脉冲之间的
间隔, 这就是位间隔识别 。 在两位号码
之间的间隔称为, 位间隔,, 位间隔应
大于 300ms。
? 三, 双音频号码扫描程序
? 1,双音频话机拨号特点
? 双音频话机拨号是按号盘的数字键,
每按一个数字键就送出两个音频信号,
其中一个是高频组中的信号, 另一个是
低频组中的信号 。
? 2,双音频话机收号方法
? 程控数字交换机接收双音频号码信息
是经用户电路的 A/D变换后, 通过用户
级, 选组级送入双音频收号器 。
? 四, 中继线扫描程序
? 中继线扫描程序主要是用于监视中继
线上的呼叫状态, 以便控制接续的进行 。
中继线上的呼叫状态信息是采用线路信
号方式传递的 。 在中继线上只有占用,
应答, 反向拆线及正向拆线等信号, 故
一般采用结构简单的直流信号 。 因此,
线路信号的识别方法与用户线扫描的方
法相同 。
? 4.2.3 分析处理
? 一, 去话分析
? 去话分析的主要任务是分析主叫用户
的用户数据, 以决定下一步的任务和状
态 。
? 1,用户数据
? 用户数据是去话分析的主要信息来源,
用户数据主要包括以下内容 。
? ① 呼叫要求类别:一般呼叫、模拟呼
叫、拍叉簧呼叫。
? ② 端子类别:空端子、使用状态。
? ③ 线路类别:单线电话、同线电话。
? ④ 运用类别:一般用户、来话专用、
去话禁止。
? ⑤ 话机类别:号盘话机、按钮话机(双音
频话机)。
? ⑥ 计费种类:定期或立即计费、家用计次
表、计费打印等。
? ⑦ 出局类别:允许本区内呼叫、允许市内
呼叫、允许国内长途呼叫、允许国际呼叫。
? ⑧ 服务类别:呼叫转移、呼叫等待、三方
通话、叫醒、免打扰、恶意呼叫追踪等服务性
能。
? 2,分析过程
? 去话分析是根据用户数据, 按去话分
析的流程图 ( 如图 4.17所示 ), 采用表
格展开法进行的 。 最后, 将分析结果送
入队列, 转至任务执行程序, 执行程序
的任务 。
去话分析



别要





1, 一般呼叫
2, 模拟呼叫
3, 拍叉簧呼叫
忙音接续




线







1, 空端
2, 使用
0 单线
1 同线
0 一般
1 来话专用
2 去话停止
0 号盘
1 按钮
任务号:接脉冲 收号器
下一状态号,收号状态
任务号:接按钮 收号器
下一状态号,收号状态
图 4.17 去话分析流程图
? 二, 号码分析
? 号码分析是对主叫用户所拨的被叫号
码进行分析, 以决定接续路由, 话费指
数, 任务号码及下一状态号码等项目 。
? 1,分析数据来源
? 用户所拨号码是分析的数据来源, 它
可直接从用户话机接收下来, 也可通过
局间信号传送过来, 然后根据用户拨号
查找译码表进行分析 。 译码表包括如下
内容 。
? ① 号码类型:市内号、特服号、长途
号或国际号等。
? ② 应收位数。
? ③ 局号。
? ④ 计费方式。
? ⑤ 电话簿号码。
? ⑥ 用户业务的业务号:缩位拨号、呼
叫转移、叫醒、热线及缺席等服务业务
的登记和撤销。
? 2.分析过程
? 第一步:预译处理
? 预译处理是对拨号的前几位进行分析
处理。
? 第二步:对号码分析处理
? 当收完全部用户所拨号码后, 则要对
全部号码进行分析 。
? 三, 来话分析
? 来话分析是分析被叫用户的类别, 运
用情况, 忙闲状态等, 以确定下一个任
务及状态号码 。
? 1.分析数据来源
? 来话分析的数据来源是被叫用户的用
户数据。
? 2.分析过程
? 根据收到的用户号码,从外存中读出
被叫用户的用户数据,逐项进行分析,
其分析程序流程图如图 4.20所示。






