第3章 程控交换系统的硬件技术.ppt

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1、制作：邵黎,1,第三章 程控交换系统的硬件技术,制作：邵黎,2,本章主要内容： 3.1 总体结构 3.2 话路系统 3.2.1 用户级话路 3.2.2 中继器 3.2.3 信号部件 3.2.4 选组级结构 3.3 控制系统 3.3.1 处理机控制方式 3.3.2 处理机备用方式 3.3.3 处理机间通信方式 3.4 控制部件的呼叫处理能力,制作：邵黎,3,数字程控交换机是由硬件系统和软件系统组成。 程控交换机的硬件包括话路系统、中央处理系统（控制系统）、维护与操作系统三部分。,3.1 程控交换机的总体结构,制作：邵黎,4,话路子系统的作用是构成通话回路，可分为话路设备和话路控制设备。 中央处理

2、子系统的主要作用是存储各种程序和数据，进行分析处理，并对话路系统、输入输出系统各设备发出指令。主要由中央处理机及各种存储器组成。 维护操作子系统提供人机对话，系统监视和测试。,制作：邵黎,5,制作：邵黎,6,各自有自己的处理机进行控制（分散控制），处理机之间通过通信信息进行联系，相互配合。,话路系统包括交换网络和各种终端设备。,用户电路、用户集线器、中继器、信号设备是终端设备。,制作：邵黎,7,用户集线器，完成用户话务的集中和分配功能，对用户呼叫信令进行预处理。目的是减少PCM链路和减轻主控CPU的处理负荷。,远端模块，远离交换机主体且用户话务较为集中，将用户级和用户接口功能部件移出交换机，然

3、后通过数字中继接口连接交换机。远端模块是一个基本完整的交换机，但不对用户呼叫进行接续处理，只是集中并转送给主交换处理器进行处理。,制作：邵黎,8,话路系统分为：用户级和选组级。主要包括用户电路、用户集线器、中继器、信号部件、数字交换网络（即选组级）以及用户处理机等部件。,3.2 话路系统,制作：邵黎,9,数字程控电话交换系统,话路子系统,控制子系统,终端与接口设备,交换网络,CPU与存储器,远端接口,外部设备,模拟/数字用户电路,数字/模拟中继器,信令设备,MFC接收和发送器,DTMF接收器,信号音发生器,用户集中级,制作：邵黎,10,程控交换机硬件结构框图,制作：邵黎,11,其中，各模块的功

4、能如下： 数字交换网络DSN主要完成话路接续，是程控交换机的核心； 模拟用户接口电路ASL连接模拟用户； 数字用户接口电路DSL连接数字用户； 远端用户单元RSU连接远端交换模块； 远端交换模块RSM连接远端用户； 模拟中继AT连接其它模拟交换机； 数字中继DT连接其它数字交换机； 信令系统产生和接收/发送各种信号； 存储器存储数据； 处理机对程控交换机进行控制； I/O接口完成处理机和交换机内部设备之间的连接。,制作：邵黎,12,终端设备是交换网络与外部环境的接口设备。 数字交换系统的接口电路大致可以分为： 1.用户线接口电路 2.中继线接口电路 3.公用服务电路 4.控制系统的接口电路,接

5、口是指系统之间、系统内各组成部分之间的交接部分，它能完成二部分之间信号形式、格式、电平和阻抗等参数的变换，完成信息传递的功能。,制作：邵黎,13,用户级话路由用户电路和用户集线器组成。用户电路是用户线与交换机的接口电路，若用户线连接的终端是模拟话机，则用户线称为模拟用户线，其用户电路称为模拟用户电路，应有模/数（A/D）转换和数/模（D/A）转换的功能。,3.2.1 用户级话路,制作：邵黎,14,一、模拟用户电路 在程控数字交换机中，每个电话用户线终接在交换机的用户电路上，它是交换机连接模拟用户的接口，每个用户占用一套用户电路。用户电路（Subscriber Line Circuit，SLC）

