第4章-數(shù)字程控交換系統(tǒng)的軟件.ppt

1 4數(shù)字程控交換系統(tǒng)的軟件 1 程控交換軟件概述2 程控交換軟件的組成及原理3 程序的級(jí)別及調(diào)度處理4 呼叫處理程序的組成及功能 2 4 1程控交換軟件概述 1 程控交換軟件的基本特點(diǎn)2 數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)程序的特點(diǎn)及結(jié)構(gòu)3 FSM和FMM的概念4 程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言 3 4 1 1程控交換軟件的基本特點(diǎn) 實(shí)時(shí)性強(qiáng)具有并發(fā)能力及多進(jìn)程處理能力可靠性高 包括硬件和軟件 適應(yīng)性強(qiáng) 采用程序與數(shù)據(jù)分離的方案 可維護(hù)性強(qiáng) 程序采用模塊化 結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)方法 采用數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的程序結(jié)構(gòu) 完備的文檔資料 4 圖多個(gè)進(jìn)程實(shí)例共用一個(gè)程序代碼 5 4 1 2數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)程序的特點(diǎn)及結(jié)構(gòu) 為了滿足高度適應(yīng)性 可維護(hù)性以及新功能添加的方便性 交換機(jī)軟件通常采用數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的程序結(jié)構(gòu) 數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)程序是指軟件通過(guò)查表獲取參數(shù) 根據(jù)參數(shù)決定需要執(zhí)行的程序 其優(yōu)點(diǎn)是能非常靈活地適應(yīng)系統(tǒng)規(guī)范的變化而不改變程序的結(jié)構(gòu) 6 圖動(dòng)作驅(qū)動(dòng)程序的流程圖 7 圖數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)程序的流程圖 8 第二表格 第一表格 規(guī)范變化前 第二表格 第一表格 規(guī)范變化后 9 數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)程序 用第一個(gè)參數(shù)查第一級(jí)表 標(biāo)志F 根據(jù)查表結(jié)果執(zhí)行程序 結(jié)束 用下一個(gè)參數(shù)查下一級(jí)表 數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)程序的基本結(jié)構(gòu) 10 4 1 3FSM和FMM的概念 FSM FiniteStatusMachine 有限狀態(tài)機(jī) 系統(tǒng)的有限狀態(tài)機(jī)描述是指能將系統(tǒng) 或進(jìn)程 的狀態(tài)定義為有限個(gè)狀態(tài) 然后描述在每個(gè)狀態(tài)下受到某個(gè)外部信號(hào)激勵(lì)時(shí)系統(tǒng)作出的響應(yīng)及狀態(tài)轉(zhuǎn)移的情況 11 輸入b 輸入a 12 FMM FiniteMessageMachine 有限消息機(jī) FSM與FMM的概念類(lèi)似 它是交換機(jī)軟件的基本軟件模塊 