第4章 程控交换系统软件技术.ppt

制作：邵黎,1,第四章 程控交换系统软件技术,制作：邵黎,2,本章主要内容： 4.1 程控交换软件概述 4.1.1 程控交换软件的基本特点 4.1.2 运行软件的组成 4.1.3 支援软件 4.1.4 软件设计语言 4.1.5 数据 4.2 程序的执行管理 4.2.1 软件管理技术 4.2.2 程序的分级 4.2.3 程序的启动控制 4.2.4 周期级的调度管理 4.2.5 基本级程序的执行管理 4.2.6 空余时间 4.3 呼叫处理的基本原理 4.3.1 呼叫处理过程及状态转移 4.3.2 输入处理 4.3.3 分析处理 4.3.4 任务执行和输出处理,制作：邵黎,3,4.1 程控交换软件的概述,软件是运行于交换系统各处理机中的完成各项功能的程序和数据的集合。 从交换机的基本任务来看，软件是为了建立和释放呼叫。通过处理机中程序的运行控制整个话路部分的接续。,正是由于软件和硬件的有机结合，程控交换机才得以实现全部智能性操作及提供各种新服务功能。,制作：邵黎,4,从本局来看，在一台程控交换机上，往往不仅有多个用户同时发出呼叫请求，还同时有多个用户正在进行通话。 从局间来看，一个程控交换机要面对大量规模不同、对交换机功能要求不同、运行环境不同的交换局。,制作：邵黎,5,程控交换机的软件分为两大部分 ： 运行软件（在线程序） 指一个交换机的呼叫处理、维护和管理的全部程序与相关数据的总称。 支援软件 在编写和调试时为了提高效率而使用的程序，它存放在软件中心。,制作：邵黎,6,程控交换软件应该具备的基本特点是： 实时性强，具有并发性，适应性强，可靠性和可维护性要求高。 1.实时性强 程控交换机是一个实时系统。能及时收集外部状态变化，在规定时间内须做出适当反应，否则会丢失信息甚至导致操作失败。,4.1.1 程控交换软件的基本特点,制作：邵黎,7,2. 并发性和多道程序运行 系统为多用户服务，各用户状态存在差异，同一时间可能执行多道程序，处理多项任务； 各种不同的状态及不同的状态转移，需多个不同的程序进行处理； 程序可处于激活、等待、挂起状态，任何时刻只有一道程序投入CPU运行。,制作：邵黎,8,3.可靠性要求高 可靠性指标是99.98%的正确呼叫处理及40年内系统中断运行时间不超过两小时。 关键设备采用冗余配置； 采用各种措施及时发现错误和纠正错误。,制作：邵黎,9,4. 能方便地适应各种使用条件 通用性能好，必须在规模、功能和运行环境方面适应不同需求； 普遍采用参数化设计，使处理程序和供给参数的数据部分分离。,制作：邵黎,10,5.软件的可维护性要求高 可扩展性强，能方便引入新技术、新功能，容易修改软件和硬件配置； 采用模块化、结构化设计，数据驱动型程序结构。,制作：邵黎,11,6. 数据驱动型程序结构 为了使得程控交换机控制软件能够容易追加新的功能及适应不同的条件，处理程序通常采用数据驱动型程序结构。 数据驱动程序就是根据一些参数查表来确定需要启动的程序。 优点是当处理策略变化时，不必修改处理程序，只需修改表格中的部分数据即可。,制作：邵黎,12,动作驱动程序结构,动作驱动编程方式，是把动作参数直接包含在程序的调度过程中，应用需求变化时必须改变程序结构。 特点是程序结构符合人的处理思路，对计算机处理来说非最佳方式。,A B,制作：邵黎,13,数据驱动程序的一般结构,标志为0表示值域是程序入口地址，标志为1表示值域是表格的入口。,制作：邵黎,14,就是根据参数查表确定需启动的程序的编程结构，规范或需求变化时控制程序结构不变，只需修改数据即可。,表格中增设标志位，标识值域是程序入口地址/表格转移地址。 初始需求，X=0执行R1，XY=10执行R2，XY=11执行R3。,数据驱动程序的流程图,需求改变，要求 XY=00执行R2，XY=01、10执行R1，XY=11执行R3。不改变程序结构，只修改数据表格便能实现。,指出程序入口地址,制作：邵黎,15,4.1.2 运行软件的组成,运行软件（在线程序）的主要功能： 控制交换机的运行，包括：呼叫处理、系统的管理、维护、系统的安全运行和保护功能。 交换机的运行软件是运行程序和数据的总和，可分为系统软件和应用软件两大类。,制作：邵黎,16,系统软件功能与普通计算机的操作系统类似，它是交换机硬件同应用软件之间的接口。 应用软件是直接和交换处理与维护工作有关的程序，包括呼叫处理、维护和管理三个部分。