6、应具有七大功能：BORSCHT,制作：邵黎,15,模拟用户电路,测试T，通过继电器分别将外线或内侧电路连接到测试设备。 外线测试可检测用户线短路、断路、碰地、搭接电力线等故障； 内侧测试模仿话机的操作过程检验各功能电路是否正常。,振铃R，通知被叫用户有来话呼叫。 国标规定，振铃信号为有效值90V15V、25Hz的交流电压，采用1s通、4s断周期方式向用户话机馈送。 振铃电压较高，该模块置于过压保护功能模块之外。,制作：邵黎,16,模拟用户电路,过压保护O，为防止雷电等高压损坏交换机，三级保护：用户配线架采用放电管泻放雷电等超高压；接口板a、b线入口采用热敏电阻、钳位二极管限制大于160V的电压

7、流入板内；振铃电路之后再用48V钳位二极管保护内部低压电路。,馈电B，向无源电话机馈送 -48V直流电源，电流保持在2050mA，馈电电路要尽量减小对话音信号传输的跨接和共模影响。,监视S，利用检测是否在用户环路上有直流流过来判别用户摘/挂机状态，直流脉冲拨号数字变化。,二/四线变换H，利用混合线圈或半导体电路完成外部二线传输到内部四线传输方式的转换。,制作：邵黎,17,模拟用户电路,编译码C，数字交换机只进行数字信号交换，外线用户环路采用模拟方式传送话音信号，需采用PCM编译码器完成相互转换。,极性倒换附加功能，当交换机获知本次呼叫的被叫已摘机时，利用继电器倒换馈送给a、b线的电源极性，以通

8、知主叫终端开始计费。,传送主叫号码附加功能，当该接口的终端作为被叫时，在振铃间隙利用FSK调制器将主叫号送给被叫终端显示。,DTMF收号，可利用专用单片电路分路接收，也可以设置集中的收号器通过交换网络选择连接进行集中收号。,制作：邵黎,18,1.馈电(B) 交换机向用户提供定值的电压。 以提供/不提供直流馈电方式决定用户终端允许/不允许进入交换机。,制作：邵黎,19,2.过压保护(O) 数字交换机内采用大量低压半导体集成电路，对电压十分敏感。用户线是外线，它与用户电路直接相连，为避免雷电袭击等造成的高压进入交换机，采用过压保护钳位方法。,制作：邵黎,20,3.振铃控制(R) 振铃控制采用振铃继

9、电器，由继电器接点控制铃流。,制作：邵黎,21,4.监视(S) 通过监视用户线直流电流来监视用户线回路的通/断状态。及时将用户线的状态信息送给处理机处理。 一个电话机的摘、挂机或者拨号盘拨号实际上是用户线的断、续状态。 断：无电流（1） 续：有电流（0）,制作：邵黎,22,5.编译码和滤波(C) 集成电路实现。负责模拟信号和数字信号的转换。对每个用户实行编译码，然后合并成PCM的相应时隙串。 模拟话音在进行编码以前要通过一个频率范围在3003400HZ之间的带通滤波器。,制作：邵黎,23,6.混合电路(H) 集成电路实现。（应接入消除回声的平衡网络：对用户线的阻抗平衡匹配） 完成二线（用户话机

10、模拟信号是二线双向）和四线（PCM数字信号是四线单向的）的转换。在编码以前、译码以后要进行2/4线转换。,制作：邵黎,24,7.测试(T) 负责将用户线接至测试设备，以便对其进行测试。,制作：邵黎,25,模拟用户接口电路实现示例,制作：邵黎,26,制作：邵黎,27,二、用户集线器 用户集线器（Subscriber Line Concentrator，SLC）是用来进行话务量的集中（或分散）的。此功能是利用单级T接线器实现。 用户集线器包括16个T接线器，一个T接线器入端最多接120个用户，每120用户为一小群。T接线器的出端为四条PCM线到选组级，即120个话路时隙。每一个用户分配一个时隙，在

11、用户集线器的输出端进行集中。,制作：邵黎,28,F-150的用户集线器,每一个机框有一个T接线器，各个T的输出端复接在一起，共120个话路。,由16个话音存储器所接入的1920个用户中的任一用户都可与120个输出话路相接。,制作：邵黎,29,复用器,一个控制存储器LCM要控制16个T接线器的SM。,在LCM中除了用户时隙号，还应有SM号。,制作：邵黎,30,SMU代表上行通路话音存储器，LCMU代表上行通路用户级T的控制存储器。一个控制存储器按集中比（161）的要求，可控制16个话音存储器。控制存储器的单元数为128个单元，每个单元地址对应输出母线的一个时隙（输出控制）。,制作：邵黎,31,制

