程控电话呼叫的建立过程

            信息的交换有电路交换、报文交换和分组交换三种方式。电话交换普遍采用电路交换方式,自动转报采用报文交换方式,数据交换一般采用分组交换或电路交换方式。未来可能对话音/非话业务均采用快速分组交换技术。而分组交换是在报文交换基础上的发展。为此, 这里对三种交换方式作一简介,再着重说明程控电话呼叫的建立过程。
—、三种交换方式
1.电路交换(Circuit Switching)
            公用电话交换网(PSTN)普遍采用电路交换方式,发展到数字程控电话交换机,电路交换技术已相当先进和成熟。公用数据网也可采用电路交换方式,称为电路交换公用数据网(CifCuit Switched Public Data Network CSPDN)电路交换是一种电路之间的实时交换。当任一用户呼叫另一用户时,应立即在两用户间建立进行通信的电路连接。如果没有空闲的 电路,这次呼叫就不能建立而遭到损失。应配备足够的连接电路,使呼叫损失率在限定的范围之内。
电路交换的特点可以概括如下:
(1)需要在通信的用户间建立物理连接通路,从而又引起以下的特点:
①在通信前先要有通路建立过程。对于电话交换或数据交换, 都有相应的呼叫建立过程。
②能提供具有令人满意的服务等级的交换网络。
③在整个通信期间保持通路,只要用户不发出释放信号,即使在通信停顿时间,通路也仍然保持。
④在建路上任何部分的故障都会引起通信的中断。
(2)对数据交换不进行速率、码型的变换。
(3)对传送的信息无差错控制措施。
(4)被叫方已占用时送出忙信号,需要重新呼叫。
(5)超负荷时呼损率增加,但对已建立的通信不受影响。
(6)原封不动地传送数据,包括任何长度的信息传送,信息的丢失保护由用户处理。
            综上所述,电路交换是固定分配带宽,建立电路后,即使无信息传送也虚占电路,电路利用率低;要预先建立连接,有一定的接续时延,但通路建立后可立即传送大量信息,传输时延可以忽略无差错控制措施,对于数据交换的可靠性没有分组交换高。电路交换适合于电话交换、文件传送、高速传真,不适合猝发业务和对差错敏感的数据业务。
2.报文交换(Message Switching)
            报文交换也称为电文交换、信息交换,由于采用存储转发方式, 又称为存储转发交换(Store and Forward Switching),,
报文交换与电路交换不同,不需要提供双方的物理连接,而是将所接收的报文暂时存储。报文中除了用户要传送的信息以外,还有目的地址和源地址。交换节点要分析目的地址和选择路由,并排队等待 到有空闲电路时才发送到下一节点。公用网的电报自动交换是报文交换的典型应用。专用数据网中也有一些采用报文交换方式。
报文交换的特点概述如下:
(1)不建立物理连接而采用存储转发方式,在发送报文时才建 立路由连接;
(2)可以进行速率、码型的变换;
(3)可以多目的地址报文发送;
(4)有差错控制措施,对报文丢失的防卫是交换节点的功能;
(5)可以传送长报文,报文可存入后备文件;
(6)当被叫方忙或电路不空闲可以延时发送,超负荷时则时延 增加才报文发送;
            综上所述,由于报文交换在信息传送时才占用电路,与电路交换 比较,电路利用率较高。报文交换虽然不需要建立物理连接,但要先存储所接收的报文,并等到有空闲通路才能发送,因此有较大的时延。报文交换具有差错检测和纠正措施,传输信息的可靠性高;特别 是传统的报文交换是以可靠性为主要目标,具有报文的后备存储文件,使得可靠性更高。报文交换可进行速率、码型转换,并可以安排不 同的优先级和多地址发送,灵活性较好。因此,报文交换适用于文本传送,长度不限,着重于可靠性,而对时延要求不高、要求响应快的数 据传送则不适合。
3.分组交换(Packet Switching)
            分组交换也采用存储转发,但与报文交换不同:宕将要传送的信 息分为若干个分组,交换节点对所收到的各个分组分谕处理,以发送到能达到目的弛的下一节点。分组也可称为包,因此分组交换又可称为包交换。每个分组中除了要传送的数据外,还有地址信息和其它控制信息地址信息是交换节点选择路由的依据,分组长度是一个重要问题。分组太长会增加时延,因为每个分组必须完整地接收以后才能进行差错控制,从而再转发出去分组太短会使得包头在分组中所占比重上升,而使开销增加,而且会使得在终端节点对分组重新装配的处理复杂化,特别是当各个分组不按原有顺序到达时,处理更为复杂。因此,分组长度的选择是时延和处理开 销之间的折衷。