,制作：邵黎,17,程控交换机运行软件的组成,制作：邵黎,18,由运行程序处理的数据有两种： 动态数据：说明用户呼叫和通话过程中使用的系统资源的状态及资源之间连接关系的暂时性数据。 静态数据：描述交换机。,制作：邵黎,19,目前，程控交换机日益增多对数据库的应用。 数据库用来提供动、静态实际数据，包括局数据和用户数据。数据库管理程序则提供系统和这些数据的接口，它加强了软件系统的模块化和可移植性。,制作：邵黎,20,系统运行软件的一般结构,系统程序，采用实时操作系统，是应用程序与硬件间的接口，功能是任务调度、定时管理、进程间通信、处理机间通信、系统保障和恢复功能。,系统资源参数、端口性能参数、运行状态数据以及其他表格数据等。数据库管理系统负责提供存取数据的操作机制。,呼叫处理程序负责所有呼叫请求的接续电路建立、监视与释放处理，支持常规业务和各种新业务。,维护和管理系统运行中资源分配和释放、参数存取、统计话务量、计费、发现和排除故障等。,制作：邵黎,21,1.执行管理程序（操作系统） 功能： （管理计算机资源和控制程序的执行 ） a.任务调度 按任务的实时性要求分级、调度 b.I/O设备管理和控制 电话外设通过I/O中断请求和定期查询的方法 c.处理机间通信控制和管理 多处理器间通信网络资源管理和调用 d.系统管理 处理机管理、进程管理、内存管理、文件管理,制作：邵黎,22,2.呼叫处理程序 直接负责电话交换。用来控制各种呼叫接续的建立和释放。功能： a.交换状态管理（负责状态的转移及管理） b.交换资源管理（负责电话外设的测试、调用等） c.交换业务管理（新业务） d.交换负荷控制,制作：邵黎,23,3.维护和运行程序 用于维护人员存取和修改有关用户和交换局的各种数据，统计话务量等。功能： (1)话务量的观察、统计和分析。 (2)对用户线和中继线定期进行例行维护测试。 (3)业务质量的监察。 (4)业务变更处理。 (5)计费及打印用户计费帐单 (6)负荷控制，对话务过载进行处理 (7)进行人机通信，对操作员打入的控制命令进行编辑和执行。,制作：邵黎,24,4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。 功能： a.系统监视和故障识别 b.故障分析与处理 c.系统重新组织 d.恢复与再启动处理,制作：邵黎,25,5.故障诊断程序 确定故障的部位。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： 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。,制作：邵黎,26, 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。 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。,制作：邵黎,27,4.1.3 支援软件,主要是在设计、开发，到运行整个软件的寿命期间来完成各项大量的设计、开发、生产、维护和管理交换机软件的复杂任务。（辅助软件） 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。,制作：邵黎,28,1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。,制作：邵黎,29,3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） 。程序文件是程序和相应数据的有机结合，它包括局数据文件、用户数据文件和系统文件。 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。,制作：邵黎,30,执行管理 系统软件 系统监视和故障处理 故障诊断 运行软件 人机通信 输入处理 呼叫处理 内部处理 软件 应用软件 输出处理 系统 维护管理 语言翻译 支援软件 连接编辑 文件生成 安装测试,制作：邵黎,31,在程控交换机软件的开发、运行和维护阶段，一般要用到三种类型的语言，分别用于不同的使用阶段 。 SDL（Specification and description language） ：功能规格和描述语言（是一种图像语言）。 