現(xiàn)代通信網(wǎng)及其關(guān)鍵技術(shù)第二章3

1、2.6 軟件系統(tǒng),1對(duì)交換軟件的要求 (1) 實(shí)時(shí)效率 交換系統(tǒng)需要同時(shí)，或者說(shuō)，在一個(gè)很短的時(shí)間間隔內(nèi)處理成千上萬(wàn)個(gè)并發(fā)任務(wù)。 不能因?yàn)檐浖奶幚砟芰Σ蛔愣褂脩舻却龝r(shí)間過(guò)長(zhǎng)。 因此程控交換機(jī)的控制軟件設(shè)計(jì)要滿足實(shí)時(shí)性。,(2) 多道程序運(yùn)行 一個(gè)大型交換系統(tǒng)中可以容納幾萬(wàn)門(mén)或更多的電話，程控交換機(jī)要及時(shí)處理各種呼叫必須以多道程序運(yùn)行方式工作，也就是說(shuō)要同時(shí)執(zhí)行許多任務(wù)。例如一個(gè)一萬(wàn)門(mén)的交換機(jī)，忙時(shí)平均同時(shí)可能有12002000個(gè)用戶正在通話，再加上通話前、后的呼叫建立和釋放用戶數(shù)，就可能有2000多項(xiàng)處理任務(wù)。 軟件系統(tǒng)必須能及時(shí)記錄這些呼叫建立中和呼叫進(jìn)行中的用戶狀態(tài)，并將有關(guān)的數(shù)據(jù)都保

2、存起來(lái)，以便呼叫處理往下進(jìn)行。除此之外，還要同時(shí)處理維護(hù)、測(cè)試和管理任務(wù)。,(3) 不間斷性 程控交換機(jī)一經(jīng)開(kāi)通，其運(yùn)行就不能間斷，即使在硬件或軟件系統(tǒng)本身有故障的情況下，系統(tǒng)仍應(yīng)能保證可靠運(yùn)行，并能在不中斷系統(tǒng)運(yùn)行的前提下，從硬件或軟件故障中恢復(fù)正常。 對(duì)于程控交換機(jī)來(lái)說(shuō)，出現(xiàn)萬(wàn)分之一或十萬(wàn)分之一的錯(cuò)誤一般還是可以容許的，但整個(gè)系統(tǒng)中斷則會(huì)帶來(lái)災(zāi)難性的損失。 因此，許多交換機(jī)的可靠性指標(biāo)是99.98的正確呼叫處理及40年內(nèi)系統(tǒng)中斷運(yùn)行時(shí)間不超過(guò)2小時(shí)。,2. 程控交換的軟件組成,1. 運(yùn)行軟件系統(tǒng)（聯(lián)機(jī)軟件，在線軟件）： 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)行處理的軟件,其中的大部分

3、軟件具有比較強(qiáng)的實(shí)時(shí)性。 。 運(yùn)行軟件是交換機(jī)運(yùn)行中直接使用的程序, 根據(jù)功能的不同，運(yùn)行軟件系統(tǒng)又可分為操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)和應(yīng)用軟件系統(tǒng)三個(gè)子系統(tǒng)。 程控交換機(jī)應(yīng)配置實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)，以便有效地管理資源和支持應(yīng)用軟件的執(zhí)行。,操作系統(tǒng)的主要功能是任務(wù)調(diào)度、通信控制、存儲(chǔ)器管理、時(shí)間管理、系統(tǒng)安全和恢復(fù)。此外，還有外設(shè)處理、文件管理、裝入引導(dǎo)等功能。 數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)對(duì)軟件系統(tǒng)中的大量數(shù)據(jù)進(jìn)行集中管理，實(shí)現(xiàn)各部分軟件對(duì)數(shù)據(jù)的共享訪問(wèn)功能，并提供數(shù)據(jù)保護(hù)等功能。 應(yīng)用軟件系統(tǒng)通常包括呼叫處理程序、管理程序和維護(hù)程序三部分。,呼叫處理程序主要用來(lái)完成交換機(jī)的呼叫處理功能。普通的呼叫處理過(guò)程從一方用戶摘機(jī)開(kāi)

