程控交换技术与应用
节选
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数字交换设备是通信网的重要组成部分，由于交换系统具有强大的寻址能力、信息处理
能力和出色的稳定性，以数字交换和数字传输为基础的数字电话网是向用户提供各种通信业
务的基本技术手段。数字电话交换技术和计算机智能结合而迅速发展起来的计算机电话集成
CTI，也被广泛用于固定电话网、移动通信网、邮政、银行、铁路交通运输……等领域。因
此掌握程控交换技术(原理、功能和功能的软、硬件实现方法)，对于高等院校在校学生和
从事通信工作的技术人员来说是十分必要的。
本书是在《程控交换技术(第二版)》(及德增主编)的基础上，根据技术发展与高职院
校教材改革的需要而编写的，增加了应用技术，将书名改为《程控交换技术与应用》。
从事本书的编写工作是多年从事教学与技术开发的教师与技术人员，积累了丰富的教学
和研发经验，掌握了大量的经实践验证的软、硬件资料。在此基础上，根据高职院校教学的
特点，从事本书的编写工作，使本书具有下述特点：
1．注重技术能力的培养。作为职业院校教材，尽可能从培养“技能”型人才出发，向
“实用”方面倾斜，提高学生的学习兴趣、实践能力和启发他们的创新意识。
2．本教材试图改变教学中只讲程控交换的功能与用法，培养管理与维护人才的模式。
不仅讲功能，而且在讲到某些功能时，指出实现这些功能的方法，讲软、硬件如何分工，硬
件要使用什么芯片，如何设计电路，软件如何编写程序，使用什么语言，采用何种软件方
法，给出具体电路与程序源代码。
3．注意新技术的应用与程控交换技术的应用。对已淘汰不用的旧技术(例如拨号脉冲
的接收)，则一带而过。对于新兴起的技术(例如ADSL、ISDN与ATM)，则用一定篇幅
加以介绍。对于应用领域很广的CTI技术，则作了较详细的讲解，以启发学生的创新意识。
4．本教材在保证程控本身知识体系的前提下，尽可能与学生在校期间所学的基础课
(电子电路、C语言、单片机、操作系统、数据库以及电路设计与制板)联系起来。告诉学
生这些基础课中的知识在本课程中的应用，既介绍了这些基础知识的应用，又可以使学生温
故知新，提高综合运用能力。
本书共分四部分，**部分为前9章，介绍程控交换的原理、构成与实现。第二部分为
第10章～12章，讲解新技术的应用。第三部分为第13章和14章，介绍通信网与管理维
护。第四部分为第15章，是提高部分，详细介绍程控交换主要模块的硬件设计与软件编写
方法，此部分可供课程设计及毕业设计参考。
本书由天津铁道职业技术学院及德增主编并编写第1章(第1～7节)、第2章、第5
章、第8章，天津众智通科技有限公司姚志强编写第6章、第7章、第9章(第1节)、第
12章、第15章及书中的全部软件程序，天津铁道职业技术学院张剑编写第9章(第2节)、
第14章，臧宝升编写第4章(第4～5节)、第13章，武汉铁路职业技术学院鄢江艳编写第
1章(第8节)、第10章，西安铁路职业技术学院赵娟编写第11章，天津电子信息职业技
术学院孙小红编写第4章(第1～3节)，国航工程技术分公司及志伟编写第3章。感谢丁亮
安、郭琪、袁青老师为本书初稿编写所做的工作。本书是在著名程控交换技术专家、铁道部
电化局原教授级高级工程师姚榘先生的指导下完成的。感谢姚架先生担任了本书的主审。
由于编者水平所限，书中难免存在错误与不足，敬请读者指正。
编著者
2007年11月
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控制系统
5．1 控制系统的功能与结构
控制系统是程控交换机的智能部分，呼叫通路的建立与释放以及交换机的维护管理等工
