CN86108527A - 分布式控制电信交换系统的结构 - Google Patents

Abstract

在有多个交换模块的分布式控制电信交换系统中，各模块不需中央处理机协助控制全部电话呼叫控制处理工作，包括在多端口寻找群中选择一个有用端口，各模块都包括一个处理机、多个与用户线和局间干线相联的端口、多个建立模块间联接的引出端和模块内联接端口与引出端的交换网络。模块处理机通过公用高速数据通信设备互相通信。此设备传递模块间呼叫控制信息与端口可用性数据，使端口的寻找不用中央处理机就能完成。

Description

本发明涉及存贮程序控制的交换系统，更具体地说，涉及分布式控制电信交换系统的设备与实现方法。

现代的电话交换系统由于采用了程序控制而获得了灵活性，在这种系统中，处理机系统在存贮器内程序的控制下，控制系统的工作。为了能够为各种不同规模的电话局服务，许多现代的系统都采用分布式控制技术，将系统分成若干个模块，每个模块由它本身的处理机控制。英国专利4，322，843介绍了一种采用并行分布控制技术的这类系统，名为5ESS交换系统，每个模块处理该模块中与用户或通向其它交换机的中继线相联的发送端口和接收端口有关的全部信号，它还处理与该模块相联的各端口之间的模块内部转接。此外，该系统还用了一个中央处理机来完成大量与模块间呼叫有关的呼叫处理功能，或者那些需要用到数据库的功能，例如全部模块都要用到的电话号码与端口台之间的关系。

在这个系统中，各模块的处理机通过数据消息互相通信，这些消息经过该系统的交换网络发送到消息交换机，随后将各个消息重新发送到接收该消息的模块。这种方式在每个消息的发送过程中引入了相当长的时延。在处理与响应输入信号过程中所允许的总时延例如用户的应答，在商用电话系统中是根据国际标准由电话要求限定的。因此，为了响应用户的请求，模块之间能够进行交换的这种数据消息的数目是有限的。这种限制有助于确定模块处理机与中央处理机的功能分配。

因为中央处理机用来完成许多建立每个电话呼叫所需的基本数据处理功能，所以每个交换系统需要一台十分可靠的中央处理机。此外，这些主要的数据处理要求处理机具有很高的处理能力来处理很大的电话局。利用增加交换模块达到快速的系统扩展是分布式控制电话交换系统的目标之一，每扩展一步增加一个模块，可从一个只为5，000个用户服务的小型交换模块扩展到包括许多个模块能为100，000个以上用户服务的大系统。

并行分布式处理电信系统的现有技术中存在的问题是要求有一台可靠、大容量的中央处理机，处理机中还需要一套昂贵而复杂的公用软件来承担用于小型交换系统的电话局的结构，并保留扩展到大系统的电话局的能力。

根据本发明的原理已取得了技术进展。上述问题已获得了解决在示范的分布式控制交换系统中有若干个交换模块，巧妙地利用一个高速公用数据通讯装置来快速交换呼叫控制消息，使得以前由一台中央处理机来完成的呼叫处理功能巧妙地分配给各个交换模块的处理机。这种安排方式的优点是处理机机之间的消息停留时间较短，从而允许在建立一个呼叫时模块处理机之间能比现在常用的现有技术的系统交换更多的消息。另一优点是，采用高速公用数据通信装置允许一个模块处理机向存放另一个模块处理机里的数据库请求数据，而不要求为完成大部分数据处理所需的数据必须立即在模块处理机里取得。这种安排方式还允许将数据向系统内全部交换模块广播发送，以高速传输所需的大量数据。这些因素可以将中央处理的呼叫处理功能分散给各个交换模块的处理机。由于将全部关键性的控制操作均集中在交换模块处理机内，因此可采用较廉价的、容量较小、可靠性较差的中央处理机。这样就大大降低了小型电话局的服务费用，例如，一个交换模块有5，000条线路，同时允许将这个电话局扩展到很大。