            分组交换提供两种服务类型:数据报和虚电路。数据报(Data gram——DG)的特点是,每个分组的包头含有全部目的地址和源地址,以及其它附加信息(如分组优先级),各个中间节点对每个分组独立处理,按路由表和目的地址选择当前到达目的地的最佳路由。路由表可以动态更新,同一报文的各个分组可沿不同路由到达目的节点, 也就可能不按各个分组的原有顺序到达。虚电路(Virtual Circuit—— VC)的特点是,在用户数据传送前先通过发送呼叫请求分组,要求建立虔电路。一旦虚电路建立后,属于同一用户进程的数据分均浩这一虚电路传送,直到传送结束再拆除虚电路。这种电路连接不周于电路交换中的物理连接,而是逻辑信道的连接,因此称为虚电路日条物理链路可同时建立许多的逻辑信道连接。一个分组式终端也可以同时建立多个虚电路连接。分鲍交换方式的电路利用率比报文交换更高,采用虚电路时有点建立时延,但只要收到第一个分组即可转发,亦即以分组为单位边收边发因此时延比报文交换要小,分组交换对猝发业务有较高效率,对大批量长时间占用的数据业务不适应,当然也不适合电话交换。但分组交换对未来发展的适应性强,快速分组交换也可尊用于电话交换。
二呼叫遽立过程
            采用电路交换时必须先有呼叫建立过程。这里说明程控电话呼叫建立过程。程控电话交换接续中的呼叫建立过程分为若干个阶段,可以概括如下:
1.呼叫的检测
            电话交换机应能随时检测呼叫的发生,确定呼叫源是哪一个主叫用户或入中继,并将呼叫源接至一个地址信号接收器,以作好接收地址信号的准备。对于本局呼叫而言,应向主叫送出拨号音,表示主叫可以开始拨号。从主叫摘机呼出到听到拨号音可称为预选阶段,或叫做拨号音接续。
程控电话交换机在预选阶段应完成的基本功能如下:
(1)主叫摘机的检测
            主叫用户摘机呼出时,用户电路应能反映用户回路状态的变化, 这就是用户电路的基本功能(BORSCHT功能)中的“监视”(S)功 能。处理机应能通过扫描读取回路状态信息,由软件判别是否发生了 状态变化。也可以由硬件进行失配判别,再传送给处理机。应查明主 叫用户的设备码,记录呼出事件。
(2)查明主叫的类别
            主叫的类别有用户线类别(Class of Line——COL)、服务类别 (Class of Service——COS)、话机类型等。用户线类别有独用线、同 线、投币公用电话、小交换机用户等,服务类别包括呼出范围的限制 等级和新服务性能的使用登记等,话机类型有号盘话机、发送双音多 频信号(DTMF)的按钮话机或两者兼具。
不同的用户类别导致不同的处理方式。例如,要根据用户是发送 拨号脉冲还是DTMF信号,来决定所接入的接收器类型。对于数字程 控交换机,检测拨号脉冲就在用户电路监视点,实际上不需要再接入 硬设备的接收器。又如,对于登记了延迟热线新服务性能的用户,应 在规定的几秒钟内拨出第一位号码,否则将接到所指定的热线用户。
(3)选择一个空闲的地址信号接收器
            对于按钮话机用户,应选择一个空闲的双音信号接收器,并选择 和建立主叫用户至双音接收器的通路。对于号盘话机,前已述及,不需要专门的接收器,而由软件来判别。
(4)送出拨号音
            数字化的拨号音由音信号发生器产生,经交换网络而送往主叫用户。
(5)存储块的分配
            每个呼叫发生后,有许多与该呼叫有关的信息需要保存,以作为 呼叫处理的依据。一种通常的方法是对每个呼叫分配厂个存储块,可称为呼叫控制块(Call Control Block——CCB)O还奇能需要一些暂时使用的存储块,例如用于处理机之间通信的存储块。各种存储块的分配和归还应统一管理。对于入局呼叫,应能检测入中继电路上收到的占用信号,可以根据入中继电路相应的扫描点上的谒辑值变化而由软件来判别。检测到入中继占用后,应选择空闲的多频信号接收器,并通过交换网络与 入中继接通。对于数字交换机,当然是数字化的多频信号接收器。如果采用共路信令,各种信令均不在话路上传送,而是集中在共用的信 令数据链路上传送,从7号共路信令消息信号单元格式,软件可以判别信令的性质(如占用信令)以及是哪一条入中继电路上的信令。
2.地址信令接收