多個(gè)FMM就構(gòu)成了軟件系統(tǒng) FMM之間的通信是通過(guò)Message來(lái)傳送的 Message由操作系統(tǒng)統(tǒng)一管理 當(dāng)交換機(jī)需要增加新的功能模塊時(shí) 只需增加或修改相應(yīng)的FMM即可 13 4 1 4程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言 在程控交換機(jī)軟件的開(kāi)發(fā) 運(yùn)行和維護(hù)階段 一般要用到三種類(lèi)型的語(yǔ)言 規(guī)范描述語(yǔ)言 SDL 各種高級(jí)語(yǔ)言和匯編語(yǔ)言 人機(jī)對(duì)話語(yǔ)言 MML 14 1 規(guī)范描述語(yǔ)言SDLSpecificationsDescriptionLanguage 用于交換機(jī)軟件設(shè)計(jì)階段 說(shuō)明對(duì)交換機(jī)的各種功能要求和技術(shù)規(guī)范 SDL有SDL GR和SDL PR兩種表現(xiàn)形式 SDL用于系統(tǒng)模型描述 模塊定義和進(jìn)程定義 系統(tǒng)模型結(jié)構(gòu) 模塊定義 進(jìn)程定義 15 圖系統(tǒng)圖的SDL GR表示 16 圖模塊的SDL GR表示 17 圖進(jìn)程定義 18 2 匯編語(yǔ)言和高級(jí)語(yǔ)言匯編語(yǔ)言和高級(jí)語(yǔ)言主要用來(lái)編寫(xiě)軟件程序 匯編語(yǔ)言 是面向處理機(jī)動(dòng)作過(guò)程的語(yǔ)言 運(yùn)行效率高 實(shí)時(shí)性強(qiáng) 但程序編寫(xiě)效率低 移植性差 高級(jí)語(yǔ)言 CHILL語(yǔ)言 C語(yǔ)言 19 3 人機(jī)對(duì)話語(yǔ)言MML主要用于人機(jī)交互式操作和維護(hù)的語(yǔ)言 用于程控交換機(jī)的操作 維護(hù) 安裝和測(cè)試 MML包括輸入語(yǔ)言和輸出語(yǔ)言 20 4 2程控交換軟件的組成及原理 1 軟件的基本結(jié)構(gòu)2 操作系統(tǒng)3 數(shù)據(jù) 包括局?jǐn)?shù)據(jù)和用戶數(shù)據(jù) 4 呼叫處理及維護(hù)管理程序 21 4 2 1運(yùn)行軟件的基本結(jié)構(gòu) 程控交換機(jī)的運(yùn)行軟件指存放在交換機(jī)處理機(jī)系統(tǒng)中 對(duì)交換機(jī)的各種業(yè)務(wù)進(jìn)行處理的程序和數(shù)據(jù)的集合 22 應(yīng)用軟件系統(tǒng) 呼叫處理程序 管理程序 維護(hù)程序 操作系統(tǒng) 中央處理機(jī) 處理機(jī)外圍設(shè)備 交換機(jī)外圍設(shè)備 數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)DBMS 數(shù)據(jù)庫(kù) 23 交換機(jī)運(yùn)行軟件的比例分配 24 它是處理機(jī)硬件和應(yīng)用軟件之間的接口 用于統(tǒng)一管理系統(tǒng)的軟硬件資源 其主要功能包括 任務(wù)調(diào)度 存儲(chǔ)管理 定時(shí)管理 進(jìn)程之間的通信和處理機(jī)之間的通信 系統(tǒng)故障處理 4 2 2操作系統(tǒng) 25 操作系統(tǒng)接口關(guān)系 26 包括局?jǐn)?shù)據(jù)和用戶數(shù)據(jù) 通常存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫(kù)中 由DBMS統(tǒng)一管理 1 局?jǐn)?shù)據(jù) 交換機(jī)的配置及運(yùn)行環(huán)境參數(shù) 