存儲程序控制電子交換機

這種制式把傳統的“佈線邏輯控制”進化為“存儲程序邏輯控制”，可用於電話和非電話通信業務。

1945年人們就開始對程序控制交換技術進行探索。1955年，首次進行樣機試驗。1960年，完成商用試驗。1965年，正式開始設局商用。早期進入通信網使用的各種程控電子交換機的機型，幾乎都是按模擬話路（傳送模擬信號）進行交換的。近年來，隨着計算機技術、大規模集成電路技術、數字通信技術以及程控交換技術本身的迅速發展，程控電子交換機發展成為全數字型，注重應用微處理機,硬件和軟件採用模塊化結構,增強對綜合業務數字通信網（以下簡稱ISDN）的適應和兼容能力,引用反映程控交換特點的程序設計高級語言,編寫絕大部分源程序。

程控電子交換機由硬件和軟件組成。硬件是整機各部分有形的設備和實物的總稱，軟件是程序和數據的總稱。

包括：①處理機系統（即控制系統）的硬件，其中有按一定控制方式配置的處理機或微處理機（每個處理機均有它自己的運算和控制電路，即所謂中央處理單元）、總線系統、對受控系統的接口電路和控制系統內部的接口電路，以及用於存放程序和數據的內存儲器（一些功能較強的微處理機,實為單片中央處理單元,使用時要加配內存）。②話路系統的硬件，其中有交換接續網絡、對通信網的各種接口配合電路和對處理機系統的接口電路等。話路系統為通信提供信道，它按模擬話路或數字時分話路(時隙)為單位進行交換。應用於ISDN中的程控電子交換機，將既可實現單時隙交換又能實現多時隙交換。③輸入輸出系統(也稱計算機外圍)的硬件電路、接口電路及其外圍設備。外圍設備有磁帶機、磁盤機、電傳打字機、帶鍵盤的可視顯示單元和寬行打印機等。由外圍設備把信息送往處理機系統稱輸入，反之稱輸出。

包括：①程序，其中含有應用程序和操作系統程序兩大部分。應用程序的基本內容有呼叫處理程序、運行管理程序（如設備狀態管理、路由管理、話務負荷管理等程序）、各種局間接口配合程序、維護程序（包括對話路系統的維護和測試程序、對處理機系統的故障檢測、故障處理和診斷定位程序以及對輸入輸出系統的維護程序）和其他應用程序（如計費程序等）。操作系統的程序是對應用程序起着支援和管理作用的程序，主要有資源管理、管理軟件模塊之間的通信、作業調度和執行管理、重新啓動和重新裝入管理、對處理機系統的過負荷控制、時間監視等程序。每種程序，含有相應的程序邏輯和視實際需要設置的程序常數（源程序中常用符號常數，在目的程序中被賦值成為固定數據）。②數據，其中涉及用户數據和局數據,它們都可藉助於“人-機”對話的命令指定和修改參數值,因而是可變數據（也稱半固定數據）,如當某市話網的用户號碼位長由6位制升位為7位制時,或進行局間中繼網路的調整時，都只涉及修改有關的局數據，不涉及修改程序。

近代程控電子交換機的硬件和軟件都已實現模塊化，即可由積木式的模塊組成整機。任一模塊都有確定的功能。實用化的模塊可分為硬件模塊、軟件模塊和兼含硬件、軟件的模塊。模塊之間,彼此相對獨立,靠“接口”建立聯繫。“接口”有硬件接口和軟件接口之分。硬件接口由硬件電路實施電氣上的配合，軟件接口由軟件信號（或稱軟件信息）實現程序邏輯上的銜接和信息傳送上的關聯。只要合理設計接口方案，對任一模塊的改進和改錯，都將只涉及局部，不牽動整體，這樣，可以使整機在組成上具有靈活性和適應性。

話路系統的特徵和處理機系統的特徵，常被作為程控電子交換機分類的依據。按話路系統特徵可分：①數字型。數字話路通常採用脈碼調製方式(DCM),每話路的標準碼率為64千比特/秒。數字型的交換接續網絡，具有一定的組羣,內含PCM時分複用總線以及相應的時分級“T”（進行時隙交換）和空分級“S”（進行總線交換以及總線內的時隙交換），典型的組羣有T-S-T、T-S－S-T以及S-S-(S)-(S)等。②模擬型。模擬話路中傳遞的是模擬信號，其話路交換方式包括實線空分交換以及脈幅調製(PAM)的時分交換。模擬型程控電子交換機現已趨於淘汰。

按處理機系統的特徵分類則有：①採用集中控制的“一級處理”，系統中僅含有中央處理機。這是一種早期的系統結構。②採用分級控制的“兩級處理”，它由中央處理級和外圍處理級（也稱區域處理級）組成，兩級之間採用功能分擔。③取消中央處理機，採用分散控制的分級處理（可含2～3級結構層次），級間的功能按系統結構層次分工，分別實施終端的或系統的功能。各級各控制單元，全都採用微處理機。這種分散控制的突出優點是大大提高了系統可靠性。

程控電子交換機的特點有：①接續速度快。②大量節省機房面積。在裝機容量相同的前提下，數字型程控電子交換機的機房一般只及縱橫制機房面積的七分之一至十分之一。③性能靈活、多樣，方便用户。例如，用户在某程控局局界內搬遷，可不必改號；能靈便地向用户提供縮位撥號、熱線（免撥號接通）、免打擾、轉移呼叫、遇忙轉移、自動回叫、記存呼叫、鬧鐘服務、缺席服務、詢問呼叫和三方通話等服務；並有潛力滿足通信業務多樣化的要求。④對於通信網的網路環境適應性強。⑤顯著地減少維護工作量。⑥有利於在通信網內建立集中化和自動化的維護中心、網路管理中心等設施。⑦能靈活地佈設遠端用户集線器。⑧隨着大規模集成電路技術的迅猛發展,硬件費用有着大幅度下降的前景,其生命力將日益增強。⑨能接入通信網使用的程控電子交換機，都需要解決一整套的支援手段。例如，由軟件中心提供軟件生成支援，修理中心提供硬件修理支援，各級備件庫提供備件支援，各級維護中心提供維護指導支援，資料文件中心提供書面資料支援，培訓中心提供培訓和輪訓支援等等。⑩程控電子交換機通過裝入程序而具有智能。