用来描述程控交换机的功能要求和逻辑过程。主要用于系统设计阶段，即软件设计的前阶段 。,4.1.4 软件设计语言,制作：邵黎,32,CHILL语言：（CCITT High Level Language） 用于软件详细设计阶段。 MML语言：（Man-Machine Language）是人机交互式操作和维护命令语言。 用于软件调试、检验和交换机运行管理和维护阶段。,制作：邵黎,33,制作：邵黎,34,4.1.5 数据,数据反映了交换机各种静态和动态信息，它是程序运行的基本依据。 在不同的数据环境中，应用程序将得到不同的处理结果。 有关程控交换机的各种信息都是通过数据来描述的。 如：交换机的硬件配置、运行环境、编号方案、用户当前状态、资源当前状态、接续路由地址等。,制作：邵黎,35,一、数据的分类 1.系统数据（固定数据、静态数据） 不同局共同的数据。不随交换局的应用环境而变化。 2.局数据（半固定数据） 各局不同的数据。与交换局有关的数据。,制作：邵黎,36,3. 用户数据（半固定数据） 反映不同用户情况的数据。 交换机中的暂时性数据（动态数据）用来描述交换机的动态信息。暂时存储的随机性数据，随着接续进展而变化。 它是在呼叫处理过程中建立和使用的数据 ，一旦呼叫结束，其数据即被清除和修改。,制作：邵黎,37,二、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。,制作：邵黎,38,程控交换机操作系统的特点： 1.程控交换系统是一个实时控制系统，具有实时操作系统的特点：实时性、一体性、多任务与并发性、随机性、高可靠性。 2.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部网的特点，因此具有网络操作系统的功能：提供网络通信和网络资源共享功能。,4.2 程序的执行管理,制作：邵黎,39,3.对于全分散控制的交换系统来说，还具有分布式操作系统的特点： 系统中任意两台计算机可以通过通信来交换信息 系统中各台计算机完全平等，无主次之分 系统的资源为所有用户共享 系统中多台计算机可合作完成一个共同任务,制作：邵黎,40,4.2.1 软件管理技术,交换机在同一时刻可能会有许多用户同时进行呼叫，这些呼叫的产生是随机的，而且每个呼叫的实时性要求高。程控交换机软件设计与管理上采用的处理方法是： 实时处理 多重处理 群处理 多处理机,制作：邵黎,41,一、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。 处理机区分任务的缓急，分别对待，在规定的时间要求下完成某项任务，使用户感觉不出有等待的现象。,制作：邵黎,42,实时处理常采用的方法： 1定时监视扫描 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，及时发现用户线变化。 如： 用户拨号脉冲计数，必须及时识别并记录，否则会错号； 用户摘、挂机，要响应及时； 交换机的故障、各种外设的状态变化，都要及时识别和处理。,制作：邵黎,43,2多级中断 各种处理程序对实时性要求的严格程度不同，在执行时应该有不同的优先次序。 需要配以相应等级的中断来按时启动实时要求较严格的程序。 高一级中断可以中断低一级的程序，以保证优先次序的实现。,制作：邵黎,44,3队列 所谓队列就是排队，按先进先出的原则进行处理。对于需要分析处理的请求实时性要求不高，采用先来先服务。,制作：邵黎,45,二、多重处理 1.多重处理的重要性 a.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。,制作：邵黎,46,b.对于不同呼叫所需处理是不同的。 如：本局呼叫，出局呼叫，入局呼叫处理均不同。 c.有些处理工作要求一定的实时性。 尽量减少等待的时间。 按单道程序工作，处理机大部分时间要处于等待状态。 “多重处理”就是处理机以多道程序方式工作，同时进行多项不同的任务。,制作：邵黎,47,2.处理方法 （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。 