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怎样提高程控交换软件的可靠性

发布时间: 2022-11-04 01:10:09

1. 请简述如何提高通信传输的可靠性

从信号层面讲,提高通信的可靠性就是要提高信噪比。从编码的角度来说,提高通信的可靠性可以采取良好的纠检错码。从设备层面讲,就是要提高设备的平均故障时间的这个指标。

2. 什么是软件的可靠性他包括哪些要素

1983年美国IEEE计算机学会对“软件可靠性”作出了明确定义,此后该定义被美国标准化研究所接受为国家标准,1989年我国也接受该定义为国家标准。该定义包括两方面的含义: (1)在规定的条件下,在规定的时间内,软件不引起系统失效的概率; (2)在规定的时间周期内,在所述条件下程序执行所要求的功能的能力; 其中的概率是系统输入和系统使用的函数,也是软件中存在的故障的函数,系统输入将确定是否会遇到已存在的故障(如果故障存在的话)。
软件可靠性是关于软件能够够满足需求功能的性质,软件不能满足需求是因为软件中的差错引起了软件故障。软件中有哪些可能的差错呢? 软件差错是软件开发各阶段潜入的人为错误: 1.需求分析定义错误。如用户提出的需求不完整,用户需求的变更未及时消化,软件开发者和用户对需求的理解不同等等。 2.设计错误。如处理的结构和算法错误,缺乏对特殊情况和错误处理的考虑等。 3.编码错误。如语法错误,变量初始化错误等。 4.测试错误。如数据准备错误,测试用例错误等。 5.文档错误。如文档不齐全,文档相关内容不一致,文档版本不一致,缺乏完整性等。 从上游到下游,错误的影响是发散的,所以要尽量把错误消除在开发前期阶段。 错误引入软件的方式可归纳为两种特性:程序代码特性,开发过程特性。 程序代码一个最直观的特性是长度,另外还有算法和语句结构等,程序代码越长,结构越复杂,其可靠性越难保证。 开发过程特性包括采用的工程技术和使用的工具,也包括开发者个人的业务经历水平等。 除了软件可靠性外,影响可靠性的另一个重要因素是健壮性,对非法输入的容错能力。 所以提高可靠性从原理上看就是要减少错误和提高健壮性。

3. 程控交换机有哪三个技术特点

1. 体积小,重量轻,功耗低,它一般只有纵横制交换机体积的1/8-1/4,大大压缩了机房占用面积,节省了费用。
2. 能灵活的向用户提供众多的新业务服务功能。由于采用SPC技术,因而可以通过软件方便的增加或修改交换机功能,向用户提供新型服务,如缩位拨号、呼叫等待、呼叫传递、呼叫转移、遇忙回叫、热线电话、会议电话,给用户带来了很大的方便。
3. 工作稳定可靠、维护方便,由于程控交换机一般采用大规模集成电路(LSI)电路或专用集成电路(ASIC),因而有很高的可靠性。它通常采用冗余技术或故障自动诊断措施,以进一步提高系统的可靠性。此外,程控交换机借助故障诊断程序对故障自动进行检测和定位,以及时地发现与排除故障,从而大大减少了维护工作量。系统还可方便地提供自动计费,话务量记录,服务质量自动监视,超负荷控制等功能,给维护管理工作带来了方便。
4. 便于采用新型共路信号方式(CCS,Common Channel Signalling) 。由于程控交换机与数字传输设备可以直接进行数字连接,提供高速公共信号信道,适于采用先进的CCITT 7号信令方式,从而使得信令传送速度快、容量大、效率高,并能适应未来新业务与交换网控制的特点,为实现综合业务网(ISDN,Integrated Services Digital Network)创造必要的条件。
5. 易于与数字终端,数字传输系统联接,实现数字终端,传输与交换的综合与统一。可以扩大通信容量,改善通话质量

4. 如何在软件测试阶段有效的提高软件质量

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在实际工作中,可通过以下几个途径提高软件的可测试性:减少并控制需求的变更;加强软件可测试性的设计;重视并规范技术文档的编写。
1 减少并控制需求的变更
用户需求可分为如下三个层次:基本需求、预期需求和扩展需求三类。其中预期需求是明示的,而基本需求和扩展需求是非明示的。所谓扩展需求是指这些特征在用户的期望范围之外,并且当其存在时将是非常令人满意的。由于种种原因,软件的需求不确定性是客观存在的,是不可避免的,软件规模越大,研制周期越长,需求的不确定性就越大。软件需求不确定性原因主要包括:用户在表述需求时常常带有不确定性与模糊性;随着开发进程的推进,用户对所建应用系统理解的不断深入,对原来模糊的或非明示的需求有了新的认识,随时会提出需求的变更;由于开发人员的领域知识的局限性,导致引发对需求的误解;用户需求的获取过程与描述形式往往采用非形式化的自然语言,以及自然概念中存在的本质矛盾,使需求的规范描述发生困难。
(1)识别项目需求
识别项目需求是项目成功的关键,为了减少需求的不确定性,首先应充分认识确定需求的重要性,通过与用户的沟通,使用户能充分认识到软件需求的变更对软件质量、进度和成本的影响,积极参与到确定软件需求的活动中,达到在进行软件设计前尽量确定软件需求的目的。同时在识别项目需求时,除了用户明示的需求外,还需关注用户基本需求,用户基本需求常常体现在项目的领域知识、项目所在行业的相关标准等方面。实践证明,开发人员对领域知识掌握的程度直接影响到项目需求的确定,开发人员通过对领域知识的积累有助于项目需求的确定。
(2)需求文档化及需求评审
按照软件工程化要求,用户应该向研制方正式提交需求文档,研制方根据用户需求进行需求分析形成产品需求,用户需求及产品需求均需文档化并经过评审,以尽早发现不合理的需求。
(3)需求管理、需求变更的控制
在系统研制过程中应对需求进行管理,首先建立需求库及需求跟踪矩阵,在需求跟踪矩阵中反映研制各阶段工作产品与需求的对应关系,并对需求进行需求的双向跟踪。
(4)采用软件需求管理工具
采用需求管理工具,可以提高需求管理工作流程的自动化程度,使需求管理可以在项目实施过程中得到有效地推行。需求管理工具可以在整个项目生命周期内,帮助团队有效地协作,将需求的变更信息及时传送到团队的每个成员,可以使跨项目团队的所有成员都能掌握必要的需求详细信息,并对软件项目规划、项目跟踪与监督实施管理。