4、始，然后接收用戶撥號(hào)數(shù)字，經(jīng)過(guò)對(duì)數(shù)字進(jìn)行分析后接通通話雙方，一直到雙方用戶全部掛機(jī)為止。 管理程序的主要作用包括三個(gè)方面：一是協(xié)助實(shí)現(xiàn)交換機(jī)軟、硬件系統(tǒng)的更新；二是進(jìn)行計(jì)費(fèi)管理；三是監(jiān)督交換機(jī)的工作情況，確保交換機(jī)的服務(wù)質(zhì)量。 維護(hù)程序?qū)崿F(xiàn)交換機(jī)故障檢測(cè)、診斷和恢復(fù)功能，以保證交換機(jī)可靠地工作。,2. 支援軟件系統(tǒng) 用來(lái)開(kāi)發(fā)和生成交換局的軟件和數(shù)據(jù)，即開(kāi)通時(shí)的測(cè)試的軟件。 程控交換機(jī)的成本和質(zhì)量在很大程度上取決于軟件系統(tǒng)，因此，軟件的開(kāi)發(fā)和生產(chǎn)效率及質(zhì)量是直接影響程控交換機(jī)成本和質(zhì)量的關(guān)鍵。 支援軟件系統(tǒng)的一個(gè)重要功能就是提供軟件開(kāi)發(fā)和生產(chǎn)的工具與環(huán)境。,3.程控交換數(shù)據(jù) 在程控交換機(jī)中，所有

5、有關(guān)交換機(jī)的信息都是通過(guò)數(shù)據(jù)來(lái)描述的，如交換機(jī)的硬件配置、使用環(huán)境、編號(hào)方案、用戶當(dāng)前狀態(tài)、資源(如中繼、路由等)的當(dāng)前狀態(tài)、接續(xù)路由地址等。 根據(jù)信息存在的時(shí)間特性，數(shù)據(jù)可分為半固定數(shù)據(jù)和暫時(shí)性數(shù)據(jù)兩類(lèi)。,呼叫處理中用到的數(shù)據(jù) 1) 暫時(shí)性數(shù)據(jù) （1）呼叫控制塊 （2）設(shè)備表 （3）資源狀態(tài)表,暫時(shí)性數(shù)據(jù)用來(lái)描述交換機(jī)的動(dòng)態(tài)信息， 資源狀態(tài)和說(shuō)明資源之間的動(dòng)態(tài)連接 硬件（用戶線，中繼線路， 內(nèi)部時(shí)隙，掃描器等） 軟件（存儲(chǔ)區(qū)，進(jìn)程和數(shù)據(jù)等）狀態(tài)，忙、閑、停用。 這類(lèi)數(shù)據(jù)隨著每次呼叫的建立過(guò)程不斷產(chǎn)生變化，呼叫接續(xù)完成后也就沒(méi)有保存的必要了。 呼叫處理過(guò)程中有許多數(shù)據(jù)在不斷變化，需要暫存。為方

6、便處理和使用，這類(lèi)數(shù)據(jù)按照其性質(zhì)被組織成緊湊的表格結(jié)構(gòu)。,半固定(永久)數(shù)據(jù),半固定數(shù)據(jù)用來(lái)描述靜態(tài)信息，一旦輸入，一般較少改動(dòng), 半固定數(shù)據(jù)可由操作人員輸入一定格式的命令加以修改. 1).局?jǐn)?shù)據(jù)： 反映局內(nèi)各種設(shè)備的狀態(tài)和特征的數(shù)據(jù),是與整個(gè)交換局有關(guān)的數(shù)據(jù)，包括局間中繼設(shè)備碼、中繼類(lèi)型、中繼方式、信令方式、計(jì)費(fèi)方案、編號(hào)方案等。只在本局使用。 2).用戶數(shù)據(jù)：反映用戶特征的數(shù)據(jù).包括用戶號(hào)碼、設(shè)備號(hào)碼、話機(jī)類(lèi)型、用戶呼叫權(quán)限、用戶業(yè)務(wù)類(lèi)型等；每個(gè)用戶 有兩個(gè)數(shù)據(jù)表格與之對(duì)應(yīng)，一個(gè)用于呼入，一個(gè)呼出。 3).系統(tǒng)數(shù)據(jù)：與交換機(jī)系統(tǒng)有關(guān)的數(shù)據(jù)，不論交換設(shè)備裝在何種話局，它都不變。,2)半固定數(shù)