根据实时性要求设定优先级 按一定周期执行任务 （对用户的扫描） 任何时候都可以执行的任务（对号码的分析处理） 平时不需要但需要时应立即执行的任务 （故障处理）,由任务性质设定优先级,制作：邵黎,48,按先到先处理 处理时间短的优先 执行周期短的优先 处理结果影响面大的优先,制作：邵黎,49,（2）多道程序同时运行 采用多道程序同时运行，可以使处理机在一段时间内同时保持若干个程序作业处于激活状态。许多呼叫按时间分隔来使用处理机，使处理机对多个呼叫接续进行穿插处理，多道程序同时运行的工作方式。 避免了一个呼叫长期持续占用中央处理机的情况。,制作：邵黎,50,3.原理 处理机串行、分时处理某一件工作 。 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，完成一个任务并发出驱动指令后，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。,制作：邵黎,51,假设代表联机处理（内部处理） 代表输入/输出处理或硬件动作（指令执行中）,某一段时间而言，外表上看是有几个任务在同时执行，就好像一台中央处理机同时在处理全局所有的呼叫一样。实际上处理机是分时串行处理多个任务。,制作：邵黎,52,三、 群处理 利用处理机具有并行运算的能力，对同样性质的任务进行并行的同时处理。即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。,同时对一组线路进行监视扫描，然后对状态变化的线号进行单独处理。,制作：邵黎,53,四、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。,从程控交换机软件管理技术可以看出： 群处理和多重处理提高了处理器的利用率； 实时处理使处理机工作更加合理。,制作：邵黎,54,交换机程序的特点是并发性和实时性强，存在多道被激活的作业，须在规定时间内作出响应。 交换机程序的执行级别可根据优先级划分为三级：故障级、周期级和基本级。,4.2.2 程序的分级,制作：邵黎,55,1故障级程序 任何故障都将严重影响系统的服务质量，且故障随时发生，必须能及时发现和处理故障，保证系统处于高可用状态。 故障级程序任务是识别故障源，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。,故障识别、故障紧急处理,制作：邵黎,56,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。常采用不可屏蔽中断方式激活处理程序，即其他程序不可打扰其执行。 任何时刻发生故障时，都直接向处理机发出不可屏蔽中断请求，处理机完整处理一条指令后应马上响应该中断请求。,优先级最高，可中断其他程序。,制作：邵黎,57,2周期级程序 周期级程序特征： 处理实时性较高并按周期执行的任务； 各周期级程序可有不同的执行周期； 只发现事件，不直接处理事件； 将事件及参数按优先级排队，由调度程序调度执行。 周期级程序都有其固定的执行周期，每隔一定的时间（周期性）就由时钟定时启动，又称为时钟级程序。,时钟中断：交换机的时钟电路向处理机发出定时中断的请求。,制作：邵黎,58,3基本级程序 基本级程序对实时性要求不太严格，可以等待和插空处理。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。 基本级程序多是一些分析程序。主要对周期级程序发现的外部事件分析处理。,如： 去话分析程序、 路由选择程序。,制作：邵黎,59,程序执行管理的基本原则有以下四条： 基本级按顺序依次执行。 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。 中断级在执行中，只允许高级别中断进入。 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。,4.2.3 程序的启动控制,制作：邵黎,60,各级程序的启动是由任务调度程序控制进行的。调度程序根据实时性要求将各处理程序划分为不同的优先级，并按其高低顺序调度相关程序在处理机上执行。 正常运行时，只有周期级和基本级程序交替执行。,制作：邵黎,61,1.故障级程序 故障的发生是随机的。由故障中断启动。 方式为： 产生故障后，中断正在执行的程序，转去执行故障级程序，进行故障紧急处理，完成后返回原来被中断的程序。,制作：邵黎,62,2.周期级程序 各种扫描程序均属于周期级。 