2 加强软件可测试性设计
在项目设计阶段应注重对软件可测试性的设计。项目负责人可根据项目具体情况对软件可测试性提出具体要求,对软件注释率、软件模块规模、模块圈复杂度、基本圈复杂度、操作数的个数以及过程出口个数等进行规定,在软件设计及编程阶段严格按照规范执行,可有效地提高软件测试效率。实践证明,如果在项目设计阶段不进行软件可测试性的设计,待软件完成后再根据可测试性要求对软件进行修改完善常常需要花费巨大的人力和物力,同时大量修改对软件质量也会带来不利影响。

3 重视并规范技术文档的编写
技术文档不仅是开发人员进行信息交流的手段,也是测试人员进行测试的依据。所以软件相关文档应描述明确详细,组织合理,并根据需求和设计的变更及时更新。同时为了给独立测试人员提供更多的信息,在技术文档中可增加各软件模块的重要程度、重用性及测试历史等信息,使得独立测试人员可以合理分配精力,对重要软件进行重点测试,减少不必要的重复劳动,提高测试效率。

3、软件测试方法与组织

3.1 软件测试方法
软件模块级测试分为白盒测试和黑盒测试。黑盒测试注重于测试软件的功能性需求,试图发现功能缺陷或遗漏、界面错误、数据结构或外部数据库访问错误、性能错误及初始化和中止等类型的错误。白盒测试依赖对程序细节的严密检验,对软件的逻辑路径进行测试,在不同的程序点检验“程序的状态”以判定预期状态或待验证状态与真实状态是否相符。在软件测试中,常常结合黑盒和白盒两种测试方法,相互补充。

3.2 软件测试人员
软件测试可由软件开发人员、独立测试人员或用户进行。在组织软件测试时,可根据不同人员的特点进行组织,使得各类测试相互补充。
软件开发人员熟悉软件需求及被测软件,清楚各软件模块的重要程度和相互关系,了解各软件模块以前的测试及修改等历史情况,可以有针对性地进行测试;软件开发人员和用户交流较为方便,在测试中能够发现与需求不一致的软件错误。但是开发人员急于证明他们的程序是毫无错误的,是按照用户的需求开发的,而且完全能够按照预定的进度和预算完成,这将影响开发人员完成相关测试任务。
独立测试人员应具备较强的测试理论水平和测试经验,熟练掌握软件测试工具,并知悉被测软件的功能需求才能够对软件进行系统全面的测试。但独立测试人员有时会缺乏相应领域的专业知识,主要测试依据是用户的技术要求及开发人员在软件研制过程中形成的文档,一方面这些文档中缺乏对用户基本需求的描述;另一方面,独立测试人员常常需通过开发人员来进行需求的理解,因此在软件测试中有时无法发现软件不满足需求方面的错误。但这种错误往往从用户角度来看是最严重的。同时,独立测试人员由于对各软件模块的重要性及相互关系了解不深。有时会影响测试效率。
在条件允许的情况下,软件完成后可提交用户试用。用户在试用中根据实际使用需求进行操作,其中包括各种正常操作流程和非正常操作流程。用户试用可有效检验软件是否满足用户需求,同时在用户试用中对软件的可靠性等方面也同步进行了测试。因为用户试用方式同实际使用方式非常接近,所以通过用户试用获得好评的软件基本可以满足今后的实际使用要求。

3.3 提高软件测试效率的方法
为了提高软件测试效率,测试人员需要熟悉掌握软件涉及的领域知识,了解软件各项功能的重要程度和成熟程度,掌握测试理论和工具;用户是验证需求正确性的主导力量,应充分发挥用户的积极作用。
在组织软件测试时,可通过以下几个方面提高软件测试效率:
根据不同测试人员的特点进行测试分工,单元测试应以软件开发人员为主进行,以保证每个单元能够完成设计的功能。在很多情况下,集成测试也可以开发人员为主进行。当软件体系结构完成后,独立测试机构介人;
软件测试人员应注重与用户的沟通,及早发现需求分析、理解不合理的问题,避免今后花费大量的资源和时间进行改正;
对于软件开发人员,需加强测试方法的培训,提高自我测试的效率;
在选择独立测试人员时,尽量选择比较熟悉了解被测软件相关领域知识的人员;
独立测试人员应该在软件开发的需求阶段就参与项目的研制,以便更好地制定测试计划、确定测试目标及编写测试用例。通过找出项目中关键的模块和出错率高的模块,可使测试首先集中在最重要的部分,避免发生把过多时间花费在非重要模块的测试而没有时间测试重要的模块的情况;
被测软件在测试中发现了问题,要进行有组织的分析研究,然后权衡利弊进行规范化修改,避免反复修改,反复测试;
规范软件配置管理,通过管理及技术手段,对软件和文档版本进行控制,保障软件测试的有效性。