12、作：邵黎,32,从用户电路来的四条PCM母线（HW）进入复用器，复用器任务是先串 并转换，然后将四条母线集中到一个通路，复用器的输出端和T级话音存储器SM相连。 SM的输出端接分路器，分路器的作用和复用器相反。即把一条并行通路分成了4条串行通路，接入选组级。,制作：邵黎,33,制作：邵黎,34,LCM控制16对T接线器的上、下通路的话音存贮器的读写。 上行：用户电路 USM 交换网络 (送a) 下行：交换网络 DSM 用户电路 (收b),制作：邵黎,35,上行：用户电路 SMU 交换网络 (送a),下行：交换网络 SMD 用户电路 (收b),输出控制,输入控制,制作：邵黎,36,以F-150为

13、例： 一个用户集线器最大可有16个机框，每个机框有15块用户电路板CD和一块选择板，每块CD能装8个用户电路和相关的公共控制部分。 每个用户集线器最多接1920个用户，由一对用户处理机(LPR)控制。 LPR中有一个上下通路的话音存贮器共用的控制存储器（LCM），用来控制上行通路话音存贮器（USM）的读出和下行通路话音存贮器（DSM）的写入。,制作：邵黎,37,用户电路,M,M,D,M63,M,D,M0,D,M,D63,D0,D,用户电路,用户电路,用户电路,T,T,T,T,T,T,T,T,S,A,A,A,A,B,B,B,B,B,A,选组级,用户模块0,用户模块n,0,0,119,119,0,

14、3,0,3,0,0,3,3,0,31,0,31,0,63,(64),0,0,31,31,(64),A,复接,2Mb/s,2Mb/s,A级,B级,F,B,F,B,制作：邵黎,38,一个机框的120个用户为一用户组，16个机框有12016=1920个用户，16个机框复接在4条机框母线上。即将话务量集中在120个话路上。,制作：邵黎,39,A、B在同一机框。,制作：邵黎,40,A、B不在同一机框。,制作：邵黎,41,用户电路板的复接 复接方法： (1)一个用户板输入只有一条线，引入一个时隙脉冲，通过板内的同步脉冲(8000Hz)被分成相差半帧的两个时隙脉冲。八个用户分成奇数组（1，3，5，7）和偶数

15、组（0，2，4，6）各使用一个时隙脉冲。,制作：邵黎,42,(2)一个机框共有15块用户电路板CD，一共分配15个时隙脉冲，分别供15块板中的用户编码器工作。 （偶:TS号=板号，奇: TS号=板号+16）,制作：邵黎,43,(3)每一块板的每两个用户（0与1，2与3，4与5，6与7）的编码器输出端分别进行复接成四组（4根线HW0HW3）。 （偶: 电路号=2HW，奇: 电路号=2HW+1） (4)15块用户电路板分别复接，使15块板的同一组用户线共215=30个用户组成一条PCM线。15块板的四组用户线组成了四条PCM线。,制作：邵黎,44,制作：邵黎,45,偶数：板号与时隙号相同， 电路号

16、=2HW号 奇数：板号与时隙号相差半帧， 电路号=2HW号+1 例如： 设用户为SLCSH0中CD12上SLC0，求时隙号、母线号。 SLC0 偶数组 HW0、TS12（CD12）,制作：邵黎,46,例如： HW3、TS25， 求CD、SLC a.由HW3，分析出电路号为SLC6、SLC7之一， 而时隙为TS25， 2516 说明在奇数组SLC7 b.25-16=9 （板号与时隙号相差半帧。）CD9,制作：邵黎,47,时隙、母线 用户板（CD）、用户电路（SLC）的关系,制作：邵黎,48,3.2.2 中继器,一、模拟中继器： 是数字交换机和模拟局间中继线的接口电路，用于和模拟交换机的连接。 模