7、據(jù) （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、投幣、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。,(2) 局?jǐn)?shù)據(jù),交換局公用硬件配備情況： 包括出/入局中繼器數(shù)量和類(lèi)別，信號(hào)設(shè)備數(shù)量和類(lèi)別，DTMF收號(hào)器數(shù)，即它們接入交換機(jī)的位置，交換機(jī)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，公共鏈路數(shù)等. 局內(nèi)環(huán)境的參數(shù)：局向數(shù)，每局的中繼器數(shù)和類(lèi)別等.,迂回路由設(shè)置情況：出局呼叫和入局呼叫迂回路由情況等。 接入用戶交換機(jī)情況：用戶交換機(jī)類(lèi)別、中繼線數(shù)、入網(wǎng)方式和號(hào)碼等。 公用設(shè)備忙

8、閑狀況。 計(jì)費(fèi)方式：各種附加費(fèi)、各種費(fèi)率。 特服情況：特服種類(lèi)和線數(shù)。 新服務(wù)提供情況：種類(lèi)和數(shù)量。 復(fù)原方式：各種呼叫的復(fù)原方式。 交換機(jī)類(lèi)別：長(zhǎng)市農(nóng)合一，市農(nóng)合一，市話等。 能接的非話終端種類(lèi)和數(shù)量。 各種號(hào)碼：本地網(wǎng)編號(hào)號(hào)長(zhǎng)，局號(hào)，最多能收的號(hào)碼位數(shù)。,2.7 程序的執(zhí)行管理,1. 實(shí)時(shí)處理：是指當(dāng)用戶無(wú)論在何時(shí)發(fā)出處理要求時(shí)，交換機(jī)都應(yīng)立即響應(yīng)在允許的時(shí)限范圍內(nèi)及時(shí)給與執(zhí)行處理，實(shí)現(xiàn)用戶的要求。 （許多處理請(qǐng)求有一定的時(shí)間要求-實(shí)時(shí)性） 2.多重處理：指交換機(jī)的處理設(shè)備面對(duì)眾多的呼叫所采用的處理方法,2.7.1 實(shí)時(shí)處理的措施,1.定期掃描 2.多級(jí)中斷：按時(shí)啟動(dòng)實(shí)時(shí)要求較嚴(yán)格的程序。

9、 3.隊(duì)列,2.7.2 多重處理,1.按優(yōu)先順序依次處理： 2.多道程序同時(shí)運(yùn)行 3.群處理 4.多處理機(jī),多道程序同時(shí)運(yùn)行,中斷,中斷,中斷,中斷,中斷,中斷,發(fā)生,發(fā)生,發(fā)生,呼叫A,呼叫B,呼叫C,外設(shè)動(dòng)作,處理機(jī)處理,2.7.3 程序的執(zhí)行級(jí)別,在程控交換系統(tǒng)中按緊急性和實(shí)時(shí)性的要求不同可將任務(wù)劃分為不同的等級(jí)： 故障級(jí)（FH, FM , FL)：負(fù)責(zé)故障識(shí)別和緊急處理等功能，具有最高優(yōu)先級(jí)。 周期級(jí)(時(shí)鐘級(jí) H, L)：由時(shí)鐘中斷按周期性啟動(dòng)的任務(wù)。 基本級(jí)(BQ1, BQ2, BQ3) ：由隊(duì)列啟動(dòng)的、實(shí)時(shí)性要求較低的任務(wù)。,時(shí)鐘級(jí),基本級(jí),時(shí)鐘級(jí),基本級(jí),時(shí)鐘級(jí),基本級(jí),時(shí)鐘中斷