用来说明本发明所示范的并行分布式控制电信交换系统包含有若干个交换模块和用于有选择地联接各端口的联接装置，以及各交换模块的模块间引出端。这个系统还包括一个控制上述联接装置的处理机，以及联接不同模块间引出端的模块间联接装置。这个系统还有一个与人机界面通信的主管处理机，以及模块处理机之间传送数据包的公用数据通信装置。各模块处理机通过这种数据包互相通信，互相配合对不同模块上的端口进行联接而无需用到主管处理机。

在本发明的一个具体实施方案中，用一个时分复用交换机作为有选择地联接不同模块引出端的装置;在另一个具体实施方案中，这些引出端可以直接在模块间联接成组。在这两个实施方案中，包含呼叫发送端口的模块处理机将模块间引出端可用性信号送到包含该呼叫接收端口的模块处理机，这样，两个处理机就可以互相配合来控制模块间通路的建立。

根据本发明的原理，不同模块上端口之间的呼叫是按照下述方式建立的：检出一个输入端口被一条用户线或输入中继线占用，并收集终端用户的电话号码。这个过程可以这样完成：监视输入端口，将输入端口与接收器相联。另外它还可以利用通过公用通道的传信装置从另一个交换机接收数据消息的方式来完成。接着，将收端的电话号码进行译码，以找到收端或收端多端口群的识别号码。在后一种情况下，还需增加一个步骤，即在多端口群中找到可用的端口。然后，将包含一个或数个数据包的消息送到一收端的模块处理机，请求对该端口进行联接。最后，一个消息从包含收端端口的模块送到包含发端端口的模块，完成了有关引出端与发端端口之间的联接。此外，处理机之间的数据消息识别出每个模块中可用的引出端，各模块互相配合选择用于建立联接的每个模块上可用的引出端。如果用时分复用交换网络作模块间联接，应将一个包含可用引出端标号的附加消息送到该交换系统，以建立所需的模块间联接。它的优点是不需要主管处理机操作，有关这种呼叫的所有呼叫处理操作均由模块处理机完成。

根据本发明的一个具体实施方案，主管处理机将诸如初始化数据、公用程序文本等这类数据广播发送给所有需要这些数据的模块处理机。这种方式方法的优点是能够同时将许多模块处理机迅速地初始化。

根据本发明的另一个具体实施方案，用一个数据速率为10兆位/秒、采用载波侦听多重访问/冲突检测规约（CSMA/CD）的局部网络用作模块处理机间的联接。采用这种网络的优点是，即使传送一个长达100字节的消息，传送时间也少于0.1毫秒，与此相反，同样一个信息如果通过分时网络在64千位/秒的通道内传送，传输时延可能会超过12毫秒。

通常联接一对交换机的中继线都得合并成群;当某一收端需要用到交换机的中继线时，就寻找有关群中可用的中继线。同样，接到专用小交换机上（PBX），比如说是商用的专用小交换机的线也是合并成多线寻找群。更具体地说，必须对多端口进行搜寻，以找到与用户群或中继线群相联的可用端口。在上述Beuscher的专利中提出的系统中，端口寻找是由中央处理机完成的。为了实现本发明具体实施方案中的方法与设备，每个端口群均有一个相应数据库，保存端口群中每个端口的当前活动状态，这个相应的数据库由该群的寻找模块保存。任何要求使用群内端口的其它模块所发出的呼叫，都需要这一个消息给寻找模块以选择一个可用的端口。这种安排方式的优点是：完成端口寻找、呼出所必须完成的呼叫处理、汇接呼叫或多线群呼叫时，不必依赖于高度可靠的中央处理机。

在阅读以下详细说明时，参阅下述附图将有助于对本发明的更好了解。

图1是来自现有技术包含若干个交换模块的分布或处理电信交换系统;

图2与图3是分布式处理电信交换系统的两个实施方案，每个系统包含若干个交换模块，并按本发明的原理工作;

图4～图7是交换系统中使用的存贮器分配图，用来控制建立呼叫与寻找可用的中继线;

图8～11是控制建立电话呼叫与控制选择可用中继线的流程与消息交换综合图;

