存储程序控制电子交换机

程控电子交换机由硬件和软件组成。硬件是整机各部分有形的设备和实物的总称，软件是程序和数据的总称。

包括：①处理机系统（即控制系统）的硬件，其中有按一定控制方式配置的处理机或微处理机（每个处理机均有它自己的运算和控制电路，即所谓中央处理单元）、总线系统、对受控系统的接口电路和控制系统内部的接口电路，以及用于存放程序和数据的内存储器（一些功能较强的微处理机,实为单片中央处理单元,使用时要加配内存）。②话路系统的硬件，其中有交换接续网络、对通信网的各种接口配合电路和对处理机系统的接口电路等。话路系统为通信提供信道，它按模拟话路或数字时分话路(时隙)为单位进行交换。应用于ISDN中的程控电子交换机，将既可实现单时隙交换又能实现多时隙交换。③输入输出系统(也称计算机外围)的硬件电路、接口电路及其外围设备。外围设备有磁带机、磁盘机、电传打字机、带键盘的可视显示单元和宽行打印机等。由外围设备把信息送往处理机系统称输入，反之称输出。

1945年人们就开始对程序控制交换技术进行探索。1955年，首次进行样机试验。1960年，完成商用试验。1965年，正式开始设局商用。早期进入通信网使用的各种程控电子交换机的机型，几乎都是按模拟话路（传送模拟信号）进行交换的。近年来，随着计算机技术、大规模集成电路技术、数字通信技术以及程控交换技术本身的迅速发展，程控电子交换机发展成为全数字型，注重应用微处理机,硬件和软件采用模块化结构,增强对综合业务数字通信网（以下简称ISDN）的适应和兼容能力,引用反映程控交换特点的程序设计高级语言,编写绝大部分源程序。

这种制式把传统的“布线逻辑控制”进化为“存储程序逻辑控制”，可用于电话和非电话通信业务。

话路系统的特征和处理机系统的特征，常被作为程控电子交换机分类的依据。按话路系统特征可分：①数字型。数字话路通常采用脉码调制方式(DCM),每话路的标准码率为64千比特/秒。数字型的交换接续网络，具有一定的组群,内含PCM时分复用总线以及相应的时分级“T”（进行时隙交换）和空分级“S”（进行总线交换以及总线内的时隙交换），典型的组群有T-S-T、T-S－S-T以及S-S-(S)-(S)等。②模拟型。模拟话路中传递的是模拟信号，其话路交换方式包括实线空分交换以及脉幅调制(PAM)的时分交换。模拟型程控电子交换机现已趋于淘汰。

按处理机系统的特征分类则有：①采用集中控制的“一级处理”，系统中仅含有中央处理机。这是一种早期的系统结构。②采用分级控制的“两级处理”，它由中央处理级和外围处理级（也称区域处理级）组成，两级之间采用功能分担。③取消中央处理机，采用分散控制的分级处理（可含2～3级结构层次），级间的功能按系统结构层次分工，分别实施终端的或系统的功能。各级各控制单元，全都采用微处理机。这种分散控制的突出优点是大大提高了系统可靠性。

任何一种程控电子交换机，即使硬件完好、电源正常和外线良好，机器仍不能工作。唯有在装入正确的程序和数据之后,处理机才能投入工作,整机才具备活力。

程序和程控 　装入机器中的程序，是机器能够识别和懂得的一系列机器码，即机器指令序列。不同功能的程序，具有不同的程序逻辑控制功能。程序逻辑是程序员思维逻辑的写照，所以程控电子交换机能按人的设计意图去执行各种控制功能，完成电话接续等任务。存放在程序存储器中的程序，其每条机器指令均有一个确定的地址，据以进行写入或读出。装入程序的过程，就是把程序中含有的机器指令序列按指令的地址逐条地写入程序存储器中存放起来。执行程序的过程，则是从程序存储器中找出存放所需程序段的首址(即起始地址)，并依次逐条执行该程序段中的每条指令。这种按事先存储起来的程序逻辑实施控制，即是“存储程序逻辑控制”。

状态和状态迁移 　又称状态转移。对于实现主、被叫用户之间的通信来说，话路系统受处理机的控制而动作，因而它是受控系统。但是，话路系统必须根据用户的要求和通话中发生的情况向处理机系统提供情况或提出接续处理的要求，才能使处理机系统得知“发生了什么情况”或“提出了什么要求”，据以判断“下一步该怎么办”。否则，无从实施控制。话路系统提供的情况或提出的要求,是以状态和状态迁移来表达的。状态,指的是相对稳定的接续状态，包括主、被叫用户的各种接续状态，以及局间中继线的各种接续状态。从一种相对稳定的接续状态转变到另一种逻辑关联的相对稳定的接续状态,即是状态迁移,表示话路系统中发生了某种“事件”，有待处理机系统加以处理。