为确保周期级程序的执行，交换机的时钟电路向处理机发出定时中断的请求，称为时钟中断。 所以周期级程序由时钟中断启动。 时钟中断发生后，进入周期级任务调度程序。该程序的基本任务是确定本次时钟脉冲中断应调度哪些周期级程序，并一个个启动它们执行。,制作：邵黎,63,周期级调度程序工作方式： 由硬时钟中断方式启动，隔4ms/8ms激活中断服务程序一次。 中断服务程序先保护断点，后按调度表调度执行程序。 本时段任务执行完，自动返回先前断点执行。 可被故障级打断，但不能中断故障级程序。 调度程序功能，按时钟级进程周期要求，确定调度哪些程序运行。,制作：邵黎,64,制作：邵黎,65,3.基本级程序 基本级程序主要对周期级程序发现的外部事件分析处理，大部分在运行时构成进程，也称作进程级。 基本级程序可按其完成任务需求分成不同的优先级。呼叫处理程序优先级较高，维护和管理进程优先级较低。 基本级程序由任务调度程序调度执行。 基本级由队列启动。,制作：邵黎,66,不同级别程序的工作顺序 ：,制作：邵黎,67,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，大型程控交换机中，通常以一种时钟中断为基准时钟，采用时间表来启动周期级程序的执行。利用软件对时间表的查询启动。 整个控制由时间计数器（中断计数器）、屏蔽表（或活动位）、时间表和功能程序入口地址表（转移表）组成。,4.2.4 周期级的调度管理,制作：邵黎,68,一张时间表所能调度的最大程序数等于其列数，它由字宽决定，行数则由计数器的最大值确定。 时间表调度，所有周期程序具有严格的周期性要求，所有程序须完全等时调度。 时间表调度程序的激活间隔是所有时钟级程序周期的最大公约数，时间表行数等于所有程序的周期除以时钟周期的商数的最小公倍数。,制作：邵黎,69,(1)时间计数器 按每8ms时钟中断将其内容加1，其内容为时间表的单元号。 (2)时间表 表中每一列对应一个周期级程序，表中为“1”表示要调用该程序；“0”表示不进行任何工作。时间表实际上是一个执行任务的调度表。 每隔8ms 换一行。 由时间表控制启动的程序，其扫描周期并不都是8ms。,制作：邵黎,70,(3)屏蔽表（有效位） 规定时间表中为“1”的相应程序是否执行。 (4)标志位（程序是否执行） 时间表中相应行和有效位相与的结果。 (5)转移表（功能程序入口地址表） 每一行中的内容为一个周期级程序的入口地址。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。,制作：邵黎,71,每次时钟中断时，时间计数器加1，值用作时间表的行指针，计数器以时间表的行数为模进行循环计数。,为了灵活，利用屏蔽表可将不必执行的任务屏蔽掉。,用来调度需执行的程序，每列对应一个程序，每行对应一个时钟中断周期。1表示该时钟周期要执行的列号对应的处理程序，0表示不执行。 在时间表中，某列两次为1的行间距数表示该时钟级程序的执行周期。,制作：邵黎,72,对执行程序的周期要求（时钟中断为8ms ）： a. 周期时间必须是8ms的倍数 b. 周期时间必须被96ms整除，才能组成整循环。 时间表中T0TB一个循环为96ms，即要执行的程序最长执行周期为96ms。 任务调度工作程序的流程见图：,制作：邵黎,73,制作：邵黎,74, 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。 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。 执行该程序。,制作：邵黎,75, 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。 当计数器计到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T0。,制作：邵黎,76,周期级程序执行完毕后才转入基本级程序的执行。由队列启动。 (1)基本级又可按优先程序分为三级：BQ1、BQ2、BQ3 (2)基本级程序可被中断（故障中断或时钟中断）插入。,4.2.5 基本级程序的执行管理,制作：邵黎,77,中断后，保护现场后转去执行相应的中断处理程序： 故障中断：执行相应的故障处理程序。 时钟中断：执行完周期级程序后，返回断点，恢复现场，将该项被中断的任务执行完毕，其后，仍然要从基本级中的最高级别（第一队列）开始依次执行。