17、拟中继器与模拟用户电路功能有很多相同之处。他们都是和模拟线路相连。 比较发现： 少了馈电和振铃 多了忙/闲指示 对用户线状态监视变为对线路信号的监视,制作：邵黎,49,另外，模拟中继器是直接进入交换网络。用户电路是接至用户模块（用户模块把话务量进行集中），再进入交换网络。 模拟中继线和用户线一样，是二线电路，传送的信号也是模拟信号。,制作：邵黎,50,模拟中继器,忙 闲 指 示,制作：邵黎,51,二、数字中继器 1、作用 是连接数字局间中继线的接口电路，出/入端都是数字信号。 连接数字交换局或远端模块，换句话说，与其他数字交换局或远端模块相连时要通过数字中继器。,制作：邵黎,52,数字中继器组

18、成,帧定位是使输入的码流相位和局内的时钟相位同步。,程控数字交换机中各系统应该工作于相同的时钟速率，即同步。一般是从数字中继线送来的PCM码流中提取时钟，它与码流的速度一致（称为外时钟），可用这个时钟与本局时钟（内时钟）进行校对，以便接口电路在正确时刻判决数据。,制作：邵黎,53,2、主要功能及原理 （1）码型变换和反变换 码型变换是将线路上传输的HDB3码型变成适合数字中继器内逻辑电路工作的NRZ码。 （2）时钟提取 时钟提取电路是用来从PCM传输线上送来的码流中提取发端送来的时钟信息，以便控制帧同步电路，使收端和发端同步。,制作：邵黎,54,时钟是同步的关键，同步的过程就是相互连接的设备中

19、时钟的“校准”过程。 在数字网中，不仅要保证两个传输设备之间同步，而且要保证所有的交换机都具有相同的发送时钟和接收时钟频率。输入时钟和接收时钟不一致时，会产生信号丢失和重复。,制作：邵黎,55,信号丢失情况： 输入时钟频率 t 接收时钟频率 丢失 信号重复情况： 输入时钟频率 t 接收时钟频率 、 重复 严格控制输入时钟与接收时钟的频率完全相同，才能保证同步工作，信号不会失真。,制作：邵黎,56,提取出的时钟信号有两个用途： a.作为输入PCM码流的基准时钟，使接收端定时和发送端定时同步，以便数字中继电路在正确时刻判决数据。 b.在数字同步网中，从精确和稳定度较高的局送来的PCM码流提取的时钟

20、信号，用来作为本数字交换局的外部参考时钟源。,制作：邵黎,57,（3）帧同步和复帧同步： 帧同步就是从接收的数字流中搜索并识别同步码字(10011011)，并以该时隙作为一帧的开始，使接收端的帧结构排列和发送端完全一致。要保证与发送端来的信号各路对齐，以便正确接收。,制作：邵黎,58,复帧同步是为了解决各路标志信号错路的问题。 由于帧同步以后，复帧不一定同步，因此，在获得帧同步后还要进行复帧同步，使接收端从第0帧开始的各帧与发送端的复帧排列一致。,制作：邵黎,59,（4）帧定位 为了进行时隙交换，必须把对方局发出的各时隙传送的数据，准确地按照本局时钟频率和相位传送至数字交换网络。这就是帧定位的

21、任务。,制作：邵黎,60,进入数字交换网络的各条时分复用线的时隙号应该是相同的。但是从各条数字中继线来的码流的帧定位信号(TS0)往往不同时出现。即与本机的TS0不同步。,制作：邵黎,61,利用弹性存储器作为缓冲器，又叫帧存储器。使输入PCM码流的相位与局时钟相位同步。写入是由PCM码流中提取出的时钟（外时钟）来控制，而读出是由本局时钟来控制。读出的数据流的频率和相位就统一在本局时钟的频率和相位上。,数字交换 网络,弹性 存储器,时钟提取,时钟,PCM码流,外时钟,内时钟,写,读,制作：邵黎,62,（5）随路信号的提取和插入 这里指TS16标志信号的提取和插入。将传输线上通过TS16时隙送来的