图12是将图2与图3中交换系统的交换模块处理机的存贮器进行初始化的流程图。

图1是采用现有技术的分布式处理电信交换系统，它与前面引用的Beuscher的专利中详细介绍的系统相似。该系统包括交换模块1A、2A、3A、…4A，每个模块都包括用于联接用户线与中继线的端口和建立模块间通路的模块间引出端。例如，对交换模块1A示出了端口101A，…，102A，…;111A，…，112A，以及模块间引出端121A，…，122A。图中表示的虽然都是一个个分离的端口与引出端，但是一些端口是联接到脉冲编码调制（PCM）设备上，并且全部引出端都在时分复用设备上分组处理，其中一个设备能同时传送语音或多个数据通道。对图2与图3中所示的系统也可以这样。

每个交换模块的模块间引出端121A，…，122A;221A，…，222A;321A，…，322A;421A，…，422A通过道路1210A，…，1220A;2210A，…，2220A;3210A，…，3220A;…4210A，…，4220A接到时分复用交换机6A。该时分复用交换机能够建立不同交换模块内任何一对引出端之间的联接。与不同模块相联的两个端口之间的模块间联接是这样实现的：两个模块间引出端之间在时分复用交换机6A内建立联接，这两个模块间引出端中的每一个与两个端口中的一个端口建立模块内的联接。

通过数据通道821A，……，822A与时分复用交换机相联的还有消息交换机8A。消息交换机8A通过数据通道720A接受来自中央处理机与主管模块7A的数据并通过数据通道636A接收来自时分复用交换机的处理机630A的数据。消息交换机8A能够在它的任何输入端和输出端之间建立联系。

中央处理机与主管处模块7A包括一个处理机730A，该处理机由中央处理机（CPU）731A、存贮器732A、与消息交换机8A通信的数据接口733A，以及与磁盘735A通信的磁盘接口734A组成。处理机与人机界面736A通信，使它能够通过数据通路741A与控制台740A通信。

每个交换模块均有自己的处理机。交换模块1A内的处理机130A包括一个中央处理机131A、存贮器132A，以及通过数据通路137A与交换模块1A内其中一个模块间引出端（例如122A）通信的接口136A。那些用来与处理机通信的引出端还通过时分复用交换机6A转接到消息交换机8A。这样，不同交换模块的处理机通过与时分复用交换机6A相联的数据通道彼此通信，并与中央处理机与主管模块通信，从而通过数据通道821A，…，822A与消息交换机8A相联。这些数据消息作为数据包传送时的数据速率与用户间通信的数据率相同。对于这个系统，数据速率为标准的64千位/秒，这是普遍采用的脉冲编码调制（PCM）语音通信系统的典型传输速率。

采用这种数据通道，100字节长的数据包到达消息交换机的时延在12毫秒以上，如果消息还要送给另一个交换模块，则达到第二个模块还要增加12毫秒的时延。实际上，这段时延要长得多，因为消息交换机本身还有时延，而且处理机不能立即就处理接收到的消息。在图1所示的采用现有技术的系统中，在两个模块间传送一个消息以及在接收模块对该消息作出响应，时延最短为60毫秒，在模块与中央处理机间传送一个消息并对此作出响应的时延最短为30毫秒。在现有的系统中。模块与模块之间、模块与中央处理机和主管模块之间能交换的消息数目受到了这些长时延的限制。

交换模块处理机130A，230A，330A，……，430A以及中央处理机730A之间处理工作的分摊，在很大程度上取决于和模块与模块之间、模块与中央处理模块之间的消息交换有关的时间限制。国际标准规定，通过电信交换机引起的局内时延平均不能超过180毫秒。这个要求说明，从交换机接到联接请求到建立联接的时间不能超过180毫秒。根据这一时间要求，并考虑要允许对接到的数据消息作出数据处理的响应，十分明显，图1中现有系统的软件结构只能够允许有两个消息在交换模块与中央处理机之间，外加一个在发端与终端交换模块之间用来处理模块间联接的消息，如果这些消息为顺序执行处理操作提供数据。为了将模块间的消息减到最少，根据这个限制，整个动态块间的数据库，即数据库中随呼叫的建立与拆除而改变的并包括有关一个以上交换模块的数据的那一部分，存放在中央处理机之中;中央处理机实际上完成全部需要访问该数据库的处理功能。