10、周期,4ms,FM FL H L B,2.7.4 任務(wù)的啟動(dòng)控制,故障級(jí)任務(wù)采用故障中斷來(lái)啟動(dòng)。 時(shí)鐘級(jí)任務(wù)采用時(shí)鐘中斷來(lái)啟動(dòng)。 基本級(jí)任務(wù)采用隊(duì)列來(lái)啟動(dòng),2.7.5 程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言,程控交換機(jī)的軟件設(shè)計(jì)常用兩類(lèi)語(yǔ)言：匯編語(yǔ)言 高級(jí)語(yǔ)言 選用哪類(lèi)語(yǔ)言通常要考慮以下幾點(diǎn)： 1）程序的效率 2）編程的效率 3）適于程序結(jié)構(gòu)化和軟件模塊化的設(shè)計(jì) 4）便于程序的調(diào)試 5）可維護(hù)性和可移植性 6）數(shù)據(jù)修改的可能性和方便性,系統(tǒng)功能說(shuō)明,系統(tǒng)設(shè)計(jì),軟件設(shè)計(jì),程序編制,軟件檢驗(yàn),運(yùn)行和維護(hù),軟件維護(hù),SDL,CHILL,SDL、CHILL,MML,SDL語(yǔ)言（SpecificationandDescripti

11、onLanguage）是功能說(shuō)明與描述語(yǔ)言,是一種圖像語(yǔ)言,用來(lái)描述程控交換機(jī)的功能和邏輯過(guò)程。在軟件設(shè)計(jì)的初期,往往先用SDL語(yǔ)言確定對(duì)軟件系統(tǒng)的功能要求后,再進(jìn)行編制程序的詳細(xì)設(shè)計(jì)。 CHILL語(yǔ)言（CCITT High Level Language）是CCITT高級(jí)語(yǔ)言的縮寫(xiě),主要用來(lái)進(jìn)行軟件設(shè)計(jì)、程序編制、軟件檢驗(yàn)等。 MML語(yǔ)言（ManMachineLanguage） 是用于人機(jī)對(duì)話的一種交互式人機(jī)操作和維護(hù)命令語(yǔ)言。,2.8 程控交換機(jī)呼叫處理軟件 一個(gè)呼叫的處理過(guò)程,1）主叫用戶摘機(jī)呼叫 2）送撥號(hào)音，準(zhǔn)備收號(hào) 3）收號(hào) 4）號(hào)碼分析 5）接至被叫用戶 6）向被叫用戶振鈴 7）被

12、叫應(yīng)答和通話 8）主叫先掛機(jī)，通話結(jié)束 9）被叫先掛機(jī)，通話結(jié)束,穩(wěn)定狀態(tài)1,輸入處理,內(nèi)部處理,任務(wù)執(zhí)行 （始）程序,輸出驅(qū)動(dòng),任務(wù)執(zhí)行 （終）程序,穩(wěn)定狀態(tài)2,事件,硬件驅(qū)動(dòng),1.狀態(tài)轉(zhuǎn)移過(guò)程,呼叫處理的過(guò)程可分為三個(gè)部分： 輸入處理 分析處理 內(nèi)部任務(wù)的執(zhí)行和輸出處理,1) 輸入處理 收集話路設(shè)備的狀態(tài)變化和有關(guān)的信令信息稱為輸入處理。 各種掃描程序都屬于輸入處理。 輸入處理通常是在時(shí)鐘中斷控制下按一定周期執(zhí)行， 主要任務(wù)是發(fā)現(xiàn)事件而不是處理事件。 輸入處理是靠近硬件的低層軟件，實(shí)時(shí)性要求較高。,2）內(nèi)部分析處理,內(nèi)部分析處理就是對(duì)各種信息（當(dāng)前狀態(tài)、輸入信息、用戶數(shù)據(jù)、可用資源等）進(jìn)行

13、分析，以決定下一步要做什么，它屬于基本級(jí)程序。,2) 內(nèi)部處理 內(nèi)部處理是呼叫處理的高層軟件，與硬件無(wú)直接關(guān)系。例如數(shù)字分析、路由選擇、通路選擇等。 呼叫建立過(guò)程的主要處理任務(wù)都在內(nèi)部分析、處理中完成。 內(nèi)部處理程序的一個(gè)共同特點(diǎn)是要通過(guò)查表進(jìn)行一系列的分析、譯碼和判斷。 內(nèi)部處理程序的結(jié)果可以是啟動(dòng)另一個(gè)內(nèi)部處理程序或者啟動(dòng)輸出處理。,內(nèi)部處理- 對(duì)各種輸入信息進(jìn)行分析，以決定下一步應(yīng)執(zhí)行的任務(wù),通過(guò)查表進(jìn)行一系列的分析和判斷. 找出下一步應(yīng)該執(zhí)行哪些具體的任務(wù)； 找出下一步應(yīng)該轉(zhuǎn)移到何種狀態(tài)； 找出下一步執(zhí)行的任務(wù)中可能涉及哪些硬件設(shè)備群. 其結(jié)果可以是啟動(dòng)另一個(gè)內(nèi)部處理程序或啟動(dòng)輸出處理