作都是在控制系统的控制下完成的。
程控交换机的控制系统通常是由若干台处理机组成，配上相应的软件，即可完成整个交
换机的控制工作。
5．1．1 控制系统的功能
程控交换机的控制工作非常复杂，但从基本功能上来看，大致可分为三类，即外围(话路)
设备控制、呼叫处理、维护管理。因上述三类功能的重要程度不同，故常将其分为三个级别。
**级是外围(话路)设备控制级，它是与话路设备联系*直接、*密切的控制部分，
主要完成对用户(中继)电路的监视扫描及振铃控制等比较简单却很频繁的工作。
第二级是呼叫处理级，它接收并处理来自**级的有关信息，并向**级发送有关命令
(即处理决定)，其主要任务是进行数字分析、通路选择等。这些工作比较复杂，但执行次数
相对较少。这一级的软件比较复杂和庞大，是交换机进行呼叫接续的核心控制部分。
第三级是维护管理级，用以完成交换机的维护管理功能，对人机通信进行控制，其软件的
复杂程度比第二级高，数量也大得多。但其执行的次数则很少，其实时性要求一般也较低。
就其控制逻辑的复杂性及智能化程度来讲，从**级至第三级是递增的；而就其实时性
要求与执行频度来讲，则是逐级递减的。
应该指出的是，上述对控制系统划分为三级的方法，主要是根据控制系统的基本功能进
行划分的。在实际应用中，确实存在着三种级别的处理机分别来完成三个级别的控制功能，
即三级处理机控制系统，在有些交换机中将呼叫处理与维护管理两项控制功能由一种处理机
来完成，这种处理机一般称为中央处理机，此时即构成两级处理机控制系统。而在某些程控
交换机中，三项控制功能均由一台处理机来完成。
5·1．2 控制系统的结构与处理机配置
如第二章所述，处理机的配置方式大致可分为集中控制与分散控制两类。集中控制方式
的特点是处理机可以使用交换机的所有资源，具有全部控制功能。分散控制方式的特点是控
制系统中的每一台处理机只能使用交换机的部分资源，只具有部分控制功能，或只负责部分
区域的控制工作，即各处理机间按一定方式进行分工，并具有协同工作的能力，交换机的全
部控制工作由各处理机共同配合来完成。采用分散控制方式时，交换机资源与功能的分配决
定了控制系统的基本结构。
由于处理机价格的限制，过去的程控交换机几乎都采用集中控制方式。随着微电子技术
的发展，处理机价格大幅度下降，近年生产的程控交换机基本上都采用分散控制方式。
分散控制系统是由多台处理机组成的，因此也叫多处理机系统。在多处理机系统中，处
理机之间的工作分工可有功能分担、容量分担、功能与容量分担相结合三种方式。
1．功能分担
功能分担是指每台处理机只分担一部分功能，只需装入与所分担功能有关的一部分程
序，各处理机分工明确、各司其职、互相配合。例如专门设置用户处理机和中继处理机，分
别负责用户和中继电路的扫描与驱动，设置信号处理机负责信号控制，设置呼叫处理机负责
呼叫控制，设置主处理机负责维护管理等。
功能分担的优点是各处理机完成的任务比较单一，装入程序较少，缺点是不管交换机容
量大小，必须配置具备各种功能的处理机，这对初装容量较小的交换机是一种浪费。
2．容量分担
容量分担是把交换机的用户(中继)分为若干群，每群设置一台处理机，专门负责与本
群用户有关的呼叫处理工作，每台处理机的功能相同，执行的任务也一样。多台处理机并行
工作，共同配合完成全部控制任务。
容量分担的优点是处理机的数量可随交换机容量的扩充而同步增加，因而具有较好的灵
活性，缺点是每台处理机都要承担多项功能，软件较复杂。
3．功能分担与容量分担相结合
在实际应用中，单纯使用功能分担或容量分担的情况很少，近年来生产的交换机基本都
是采用功能分担和容量分担相结合的工作方式。这种方式具有前述两种方式的优点。一般先