一般
来去话均拒绝
来话拒绝
去话拒绝














免费
收费




一般
其他
优先
遇 忙暂等
自动回叫
其他
主叫信息分析
主叫用户数据分析
呼出被叫
决定任务
来话分析
图 4.20 来话分析程序流程图
? 四, 状态分析
? 状态分析就是分析在什么状态下输入
哪些输入信息, 并应转移到哪一种新的
状态 。 这就是状态分析任务 。
? 1,状态分析的数据来源
? 状态分析的数据来源是稳定状态和输
入信息 。
? 在状态迁移图中 ( 见图 4.5) 已可见到,
当用户处于某一稳定状态时, 处理机一
般不予理睬, 而是等待外部输入信息 。
? 2,分析过程
? 当用户进入等待收号, 振铃, 通话等
稳定状态后, 若有输入信息, 则要对输
入信息进行分析, 结合原有的接续状态
作出判断, 以确定下一个任务及状态号
码 。
? 4.2.4 任务执行和输出处理
? 一, 任务执行程序
? 任务执行是为输出处理做的动作准备 。
如向被叫振铃前, 要预先测试选择一条
空闲的线路和主被叫通话路由, 然后才
可以进行输出处理, 即控制话路设备的
驱动 。
? 1,路由选择
? 路由选择是根据数字分析的结果, 在
相应的路由中选择一条空闲的中继线 。
? 2,通路选择
? 通路选择是指在交换网络上选择一条
空闲的通路 。 一条通路常常由几级链路
串接而成, 只有在串接的各级链路都空
闲时才是空闲通路 。 通常是利用各级链
路的忙闲表, 来选择空闲通路 。
? 二, 输出处理
? 根据任务执行程序编制完成的命令,
由输出处理程序输出硬件控制命令, 控
制硬件的接续或释放 。
? 1,路由驱动
? 路由驱动包括话路的接续和复原, 信
号音发送路由的接续和复原, 以及信号
( 包括拨号号码和其他信号 ) 接收路由
的接续和复原 。
? 2,发送分配信号
? 分配信号驱动的对象包括对用户电路, 中
继电路, 话务台电路的驱动, 这里有电子设备
也有继电器 ( 例如, 振铃继电器, 测试继电器
等 ) 。
? 3,转发拨号脉冲
? 对模拟局的话路接续, 需要转发直流脉冲 。
为了转发脉冲, 需要建立一个发号存储区 。 在
发号存储区内应设有发号请求标志, 节拍标志,
脉串标志和号位计数器 。
? 4,多频信号发送
? 多频信号的发送和接收分四个节拍 。
? 第一拍, 发端发送前向信号 。
? 第二拍, 终端收到前向信号后, 发后
向信号 。
? 第三拍, 发端收到后向信号后, 停前
向信号 。
? 第四拍, 终端发现停前向信号后, 停
后向信号 。
? 5,线路信号的发送
? 线路信号的发送可由硬件实现, 处理
机发有关的控制信号 。
4.3 程序的执行管理
? 4.3.1 软件管理技术
? 一, 实时处理技术
? 在交换机中, 许多处理请求都有一定的时
间要求, 所谓实时处理 ( Real Time Processing)
就是指当用户无论在任何时候发出处理要求时,
交换机都应立即响应, 受理该项要求, 并在允
许的时限范围内及时给予执行处理, 实现用户
的要求 。
? 1,定期扫描
? 由于用户呼叫处理请求是随机的, 而
处理机又不可能对每一设备进行连续监
视, 因此, 要对其所控制的设备进行周
期性的监视扫描 ( 即, 定期扫描 ) 。
? 2,多级中断
? 多级中断是用来按时启动实时要求较
严格的程序 。
? 3,队列
? 所谓队列就是排队, 按先进先出的原
则进行处理 。
? 二, 多重处理
? 一个交换机面对众多的用户, 在同一
时间里会有许多用户摘机呼叫, 每一呼
叫都伴随着许多事情要处理, 如识别用
户类型, 向用户送拨号音, 接收和分析
用户拨号号码 。
? 1,按优先顺序依次处理
? 将需要处理的任务加以分类, 排定处
理的先后顺序 。
? 2,多道程序同时运行
? 将每次的用户呼叫过程分成若干段落,
每一段落称为进程 ( 或称任务 ) 。 处理
机在处理某个用户呼叫时, 完成一个任
务后, 并不等待外设动作, 而是即刻去
处理另一呼叫请求, 这样就可使多个呼
叫, 同时, 得到处理 。
? 三, 群处理
? 所谓群处理是执行一个程序可对多个
输入同时处理 。 这种群处理的方法常用
于用户线或中继线的扫描监视 。
? 四, 多处理机
? 在多处理机控制的系统中, 处理机之
间可按负荷分担方式或功能分担方式工
作 。 因此许多处理机同时运行 。
? 4.3.2 程序的级别划分
? 程序的执行级别可划分为三级:故障
级, 周期级和基本级 。
? 1,故障级程序
? 故障级程序是实时性要求最高的程序 。
平时不用, 一旦发生故障, 就须立即执
行 。 其任务是识别故障源, 隔离故障设
备, 换上备用设备, 进行系统再组成,
使系统尽快恢复正常状态 。
? 2,周期级程序
? 周期级程序是实时要求较高的程序 。
周期级程序都有其固定的执行周期, 每
隔一定的时间就由时钟定时启动, 又称
为时钟级程序 。
? 3,基本级程序
? 基本级程序对实时性要求不太严格,
有些没有周期性, 有任务就执行, 有些
虽然有周期性, 但一般周期都较长 。
? 4.3.3 程序的启动控制
? 程序执行管理的基本原则有以下四条 。
? ① 基本级按顺序依次执行 。
? ② 基本级执行中可被中断插入, 在被保护
现场后, 转去执行相应的中断处理程序 。
? ③ 中断级在执行中, 只允许高级别中断进
入 。
? ④ 基本级被时钟中断插入后的恢复处理应
体现基本级中的级别次序 。
?4.3.4 周期级的调度管理
? 周期级程序中各个程序的执行周期不
同, 而对众多的周期级程序, 需要用时
间表来调度控制 。
? 时间计数器是周期级中断计数器, 它
是根据时间表单元数设置的, 如果时间
表有 24个单元, 则计数器即由, 0” 开始
累加到, 23” 后再回到, 0” 。
? 屏蔽表又称有效位。
? 时间表实际上是一个执行任务的调度
表。
? 转移表是存放周期级程序和任务的起
始地址,它标明了要执行的程序逻辑的
存放地址。
? 由时间表控制启动的程序,其扫描周
期并不都是 4ms。
? ① 8ms周期级中断到, 读取时间计数
器的值, 根据其值读取时间表相应单元
的内容 。
? ② 将屏蔽表的内容与该单元对应位的
内容相与, 其结果为, 1”, 即根据该位
的号码, 找到转移表中的相应行, 而得
到要执行的首地址;其结果为, 0”, 即
不执行 。
? ③ 执行该程序 。
? ④ 等所有位均进行了上述处理,并执
行完相应的程序以后,表明这一 8ms周
期中已执行完周期级程序,可以转向执
行基本级程序。
? ⑤ 当计数器计到 23时,即对最后一个
单元进行处理。当处理至最后一位时,
将计数器清零,以便在下一个 8ms周期
中断到来时重新开始。
? 4.3.5 基本级程序的执行管理
? 1,循环队列
? 图 4.31所示为一循环队列, 在队列中
有队首指针, 队尾指针及排队的处理要
求 a,b,c。 排队的单元是一定的, 队首
指针指的是出口地址, 队尾指针指的是
入口地址 。
队首指针 0
队尾指针 3
a
b
c
0
1
2
3
30
31
?