22、信令码提取出来，按复帧的格式将其变换为连续的64kbit/s信号，在输入时钟的控制下，写入控制电路的存储器，在本局时钟的控制下，从存储器中读出；再在本局时钟控制下，把信号送入到TS16，送往交换机。,制作：邵黎,63,（6）帧和复帧定位信号插入 因为在交换网络输出的信号中，不包含帧和复帧的同步信号，故在发送时，应将帧和复帧的同步信号插入，这样就形成了完整的帧和复帧的结构。,制作：邵黎,64,3.2.3 信号部件,交换机应配备相应的信号设备，以产生、发送和接收各种音信号，这些设备被称之为数字音信号收/发器。 数字音信号收/发器中有： 单音频信号音发生器、 双音频信号音发生器、 多频接收器和多频发

23、送器、 按键双频信号接收器。,制作：邵黎,65,信号种类： 交换机到用户： 各种信号音（单频，信号源450Hz或 950Hz的正弦波） 交换机到交换机： 局间信号（MFC） 前向信号频率：1380Hz, 1500Hz, 1620Hz, 1740Hz, 1860Hz, 1980Hz（6中取2） 后向信号频率：1140Hz, 1020Hz, 900Hz, 780Hz, （4中取2） 用户到交换机： 拨号信息（直流脉冲、DTMF）,制作：邵黎,66,制作：邵黎,67,一、数字音频信号的产生 大多数交换机采用数字信号发生器直接产生数字信号和多频信号。（除铃流信号） 数字信号发生器的基本原理： 把模拟信

24、号按125s间隔进行抽样、量化、编码，得到各抽样点的PCM信号按照一定的规律存入ROM中，再配合控制电路，在使用时对ROM按一般PCM信号读出即可。,制作：邵黎,68,有只读存储器、计数器和译码器等设备。,制作：邵黎,69,信号设备中要产生的数字音频信号有两大类： 单音频信号是发往用户的用户信号。 双音频信号是发往中继线的局间多频信号。,制作：邵黎,70,以500Hz音频信号产生为例。 （1）按125s 间隔对500Hz信号取样、量化和编码运算，产生的样值即PCM信号。送入ROM。 500Hz音频信号的周期是2ms。抽样次数n=2/0.125=16次，需16个ROM单元存放数字信号。关系式：T

25、=m/fm=n/fs =1/f (fs=8000Hz) （2）读法 按帧脉冲（125s一个脉冲）启动循环计数器相继读出。,制作：邵黎,71,制作：邵黎,72,节省内存的方法： 根据对称性分为四段。只需在ROM中存放I段。 a.1-5帧：读- 6-9帧：读- b.10-13帧：读- 极性置反 14-17帧：读- 极性置反,制作：邵黎,73,2. 数字双音频信号的产生 在f1，f2，8000Hz中，找一个重复周期T（重复频率为最大公约数），使得在T内三个频率成为整数循环。 有公式：T=m1/fm1=m2/fm2=n/fs =1/f 对于700Hz+900Hz的双音频信号，可以求出m1=7，m2=9

26、，n=80。,制作：邵黎,74,二、数字音频信号的传送 在程控数字交换机中，各种数字音频信号大多是通过数字交换网络送出，和普通话音信号一样处理。 把ROM中读出的PCM信号变成串行码发送。 可以利用指定时隙或占用普通话路的时隙经交换网络送出。,制作：邵黎,75,数字音频信号发生器通过上行PCM复用线接至数字交换网： 单音频信号送到用户线； 双音频信号送到中继线。,制作：邵黎,76,三、数字音频信号的接收 各种信号音都是由用户话机来接收的。这种音频信号在用户电路中经过译码变成模拟信号自动接收。 多频信号是由接收器接收。一般采用数字滤波器滤波，通过数字逻辑识别电路识别后取得。,制作：邵黎,77,多

27、频信号有两种： 一种是由用户电路送来的按钮话机双音多频（Dual Tone Multi-Frequency，DTMF）信号； 另一种是由中继线接口电路送来的多频互控（Multi-Frequency Controlled，MFC）信号。,制作：邵黎,78,3.2.4 选组级结构,话路部分的选组级是数字交换模块的组合，受呼叫处理机的中央控制器控制。 主要部分是数字交换模块TST结构 MPX： 复用器 DMPX：分路器 PTS：初级T接线器 PTC：初级时分控制存储器 STS：次级T接线器 STC：次级时分控制存储器 SSW：空间接线器 SWC：空间控制存储器,制作：邵黎,79,PCM0 PCM0