动态模块间的数据库包括三个部分，用于建立与拆除大量的电话呼叫。这三部分是路由选择、中继线分配与通路分配数据库。路由选择数据库是这样一种数据库，它为一个出局呼叫或汇接呼叫选择一个特定的局间出中继线群，该中继线数据库用来选择中继线群中某一未被占用的中继线并存有一个空闲中继线表，通路分配数据库用来选择一条联接两个模块的通路。在一个由中央处理机保存这些数据库的系统中，由中央处理机执行路由选择、中继线分配与通路选择的处理。这种安排的优点是将不同处理机之间交换的消息数目减到最少。但是，这种安排也有不足之处，即系统的规模受到中央处理机能力的限制，同时由于要求有一个公用的可靠装置，也限制了系统的可靠性。如果将这些处理工作分摊给并行定交换模块中的交换模块处理机，而不是交给中央处理机，则这些处理机之间就需要交换更多的数据，因为没有一个处理机能保存建立由该模块处理的那部分呼叫所需的整个数据库。它的优点是，将这些处理分摊给交换模块处理机可保证少依靠于一台中央处理机，并且任何交换机的最后规模不受这种中央处理机能力的限制。

图2是根据本发明原理工作的示范性的系统实施方案。为了在模块处理机之间交换消息，与用于经过每个交换模块的引出端进行通信的数据通道相联的接口，例如图1中的接口136A，已经由一个通信介体（CM）接口来代替，如图2中的CM接口133，去访问公用数据通信介体90。这个公用数据通信介体与用户通信系统分开，可按不同的速率工作，并例示的实施方案中，为每秒10兆位。这个数据通信系统包括通信介体与通信介体接口。高数据速率通信介体允许在短时间内传输更多的消息。保持数据包次序的数据环可用作公用通信介体，尽管这样，在环的不同区段内同时还有不同的数据包在传送。实际上，全部建立模块间联接所需的功能均由各个模块处理机完成，它们互相配合，互相通过通信介体交换数据，不需要由主管处理机730执行的数据处理操作。（一种例外是，主管处理机请求产生一个数据来测试联接）。高数据率公用通信介体允许在建立联接时处理机之间可以交换较多数据消息，这样就解除了一种约束，象图1现有技术的系统那样，要求由中央处理机来完成许多数据处理功能。例如数据消息可用来传送数据，提供一种协作处理，以便选择可用的引出端以建立两个交换模块之间的通路，它还可用来向另一个处理机的存贮器取数。

图2示出了四个典型的交换模块，1，2，3，4表示典型交换机的四个交换模块。图中还示出了时分复用交换机6与主管模块7。交换模块1，2，3，…，4，时分复用交换机6与主管模块7均与公用数据通信介体90相联。每个交换模块均属于上述Beuscher等的专利中所描述的那种交换模块。交换模块1与端口101，…，102，…111，…，112相联;每一群端口均接到一个线群或局间中继线群。（这种中继线群不是平常所称的中继线群，这里不妨这样称呼）。交换模块1也接到一个模块间引出端群121，…122。交换模块受交换模块处理机130控制，处理机130包括CPU131、存贮器132以及用来联接通信介体90的通信介体（CM）接口133。交换模块2、3、4分别具有相应的处理机230、330与430，与用户线路和中继线相联的端口群（210、…202、…211、…212）、（301、…302、…311、…312）、（401、…402、…411…、412），以及模块间端口群（221、…222）、（321、…322）、（421、…422）。

