第三讲 电路交换技术(三)

null第二章 电路交换技术第二章 电路交换技术呼叫处理过程、控制软件体系结构电话呼叫过程及处理要求电话呼叫过程及处理要求电路交换系统功能，主要是处理电话呼叫过程的信令信息、监控呼叫过程中的状态及转移，执行相关接续动作和 通知 关于发布提成方案的通知关于xx通知关于成立公司筹建组的通知关于红头文件的使用公开通知关于计发全勤奖的通知 用户其执行情况。 要求， 初始化，各资源参数及端口置闲，扫描用户及中继状态，准备好接收任一呼叫请求； 按呼叫需求分配资源，完成接续操作； 通知用户当前执行情形或指导下一步操作； 能同时处理多个呼叫，呼叫处于任何阶段都能正确处理； 通信结束，能自动释放相关资源。呼叫处理流程呼叫处理流程 （3）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。（1）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DTMF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。呼叫处理流程呼叫处理流程 （5）连接操作阶段，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。（8）B先挂机，复原通话通路，停止计费，A送忙音，监视A状态。（7）A先挂机，复原通话通路，停止计费，B送忙音，监视B状态。null2.5.2 规范描述语言2.5.2 规范描述语言 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，我们可以通过下图 来进一步说明这种呼叫处理的特点。 2.5.2 规范描述语言 —1.状态划分及转移图2.5.2 规范描述语言 —1.状态划分及转移图 1. 呼叫处理状态划分1. 呼叫处理状态划分接续过程分成空闲、等待收号、收号、振铃、通话和听忙音6种稳定状态。 一个稳定状态中，控制系统监视外部端口有无新需求输入。状态转移需外部信号激励。 不同稳定状态下，同样的输入信号将激励不同的处理程序，并且将有不同的新状态转移（如开始呼叫和振铃中的摘机信号）。 null同一个稳定状态下，不同的输入信号将激活不同的处理程序。 同一稳定状态下，相同的输入信号，由于资源状态的不同，也会激活不同的处理任务，并转移到不同的下一状态。 状态转移图，可简明描述交换系统在执行呼叫处理过程中的进展情形。但只是概要描述，缺乏细节划分，不能直接指导编程实现。 2. 有限状态机和有限消息机描述2. 有限状态机和有限消息机描述有限状态机(FSM)，是将系统或进程用有限个状态进行描述。在每个状态下，由外部信号激励，系统完成相关响应及状态转移。 在FSM描述下，系统具有有限个非空的状态集合，是有限的输入、输出信号的集合，系统接收输入信号，完成相应动作和输出相关信号，转入下一新的稳定状态。 FSM非常适合描述交换机的呼叫处理过程。读入状态，执行操作，转入下一新状态。有限状态机结构示意有限状态机结构示意 null有限消息机（FMM），是一种采用有限状态机概念和结构的模块化编程方法。 FMM是一种软件功能模块，是进程的功能和状态描述，包括可能接收的消息以及应执行的动作，向外部发送的消息和下一稳定状态等。 FMM与外部通信，采用消息方式，消息的发送、接收由操作系统管理。适合多处理机分布式控制的交换系统。 3. 规范描述语言SDL3. 规范描述语言SDLSpecification and Description Language SDL 语言是一种应用较广的形式化描述语言，由原 CCITT 现 ITU-T 通过 Z.100 建议提出，从 1976 年首次提出到 1999 年的 SDL-2000 版， SDL 在不断扩展和完善，其应用也在不断扩大 。 nullSDL 主要应用于电信领域，它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，就能够用 SDL 来说明该系统所具有的行为，也可描述其实际具有的行为。 nullSDL 语言具有两种不同的形式，即文本表示法（ 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 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 化了的图形符号，直观易懂，能够清晰地表示系统结构和控制流程，适于设计开发人员使用。 SDL 常用的图形符号 SDL 常用的图形符号 null呼叫处理的过程实际上就是在事件（输入信号）的作用下，从一个稳定状态跃迁到另一个稳定状态的过程，它具有有限个状态和有限个输入事件，具有一个初始状态，且输入事件引起状态的迁移，因此，对于程控交换系统处理呼叫的行为，我们可以用扩展的有限状态机（ EFSM ）来描述 4. 局内呼叫处理的SDL图描述4. 局内呼叫处理的SDL图描述 4. 局内呼叫处理的SDL图描述4. 局内呼叫处理的SDL图描述 4. 局内呼叫处理的SDL图描述4. 局内呼叫处理的SDL图描述 SDL图描述呼叫处理过程SDL图描述呼叫处理过程利用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是一种图形表示方法，它是在有限状态机表示基础上扩展的表示方法。 交换机呼叫处理过程3个组成部分交换机呼叫处理过程3个组成部分（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。 （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。 （3）输出处理，根据内部处理结果，发布一系列控制命令。命令对象，是呼叫处理内部某个任务程序，或者是外部电路。 2.6 电路交换机控制软件体系结构2.6 电路交换机控制软件体系结构 2.6.1 控制软件的基本特点2.6.1 控制软件的基本特点1. 