包括 配置數(shù)據(jù) 交換局的號(hào)碼翻譯規(guī)則 路由中繼數(shù)據(jù) NO 7信令數(shù)據(jù) 計(jì)費(fèi)數(shù)據(jù) 新業(yè)務(wù)提供參數(shù)等 2 用戶數(shù)據(jù) 用戶情況數(shù)據(jù) 包括 用戶電話號(hào)碼 用戶設(shè)備碼 用戶線類(lèi)別 用戶的服務(wù)等級(jí) 用戶對(duì)新業(yè)務(wù)的使用及登記情況 用戶計(jì)費(fèi)數(shù)據(jù)等 4 2 3數(shù)據(jù) 27 交換機(jī)的應(yīng)用軟件部分包括呼叫處理程序 系統(tǒng)的維護(hù)管理程序等 1 呼叫處理程序負(fù)責(zé)整個(gè)交換機(jī)中所有呼叫的建立 監(jiān)視和釋放 并完成對(duì)各種電話新業(yè)務(wù)的處理 2 維護(hù)管理程序主要功能是管理和維護(hù)交換機(jī)運(yùn)行所需的局?jǐn)?shù)據(jù)和用戶數(shù)據(jù) 系統(tǒng)話務(wù)量和話費(fèi) 維護(hù)處理交換機(jī)的軟硬件故障 使之正常運(yùn)行 4 2 4呼叫處理及維護(hù)管理程序 28 1 程序的級(jí)別2 時(shí)鐘級(jí)程序的調(diào)度3 基本級(jí)程序的調(diào)度 4 3程序的級(jí)別及調(diào)度處理 29 4 3 1程序的級(jí)別 按照對(duì)交換機(jī)實(shí)時(shí)性的要求 程序應(yīng)劃分為若干級(jí)別 典型的劃分為 1 中斷級(jí) 故障級(jí) 其級(jí)別最高 主要用于發(fā)生故障時(shí)產(chǎn)生故障中斷調(diào)用故障處理進(jìn)程 中斷級(jí)程序由硬件中斷啟動(dòng) 2 時(shí)鐘級(jí) 其級(jí)別次之 主要用于執(zhí)行要求定時(shí)運(yùn)行的進(jìn)程 時(shí)鐘級(jí)程序由時(shí)鐘中斷啟動(dòng) 3 基本級(jí) 進(jìn)程級(jí) 其級(jí)別最低 其功能是對(duì)外部發(fā)現(xiàn)的各種事件進(jìn)行處理 30 故障級(jí)和時(shí)鐘級(jí)都是在中斷中執(zhí)行的 但故障的發(fā)生是隨機(jī)的 故在正常情況下 只有時(shí)鐘級(jí)和基本級(jí)的交替執(zhí)行 每當(dāng)時(shí)鐘中斷到來(lái) 就執(zhí)行時(shí)鐘級(jí)進(jìn)程 執(zhí)行完畢轉(zhuǎn)入基本級(jí)的執(zhí)行 如下圖 時(shí)鐘級(jí)與基本級(jí)的執(zhí)行 基本級(jí)執(zhí)行完畢到下一次時(shí)鐘中斷到來(lái) 存在一小段空余時(shí)間 由于交換機(jī)話務(wù)量的變化 空余時(shí)間的長(zhǎng)度不是固定的 也可能出現(xiàn)基本級(jí)未執(zhí)行完就發(fā)生時(shí)鐘中斷 空余時(shí)間不存在 但在正常負(fù)荷下 不應(yīng)經(jīng)常出現(xiàn)無(wú)空余時(shí)間的情況 否則說(shuō)明處于超負(fù)荷狀態(tài) 需要采取措施 31 4 3 2時(shí)鐘級(jí)程序的調(diào)度 時(shí)鐘級(jí)調(diào)度程序的功能是確定每次時(shí)鐘中斷時(shí)應(yīng)調(diào)度那些時(shí)鐘級(jí)程序運(yùn)行 以滿足各種時(shí)鐘級(jí)程序的不同周期性要求 時(shí)鐘級(jí)程序的調(diào)度通常以一種時(shí)鐘中斷為時(shí)基 采用時(shí)間表作為調(diào)度的依據(jù) 時(shí)鐘級(jí)程序由時(shí)間表啟動(dòng) 