4、结束语

实践证明,通过提高被测软件的可测试性,以及合理组织软件测试工作,可以有效地提高软件测试效率。随着软件测试的重要性得以承认,软件测试阶段在整个软件开发周期中所占的比重也日益增大。为了将缺陷和错误消灭在萌芽之中,软件测试将逐步发展成为软件开发每一阶段都要进行而且需要反复进行的活动。软件测试中大量的工作是机械的、重复的、枯燥的和非智力的,但逐步加强软件自动化测试的研究和推广将是今后软件产业的发展趋势。

5. 软件质量可靠性是什么因素影响的

软件可靠性是关于软件能够够满足需求功能的性质,软件不能满足需求是因为软件中的差错引起了软件故障。软件中有哪些可能的差错呢?

软件差错是软件开发各阶段潜入的人为错误:

1.需求分析定义错误。如用户提出的需求不完整,用户需求的变更未及时消化,软件开发者和用户对需求的理解不同等等。

2.设计错误。如处理的结构和算法错误,缺乏对特殊情况和错误处理的考虑等。

3.编码错误。如语法错误,变量初始化错误等。

4.测试错误。如数据准备错误,测试用例错误等。

5.文档错误。如文档不齐全,文档相关内容不一致,文档版本不一致,缺乏完整性等。

从上游到下游,错误的影响是发散的,所以要尽量把错误消除在开发前期阶段。

错误引入软件的方式可归纳为两种特性:程序代码特性,开发过程特性。

程序代码一个最直观的特性是长度,另外还有算法和语句结构等,程序代码越长,结构越复杂,其可靠性越难保证。

开发过程特性包括采用的工程技术和使用的工具,也包括开发者个人的业务经历水平等。

除了软件可靠性外,影响可靠性的另一个重要因素是健壮性,对非法输入的容错能力。

所以提高可靠性从原理上看就是要减少错误和提高健壮性。

(参考资料:CSDN博客)

6. 如何提高PLC系统的可靠性

PLC由于具有功能强、程序设计简介,维护方便等优点,特别是高可靠性、较强的适应恶劣工业环境的能力,目前广泛应用于机械、冶金、化工、轻工、电力、汽车等行业领域。PLC的应用使得其所控制的设备、系统的效率与可靠性相对于单纯的继电器控制系统大大加强。虽然PLC具有很高的可靠性,并且有很强的抗干扰能力,但在过于恶劣的环境或安装使用不当等情况下,都有可能引起PLC内部信息的破坏而导致控制混乱,甚至造成内、外部元件损坏,影响系统的正常工作。为了提高PLC系统运行的可靠性,使用时应注意以下几个方面的问题。
一、适合的工作环境
1.环境温度适宜--各生产厂家对PLC的环境温度都有一定的规定。通常PLC允许的环境温度约在0~55℃。因此,安装时不要把发热量大的元件放在PLC的下方;PLC四周要有足够的通风散热空间。
2.环境湿度适宜-PLC工作环境的空气相对湿度一般要求小于85%(无凝露),以保证PLC的绝缘性能。湿度太大也会影响模拟量输入/输出装置的精度。因此,不能将PLC安装在结露、雨淋的场所。
3.注意环境污染--不宜把PLC安装在有大量污染物(如灰尘、油烟、铁粉等)、腐烛性气体和可燃性气体的场所,尤其是有腐蚀性气体的地方,易造成元件及印刷线路板的腐蚀。如果只能安装在这种场所,在温度允许的条件下,可以将PLC封闭;或将PLC安装在密闭性较高的控制室内,并安装空气净化装置。
4.远离振动和冲击源--安装PLC的控制柜应当远离有强烈振动和冲击场所,尤其是连续、频繁的振动。必要时可以采取相应措施来减轻振动和冲击的影响,以免造成接线或插件的松动。
5.远离强干扰源--PLC应远离强干扰源,如大功率晶闸管装置、高频设备和大型动力设备等,同时PLC还应该远离强电磁场和强放射源,以及易产生强静电的地方。
二、合理的安装与布线
1. 注意电源安装
电源是干扰进入PLC的主要途径。PLC系统的电源有两类:外部电源和内部电源。PLC对于电源线带来的干扰具有一定的抵御能力。在可靠性要求很高或电源干扰特别严重的环境中,可以安装一台带屏蔽层的隔离变压器,以减少设备与地之间的干扰。还可以在隔离变压器二次侧串接LC滤波电路。同时,在安装时还应注意以下问题:
1) 隔离变压器与PLC和I/O电源之间最好采用双绞线连接,以控制串模干扰;2) 系统的动力线应足够粗,以降低大容量设备起动时引起的线路压降;3) PLC输入电路用外接直流电源时,最好采用稳压电源,以保证正确的输入信号。否则可能使PLC接收到错误的信号。
2. 远离高压
PLC不能在高压电器和高压电源线附近安装,更不能与高压电器安装在同一个控制柜内。在柜内PLC应远离高压电源线。
3. 合理的布线
1) I/O线、动力线及其它控制线应分开走线,尽量不要在同一线槽中布线。2) 交流线与直流线、输入线与输出线最好分开走线。3) 开关量与模拟量的I/O线最好分开走线,对于传送模拟量信号的I/O线最好用屏蔽线,且屏蔽线的屏敝层应一端接地。4) PLC的基本单元与扩展单元之间电缆传送的信号小、频率高,很容易受干扰,不能与其它的连线敷埋在同一线槽内。5)PLC的I/O回路配线,必须使用压接端子或单股线,不宜用多股绞合线直接与PLC的接线端于连接,否则容易出现火花。6) 与PLC安装在同一控制柜内,虽不是由PLC控制的感性元件,也应并联RC或二极管消弧电路。
三、正确的接地
良好的接地是PLC安全可靠运行的重要条件。为了抑制干扰,PLC一般最好单独接地,与其它设备分别使用各自的接地装置,如图1(a)所示;也可以采用公共接地,如图1(b)所示;但禁止使用如图1(c)所示的串联接地方式,因为这种接地方式会产生PLC与设备之间的电位差。