实时性强 能及时收集外部状态变化，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。 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，任何时刻只一道程序投入CPU运行。2.6.1 控制软件的基本特点2.6.1 控制软件的基本特点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。 4. 能方便地适应各种使用条件 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。2.6.1 控制软件的基本特点2.6.1 控制软件的基本特点5.软件的可维护性要求高 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。 6. 数据驱动型程序结构 根据参数查表来确定需要启动哪个程序的方法； 优点是当处理策略变化时，不必修改处理程序，只需修改部分数据即可。2.6.2 系统运行软件的一般结构2.6.2 系统运行软件的一般结构 电路交换系统的远行软件由程序和数据两大部分组成。根据功能的不同，程序又可分为系统程序和应用程序。系统程序由操作系统构成，应用程序是直接面向用户并为用户服务的程序，包括呼叫处理程序、维护和管理程序。电路交换系统运行软件和硬件的基本组织结构如图所示。 2.6.2 系统运行软件的一般结构2.6.2 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。2. 局数据和用户数据2. 局数据和用户数据电路交换机服务功能靠编程实现，功能的定义、引用、删除、使用环境等控制参数需专门数据描述。 程序依据数据的设定来影响事件，依不同的描述来实现各异的服务功能。 数据分为固定数据/半固定数据和临时数据，固定数据记录系统配置、运新环境和用户参数，由局数据和用户数据组成。 临时数据记录端口状态、资源占用情况和处理进程等，常用CCB（呼叫处理表）形式存放。（1） 局数据（1） 局数据配置数据，交换机的硬件和软件情况。硬件数量、位置、连接关系等，软件版本、表格数量、起始地址等。 局号翻译规则，如呼叫源、号码前缀等。 中继路由数据，局向数、中继群数和信令方式等。 No.7信令数据，描述MTP、TUP、SCCP、ISUP等。 计费数据，方式、费率和费率 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 等。 新业务供给情况数据，业务类型和最大服务量等。（2） 用户数据（2） 用户数据电话号码和设备码。 用户线类别，普通用户、电话亭、小交换机等。 电话机类别，DP/DTMF方式。 服务等级，呼出限制、本地有权、长途权限等。 新业务登记，已登记的新业务及权限。 计费模式，月结算、每次结算、免费等。 3. 数据驱动程序结构3. 数据驱动程序结构 所谓数据驱动程序，就是根据一些参数查表来确定需要启动的程序。这种程序的最大优点是．在规范或需求发生变化时，控制程序的结构不必改变．只需修改表格中的数据就可适应新的变化需求。而在动作处理流程方式的编程中，通常是将动作参数直接包含在程序的调度过程中，当应用需求变化时必须改变编租结构。 例动作驱动例动作驱动 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。3. 数据驱动程序结构3. 数据驱动程序结构 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。需求改变，要求 XY=00执行R2，XY=01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。4. 程序设计语言4. 程序设计语言 在交换机软件程序的整个设计和实现过程中，一般要用到三种语言． 规范描述语言(SDL) 汇编或高级语言 交互式人机会话语言(MML)。 4. 程序设计语言4. 程序设计语言（1）SDL语言 SDL语言是CCITT（ITU-T）建议的用于系统设计阶段的功能规格和描述语言。用于系统设计阶段，描述功能块的进程、动作过程、状态变化、过程转移等进行描述，已成为国际上通用的标准。null（2）交互式人机会话语言（MML ： MAN-MACHINE LANGUAGE ） 人机会话语言(MML)主要用于系统维护操作人员通过维护终端管理交换机正常工作、了解系统运行状态和设置工作参数等的人机交互过程，传统设计多采用命令行方式的会话语言，现代设计多采用图形化的图形界面语言。 null（3）汇编或高级语言 直接实现交换机软件处理过程的编程语言。 汇编语言 高级语言 { 汇编语言汇编语言 汇编语言和高级语言是直接实现交换机软件处理过程的编程语言。非常接近汁算机的机器语言，具有占用处理机时间少、占用存储空间小、运行效率高，能较好地满足交换系统软件处理实时性要求。在早期的交换机和小容量交换机软件设计中，由于受到处理机能力和存储器容量的限制，一般采用汇编语言编程。 null汇编语言高度依赖于所使用的微处理器，不向的微处理器类型所使用的汇编语言互不相同，因此，采用汇编语言编写的交换机处理程序可移植性差。另外，汇编语古是—种面向微处理器动作过程的语言，要求编程者必须熟悉微处理器的指令系，因此，汇编语言编写的处理程序可读性差，编程效率低。出于汇编语言的这些缺陷，在大型交换机系统的软件编程个多采用高级语言。 高级语言高级语言 高级语言是一种面向程序、面向对象的软件设计语言，它独立于处理机。在编写程序时不需要对处理机的指令系统有深人的了解，并且一个采用高级语言编写的交换机软件可以运行在不同的处理机环境个。另外，高级语言的语句功能强，和人们所熟悉的用语更为接近，便于程序的编写、修改和移植，现代交换系统的软件主要用高级语言编写。 null程控交换软件常用的高级语言 CHILL语言（CCITT High Level Language ） PASCAL语言 C/C++CHILL语言CHILL语言CITT（国际电报电话咨询委员会）建议的用于程控交换系统程序设计的高级语言。