,制作：邵黎,78,队列通常用在周期级程序和基本级程序的衔接处，起到缓冲存储器的作用。,制作：邵黎,79,基本级程序,制作：邵黎,80,队列的形式： 1循环队列 在循环队列中有队首指针、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。,制作：邵黎,81,循环队列,出口地址，指将要处理的任务。,入口地址，指新加入队列的任务。,制作：邵黎,82,2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。,制作：邵黎,83,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。,单向链队,制作：邵黎,84,3双向链队 在双向链队中，每张表两个指针： 左指针：指明前一张表的首地址； 右指针：指明后一张表的首地址。,制作：邵黎,85,如果在基本级程序执行完到下一个时钟中断到来，有一段空余时间，这表示已完成所有的内部处理任务，而在等待下一次时钟中断。 在这个空余时间执行一些时间上可推迟的工作。如例行测试。,4.2.6 空余时间,制作：邵黎,86,一般来说，为了避免处理机超负荷，所规定的处理机呼叫处理能力应使得在忙时的大多数情况下，在下一次时钟中断到来前完成基本级程序。即有空余时间。 空余时间 空余时间,制作：邵黎,87,在程控数字交换机中电话接续任务是在呼叫处理程序控制下完成的，呼叫处理程序负责呼叫的建立、监视、释放及与呼叫处理程序相关的任务，它是最能体现交换机特色的程序。,4.3 呼叫处理的基本原理,制作：邵黎,88,一个电话呼叫在进展过程中包含了许多硬件设备的动作和许多软件程序的运行。可以分成许多不同阶段，各阶段有多个任务或作业，进行着不同的处理。,4.3.1 呼叫处理过程及状态转移,制作：邵黎,89,制作：邵黎,90,一、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。从主叫摘机到话毕挂机，程控交换机的呼叫接续的主要步骤： 1主叫用户摘机 2送拨号音 3接收拨号 4号码分析 5接通被叫用户 6振铃 7被叫应答和通话 8话终挂机,制作：邵黎,91,整个呼叫处理过程就是监视、识别、分析、执行任务和输出控制的反复循环。 预选送出拨号音接收拨号拨号数字的分析呼叫被叫用户被叫应答切断,制作：邵黎,92,呼叫处理流程,（1）预选阶段，检测到摘机状态，查询端口参数表以区分类型，按类型准备资源，查收号器状态。,（2）找到空闲收号器，分配并与A连接，找A与信号音源路由，连接并送拨号音，进入收号监视状态。,（3）选择和确定路由阶段，收号，检测到A为DP拨号，释放DTMF收号器，停拨号音，激活软件收号；否则为DTMF，收到1位码后停拨号音，收到的号码按位存储，根据首位号分类决定应收号位数，对“应收”和“已收”号位计数。,（4）号码分析，查用户权限，无权送拒绝音，停止收号；应收号位已满，分析并查资源状态；链路忙送拥塞音，用户忙送忙音；空闲则预占通话路由，A送回铃音，B送铃流。,制作：邵黎,93,呼叫处理流程,（5）应答监视和转入通话阶段，B振铃音，A回铃音；若A提前挂机，停铃流并拆线复原，B超时不摘机，停铃流，A送忙音；B应答，停铃流和回铃音，建立通话通路。,（6）通话和复原监视阶段，B摘机则建立通话通路，启动计费，监视主、被叫用户状态。,（7）复原阶段，A先挂机，复原通话通路，停止计费，B送忙音，监视B状态。,（8）B先挂机，复原通话通路，停止计费，A送忙音，监视A状态。,制作：邵黎,94,当交换局对用户线进行周期性扫描而检测到一个新的呼叫时，呼叫处理就开始了。为此，处理机将一个存储区动态地分配给这个呼叫。该存储区放着完成这个呼叫所需的信息。,制作：邵黎,95,从本局呼叫接续处理过程看，交换机完成一次呼叫处理基本上分为下列接续阶段： (1)拨号音接续：向主叫送拨号音 (2)收号器接续：将主叫与收号器接通 (3)振铃接续：控制话路系统向被叫振铃，向主叫送回铃音。 (4)忙音接续：向用户送忙音 (5)通话接续：接通主、被叫通话回路 (6)出局接续：将用户接至出中继电路 (7)拆线复原：拆去有关通路,制作：邵黎,96,二、状态迁移 1. 稳定状态和状态转移 在呼叫建立过程中，把接续建立时停留时间比较长的稳定不变的状态称为稳定状态。