28、PCM1 8 8 PCM1 PCM31 S PCM31 0 0 63 63 8 6464 PCM0 PCM0 PCM1 8 8 PCM1 PCM31 PCM31,TA0,TB0,TA63,TB63,复 用 器,复 用 器,分 路 器,分 路 器,选组级,制作：邵黎,80,1.选组级初级时间T接线器基本组成 话音存贮器（PTS）：1024单元 输入控制：写入受控制存储器控制 读出则在计数器控制下顺序读出。 控制存储器（PTC）：控制话音存贮器和接收信号存储器的写入。其中的单元内容为存储器的写入地址。 输入控制： 写入由处理机根据选线结果填入 读出由计数器控制,制作：邵黎,81,2.选组级空间接线

29、器基本组成 选组级空间接线器由交换矩阵SSW（输出控制），控制存储器SWC组成。 利用64个数据选择器合成6464空分交叉矩阵。 每个SWC有1024个单元，对应1024个时隙，每单元6（5+1）位用来决定数据选择器的开通。,制作：邵黎,82,制作：邵黎,83,SWC的写入由CPR控制，读出由时钟计数器控制。 空间接线器是按时分方式工作的，每个交叉点在指定时隙接通。,制作：邵黎,84,3.选组级次级T接线器基本组成 话音存贮器STS，控制存储器STC。 采用输出控制方式 。 STC的写入内容及写入地址由呼叫处理机CPR提供（送来的控制字）。,制作：邵黎,85,接续过程举例： A：模块 5# H

30、W7TS25ITS807 B：模块 8# HW4TS1ITS36 CPU为A B选空闲内部时隙ITS65（控制字中）。 复用器 初级T S接线器 次极T 分路器 （A发）HW7TS25 TS807 ITS65 ITS65 TS36 输入控制 5# 8# 输出控制 HW4TS1（B收） 经复用器后一帧为1024时隙，B A 的内部时隙和A B方向的ITS号相差半帧512，即 ITS（65+512）,制作：邵黎,86,65,65+512,65+512,65,TS807,复 用 器,复 用 器,分 路 器,分 路 器,ITS65,ITS65+512,TS807,TS36,ITS65+512,ITS6

31、5,TS36,A,A,B,B,初级T 输入控制,次级T 输出控制,S 输出控制,模 块 5,模 块 8,WH7TS25,WH4TS1,WH7TS25,WH4TS1,C,D,E,F,G,H,I,J,制作：邵黎,87,对控制设备的要求： 为保障交换机连续无故障运行，且提供可允许的响应速度，要求控制设备应具有以下的能力： 具有足够大的呼叫处理能力 具有高度的可靠性 具有高度的灵活性和适应性 经济合理,3.3 控制系统,制作：邵黎,88,控制子系统,主要由处理机组成，存储器作为辅助环境，存储处理程序、交换机资源的状态和参数，控制交换机动作，建立和释放通信电路。,远程维护,本地维护,制作：邵黎,89,程

32、控交换就是存储程序控制交换，通过处理机执行和处理存储的程序与数据，控制交换机完成交换的功能。 交换机应具备高度的可靠性，一旦开通就要能够不间断地、稳定地工作，所以在设计交换机的控制设备时，采用的控制方式应充分考虑到系统的安全性和可靠性。,制作：邵黎,90,程控交换机的控制系统一般可分为： 第一级是电话外设控制级。 第二级是呼叫处理控制级。 第三级是维护测试级。 这三级的划分可能是“虚拟”的，仅仅反映控制系统程序的内部分工；也可能是“实际”的，即分别设置专用的或通用的处理机来分别完成不同的功能。,制作：邵黎,91,制作：邵黎,92,3.3.1 处理机控制方式,一、集中控制 每一台处理机均能达到全