由数据对象描述、动作描述和程序结构描述3部分组成。 一个完整的CHILL程序是一串模块或区域，每个模块（或区域）都可以有数据描述和动作描述，还可以使用可见性语句来精确控制名字在不同程序部分的可见性。 null 　　　　　　　　 各软件生存周期所采用的程序语言2.6.3 程序的级别划分和调度2.6.3 程序的级别划分和调度 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。 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。 控制程序通常划分为故障级、时钟级和基本级三个等级。 1. 故障级1. 故障级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。 故障处理程序级别最高，常采用不可屏蔽中断方式激活处理程序，即其他不可打扰其执行。 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。 2. 时钟级2. 时钟级时钟级程序特征 处理实时性较高并按周期执行的任务。 按照各个任务对实时性要求不同，可有不同的执行周期。 只发现事件的产生，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。 时钟级调度程序工作方式 由硬时钟中断方式启动，例如隔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。 2. 时钟级2. 时钟级功能， 时钟级调度程序的功能是确定每个时钟周期应调度哪些时钟级程序运行．以满足各种时钟级进程的不同周期要求。通常以时钟周期时间为基础，利用时钟计数的表格方式来调度各个周期程序的执行。2. 时钟级 —时间表调度方式2. 时钟级 —时间表调度方式 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。2. 时钟级2. 时钟级在时间表中，某列两次为1的行间距数表示该时钟级程序的执行周期。 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。 3. 基本级3. 基本级基本级程序主要对时钟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。 进程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。 进程级程序由任务调度程序调度执行。（1） 进程的概念（1） 进程的概念进程是操作系统中的概念，是指并发程序的执行过程，也称为“任务”或“活动”，是系统分配资源的基本单位。 进程的几种定义： ①进程是可并行执行的计算部分； ②进程是一个独立的、可以调度的活动； ③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； ④行为规则叫程序，程序在处理机上执行时的活动叫进程； ⑤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。 （1） 进程的概念（1） 进程的概念程序是静态的概念，指令的有序集合，进程是动态的概念，强调执行过程，可动态创建，调度执行后消亡。一个程序可为多个进程共享，而一个进程也可以顺序执行多个程序。 作业是指某任务要求处理机所做处理工作的集合，是执行任务实体。作业需经四个阶段：提交、收容、执行和完成。 进程由程序、数据和进程控制块组成。程序和数据说明具体的行为模式，进程控制块描述进程执行情况，进程控制块随进程的创建而建立，随进程的消灭而撤销。（2） 进程的状态及其转换（2） 进程的状态及其转换 正占用处理机，对于单CPU结构，任何时刻处于运行状态的进程只有一个。 准备占用处理机，只要分配处理机资源即可投入运行。 等待某种事件或信号产生后才可进入就绪状态。（3） 进程控制块（3） 进程控制块进程控制块（PCB），存放控制信息包括四类信息： 标识信息。标识一个进程，如进程名、进程号码等。 说明信息。说明进程情况，如状态、等待原因、存放位置、数据位置等。 现场信息。运行时的内容，如寄存器、状态字等。 资源信息。占用的存储器、外设资源和连接信息等。 进程有生命期，从创建到消亡。创建是指为一程序分配工作区和建立PCB。PCB记录执行情况，操作系统依PCB控制和管理进程。完成任务后收回工作区和撤销PCB，进程消亡。（4） 进程通信（4） 进程通信 处理一个呼叫(或业务)需要多个进程配合完成，进程之间需要相互通信。进程之间可通过相互传送消息来交换信息。一个正在执行中的进程可以在任何时刻向另一进程发送一个消息，一个正在执行中的进程也可以向另一进程请求一个消息。如果—个进程在某一时刻的执行依赖于另一进程发来的消息，那么进程之间的通信机制将紧密地与进程的状态迁移相联系。 null 在交换机控制软件中，进程之间的通信一般采用的方法是利用消息缓冲通信机制。 消息通信的基本思想是：由操作系统管理一组空闲的消息缓冲块，每个消息缓冲块可存人一个消息。消息缓冲块由消息头和消息体两部分组成，消息体中包含要传送的内容；消息头中包含消息处理程序传送信息所需要的内容，包括发送进程的标识、接收进程的标识、消息编号、信息类型等内容。（5）进程调度（5）进程调度 就是从就绪队列中挑选一个进程投到处理机上运行。可采用先来先服务、时间片轮换和分级调度等方法。 先来先服务方法。按照就绪进程顺序选择进程占用处理机，适合小而不太复杂的系统。 时间片轮换法。服从FIFO原则，但对每进程规定一个时间片，时间片内未执行完则必须腾出处理机给下一进程。 分级调度方法。将就绪进程按优先级分成多个等级，建立多个就绪队列。调度时，先从高优先级就绪队列中选取，当高优先级空时才从低优先级就绪队列选取进程投入运行。分级进程调度分级进程调度 作业作业1，4，6 8，11，14，15 2.20，2.22，2.24，2.26