2.热备用系统
热备用系统的结构较冗余系统简单,虽然也有两个CPU模块在同时运行一个程序,但没有冗余处理单元RPU。系统两个CPU模块的切换,是由主CPU模块通过通信口与备用CPU模块进行通信来完成的。如图3(b)所示,两套CPU通过通讯接口连在一起。当系统出现故障时,由主CPU通知备用CPU,并实现切换,其切换过程一般较慢。
七、结论
PLC控制系统中的干扰是一个十分复杂的问题,在PLC本身的可靠性很高的情况下,影响控制系统可靠性的主要因素是输入信号元件和输出执行元件。通过采用成熟技术和高质量的输入输出元器件,合理配置PLC硬件和软件资源,并充分利用PLC内部软元件设计PLC控制系统故障检测与诊断程序,屏蔽输入元件的误信号,防止输出元件误动作,对关键元器件实行软、硬双重保护,就可以确保控制系统安全可靠地运行。

7. 1 提高软件质量和可靠性的技术有哪些

说到底是提高软件质量的方法,什么样的方法呢?可靠性方法。
如cmm,6s等是软件质量控制、管理及提高的可靠性方法。

8. 软件可靠性的影响因素

软件可靠性是关于软件能够满足需求功能的性质,软件不能满足需求是因为软件中的差错引起了软件故障。软件中有哪些可能的差错呢?
软件差错是软件开发各阶段潜入的人为错误:
1.需求分析定义错误。如用户提出的需求不完整,用户需求的变更未及时消化,软件开发者和用户对需求的理解不同等等。
2.设计错误。如处理的结构和算法错误,缺乏对特殊情况和错误处理的考虑等。
3.编码错误。如语法错误,变量初始化错误等。
4.测试错误。如数据准备错误,测试用例错误等。
5.文档错误。如文档不齐全,文档相关内容不一致,文档版本不一致,缺乏完整性等。
从上游到下游,错误的影响是发散的,所以要尽量把错误消除在开发前期阶段。
错误引入软件的方式可归纳为两种特性:程序代码特性,开发过程特性。
程序代码一个最直观的特性是长度,另外还有算法和语句结构等,程序代码越长,结构越复杂,其可靠性越难保证。
开发过程特性包括采用的工程技术和使用的工具,也包括开发者个人的业务经历水平等。
除了软件可靠性外,影响可靠性的另一个重要因素是健壮性,对非法输入的容错能力。
所以提高可靠性从原理上看就是要减少错误和提高健壮性。

9. 控制系统提高可靠性的途径有哪些在硬件和软件方面各有什么措施

补充:个人电脑基本都是靠软件解决的。硬件方面投入太贵,如果不是相当重要的没有必要。

10. 程控交换机的基本原理

它是程序控制的,由时分复用网络进行物理上的电路交换的一种电话接续交换设备。
结构有很多种,常见的有集中控制、分散控制或两者结合。
技术指标有很多,BHCA/呼损接通率,无故障间隔时间等。
电话交换机就控制方式而论,主要分两大类:
1.布线逻辑控制(WLC,Wired Logic Control)它是通过布线方式实现交换机的逻辑控制功能,.通常这种交换机仍使用机电接线器而将控制部分更新成电子器件,因此称它为布控半电子式交换机,这种交换机相对于机电交换机来说,虽然在器件与技术上向电子化迈进了一大步,但它基本上继承与保留了纵横制交换机布控方式的弊端,体积大,业务与维护功能低,缺乏灵活性,因此它只是机电式向电子式演变历程中的过度性
产物.
2.存储程序控制(SPC,Stored Program Control)它是将用户的信息和交换机的控制,维护管理功能预先变成程序,存储到计算机的存储器内.当交换机工作时,控制部分自动监测用户的状态变化和所拨号码,并根据要求执行程序,从而完成各种交换功能.通常这种交换机属于全电子型,采用程序控制方式,因此称为存储程序控制交换机,或简称为程控交换机.