14、.,內(nèi)部處理程序的種類(lèi)硬件 輸入信息依據(jù) 內(nèi)部分析程序 輸出,主叫摘機(jī),用戶發(fā)號(hào)碼,來(lái)話呼叫,呼叫中 某種狀態(tài),主叫用戶 數(shù)據(jù),被叫用戶 號(hào)碼,被叫用戶 數(shù)據(jù),某種信息 或變化,去話分析,數(shù)字分析,來(lái)話分析,狀態(tài)分析,撥號(hào)音接續(xù),出局接續(xù),振鈴接續(xù) 或忙音接續(xù),下一狀態(tài) 及處理任務(wù),本局接續(xù),3) 輸出處理 輸出驅(qū)動(dòng)屬于輸出處理，也是與硬件直接有關(guān)的低層軟件。 輸出處理與輸入處理都要針對(duì)一定的硬設(shè)備，可以合稱為設(shè)備處理。 掃描是處理機(jī)輸入信息，驅(qū)動(dòng)是處理機(jī)輸出信息，它們是處理機(jī)在呼叫處理過(guò)程中與硬件聯(lián)系的兩種基本方式。,輸出處理-將分析程序的結(jié)果付諸實(shí)施，以使?fàn)顟B(tài)轉(zhuǎn)移,1. 任務(wù)執(zhí)行（始）程序

15、： 準(zhǔn)備好執(zhí)行任務(wù)所需的硬件資源； 對(duì)這些硬件資源先在軟件上加以占用； 在相應(yīng)的忙閑表中示忙； 編制好啟動(dòng)或復(fù)原硬件設(shè)備的控制數(shù)據(jù)，準(zhǔn)備狀態(tài)轉(zhuǎn)移。 2. 輸出驅(qū)動(dòng)：驅(qū)動(dòng)硬件動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)狀態(tài)轉(zhuǎn)移。 3.任務(wù)執(zhí)行（終）程序：將已復(fù)原的設(shè)備在忙閑表中示閑，開(kāi)始新的監(jiān)視。,1)路由選擇,路由選擇的任務(wù)是根據(jù)路由表，確定對(duì)應(yīng)于呼叫去向的中繼線群，從中選擇一條空閑的出中繼線。 如果線群全忙，還可以依次確定各個(gè)迂回路由并選擇空閑中繼線。 路由表是交換局開(kāi)局時(shí)由維護(hù)人員人工輸入的，一般不再改變，只有在局間中繼線調(diào)整時(shí)才會(huì)發(fā)生變化。,C局,A局,B局,C局,D局,A局,B局,直達(dá)路由,直達(dá)路由,迂回路由,最 終 路 由,高效路由,迂回路由示例,路由選擇,* 通路選擇,通路選擇在數(shù)字分析和路由選擇后執(zhí)行，其任務(wù)是在交換網(wǎng)絡(luò)指定的入端與出端之間選擇一條空閑的通路。 軟件進(jìn)行通路選擇的依據(jù)是存儲(chǔ)器中鏈路忙閑狀態(tài)的映射表。,2. 輸出驅(qū)動(dòng),任務(wù)：驅(qū)動(dòng)硬件，便進(jìn)入新的穩(wěn)定狀態(tài)。 根據(jù)編制好的命令進(jìn)行輸出。 包括： 通話話路的驅(qū)動(dòng)，復(fù)原。（發(fā)送路由控制信息） 發(fā)送分配信號(hào)（振鈴控制，測(cè)試控制等） 發(fā)線路信號(hào)和記發(fā)器信號(hào)； 發(fā)公共信道信號(hào)； 發(fā)計(jì)費(fèi)脈沖； 發(fā)處理機(jī)間通信信息；等等。,輸出 驅(qū)動(dòng),