如：空闲，收号，振铃、听忙音，通话。 交换机在一次呼叫接续中，随着接续建立过程的进展，会不断地从一个稳定状态向另一个稳定状态转移，这叫做状态转移，处理这种转移工作叫做任务。,一般来说，任务数是大于状态数。大型交换机中可能有500个状态，2000项处理。,制作：邵黎,97,2. 状态转移的原因 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。 用户线状态变化 如：空闲用户摘机、已摘机的用户挂机或按叉簧、听拨号音的用户开始拨号。 中继线上有信号到来 如：入中继来占用信号、出中继来应答信号。 接续中发生了超时规定 如：长时间不拨号、拨号号码之间停留过长、被叫久不摘机 操作台打入了人机命令,制作：邵黎,98,3.状态迁移与呼叫处理程序的关系 引起状态转移的原因也就是任务启动的原因。识别启动原因的处理称为输入处理。各种扫描程序都属于输入处理（周期级）。 输入处理是对输入的信息进行识别和处理，一般由输入程序完成。内部分析是根据输入的信息、当前的状态以及内部情况，确定应执行的任务及转移到哪一个稳定状态，并启动硬件执行任务，同时从当前稳定状态转移到新稳定状态。,制作：邵黎,99,一个呼叫过程包括以下三部分处理： （1）输入处理，接收并识别外部端口输入的接续处理请求和相关参数。 是数据采集部分（收集话路设备的状态变化有关信息）。 交换机欲了解用户的动作要求，应从用户电路取得监视信息，这就需要监视扫描。 用户电路的监视信息通过输入程序送入处理机进行处理，以确定用户的要求。,制作：邵黎,100,（2）内部处理，根据接收的输入信号和当前的进程状态，结合规定服务性能和资源情况确定下一步任务。 呼叫建立过程的主要处理任务在内部处理中完成（基本级）。 通过输入程序，处理机获得话路设备变化的信息后，便进行任务分析和任务执行。,制作：邵黎,101,（3）输出处理，根据内部处理结果，发布一系列控制命令，控制话路系统内有关设备动作。完成话路设备的驱动。 命令对象，是呼叫处理内部某个任务程序，或者是外部电路。,制作：邵黎,102,呼叫处理程序结构,内部处理,制作：邵黎,103,监视处理要求时，正好是处于稳定状态； 输入变化：通过监视扫描获得话路设备的变化信息，例如：摘机； 监视扫描程序、识别程序，排队登记等都属于输入程序的范畴。 硬件动作（输出处理）：发出指令控制话路系统内有关设备动作。如：向主叫送拨号音。 当执行处理时，正好是使交换机从某一稳定状态变化到其它状态，既状态迁移（转移）。,制作：邵黎,104,制作：邵黎,105,事实上，呼叫处理过程就是各种输入处理，内部处理和输出处理的不断循环。 例：从用户摘机到听拨号音，输入处理是用户状态扫描；内部处理是查明主叫类别，选择空闲的地址信号接收器和相应通路；输出处理是驱动通路接通并送出拨号音。,制作：邵黎,106,例：从用户拨号到听到回铃音，输入处理是收号扫描；内部处理是数字分析、路由选择和通路选择；输出处理是驱动振铃和送回铃音。 输入处理发现呼叫要求，通过内部处理，由输出处理完成对要求的回答。 状态迁移与呼叫处理程序的关系演示,制作：邵黎,107,3.状态迁移图 把整个过程分为若干个阶段，而每一阶段可以用稳定状态来标志。两个稳定状态之间由要执行的各种处理来连接。 接续过程有空闲、等待收号、收号、振铃、通话和听忙音6种稳定状态。,主叫摘机识别、拨号音接续、收号器接续,被叫摘机检测、停振铃、停回铃、路由驱动,制作：邵黎,108,一个状态迁移图能比较简明地反映交换机系统呼叫处理中： 各种可能的状态 各种处理要求（输入信号） 各种可能的结果 转移的新状态 等一系列复杂过程。,制作：邵黎,109,一个稳定状态中，控制系统监视外部端口有无新需求输入。,制作：邵黎,110,几种情况： a.同样输入信号，在不同状态时处理不同。,制作：邵黎,111,b.在同一状态下，不同输入信号处理结果也不同。,制作：邵黎,112,c.在同一状态下，输入同样信号，结果可能不同。,制作：邵黎,113,本局呼叫正常接续时，主叫、被叫可能经历的 各种稳定状态及引起状态转移的原因,主叫,被叫,制作：邵黎,114,利用SDL图来描述交换机的呼叫处理过程，可以形象化的表示交换机软件处理的过程、状态变化及迁移、处理结果等。 SDL语言的动态特征是一个激励响应过程。 