程控交换机按用途可分为市话,长话和用户交换机;按接续方式可分为空分和时分交换机。
程控交换机按信息传送方式可分为:模拟交换机和数字交换机。

由于程控空分交换机的接续网络(或交换网络)采用空分接线器(或交叉点开关阵列),且在话路部分中一般传送和交换的是模拟话音信号,因而习惯称为程控模拟交换机,这种交换机不需进行话音的模数转换(编解码),用户电路简单,因而成本低,目前主要用作小容量模拟用户交换机。

程控时分交换机一般在话路部分中传送和交换的是模拟话音信号,因而习惯称为程控数字交换机,随着数字通信与脉冲编码调制(PCM)技术的迅速发展和广泛应用,世界各先进国家自60年代开始以极大的热情竞相研制数字程控交换机,经过艰苦的努力,法国首先于1970年在拉尼翁(Lanion)成功开通了世界上第一个程控数字交换系统E10,它标志着交换技术从传统的模拟交换进入数字交换时代。由于程控数字交换技术的先进性和设备的经济性,使电话交换跨上了一个新的台阶,而且对开通非话业务,实现综合业务数字交换奠定了基础,因而成为交换技术的主要发展方向,随着微处理器技术和专用集成电路的飞跃发展,程控数字交换的优越性愈加明显的展现出来。目前所生产的中大容量的程控机全部为数字式的。

程控用户交换机的类型与功能

(1).用户交换机的作用

用户交换机是机关工矿企业等单位内部进行电话交换的一种专用交换机,其基本功能是完成单位内部用户的相互通话,但也装有出入中继线可接入公用电话网的市内网部分和网中用户通话(包括市通话,国内长途通话和国际长话)。由于这类交换机系单位内部专用,故可根据用户需要增加若干附加性能以提供使用上的方便。因此这类交换机具有较大的灵活性。

用户交换机是市话网的重要组成部分,是市话交换机的一种补充设备,因为它为市话网承担了大量的单位内部用户间的话务量,减轻了市话网的话务负荷。另外用户交换机在各单位分散设置,更靠近用户,因而缩短了用户线距离,节省了用户电缆。同时用少量的出入中继线接入市话网,起到话务集中的作用。从这些方面讲,使用用户交换机都有较大的经济意义。因此公用网建设中,不能缺少用户交换机的作用。

用户交换机在技术上的发展趋势是采用程控用户交换机,采用新型的程控数字用户交换机不仅可以交换电话业务,而且可以交换数据等非话业务,做到多种业务的综合交换,传输。为各单位组建综合业务数字网(ISDN)创造了条件。目前已可接入ISDN用户。SOPHO是世界上首部能处理ISDN业务的综合信息交换机,无论是提供的接口还是信令方式完全符合ISDN的规范。可以坚信,在未来的ISDN网中程控数字用户交换机将发挥巨大的作用。

(2).程控用户交换机的类型

程控用户交换机有很多种类型,从技术结构上划分为程控空分用户交换机和程控数字用户交换机两种。前者是对模拟话音信号进行交换,属于模拟交换范畴。后者交换的是PCM数字话音信号,是数字交换机的一种类型。

如果从使用方面进行分类,可分为通用性程控用户交换机和专用型程控用户交换机两大类。通用型适用于一般企业、事业单位、工厂、机关、,学校等以话音业务为主的单位。容量一般在几百门以下,且其内部话务量所占比重较大,一般占总发话话务量的70%左右。目前国内生产的200门以下的程控空分用户交换机均属此种类型,其特点是系统结构简单,体积较小,使用方便,价格便宜,维护量较少。专用型适用于各种不同的单位,根据各单位专门的需要提供各种特殊的功能。下面分别说明几种专用型程控用户交换机:

一.宾馆型

宾馆型程控用户交换机出入局话务量大,不需要直接拨入功能(DID),为此话务台功能要强。为满足客人打长途电话的需要,应具有PAMA(Private Automatic Message Accounting)计费功能。为满足宾馆客房管理软件,提供了以下功能:
1).房间控制:客人离店结帐电话自动闭锁。
2).留言中心:对临时外出的客人的来话呼叫,提供留言服务。
3).客房状态:随时提供客房占用,空闲,是否打扫的情况。
4).自动叫醒:按客人需要,准时叫醒客人。
5).请勿打扰:为客人提供安静环境,客人在电话输入指令后,任何电话不能呼入,但超过一定时限失效。
6).综合话音和数据系统:使商务办公人员通过个人计算机从远处计算机或数据库,取得重要商业信息及资料。

二. 医院型:

这是装有医院特点软件的专用程控交换机 。软件功能中除具有宾馆功能外,还具有呼叫寄存,呼叫转移,病房紧急呼叫,热线电话及配合救护车的移动通信接口的功能。

三.银行型:

银行型专用软件包括总行和分行间的通信联络,呼叫代答,警卫线路,外线保留等。同时具备办公自动化PABX的功能。

四.办公自动化型:(OA)

1.办公室人员需要最现代化的话音通道程控交换机完成一流的话音通信要求。呼出要求快速自动直拨,即缩位拨号功能。呼入要求全自动呼入,即DID(Direct Inward Dialling)功能,避免话务员介入,提高效率。
2. 要解决办公桌的微机通过程控交换机使用内部的数据资源和外部的数据库。目前程控用户交换机能提供传输速率为144kb/s的用户线数字传输通道。即2B+ D(64kb/s传输话音,64kb/s传输数据,16kb/s传输信令)。并且通过异步,同步适配器传输方式,传输电报,传真,文字及固定图象等。先进的第四代程控交换机可提供2Mb/s的传输通路,还可开展宽带非话业务,传输动态图象和电视电话等。
3.提供X.25分组交换接口,提高与公用数据网及分组交换网并网能力。
4.具有话音邮递和电子邮箱等功能。
5.办公室自动化中的程控用户交换机需要更高的可靠性,否则影响将是十分严重的.为此必要的冗余度是重要的。
SOPHO协作开放式办公自动化系统便是此类型产品的杰出代表,具备先进完善的办公自动化功能。