通過選配應用軟件和硬件接口電路，程控電子交換機可適應不同的使用需要。例如，可用來裝備國際程控接口局、國內程控長話局、程控市話匯接局以及程控市話局和遠端用户集線器等。新一代的數字型程控電子交換機，將能在綜合業務數字通信網中布點建局。

任何一種程控電子交換機，即使硬件完好、電源正常和外線良好，機器仍不能工作。唯有在裝入正確的程序和數據之後,處理機才能投入工作,整機才具備活力。

程序和程控 　裝入機器中的程序，是機器能夠識別和懂得的一系列機器碼，即機器指令序列。不同功能的程序，具有不同的程序邏輯控制功能。程序邏輯是程序員思維邏輯的寫照，所以程控電子交換機能按人的設計意圖去執行各種控制功能，完成電話接續等任務。存放在程序存儲器中的程序，其每條機器指令均有一個確定的地址，據以進行寫入或讀出。裝入程序的過程，就是把程序中含有的機器指令序列按指令的地址逐條地寫入程序存儲器中存放起來。執行程序的過程，則是從程序存儲器中找出存放所需程序段的首址(即起始地址)，並依次逐條執行該程序段中的每條指令。這種按事先存儲起來的程序邏輯實施控制，即是“存儲程序邏輯控制”。

狀態和狀態遷移 　又稱狀態轉移。對於實現主、被叫用户之間的通信來説，話路系統受處理機的控制而動作，因而它是受控系統。但是，話路系統必須根據用户的要求和通話中發生的情況向處理機系統提供情況或提出接續處理的要求，才能使處理機系統得知“發生了什麼情況”或“提出了什麼要求”，據以判斷“下一步該怎麼辦”。否則，無從實施控制。話路系統提供的情況或提出的要求,是以狀態和狀態遷移來表達的。狀態,指的是相對穩定的接續狀態，包括主、被叫用户的各種接續狀態，以及局間中繼線的各種接續狀態。從一種相對穩定的接續狀態轉變到另一種邏輯關聯的相對穩定的接續狀態,即是狀態遷移,表示話路系統中發生了某種“事件”，有待處理機系統加以處理。

作業和作業調度 　作業是一種“程序執行單位”，它具有確定的邏輯功能，並可表示執行緩急程度的優先級。例如，為處理話路系統發生的“事件”而調用的作業，屬於呼叫處理級別的優先級，它低於處理機之間通信的優先級，但高於例測程序各作業的優先級。當處理機系統發生故障而調用維護程序中的作業時，則居於最高優先級。對於作業的調度,是由操作系統來掌管的,優先處理優先級較高的作業；在同一優先級中，則按該優先級的作業緩衝寄存器中的作業排隊次序處理。

電話交換的分時實時多重處理 　程控電子交換機擁有成千上萬個用户和許多局間中繼線，當處理機系統按電話通信業務的特點對話路系統發生的“事件”進行處理時，要求響應快（具有較強的實時性，否則，將可能丟失信息）,因此,處理機系統在進行呼叫處理時，就要採取類似於“話務員交叉操作”那樣的“分時實時多重處理”。就是説，正當處理機繁忙地處理許許多多呼叫時，不同的瞬間可分別為不同的用户工作（調用所需的作業）。對於其中某一接續來説，它受到的處理在時間上是間歇的,但前後調用的作業在邏輯上是銜接的,只要把呼叫處理程序的邏輯流程中涉及的作業依次執行，即可建立所需的接續。

呼叫處理 　呼叫處理程序由若干軟件模塊組成，每一軟件模塊又含有一定數量的作業。典型的作業有：主叫用户摘機後的主叫用户類別分析、選佔按鈕信號接收器處理、選佔軟記發器處理、發送撥音號處理、收存第一位號碼處理、收存下一位號碼處理、號碼分析、收存末位號碼處理、被叫用户類別分析、振鈴處理、被叫用户應答處理、建立通話等等。若以一次成功的局內接續為例，呼叫處理可分七個階段：①摘機識別和處理。當發現某主叫用户摘機，應隨即核對該用户的類別，即所謂主叫用户類別分析。值得説明的是，對於發起呼叫的主叫用户，雖在多數情況下將給予送撥號音，但也可能送回鈴音（對於“點對點”的熱線用户）或者不予送出任何信號音(若該用户被置成“呼出限制”的類別)。②送撥號音處理。這是指對一般主叫用户發起呼叫後的送撥號音處理。③收號和號碼分析處理。根據收號和號碼分析的結果,若被叫用户就在本局,而且該用户處於“示閉”狀態，則應及時置成“忙”狀態。④選定主、被叫用户之間的通路。⑤振鈴處理。此時向被叫用户話機送出鈴流，並向主叫用户送出振鈴迴音。⑥通話階段處理。被叫用户應答即是通話階段的開始，即只有當發生“被叫用户應答”的事件之後，話路系統才正式建立主、被叫用户之間的話路，並開始計費。⑦拆線處理。若主叫用户先掛機，將立即拆線；若被叫用户先掛機，則延遲一定時間釋放該次接續，其時限一般取為90～120秒。