4.
31




? 2,链形队列
? 链形队列是将一些位置零乱的存储表,
位置不动, 而将其首地址按一定顺序加
以编排, 链接在一队列之中 。
? 3,双向链队
? 上面所述的链队实际上是单向链队 。
这种链队虽然可以在中间插入或取出,
但必须知道前一张表的指针内容, 为此
就不得不从头开始查找 。
4.4 系统的诊断与维护
? 4.4.1 故障处理的一般过程
? 当交换机发生故障时, 故障处理的一般过
程有故障识别, 系统再生成, 恢复处理, 故障
告警打印, 诊断测试, 故障修理以及修复故障
返回整机系统 。
? 1.故障识别
? 各种设备配有各种检验电路,校核每
次动作结果,如识别到不正常情况一般
可通过故障中断报告给 CPU,通过故障
处理程序中的故障识别和分析程序,可
以大致分析出发生了什么性质的故障和
哪一个设备发生了故障。
? 2.系统再生成
? 当故障识别程序找到有故障设备后,
就将有故障的设备切除,换上备用设备,
以进行正常的交换处理。
? 3,恢复处理
? 故障发生后, 暂停呼叫处理工作, 进
行故障处理 。
? 4,故障告警打印
? 交换机恢复正常工作后, 应将故障状
况通知维护人员, 进行故障告警和故障
打印 。
? 5,诊断测试
? 虽然故障设备已被备用设备所替换,
但应尽早修复故障设备, 以免在故障设
备修复前又发生同类故障, 因没有可替
换的设备而造成交换接续的中断 。
? 6,故障修理
? 对于硬件设备 ( 如电路板 ) 的故障,
可由维护人员利用测试仪表进行测试和
分析, 更换损坏的元器件, 以便达到硬
件故障修复的目的 。
? 7,修复设备返回整机系统
? 故障设备修复后, 可由维护人员送入
指令, 以便使修复设备成为可用状态,
返回交换机的工作系统中去 。
? 4.4.2 故障检测与诊断
? 1,硬件发现故障
? 硬件可通过奇偶校验, 动作顺序校验,
工作状态校验, 非法命令校验等手段发
现故障 。
? 2,软件发现故障
? 软件发现故障也有两种检测方式:控
制混乱识别和数据检验 。
? 4.4.3 故障排除
? 在故障处理中, 如果识别出故障设备,
可将故障设备切除, 换上备用设备, 这
是最简单的系统再组成 。 也可由人工对
设备进行转换, 切除和恢复工作 。 在较
复杂的情况下, 如难以区分故障设备或
出现严重故障, 要用逐次置换法来不断
组成系统, 以形成正常工作系统并找出
故障设备 。