五.专网型:

具有组网汇接功能的程控用户交换机应具有多位号码存储,转发能力,直达优先路由选择,自动迂回,外线呼叫等级限制,等位拨号,功能透明,远端集中维护管理及话务台集中设置等。对专网型程控交换机应着重考虑其中继接口,信令方式与传输系统的配合能力。还可能要求具有汇接,长途甚至与农话业务配合功能。

随着技术的不断进步以及各单位业务增长的需要,还会出现更加新颖的机型。

SOPHO程控数字交换机以其尽善尽美的软硬件模块化设计,卓越的功能,高度的可靠性,能完全满足各种类型程控用户交换机的要求,并在世界各地组成了庞大的各类专用通信网。

1.4 话音信号数字化技术

数字交换系统可以直接处理,传送和交换数字信息,与模拟交换系统相比,抗干扰性强,易于时分多路复用,便于加密,适于信号处理和控制,便于引入远端集线器,易于集成容量大阻塞低的数字交换网络,并有利于实现数字交换与数字传输的直接联接,构成综合数字网(IDN),为向ISDN过渡奠定基础。

然而,目前的通信网仍然以模拟为主,用户终端多为模拟话机。因而来自用户线的话音要进入数字交换机,需先在用户接口电路进行模数转换,将模拟话音编码成数字话音。

话音信号的数字化方法很多,常用的有脉冲编码调制(PCM),增量调制(DM),线性预测编码(LPC),以及某些改进的方案,如插值PCM(DPCM), 自适应插值PCM(ADPCM),与自适应DM(ADM)等。在程控数字交换机系统中,除个别的应用外,基本采用PCM数字化方法。

PCM 主要包括抽样,量化,与编码三种功能单元。首先,模拟话音经防混叠低通滤波得到限带(300-3400HZ)的话路信号,将其抽样变成脉冲调幅(PAM) 信号。根据抽样定理,只要抽样频率fs不低于模拟信号最高频率fm的2倍,即fs>=2fm,则在接收端能够恢复出原模拟信号。CCITT建议规定 fs=8KHZ。然后将幅度连续的抽样信号用四舍五入的方法量化为有限个采值的量化信号,再经编码,变换成二进制代码。对于电话,CCITT G.711,712建议每抽样值编为8位码,这样共有256个量化级,因而每路模拟话音相应的数字话音相应的数字话音标准数码率为64kb/s.

在PCM设备中,各路编码信号,先经时分多路复用,合成的码流再通过信道(或线路)传送到接收端。在接收端先进行信码再生,定时提取及分路,再经数模变换(即PCM解码),还原为PAM抽样保持信号。根据抽样定理,借助低通滤波器便可以从中恢复出模拟话音信号。

由上述可知,话音信号在量化的过程中,必然会产生误差(或失真),引起通话时附加量化噪声。对于线性量化情况,量化噪声功率仅与量化间隔大小有关,因而大信号时信噪比高,小信号时信噪比低。为解决线性量化时小信号音质差的问题,在实际中通常采用不均匀分层的办法,让量化特性在小信号时分层密,即量化间隔小,而在大信号时分层疏,即量化间隔大。这样就能在编码位数较少的情况下,得到小信号较高的信噪比,以改善通话质量。为此需要在发送端先将话音信号进行非线性幅度压缩,再进行线性量化与编码,与此对应,在接收端解码后则需对话音信号加以扩张,以补偿因压缩而造成的非线性。在理想情况下,扩张器与压缩特性应是完全互补的。

在实际中广泛应用两种对数形式的压缩特性,即A律和μ律,CCITT和欧洲邮电部长会议(CEPT)已对A律压缩特性形成了标准,而CCITT与北美贝尔系统已对μ律压缩特性形成了标准,前者主要用于欧洲,后者主要用于北美和日本,我国采用A律压缩方式。

1.5 时分多路复用技术

为提高传输信道的利用率,通常采用多路时分复用技术(multiplex)将若干路信息综合于同一信道进行传送。目前常用的复用方式主要有两大类:频分复用(FDM)与时分复用(TDM),它们分别按频率或时间划分信道。

对于频分复用,信道的可用频带被分割成若干互不交叠的频段,每路信号的频谱占用其一,以实现多路相加的FDM信号在同一信道中传输。在接收端,借助适当的带通滤波器加解调器与带通滤波器即载波生成器等,用以实现信号频谱的搬移和分割。FDM是一种传统的技术,目前广泛使用于载波电话通信,在程控交换系统中有时也利用用户载波技术进行线对增容。

时分复用是将信道按时间加以分割,各路话音抽样信息依一定的次序轮流地占用某一时段(或时隙),从而实现多路复用。

在程控数字交换系统中,为提高传输速率和交换容量,通常采用PCM复用方式。对于PCM基群系统,目前国际上有两种复用制式:30/32路帧结构与24帧结构。我国采用30/32路结构方式,即一帧占125μs,分为32个时隙(TS0-TS31),而只传送30路话音编码信息。CCITTG.732建议对基群(一次群)规定的技术数据如下表。

参 数 30/32路制式 24路制式
话音频带(Hz) 300-3400 300-3400
抽样率(KHz) 8 8
量化层数 256 256
压缩律 A律(A=87.6) μ律(μ=255)
编码位数/抽样 8 8
单路数码率(kb/s) 64 64
帧长(μs) 125 125
时隙/帧 32 24
话路/帧 30 24
复用码流速率(kb/s) 2048 1544

对30/32 路制式,帧长为125μs,帧频为8KHZ,一帧包含32个时隙,每时隙为8Bit,占3.9μs,显然每帧共有256位码,码长为0.488μs。其中 TS1-TS15,TS17-TS31时隙依次传送第1-30路话音各自的8位编码组;TS0的后7位传送供接收端作路序标志用的帧同步码 (0011011),TS16传送各路控制,标志信号与复帧同步码。所以,每路码率为64kb/s,复用码流速率为2048kb/s.