33、部资源，也能执行所有功能。 处理机能掌握整个交换机的状态，有完整的进程处理能力。,交换机的全部控制功能，包括呼叫处理和维护管理功能都集中由中央处理机来完成。,制作：邵黎,93,制作：邵黎,94,二、分散控制 每台处理机只能达到资源的一部分，只能执行一部分功能。 但根据系统的不同状态，对资源和功能进行最佳分配。在交换机中配置多部处理机，它们以一定的分工方式来承担整个交换机的控制功能。,制作：邵黎,95,单级多机控制方式,制作：邵黎,96,多级多机处理机系统,制作：邵黎,97,1话务容量分担和功能分担 （1）话务容量分担 话务容量分担方式是每台处理机只分担一部分用户的全部呼叫处理任务，即承担了这部

34、分用户的信号接口、交换接续和控制功能；每台处理机所完成的任务都是一样的，只是所面向的用户群不同而已。,制作：邵黎,98,各种处理机不止一台进行话务分担。 可以采用多台CPU共用同一总线，共享同一存储器和外设I/O，各CPU在总线控制器的控制下轮流分时地占有总线、访问I/O和存储器。,某台CPU发生故障时，仅会造成其余的CPU负荷增加，总体处理速度下降，而不会引起整个系统停止运行。,制作：邵黎,99,（2）功能分担 功能分担方式是将交换机的信令与终端接口功能、交换接续功能和控制功能等基本功能，按功能类别分配给不同的处理机去执行；每台处理机只承担一部分功能，这样可以简化软件，若需增强功能，在软件上

35、也易于实现。缺点是在容量小时，也必须配备全部处理机。,制作：邵黎,100,不同处理机完成不同的功能。 如： 控制用户模块工作的用户处理机、控制交换网络的中央处理机； 直接控制硬件工作的前台处理机、后台处理机； 专门负责管理、调度或维护的处理机； 各个具体部件如各种中继器、信号设备、甚至用户等都可能有专门处理机控制工作。,制作：邵黎,101,功能分担:,制作：邵黎,102,2. 静态分配和动态分配 处理机之间的功能分配： 静态分配：资源和功能的分配一次完成。 功能分担，话务分担。 各处理机根据不同分工配备一些专门的硬件。 动态分配：每台处理机可以处理所有功能，也可以控制所有资源。但根据系统的不同

36、状态，对资源和功能进行最佳分配。,制作：邵黎,103,3、分级控制系统和分布式控制系统 根据各交换系统的要求，目前生产的大、中型交换机的控制部分多采用分散控制方式下的分级控制系统或分布式控制系统。 分级控制系统基本上是按交换机控制功能的高低层次而分别配置处理机的。,制作：邵黎,104,三级控制系统,制作：邵黎,105,例：F-150 一对用户处理机LPR控制一个用户集线器工作。 一对呼叫处理机CPR可控制8个数字交换模块DSM；一个数字交换模块DSM连接8个用户集线器LC。 一个呼叫处理机CPR可为64个用户处理机LPR服务。 一对主处理机MPR负责控制8个呼叫处理机CPR。,制作：邵黎,10

37、6,双处理机结构有三种工作方式：同步双工工作方式、话务分担工作方式和主/备用工作方式。 一、同步双工工作方式 同步双工工作方式是由两台处理机，中间加一个比较器组成，两台处理机合用一个存储器（也可各自配备一个存储器，但要求两个存储器的内容保持一致，应经常核对数据和修改数据）。,3.3.2 处理机的备用方式,制作：邵黎,107,两台处理机同时接收信息，同时执行一条指令，并且比较其执行结果。 对外设发布命令和输出数据则由一台处理机进行。,制作：邵黎,108,二、话务分担工作方式 话务分担工作方式的两台处理机各自配备一个存储器，在两台处理机之间有互相交换信息的通路和一个禁止设备。,一个互斥电路，以防止

38、两台处理机同时接收一个呼叫。,制作：邵黎,109,两台处理机的负担均分，各负担一部分话务量。 若有一台故障，则退出服务，全部呼叫由另一台处理。在发现故障时处理的呼叫就丢失了，但是在振铃、通话阶段的呼叫不丢失，由完好的处理机接着处理。,制作：邵黎,110,三、主/备用方式 这种方式的两台处理机，一台为主用机，另一台为备用机，平时主用机工作，一旦主用机发生故障，立即进行主、备用机倒换。平时主、备用机都加电，根据处理的数据保留情况，又分为冷备用和热备用。,制作：邵黎,111,只有主用机参加运行处理，备用机只通电，不运行。,主/备用方式,a.公用存储器 b.各自存储器：主用机要同时写入两个存储器（两个