此外，图2所示的实施方案还有一个时分复用交换机6，它与全部交换模块的模块间引出端相联。这个时分复用交换机用来联接这些模块间交换设备，以便在两个不同交换模块上的引出端之间建立一条通路。时分复用交换机6还包含一个处理机630，用来建立与拆除与该交换机的联接。交换模块1，2，3，…4的模块间引出端分别通过通路（1210，…，122），（2210，…，2220），（3210，…，3220），…，（4210，…，4220）与时分复用交换机相联。图2所示的实施方案中还包括一个由处理机730和高容量磁盘存贮器735组成的主管模块7。该处理机包括一个中央处理机731、本地存贮器732、与通讯介体90通信的CM接口733，以及与磁盘735通信的磁盘接口734。该处理机与人机界面736通信，通过数据通路741与控制台740通信。磁盘用来存放初始化数据，例如处理机130，230，330，…，430与630需要的程序文本，来分别控制交换模块1，2，3，…，4与时分复用交换机模块6。控制台用来向维护人员、通信量控制员或管理员显示维护或管理数据，或者从他们那里接收输入数据和控制消息。

为了提高数据通信介体的可靠性，采用了备份通信介体91，每个处理机都安排得能够与通信介体90与91通信。例如，模块1中处理机130的CM接口133通过数据通路134与通信介体90通信，通过数据通路135与备份通信介体91通信。这种安排方式可以使系统能监视两个通信介体的故障，或者监视使其中一个通信介体接口将其中一个通信介体短路的故障。

简而言之，该系统的工作原理如下：一个电话用户，例如电话台116，通过通路114到端口101，或者一条入中继线，例如115，经通路117接到端口111，这两个端口均在交换模块1上，用户将送受话器从义簧上 起发送一个起始信号，或者在入中继线情况下利用加上一个电压、去掉一个电压或反相一个电压的方法将占用信号送到端口。在交换模块处理机（例如处理机130）的控制下，收端电话用户的号码通过该端口被接收下来，存贮在处理机130里。根据熟知的公用通道信令信号技术，占用信号与号码信号是通过单独一条数据信道发送的，可被不同的模块接收;该模块发送一个包含接收到数据的消息给包含该中继线端口的模块。

当接收到整个电话号码后，对此号码进行译码，找出接收端口的识别号码，与收端的用户联系。译码可以在该模块处理机内完成，或者先在该处理机进行初步译码，选择一个合适的译码处理机来进行译码。如果该模块内部就能建立呼叫，则不需要进一步与其它模块通信。如果呼叫经过另一个模块的端口进行传送，则数据消息经通信介体90送到系统内的其它模块，在输入或发送模块（源端）和输出或接收模块（目的端）之间通过各模块的协作建立呼叫。还有一个消息送到时分复用交换机，在源端模块与目的端模块的引出端之间建立联接。根据本发明原理，不需要有主管模块7介入。只要在每个模块中保存一个合适的动态数据库并在模块间传送呼叫控制消息，要达到这一点是可能的。在图8～11中将进一步说明，交换模块之间的大量数据消息传递全部为完成呼叫所需要的数据。

图3是另一个示范性的实施方案，它与图2的方案相似，只是不需要时分复用交换机。交换模块是直接通过它们的模块间引出端来联接的。虽然这种装置通常只用于小型的电话局，但如果偶尔用一个交换模块来完成其它两个交换模块间的汇接，也可用于较大的局。如果交换模块不用象时分复用交换机6这类中间交换机来完成全部的联接，则在大的系统中联接任何两个模块的模块间引出端群可能不够大，不能有效地用作引出端群;此时就需要增加象模块间汇接交换机这一类的超载装置。

图3系统中的每个交换模块与图2的系统具有同样的引出端。模块1，2，3，…，4分别有引出端（121，…，122），（221，…，222），（321，…，322），…，（421，…，422）。然而，接到模块间引出端的通路是与其它引出端相联，而不是与时分复用交换机相联。在图3中，模块间引出端之间的通路是这样编号的：第一位数字表示由引出端联接的其中一个模块的号码，第二位表示另一个模块的号码。为了在模块间通路的两端采用同样的编号，在图3中采用了这样的规则：通路号码的第一位总是等于或小于第二位。由每个模块中内部交换机就能在模块的两个端口之间建立该模块内联接，因此模块的不需要通路。在图中模块1，2，3，…，4上省略的模块内引出端用虚线表示，代表模块内的等效通路，分别标为1100，…，1101;2200，…，2201;3300，…，3301;…;4400，…，4401。图3示出了模块1，2，3，…，4，以及通路与虚线，分别为〔1100，…，1101，1200，…，1201;1300，…，1301;…;1400，…，1401〕，〔1200，…1201;2200，…2201;2300，…，2301;…;2400，…2401〕，〔1300，…，1301;2300，…，2301;3300，…3301;…;3400，…，3401〕，…，〔1400，…，1401;2400，…，2401;3400，…，3401，…;4400，…，4401〕。例如模块2有通路1200，…，1201与模块1相联;虚线2200，…，2201表示模块2不需要的模块内通路，通路2300，…，2301与模块3相联;…;通路2400，…;2401与模块4相联。