在調(diào)度過(guò)程中要用到計(jì)數(shù)器 屏蔽表 時(shí)間表 轉(zhuǎn)移表4個(gè)表 32 33 時(shí)間計(jì)數(shù)器i F 1 2 3 4 5 6 7 8 9 A B C D E 屏蔽表 時(shí)間表 1 1 1 1 0 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 T0 T1 T2 T3 Tn 撥號(hào)脈沖識(shí)別程序 撥號(hào)測(cè)試程序 位間隔識(shí)別程序 中繼器掃描程序 時(shí)間計(jì)數(shù)器請(qǐng)零 轉(zhuǎn)移表入口地址 1 1 2 3 4 F 1 1 1 34 時(shí)間計(jì)數(shù)器i F 1 2 3 4 5 6 7 8 9 A B C D E 屏蔽表 時(shí)間表 1 1 1 1 1 4 8 12 16 20 24 撥號(hào)脈沖識(shí)別程序 撥號(hào)測(cè)試程序 位間隔識(shí)別程序 中繼器掃描程序 時(shí)間計(jì)數(shù)器請(qǐng)零 轉(zhuǎn)移表入口地址 1 2 3 4 F 35 調(diào)度程序流程圖 36 4 3 3基本級(jí)程序的調(diào)度 基本級(jí)程序又稱(chēng)進(jìn)程級(jí)程序 同一程序同時(shí)運(yùn)行于不同數(shù)據(jù)集合上時(shí)將構(gòu)成不同的進(jìn)程 不同的進(jìn)程通過(guò)PCB來(lái)標(biāo)識(shí)進(jìn)程的存在以及存放各種與進(jìn)程相關(guān)的控制信息 進(jìn)程調(diào)度算法主要有 先來(lái)先服務(wù)方法 時(shí)間片輪轉(zhuǎn)法 分級(jí)調(diào)度法等 在程控交換機(jī)中通常采用優(yōu)先級(jí)與先進(jìn)先出服務(wù)相結(jié)合的調(diào)度算法 37 圖進(jìn)程調(diào)度程序的示意圖 38 4 3 4處理機(jī)占用率計(jì)算 測(cè)試周期 測(cè)試周期內(nèi)空閑時(shí)間 占用率 100 測(cè)試周期 39 1 呼叫處理的基本原理2 呼叫處理程序的組成及結(jié)構(gòu)3 呼叫處理中用到的數(shù)據(jù)4 信令處理程序5 呼叫控制程序 4 4呼叫處理程序 40 4 4 1呼叫處理的基本原理 用戶呼出階段 號(hào)碼接收與分析階段 通話建立階段 通話階段 呼叫撤銷(xiāo)階段 用戶摘機(jī)呼叫 交換機(jī)將用戶線接到收號(hào)器并回送撥號(hào)音 通過(guò)數(shù)字掃描程序獲取用戶所撥數(shù)字并對(duì)其進(jìn)行分析 判斷是否是有效號(hào)碼 本地呼叫 長(zhǎng)途呼叫等 并將所撥號(hào)碼翻譯成用戶設(shè)備碼 若被叫空閑 則將被叫用戶置忙并選擇分配路由 同時(shí)向被叫振鈴 向主叫送回鈴音 周期檢測(cè)主被叫用戶是否掛機(jī) 向未掛機(jī)的用戶送忙音 并釋放所有的軟硬件資源 結(jié)束呼叫處理 41 4 4 2呼叫處理程序的組成及結(jié)構(gòu) 第三層 呼叫控制 第二層 信令控制 第一層 設(shè)備控制 呼叫控制和呼叫處理程序 信令處理程序 硬件設(shè)備接口 驅(qū)動(dòng)程序 硬件設(shè)備 42 呼叫控制模塊 呼叫服務(wù)模塊 用戶線路信令處理 中繼線路信令處理 用戶摘掛機(jī)掃描程序 撥號(hào)數(shù)字接收程序 DTMF數(shù)字接收程序 線路信令掃描程序 MFC發(fā)送模塊 MFC接收模塊 MFC信令掃描發(fā)送過(guò)程 MFC信令掃描接收過(guò)程 電話資源管理 計(jì)費(fèi)處理 