39、存储器内数据保持一致）。,主、备用机之间有一启动线，若主机发生故障时，进行主、备用机转换，由备用机来替代工作。,制作：邵黎,112,冷备用：备用机不保留呼叫处理数据，一旦主用机故障而倒向备用机时，数据全部丢失，新的主用机需要重新初始化，系统重新启动。一切正在进行的通话全部中断。 热备用：平时主、备用机都保留呼叫处理数据，一旦主用机故障而倒向备用机时，呼叫处理暂时数据基本不丢失，处于通话或振铃状态的用户不中断。,制作：邵黎,113,主处理机负责整个交换机呼叫处理和资源管理，故障时倒换到备用机。结构简单，但倒换时会丢失当前的呼叫处理和已建立的连接。,处理机都处于工作态，都接收当前的资源状态和呼叫请

40、求，但只一个有效发布控制命令。控制结构较复杂，但一般不会丢失当前的呼叫处理和已建立的连接。,制作：邵黎,114,存储器： 中央控制系统中的存储器一般可划分为两个区域：数据存储器和程序存储器。数据存储器也称暂时存储器，用来暂存呼叫处理中的大量动态数据，可以写入和读出。,制作：邵黎,115,3.3.3 处理机间通信方式,处理机间的通信方式和程控交换机系统的结构有紧密的关系。 常用的方式有： 1通过数字交换网络进行通信 利用PCM信道进行消息通信 （1）利用TS16进行通信 （2）通过数字交换网络的任一话音信道传送,无需额外硬件，开销小，容量较小。,制作：邵黎,116,2采用计算机网络常用的通信结构

41、方式 （1）共享存储器通信结构 设置共享的公共存储器缓存处理消息。 （2）环形结构 当分散的控制系统中的多处理机处于平级关系时，可以采用环形结构互连，每台处理机相当于环内的一个节点，和环通过环接口连接。 （3）以太网通信总线结构 以太网结构同令牌环一样，也是一种局域网多处理机的通信技术，但是其应用更加普遍。,制作：邵黎,117,3.3.4 控制部件的呼叫处理能力,交换机话务承载能力与控制系统的呼叫处理能力直接相关，评价一台程控交换机的话务能力一般有两个基本参数： 话务量（电话业务量） 呼叫处理能力：忙时试呼次数(BHCA),制作：邵黎,118,1、话务量 是对服务设备（被请求对象）的需求量。在

42、某一时间T时，各次服务持续时间之总和，即为话务量。 通过交换网络可以同时占用的路由数，即话务量（用爱尔兰表示）。 话务量的特点是随机性和波动性。,对某个交换局来说，一昼夜期间所承受的话务量是变化。而且变化范围很大。凌晨前几个小时话务量最低；8点上班后话务量猛增；9到10点之间出现高峰；中午话务量下降；下午上班后一段时间又出现一次高峰，然后逐渐下降。,制作：邵黎,119,2、呼叫处理能力 在保证规定的服务质量标准前提下，处理机能够处理的话务量。用“最大忙时试呼次数” BHCA （Busy Hour Call Attempts）来衡量，是评价系统设计水平和服务能力的指标。这个参数和控制部件的结构有关。 “忙时”指整个一昼夜时间内话务量最繁忙的一小时。,制作：邵黎,120,3、影响BHCA的因素主要有： 系统容量、系统结构（如：处理机之间的通信方式、负荷或功能分配、多处理机系统的组成方式）、处理机能力（如：主时钟频率或速度、指令功能、存储空间范围、I/O口的效率等）、软件结构（操作系统、数据结构）、编程语言（高级语言、汇编语言）、处理算法等。,制作：邵黎,121,4、衡量控制系统可靠性的指标可用性 系统在规定时间内和规定的条件下完成规定功能的概率。 平均故障间隔时间（MTBF） 可用性A= MTBF+平均故障检修时间（MTTR） 不可用性 U=1-A,制作：邵黎,122,结 束,