在图2与图3的系统中，每个模块处理机执行一个称为操作系统的程序。操作系统是本技术领域所公知的。有一个这类的操作系统，称为双工多环境实时（DMERT）操作系统，发表于Grzelako-wskki等人的“DMERT操作系统”，贝尔系统技术杂志，Vol.62，No.1，Part    2，1983年1月号，PP.303-322）。在操作系统控制下完成的功能有发送消息、接收消息，以及将接收到的消息与控制某过程（例如电话传呼）的过程块建立关系。当一个处理机内的过程达到需要与其它处理机通信的阶段时，它产生一个包含一个或数个数据包的消息，送往其它的处理机。这个消息是在发送与接收处理机的操作系统控制下传送的。每个数据包中包含本身的过程标号，如果已知的话，还包含要与其通信的另一个处理机中将执行的过程的标号。过程与消息的相互关系示于图8-11。

下面简单介绍为一个出中继线或汇接呼叫选择一条中继线的一般过程。选择过程分两步：路由选择，选择一个中继线群;中继线寻找线，在群内选择一条中继线。中继线群中的全部中继线均具有同一个收端，因此对于电话或数据通信，路由选择只涉及中继线群的选择。路由选择过程通常都是先找到一个优选的中继线群，当优选中继线群中全部中继线占线时，选择迂回路由中继线群。然而，一个设计完善的路由选择过程，需要提供在现代的电信交换机（例如ATT公司制造的4ESS交换机）中能实现的灵活的方式来进行路由的首选与迂回路由选择。在这种交换机中，可根据某一时刻的通信业条状况来进行不同的路由的首选与迂回路由选择。在某些情况下，迂回路由可能还需要由通信量监视员的输入数据进行修改，以便使系统能很好地应付某些紧急情况（诸如大量中继线中断，或者发生紧急情况使大量的通讯从一端涌向另一端），或者是应付某些特殊的通信条件，例如遇到母亲节。为了使能够以最佳的方式来控制路由选择，对于任意一个收端的路由选择最好在单个数据库控制下实现。因为通信的特点是变化多端，对于所有有关通信的路由选择最好由单个处理机来控制。

一旦选中某一路由与中继线群后，可由单独的中继线寻找处理来选择中继线群中的一条中继线。然而，选择一条能用的中继线必须是这样的，该中继线设有被两个处理不同呼叫的交换模块所占用。因此，建议每个中继线群采用一个数据库，或者在涉及图11时将提到，每个模块采用一个复制的数据库并不断进行修改。

现在，简单地讨论一下建立模块间通路的过程。在选择两个模块间的通路时存在两种问题。如果两个模块间的通路是直接的，即不包括交换级，则只要一条通路联接的两个模块不同时被不同的呼叫的通路的两个终端所占用就可以了。为了选择一条通路，完成通路选择的处理机必须具有连接两个模块的各条通路中至少一部用户话机两端的可用性的知识。如果包含交换级，象目前最常用的交换系统那样，这种交换级是一种非阻塞的时分一空分交换机，此时就要求两个要联接的模块对于给定的呼叫必须具有同一个时隙;同时还需要确保同一个时隙不同时为两个用于不同的呼叫的模块所占有。对于这个通路选择处理，决定要用哪一条通路的处理机至少必须知道每个被联接模块的一部分可用时隙的知识。