作业和作业调度 　作业是一种“程序执行单位”，它具有确定的逻辑功能，并可表示执行缓急程度的优先级。例如，为处理话路系统发生的“事件”而调用的作业，属于呼叫处理级别的优先级，它低于处理机之间通信的优先级，但高于例测程序各作业的优先级。当处理机系统发生故障而调用维护程序中的作业时，则居于最高优先级。对于作业的调度,是由操作系统来掌管的,优先处理优先级较高的作业；在同一优先级中，则按该优先级的作业缓冲寄存器中的作业排队次序处理。

电话交换的分时实时多重处理 　程控电子交换机拥有成千上万个用户和许多局间中继线，当处理机系统按电话通信业务的特点对话路系统发生的“事件”进行处理时，要求响应快（具有较强的实时性，否则，将可能丢失信息）,因此,处理机系统在进行呼叫处理时，就要采取类似于“话务员交叉操作”那样的“分时实时多重处理”。就是说，正当处理机繁忙地处理许许多多呼叫时，不同的瞬间可分别为不同的用户工作（调用所需的作业）。对于其中某一接续来说，它受到的处理在时间上是间歇的,但前后调用的作业在逻辑上是衔接的,只要把呼叫处理程序的逻辑流程中涉及的作业依次执行，即可建立所需的接续。

呼叫处理 　呼叫处理程序由若干软件模块组成，每一软件模块又含有一定数量的作业。典型的作业有：主叫用户摘机后的主叫用户类别分析、选占按钮信号接收器处理、选占软记发器处理、发送拨音号处理、收存第一位号码处理、收存下一位号码处理、号码分析、收存末位号码处理、被叫用户类别分析、振铃处理、被叫用户应答处理、建立通话等等。若以一次成功的局内接续为例，呼叫处理可分七个阶段：①摘机识别和处理。当发现某主叫用户摘机，应随即核对该用户的类别，即所谓主叫用户类别分析。值得说明的是，对于发起呼叫的主叫用户，虽在多数情况下将给予送拨号音，但也可能送回铃音（对于“点对点”的热线用户）或者不予送出任何信号音(若该用户被置成“呼出限制”的类别)。②送拨号音处理。这是指对一般主叫用户发起呼叫后的送拨号音处理。③收号和号码分析处理。根据收号和号码分析的结果,若被叫用户就在本局,而且该用户处于“示闭”状态，则应及时置成“忙”状态。④选定主、被叫用户之间的通路。⑤振铃处理。此时向被叫用户话机送出铃流，并向主叫用户送出振铃回音。⑥通话阶段处理。被叫用户应答即是通话阶段的开始，即只有当发生“被叫用户应答”的事件之后，话路系统才正式建立主、被叫用户之间的话路，并开始计费。⑦拆线处理。若主叫用户先挂机，将立即拆线；若被叫用户先挂机，则延迟一定时间释放该次接续，其时限一般取为90～120秒。

程控电子交换机的特点有：①接续速度快。②大量节省机房面积。在装机容量相同的前提下，数字型程控电子交换机的机房一般只及纵横制机房面积的七分之一至十分之一。③性能灵活、多样，方便用户。例如，用户在某程控局局界内搬迁，可不必改号；能灵便地向用户提供缩位拨号、热线（免拨号接通）、免打扰、转移呼叫、遇忙转移、自动回叫、记存呼叫、闹钟服务、缺席服务、询问呼叫和三方通话等服务；并有潜力满足通信业务多样化的要求。④对于通信网的网路环境适应性强。⑤显著地减少维护工作量。⑥有利于在通信网内建立集中化和自动化的维护中心、网路管理中心等设施。⑦能灵活地布设远端用户集线器。⑧随着大规模集成电路技术的迅猛发展,硬件费用有着大幅度下降的前景,其生命力将日益增强。⑨能接入通信网使用的程控电子交换机，都需要解决一整套的支援手段。例如，由软件中心提供软件生成支援，修理中心提供硬件修理支援，各级备件库提供备件支援，各级维护中心提供维护指导支援，资料文件中心提供书面资料支援，培训中心提供培训和轮训支援等等。⑩程控电子交换机通过装入程序而具有智能。

包括：①程序，其中含有应用程序和操作系统程序两大部分。应用程序的基本内容有呼叫处理程序、运行管理程序（如设备状态管理、路由管理、话务负荷管理等程序）、各种局间接口配合程序、维护程序（包括对话路系统的维护和测试程序、对处理机系统的故障检测、故障处理和诊断定位程序以及对输入输出系统的维护程序）和其他应用程序（如计费程序等）。操作系统的程序是对应用程序起着支援和管理作用的程序，主要有资源管理、管理软件模块之间的通信、作业调度和执行管理、重新启动和重新装入管理、对处理机系统的过负荷控制、时间监视等程序。每种程序，含有相应的程序逻辑和视实际需要设置的程序常数（源程序中常用符号常数，在目的程序中被赋值成为固定数据）。②数据，其中涉及用户数据和局数据,它们都可借助于“人-机”对话的命令指定和修改参数值,因而是可变数据(也称半固定数据）,如当某市话网的用户号码位长由6位制升位为7位制时,或进行局间中继网路的调整时，都只涉及修改有关的局数据，不涉及修改程序。