按照功能分担进行分工，把处理机分成几类，每一类具有特定的功能，然后根据每一类处理
机工作量的大小及控制范围进一步采用容量分担方式进行分工。
在图5．1中，中央处理机负责呼叫处理和维护管理功能，外围处理机负责外围设备控制
功能，但由于外围设备往往较多，故按容量分担设有若干台外围处理机。图5．2中按功能分
担设有维护管理、呼叫处理、外围处理三种处理机，但根据用户容量及话务负荷的要求，呼
叫处理机和外围处理机又可按容量分担方式分别设有若干台。
在实际应用中，一般在功能分担前提下，外围处理机按容量分担，而担负呼叫处理功能
的处理机可以按容量分担(例如FETEX一150的呼叫处理机面向用户群分工)，也可以按功
能分担(如DX220的各种控制功能单元通过信息总线连接起来，共同配合完成呼叫控制功
能)，还有的采用话务(负荷)分担方式(如X系统把四个CPU连接起来，由操作系统统
一分配任务，把负荷均匀分配给各CPU)。
随着微处理机技术的迅速发展，程控交换机的分散控制程度也不断提高，出现了全分散
控制系统。采用全分散控制可更好地适应硬件和软件的模块化。使系统便于扩充，提高了系
统可靠性和灵活性。
在全分散控制系统中，每个模块都配有独立的控制设备—一处理机，即处理机遍布于每
个功能模块，且每个模块均具有通路的选择与建立功能。
在全分散控制系统中，实际上不可能把所有控制功能都分散到全部处理机，仍然有一部
分重要功能如维护管理及公共数据、公用设备管理等专设处理机执行，故目前的所谓全分散
控制系统严格说也是采用了容量分担与功能分担相结合的方式。
5．2 ii．高控制系统可靠性的措施
虽然处理机具有很高的可靠性，但也难免会出现故障，特别是程控交换机需要昼夜不间
断地运行，因此对控制系统的可靠性要求很高，一旦控制系统失去控制能力或出现故障，就
有可能导致全局的通信中断，造成十分严重的后果。为了提高系统的可靠性，必须采取相应
的措施。
1．同步双工工作方式
同步双工工作方式又称为微同步或同步复核工作方式。其基本结构如图5．3所示。采用
此种工作方式时，两个处理机合用一个存储器，处理机间设
有一个比较器，负责比较与核对，当然，两台处理机也可设
有独用的存储器，但这两个存储器内容要保持完全一致，并
能自动校对与修改数据。
在正常工作时，两台处理机同时接收来自话路设备的各
种输入信息，执行相同的程序，进行同样的分析处理。每执
行一条指令，将两台处理机的执行结果通过比较器进行比较
核对，如果结果完全一致，说明工作正常，可转入执行下一
条指令的工作，继续执行程序。虽然两台处理机同步工作，
但只有一台处理机输出信息控制话路设备工作。
在两台处理机同步工作的过程中，通过比较，如果发现
两台处理机处理结果不一致，说明至少有一台处理机工作不正常，此时应立即对处理机进行
检查，以判明是哪一台处理机出现了故障，并予以相应的处理。
同步双工工作方式的优点是几乎能立即发现两台处理机之间的差异，很容易发现硬件故
障，对硬件故障具有理想的保护作用，一般不影响呼叫处理；另外是软件的单一性，对软件
来讲，如同只有一台处理机一样。
同步双工工作方式的缺点是对瞬间的硬件故障，特别是对软件故障的保护较差，这些故
障可能导致系统的部分甚至全部再启动。此外，由于要不断地进行同步复核，需要花费一定
时间，所以处理机的处理能力不能充分发挥，效率不够。
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封面
书名:程控交换技术与应用
作者:及德增
页数:311
定价:¥35.0
出版社:中国铁道出版社
出版日期:2008-03-01
ISBN:9787113086596
PDF电子书大小:44MB 高清扫描完整版