将整个呼叫过程分为若干个进程，每一阶段可用稳定状态来标志。 一个进程等待于一个稳定的状态内，直至它从外界收到一个信号，然后完成一个状态向另一个状态的转移。在转移过程中，它完成一串动作。,制作：邵黎,115,具体说： （1）机器平时处于一个稳定状态，等待输入。 （2）接收到输入信号时，完成 一系列处理动作 输出一个信号 转移至一个新的稳定状态，等待下一个输入。 （3）如此不断转移,制作：邵黎,116,1. 状态,2. 输入,3. 输出,4. 判断,5. 任务,SDL进程图 部分常用符号,制作：邵黎,117,描述局内呼叫的SDL进程图 共有六种状态： 0 空闲 1 等待收号 2 收号 3 听忙音 4 振铃 5 通话 三个计数器用来控制时间： T0：控制长时间主叫摘机未拨号计时 T1：控制拨的每位号码之间的时间间隔 T3：控制被叫长时间未接的计时,制作：邵黎,118,制作：邵黎,119,制作：邵黎,120,送拨号音状态处理SDL图,制作：邵黎,121,本局收号状态处理SDL图,制作：邵黎,122,等待应答状态处理SDL图,制作：邵黎,123,制作：邵黎,124,主叫通话状态处理SDL图,制作：邵黎,125,4.3.2 输入处理,程控交换系统呼叫处理程序中输入程序的主要任务为： 对用户线、中继线等进行监视、检测，并进行识别，以便确定摘机、拨号、数字间隔、应答、挂机等变化情况；然后送入队列或存储区，以便其它程序使用。 输入程序的执行周期相当于扫描周期，扫描周期的长短直接影响用户的服务质量。,制作：邵黎,126,输入程序的处理内容包括： 用户线扫描监视监视和识别用户线状态变化 中继线线路信号扫描监视中继器线路信号 接收数字信号包括拨号脉冲、按钮拨号信号、多频信号 接收公共信道信号方式的电话信号 接收操作台的各种信号,制作：邵黎,127,一、用户线扫描程序 用户线扫描程序是负责检测用户线的状态和识别用户线状态变化。 用户电路的监视功能通过监视用户线直流电流来监视用户线回路的通/断状态。即监视是否在用户线（ab）上形成直流通路。,制作：邵黎,128,说明要点： (1)识别用户是否摘机、挂机可通过监视用户线的环路状态来确定。 在用户线上反映为两种状态： 形成直流回路（续：0） 断开直流回路（断：1）,制作：邵黎,129,如：a.摘机、挂机可用不同状态表示。 摘机：续(0) 挂机 摘机 挂机 挂机：断(1) 1 0 1 b.在拨号时，也可用两种状态表示脉冲和间隔。 送脉冲：断(1) 脉冲1 脉冲2 位间隔 脉冲间隔：续(0) 脉冲间隔,制作：邵黎,130,(2)用户线状态变化是随机的，由用户扫描器对用户线状态作扫描监视。 用户扫描器：是从用户所接的用户电路检测用户线的环路状态，取出信息的设备。 CPU控制扫描器取出信息，即对用户进行扫描。 (3)周期扫描的时间要适当 用户摘/挂机识别的扫描周期为100200ms ；拨号脉冲识别的扫描周期为810ms。,制作：邵黎,131,1. 用户摘/挂机识别 设挂机状态时是扫描点输出为1， 摘机状态时扫描点输出为0。 (1)识别原理 （无非是从01的变化来判断摘/挂机状态变化） 摘机：用户线状态由“1”“0” 挂机：用户线状态由“0”“1” 0 1 摘机 挂机,制作：邵黎,132,(2)识别办法 处理机每隔200ms对每一用户线扫描一次，读出用户线状态。 若相邻两次扫描的结果不相同，代表状态发生变化了。,制作：邵黎,133,用户摘、挂机识别原理,制作：邵黎,134,给一组公式： AB =(AB+A B)B=(A B)B 摘机 AB =(AB+A B)B=(A B)B 挂机 一种变化识别的方法： 这次 SCN, 前次 LL 摘机识别，1 0 前次为1，这次为0 变化时 这 前 必得到一个1 利用上面给出的公式： 这前= SCNLL =（SCNLL）LL,制作：邵黎,135,同样，挂机识别：0 1 前次为0，这次为1 变化时 这 前 必得到一个1 这前= SCNLL =（SCN LL）LL 可见，一次状态的变化通过（SCN LL）进行识别，它反映了1 0或0 1的变化。 确定是摘机或挂机由前次的扫描结果判别： LL 1 摘机（1 0） 0 挂机（0 1）,制作：邵黎,136,为什么不直接用“这次扫描结果”识别： SCN 0 摘机 1 挂机 原因在于： a.在识别摘、挂机后要进行处理，如果每次（200ms一次）扫描状态不变，连续为0，或连续为1，都来