呼叫處理程序的基本結(jié)構(gòu) 43 4 4 3呼叫處理中用到的數(shù)據(jù) 暫時(shí)性數(shù)據(jù) 動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù) 半固定數(shù)據(jù) 相對(duì)固定 呼叫控制表數(shù)據(jù) 設(shè)備表數(shù)據(jù) 資源狀態(tài)表數(shù)據(jù) 用戶數(shù)據(jù) 局?jǐn)?shù)據(jù) 呼叫處理數(shù)據(jù) 44 圖呼叫控制塊結(jié)構(gòu) 45 1 用戶數(shù)據(jù)用戶數(shù)據(jù)描述了用戶的全部信息 每一個(gè)用戶都有自己的用戶數(shù)據(jù) 用戶數(shù)據(jù)主要包括以下內(nèi)容 用戶電話號(hào)碼及設(shè)備碼 用戶使用狀況 用戶線類(lèi)別 如普通 用戶交換機(jī)等 用戶發(fā)話等級(jí) 用戶話機(jī)類(lèi)型 新業(yè)務(wù)使用情況 計(jì)費(fèi)類(lèi)別 46 2 局?jǐn)?shù)據(jù)局?jǐn)?shù)據(jù)主要有數(shù)字分析表 路由和中繼數(shù)據(jù) 計(jì)費(fèi)數(shù)據(jù)等 數(shù)字分析表前綴分析表地址翻譯表 路由 中繼數(shù)據(jù) 計(jì)費(fèi)數(shù)據(jù) 47 4 4 4信令處理程序 模擬用戶線信令處理程序 中繼線路信令處理程序 MFC信令處理程序 No 7信令處理程序 信令處理程序 信令處理程序主要用于控制信令的發(fā)送和接收 48 49 4 4 4 1模擬用戶線信令處理程序 模擬用戶線信令處理程序分時(shí)鐘級(jí)掃描程序和用戶線處理進(jìn)程的基本級(jí)程序兩大部分 1 時(shí)鐘級(jí)程序包括用戶摘掛機(jī)掃描程序 撥號(hào)數(shù)字接收程序 用戶摘掛機(jī)掃描程序 設(shè)當(dāng)前掃描值為SCN 上次掃描值為L(zhǎng)L 0表示回路斷開(kāi) 掛機(jī) 1表示回路閉合 摘機(jī) 則檢測(cè)摘機(jī)事件的邏輯判斷為 LL SCN 1檢測(cè)掛機(jī)事件的邏輯判斷為 LL SCN 1 說(shuō)明 摘 掛機(jī)掃描周期一般為100ms 50 掃描程序流程圖 51 2 撥號(hào)數(shù)字的接收 52 雙音多頻接收程序流程圖 53 3 模擬用戶線處理進(jìn)程 圖用戶線存儲(chǔ)器的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 54 模擬用戶線處理進(jìn)程流程圖 55 4 4 4 2中繼線路信令處理程序 中繼線路信令處理程序負(fù)責(zé)監(jiān)視各類(lèi)出 入中繼線的狀態(tài) 識(shí)別線路信令 將接收到的線路信令報(bào)告呼叫控制進(jìn)程 并根據(jù)呼叫控制進(jìn)程的命令發(fā)送線路信令 1 中繼線路信令處理程序分為出中繼線路信令處理程序和入中繼線路信令處理程序 2 出中繼線路信令處理程序負(fù)責(zé)發(fā)送前向信令 接收后向信令 3 入中繼線路信令處理程序負(fù)責(zé)發(fā)送后向信令 接收前向信令 56 4 局間數(shù)字型線路信令 30 32路PCM系統(tǒng) 話路標(biāo)志信息 偶數(shù)幀TS0 1幀 32時(shí)隙 256Bit 125 s F0 F1 F2 F3 F4 F5 F6 F7 F8 F9 F10 F11 F12 F13 F14 F15 TS0 TS1 TS15 TS16 TS31 復(fù)幀 幀 話路信息時(shí)隙 話路信息時(shí)隙 同步時(shí)隙 告警或標(biāo)志信號(hào) 