在数字通信中,经常需要将编码数字信号复用成更高速率的群路信号,以适应各种信道或介质的传输能力,数字复用技术就是实现多路数字信号按时分复用方式汇接成一路复合数字信号(群路信号).这个实现过程通常称为复接(复用),其逆过程称为分接(去复用),完成复接,分接全过程就是”复用”(MUX, Multiplex).如前所述,目前传送数字电话主要采用PCM通信方式。国际上现已广泛应用的复用制式有两种,一种时24路作为一个基群;另一种是以 30.32路为一个基群。在这两种基群制式的基础上,如同频分多路复用那样,PCM复用设备也按复用路数和速率划分为群路等级,在各个复用等级上将数个低速率群路信号复接为一个高速率群路信号,以满足传输信道容量日益增长的要求,提高信道利用率。为此CCITT推荐了两类群路复用等级,北美和日本采用: 154kb/s(基群,或称一次群),6312kb/s(二次群),32064kb/s或44736kb/s(三次群),97728kb/s或 274176kb/s(四次群)等;欧洲各国和我国采用:2048kb/s(基群),8448kb/s(二次群),8448kb/s(二次群), 24368kb/s(三次群),189264kb/s(四次群),564992kb/s(五次群)等。

在具体的实现和应用上有同步复接与准同步复接两种情况,前者要求各支路码流与群路码流的定时信号来自同一时钟源,其间保持固定的相位关系;后者来自不同的时钟源,因而存在着相位飘移和抖动问题,在复接时为保证信息的正确传送,通常采用码速调整技术。关于不同群路等级的复用方式与帧结构CCITT建议中做了详细规定。

在我国广泛应用的程控数字交换系统中普遍利用2048kb/s时分复用总线作为外围模块与交换网络模块间,交换网络模块与中央控制模块间,远端外围模块与交换网络模块间的通信链路。

顺便说明一点,为充分发挥光纤宽带传输的特点与潜力,1985年贝尔通信研究所提出同步光纤网(SONET-Synchronous Optical Network)标准,业已广泛用于北美。1988年CCITT对SONET标准进行了研究和修改,提出同步数字系列,对复用速率,帧结构,接口等作了详细规定。这种复用标准主要应用于光纤通信网和宽带综合业务网。

1.6 程控交换机的基本构成

电话交换机的主要任务是实现用户间通话的接续。基本划分为两大部分:话路设备和控制设备。话路设备主要包括各种接口电路(如用户线接口和中继线接口电路等)和交换 (或接续)网络;控制设备在纵横制交换机中主要包括标志器与记发器,而在程控交换机中,控制设备则为电子计算机,包括中央处理器(CPU),存储器和输入 /输出设备。

程控交换机实质上是采用计算机进行“存储程序控制”的交换机,它将各种控制功能,方法编成程序,存入存储器,利用对外部状态的扫描数据和存储程序来控制,管理整个交换系统的工作。

1.6.1 交换网络
交换网络的基本功能是根据用户的呼叫要求,通过控制部分的接续命令,建立主叫与被叫用户间的连接通路。在纵横制交换机中它采用各种机电式接线器(如纵横接线器,编码接线器,笛簧接线器等),在程控交换机中目前主要采用由电子开关阵列构成的空分交换网络,和由存储器等电路构成的时分接续网络。

1.6.2 用户电路
用户电路的作用是实现各种用户线与交换之间的连接,通常又称为用户线接口电路(SLIC,Subscriber Line Interface Circuit)。根据交换机制式和应用环境的不同,用户电路也有多种类型,对于程控数字交换机来说,目前主要有与模拟话机连接的模拟用户线电路 (ALC)及与数字话机,数据终端(或终端适配器)连接的数字用户线电路(DLC)。

模拟用户线电路是适应模拟用户环境而配置的接口,其基本功能有:
. 馈电(Battery feed): 交换机通过用户线向共电式话机直流馈电;
. 过压保护(Overvoltage Protection): 防止用户线上的电压冲击或过压而损坏交换机。
. 振铃(Ringing):向被叫用户话机馈送铃流。
. 监视(Supervision): 借助扫描点监视用户线通断状态,以检测话机的摘机,挂机,拨号脉冲等用户线信号,转送给控制设备,以表示用户的忙闲状态和接续要求。
. 编解码(CODEC): 利用编码器和解码器(CODEC),滤波器,完成话音信号的模数与数模交换,以与数字交换机的数字交换网络接口 。
. 混合(Hybrid):进行用户线的2/4线转换,以满足编解码与数字交换对四线传输的要求。
. 测试(Test):提供测试端口,进行用户电路的测试。