近代程控电子交换机的硬件和软件都已实现模块化，即可由积木式的模块组成整机。任一模块都有确定的功能。实用化的模块可分为硬件模块、软件模块和兼含硬件、软件的模块。模块之间,彼此相对独立,靠“接口”建立联系。“接口”有硬件接口和软件接口之分。硬件接口由硬件电路实施电气上的配合，软件接口由软件信号（或称软件信息）实现程序逻辑上的衔接和信息传送上的关联。只要合理设计接口方案，对任一模块的改进和改错，都将只涉及局部，不牵动整体，这样，可以使整机在组成上具有灵活性和适应性。

通过选配应用软件和硬件接口电路，程控电子交换机可适应不同的使用需要。例如，可用来装备国际程控接口局、国内程控长话局、程控市话汇接局以及程控市话局和远端用户集线器等。新一代的数字型程控电子交换机，将能在综合业务数字通信网中布点建局。

程控数字交换机综述

程控数字交换机是用电子计算机存储程序控制的、采用脉冲编码调制（绝大多数情况下）时分多路复用技术进行交换的全电子式自动交换机。这是从控制和接续两个主要功能的角度，相对于机电制交换机而言的，也正是程控数字交换机的特征。

程控数字交换机存储程序控制

程控数字交换机的控制方式是计算机存储程序控制。预先编好的程序存储在电子计算机内，时刻不停地监视收集交换对象的企求动态，实时地作出响应，以存储程序的指令实行智能控制，完成通话接续，这称为呼叫处理。此外，存储程序控制还提供为用户服务的多样化性能，为本交换机运转维护服务的许多功能，以及为电话网的网络管理提供系统综合功能，其智能化程序是很高的。增改性能和进行业务处理，只需修改或输入新程序即可实现。

程控系统由硬件（设备）和软件（数据、程序等）组成。其系统结构，随着微电子技术的发展，由早期的单机集中控制，逐步经过多机、分级、全分散控制的演进，在经济上、技术上、安全上都达到相当完满的程度。

程控数字交换机数字交换

脉冲编码调制-时分多路复用（PCM-TDM）技术被引入交换，产生了数字交换技术。

PCM是将模拟话音信号，经过取样、量化和编码等过程，变成数字信号的调制方式。交换机上采用的PCM为30/32基群系统。取样频率为8000次/秒，每次取样周期为125微秒，每条话路的时间间隙（时隙）为125/32=3.91微秒，量化等级为256，每时隙码数8位，以二进制00000000——11111111代表十进制0-255的样值范围。经过时分复用（TDM），将32个话路加以复合，传输码率为8000*8*32=2048kb/s。这是发端的情况，在收端为逆过程，将数字信号还原为模拟话音信号。

当PCM作为传输手段时，A、B两端的时隙、依话路次序意义对直，A端各时隙的8位样值，依次经PCM链路汇成2048kb/s的码流传向B端，其媒体是线路，脉冲宽度占空比为50%，还要变成双极传输。时隙0用作帧同步，时隙16用来传送各种信号，只有时隙1~15和17~31能用作话路。一次通话要占两条话路。

如果没有这种时隙交换器，光有脉冲编码调制（PCM）和时分多路复用（TDM）技术，是不能实现交换的。因为脉冲编码调制只是将300~3400Hz的模拟话音信号调制成为64kb/s的数字信号；时分多路复用只能把许多64kb/s的单话路数字信号按时间间隙顺序用公共链路汇合成高码率的脉码流；只有经过时隙交换器的存储器组合，按入时隙的顺序将各话路的数字信号一一提取出来，暂时存储，再待对方时隙出现，受控制器件的控制，一一将各路话音数字信号转移交付，才实现交换。所以数字交换应使脉冲编码调制、时分多路复用和时隙交换三者的综合。

交换机控制，实施交换机接续操作的过程。分为人工控制与自动控制两种方式，后者又可分为布线逻辑控制和存储程序控制等。 2100433B

电子式自动电话交换机，用晶体管、集成电路等电子元件组成的电话交换机。有全电子式和半电子式两类。

全电子式交换机的接线器件和控制器件全部用电子元件组成，如*程控交换机。半电子式交换机只是控制器件采用电子元件，而话路接线器件多采用笛簧或剩簧等动作较快的接线器，其工作原理类似纵横制交换机。英国于20世纪60年代初开始研制半电子式交换机，我国于60年代末期开始研制，1981年正式生产，但产量不大。由于控交换机已推广应用，半电子式已不是发展方向。