1 0 第1路 1 1 1 1 0 0 奇數(shù)幀TS0 1 1 1 1 1 1 A 1 F0的TS16 0 0 0 1 1 1 0 B F1的TS16 a b d a c d c b 第17路 復(fù)幀同步 第15路 F15的TS16 a b d a c d c b 第31路 注 A B分別用于幀和復(fù)幀失步的遠(yuǎn)端告警 正常為0 1復(fù)幀 16幀 2ms 同步信息 復(fù)幀告警 57 5 出中繼數(shù)字線路信令處理程序 出中繼數(shù)字線路信令處理程序由數(shù)字中繼線路信令的掃描 數(shù)字線路信令的驅(qū)動(dòng)以及出中繼數(shù)字線路信令處理進(jìn)程等幾個(gè)部分組成 a 數(shù)字中繼線路信令的掃描在數(shù)字中繼線路中 每個(gè)話路的線路信令每復(fù)幀傳送一次 并在每幀的TS16中傳送 線路信令的掃描主要通過(guò)線路信令掃描存儲(chǔ)器來(lái)實(shí)現(xiàn) 其掃描原理及流程見(jiàn)下圖 58 SCN LSCN 1 2 3 15 1 2 3 15 59 b 數(shù)字線路信令的驅(qū)動(dòng)在數(shù)字中繼器的終端電路中發(fā)送線路信令緩沖器有15個(gè)單元用于存放30個(gè)話路的線路信令 在需要發(fā)送線路信令時(shí) 就將線路信令編碼存放在線路信令緩沖器中 然后將其放入PCM幀的TS16中即可 c 出中繼數(shù)字線路信令處理進(jìn)程 60 出中繼數(shù)字線路信令處理流程圖 61 4 4 4 3MFC信令處理程序 MFC信令處理程序包括MFC發(fā)送模塊和MFC接收模塊 MFC發(fā)送模塊用于MFC信號(hào)的發(fā)送 即控制發(fā)送前向信號(hào)和接收后向信號(hào) MFC接收模塊控制后向信號(hào)的發(fā)送和前向信號(hào)的接收 MFC信令的收 發(fā)采用互控方式 發(fā)端記發(fā)器 收端記發(fā)器 62 4 4 4 4No 7信令處理程序 No 7信令系統(tǒng)的特點(diǎn)就是采用了功能模塊化的結(jié)構(gòu) 使得它能支持多種新業(yè)務(wù) 如智能網(wǎng)業(yè)務(wù) 移動(dòng)通信業(yè)務(wù)等 因此現(xiàn)在的數(shù)字程控交換機(jī)一般都采用No 7信令方式 1 No 7信令系統(tǒng)中軟件硬件功能的劃分 第一級(jí)為信令數(shù)據(jù)鏈路功能級(jí) 它規(guī)定了信令鏈路的物理電氣特性及接入方法 完成二進(jìn)制比特流的透明傳輸 因此第一功能級(jí)由硬件實(shí)現(xiàn) 第二級(jí)為信令鏈路功能級(jí) 其中將第一級(jí)中的比特流劃分為信令單元 完成信令單元中F標(biāo)記的產(chǎn)生和檢測(cè) 完成CRC碼的生成和校驗(yàn)都由硬件實(shí)現(xiàn) 而發(fā)送 接收控制 鏈路狀態(tài)控制 差錯(cuò)控制等由軟件實(shí)現(xiàn) 63 第四級(jí) 第三級(jí) 第二級(jí)硬件 第一級(jí) 硬件 軟件 標(biāo)記符F產(chǎn)生插零 標(biāo)記符F檢測(cè)刪零 CRC生成 CRC校驗(yàn) 第二級(jí)軟件 接收控制 發(fā)送控制 鏈路狀態(tài)控制 第三級(jí) 第一級(jí) 64 第三級(jí)為信令網(wǎng)功能級(jí) 它完成信令消息的處理和信令網(wǎng)的管理 其功能由處理機(jī)中的軟件實(shí)現(xiàn) 不同類(lèi)型的交換機(jī)其結(jié)構(gòu)有所不同 第四級(jí)為電話用戶部分TUP TUP主要規(guī)定了有關(guān)電話呼叫的建立和釋放的信令程序及實(shí)現(xiàn)這些程