这7种功能常用第一个字母组成的缩写词(BORSCHT)代表。对于模拟程控交换机,不需要编解码功能;而在数字程控交换机中,除某些特定应用的小型交换机利用增量调制方式外,其它大部分均采用PCM编解码方式。
数字用户线电路是为适应数字用户环境而设置的接口,它主要用来通过线路适配器(LAM)或数字话机(SOPHO-SET)与各种数据终端设备(DTE)如计算机,打印机,VDU,电传相连。

1.6.3 出入中继器
出入中继器是中继线与交换网络间的接口电路,用于交换机中继线的连接。它的功能和电路与所用的交换系统的制式及局间中继线信号方式有密切的关系。对模拟中继接口单元(ATU),其作为是实现模拟中继线与交换网络的接口,基本功能一般有:

1.发送与接收表示中继线状态(如示闲,占用,应答,释放等)的线路信号。
2.转发与接收代表被叫号码的记发器信号。
3.供给通话电源和信号音。
4.向控制设备提供所接收的线路信号。

对于最简单的情况,某一交换机的中继器通过实线中继线与另一交换机连接,并采用用户环路信令,则该模拟中继器的功能与作用等效为一部“话机”。若采用其它更为复杂的信号方式,则中继器应实现相应的话音,信令的传输与控制功能。

数字中继线接口单元(DTU)的作用是实现数字中继线与数字交换网络之间的接口,它通过PCM有关时隙传送中继线信令,完成类似于模拟中继器所应承担的基本功能。但由于数字中继线传送的是PCM群路数字信号,因而它具有数字通信的一些特殊问题,如帧同步,时钟恢复,码型交换,信令插入与提取等,即要解决信号传送,同步与信令配合三方面的连接问题。

数字中继接口单位的基本功能包括帧与复帧同步码产生,帧调整,连零抑制,码型变换,告警处理,时钟恢复,帧同步搜索及局间信令插入与提取等,如同模拟用户电路的BORSCHT,也可将数字中继单元的上述8种功能概括为GAZPACHO。

1.6.4 控制设备
控制部分是程控交换机的核心,其主要任务是根据外部用户与内部维护管理的要求,执行存储程序和各种命令,以控制相应硬件实现交换及管理功能。
程控交换机控制设备的主体是微处理器,通常按其配置与控制工作方式的不同,可分为集中控制和分散控制两类。为了更好的适应软硬件模块化的要求,提高处理能力及增强系统的灵活性与可靠性,目前程控交换系统的分散控制程度日趋提高,已广泛采用部分或完全分布式控制方式。

1.7 信令系统(Signalling System)

在交换机内各部分之间或者交换机与用户,交换机与交换机间,除传送话音,数据等业务信息外,还必须传送各种专用的附加控制信号(信令),以保证交换机协调动作,完成用户呼叫的处理,接续,控制与维护管理功能。

按信令的作用区域划分,可分为用户线信令与局间信令,前者在用户线上传送,后者在局间中继线上传送。如果按信令的功能划分,则可分为监视信令,地址信令与维护管理信令。

1.7.1 用户线信令
它是在用户与交换机之间用户线上传送的信令。对于模拟电话用户线,这种信令包括:
一.监视信令
此信令反映直流用户环路通断的各种用户状态信号,如主叫用户摘机(off-hook)(呼出占用),主叫用户挂机(on-hook)(正在清除或拆线)及被叫用户摘机(应答),被叫用户挂机(反向清除或拆线)。交换机检测到这些信号时便会执行相应的软件,产生有关的动作,如交换机向主叫用户发拨号音或忙音,回铃音等,或向被叫用户馈送振铃信号等。
二.地址信令(被叫号码)
此信令为主叫用户发送的被叫号码,交换机识别后控制交换网络进行接续。目前广泛应用的模拟话机有两类:脉冲式话机与双音频式话机。
1.直流脉冲信号
拨号盘话机或脉冲式按键式话机发送直流脉冲信号,通过话机拨号控制用户环路电路断续而产生直流脉冲串。
2.双音多频信号
程控交换机的快速多频按键话机所发送的拨号信号,不再用脉冲而用同时发送的“双音”表示一个数字。

1.7.2 局间信令
此信令是在交换机或交换局之间中继线上传送的信号,用以控制呼叫的接续。由于目前使用的交换机制式和中继传输信道类型很多,组网涉及面广,因而局间信令比较复杂。为保证通信网中交换机互通,必须建立统一的国际与国内标准。
根据信令通道与话音通路的关系,可将局间信令分为随路信令(CAS,Channel Associated Signalling)与共路信令(CCS,Common Channel Signalling);若按信道与信号的形式,又可分为直流,交流与数字型信令。如同用户线信令,也可将局间信令按功能分为监视信令,地址信令与管理信令。
各种机电式交换机都采用随路信令,虽然目前程控数字交换机仍多采用随路信令,但它一般具有采用共路信令的功能与潜力。为充分发挥程控数字交换系统的优点,采用先进的共路信令是当前程控交换技术的一个重要发展方向。
一. 随路信令
将话路所需要的控制信号由该话路本身或与之有固定联系的一条信令通道来传送,即用同一通路传送话音信息和与其相应的信令。
二.共路信令
将一组话路所需的各种控制信号集中到一条与话音通路分开的公共信号数据链路上进行传送。CCITT No.7号信令是一种目前最先进,应用最广泛的国际标准化共路信令系统,由于它将信令和话音通路分开,可采用高速数据链路传送信令,因而具有传送速度快,呼叫建立时间短,信号容量大,更改与扩容灵活及设备利用率高等特点,最适用于程控数字交换与数字传输相结合的综合数字网和未来综合业务数字网。