            本局呼叫中的主叫听到拨号音后,开始发送地址信令。程控电话交换机应该以足鼠快的扫描周期,来检测和识别地址信令。对于号盘脉冲,要能识别每一个脉冲的到来和两位数字之间的位间隔。脉冲扫描周期通常为8ms至10ms左右,位间隔扫描约为100ms左右。对于双音信号,识别的是每一个有效的数字,扫描周期比脉冲扫描可长一 些。 入局呼叫时,处理机应以一定周期读取双音接收器所收到的数字。数字化的MFC信号经过多频接收器后,转换成二一十进制码存放在约定存储区内,等待处理机读取。如果采用7号共路信令, 则将从信令数据链路上收到对应于该入电缝的地址信令。
3.数字分析
            数字分析的主要任务是根据地址信令的前几位判定接续性质: 本局呼叫、出局呼叫、入局呼叫、汇接呼叫、长途呼叫、特种业务呼叫等,也可能是新服务性能的登记、使用或取消。呼叫源为本局用户时,按照所拨的局号,可以判别是本局呼叫还是出局呼叫,如果首位为0,表示是长途呼叫或国际呼叫首位是1, 表示是特种业务呼叫或长途半自动等业务,也可能是与新务性能 ,按照所收到的前几位号码,也可以区分是入 局来话嚎叫还是汇接呼叫。能够确定应接收的号长。对于出局呼叫、长途呼叫、 汇接呼叫,还可以得到对应的出中继群号码、信令方式和计费方式等 数据,以作为下一阶段呼叫处理的依据。程控交换机是由软件根据表格中的数据逐级查表而进行数字分析。
4.路由选择
            路由选择的任务,是从对应于呼叫去向的中继线群中选择一条空闲的中继线。如果中继线全忙而存在迂回路由,应转向迂回路由选择空闲中继线。显然,当呼叫去向不属于本局范围时才需要路由选择。对于本局呼叫或入局呼叫,已经收到了属于本局的被叫用户号码,应测试其忙闲状态。不论呼叫类型是哪一种,总是要确定该呼叫源应该接通到本交- 换机交换网络上的哪一个终端,这样才能进行连通。对于本局呼叫和 入局呼叫,目的终端就是本局的被叫用户;对于出局呼叫、长途呼叫、 汇接呼叫等而言,目的终端应为对应的路由中的一条空闹出中继线只要确定了去向就可以开始路由选择,并在废粪择的中继线上发送必要的地址信令。局间发码可以有两种方式。一种是边收边发的重叠(Overlap)方式,即接收呼叫源发来的地址信令的同时又向他局发码,可以加快接续速度。另一种是集总(En bloc)方式,要收齐呼叫源发来的地址信令后才开始发码。
5.通路选择
            通路选择的任务是在呼叫源与目的终端之间,在交换网络中选择一条空闲的通路。按照不同的呼叫类型,通路的两侧可能是主叫用户与被叫用户,主叫用户与出中继,入中继与被叫用户,或者是入中继与出中继。目的终端如果是出中继而找不到空闲通路时,可以换选另一条空闲的出中继再进行通路选择,叫做二次选试,以降低阻塞率。如果交换网络的阻塞率甚微,已满足服务质量要求,则不一定进行二次选试。通路选择由软件按照链路忙闲表来完成。要将通路接通还得通过驱动命令,使交换网络执行接通的操作。通路的驱动一般要等到发码结束或所呼叫的本局用户应答时才执行,但通路选定后应立即改忙。所选定的通路识别码应保存在呼叫控制块中。
6.拆铃和监视
            对于本局呼叫,如果被叫空闲而且选到空闲通路,即向被叫振铃,向主叫送出回铃音。在数字程控交换机中,通过驱动用户电路中的振铃继电器,可将振铃电流经用户电路而送往被叫用户;数字化的回铃音则通过交换网络,经主叫用户电路变成模拟信号送往主叫。振铃包括立即振铃(连续几百毫秒)和断续振铃。在振铃中应监视被叫用户的应答。
7.通话和监祝
            当检测到被叫应答,应立即切断振铃(Ring trip)和回铃音,驱动所选择的通路,从而进入逋话状态。在通话状态应不断监视主叫和被叫的回路状态,以检测任一方的挂机。
在通话中还可能使用新服务性能。例如呼出第三方,形成三方通 话或询问第三者,用户可拍打一下叉簧或按话机上的R按钮,使用户回路产生短暂的中断。为此,程控交换机要用时限监视来区分拍叉簧信号和挂机信号,以作出不同的处理。当判别为拍叉簧信号,应将用户接到地址信号接收器,准备接收所拨的第三方号码,并且保持原已建立的通路。
8.话终释放
            主叫方挂机后产生前向释放(Clear forward)信令,被叫方挂机 后产生后向释放(Clear backward)信令。程控交换机检测到前向或后向释放信令后,应按规定的复原方式进行处理。一种常用的复原方式是主叫挂后立即释放,被叫挂机后延时释放,延时未到而被叫又取机,仍可与主叫通话。释放操作涉及硬件通路的清除,软件中通路忙闲信息的更改,以 及用户状态的更改。如果一方用户未挂机,可将其状态暂时改为锁定 (parking),而以一定的周期来检测其挂机。

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