图4是过程块800的存贮器分配图，它存放了控制交换模块为响应一个呼叫所需要的信息。过程块800包括一个过程识别号801，用它来识别呼叫，并用来将任何进入的消息与此过程块联系。过程块800还包括过程识别号802与803，它与此模块中或在模块外与此过程块联系。过程块800还包括用于呼叫的发送端口与接收端口的识别号804与806，以及通路数据805，用于在模块内或者在联接这些端口的模块之间建立联接。过程块800还包括终端用户的电话号码807。

图5～7还示出控制电话呼叫的存贮器分配图。图5是用于路由选择的存贮器分配图。每个收端电话用户的电话号码或收端号码包括一个地区码或局码，在这里为了方便起见称为收端码。每个收端码有一个相应的路由号，属于表810中n+1个路由号811，…，812中的一个。许多个收端码可共用一个路由号;例如，当共用一个路由号的许多个收端码均用于与同一个交换机相联的电话用户时，就会发生这种情况。每个路由号与表825中m+1项中的一项相关;每一项包括优先选用中继线群826，…，828，以迂回路由号827，…，829。一个路由号也可以利用一个代表局由接收端码的特殊数值表示一个交换机内的收端，用于“优先选用中继线群。”当找到一个路由号时，首先进行搜索，看优先选用中继线群是否有可用的中继线。如果优先选用中继线群中没有空闲的中继线，则利用迂回路由号来获得新的优先选用中继线群和新的迂回路由号。最后的迂回路由号将是设备可用来与收端交换机进行通信的溢出声或声明的路由号，这种路由选择方法在现有技术领域是公知的，在W.Ulrich等人的“1号电子交换系统中的译码”一文中曾有所描述，该文刊在“贝尔系统技术杂志”，Vol.43，No.5，第2部分，1964年9月，PP.2533-2573，其中主要部分在PP.2542-2545。在T.V.Greene等人的“网络管理”一文中也有介绍，该文刊于“贝尔系统技术杂志”，Vol.56，No.7，1977年9月PP.1169-1162。

图6是用于从中继线群中选择一条空闲中继线的存贮器分配器830。这个存贮器的前面两项是指向第一空闲中继线（即空闲时间最长的中继线）与最后空闲中继线（即最近用过的空闲中继线）的指示字831与832。此外，每条中继线还另有一项，例如833，834、835、836与837，它或者包含有关当前使用中继线的数据，或者包括指示下一条最空闲的中继线的指示字。象833与835这些用于占用中继线的项，包含该中继线的通路数据。用存贮器项834、386、837表示的空闲中继线，由一个表将它们联系起来，每个指向下一条最空闲的中继线。最后一个空闲中继线项837没有指示字，但有一个特殊的指示，指明已没有其它空闲的中继线可用。当需要一条空闲中继线时，先占用第一空闲中继线;然后将第二空闲中继线的标号代替中继线群信息中第一空闲中继线项内的信息，前者是在与被占用中继线有关的信息项中找到的。当占用标有“最后空闲中继线”的中继线时，在第一空闲中继线指示字内放入一个特殊的指示，表明已无中继线可用。当一条中继线被释放时，用最后空闲中继线指示字的内容去寻找前一条最后空闲中继线，并将该中继线与被释放的中继线相联。刚释放的中继线标为“最后空闲中继线”，表示已没有其它的空闲中继线，并将它的标号放入最后空闲中继线项。用户线寻找方式与寻中继线相仿。

图7是用来寻找一个交换模块与另一些交换模块之间可用通路的存贮器分配图840。对于图3的系统，模块间的引出端合并成群841，…，842，每群包含通向其它交换模块的引出端。例如，群841可以表示模块1与模块2之间的通道。如果采用时分复用交换机，任何引出端均可用来与任何其它模块相联，因此一群引出端不与某个模块接死。对于每个引出端，有一个占用-空闲指示0或1放在存贮区某一位，例843位，表示有关通道的状态。

图8～11是表示处理电话呼入的流程图与消息交换图的组合图。处理步骤由完成这些处理步骤的模块处理机的标题下的一排方框来表示。处理机是根据它们在电话呼叫中的用处来命名的。消息用粗实线表示，它们将发送消息的处理机与接收消息的处理机这两行里的各个方框联在一起。消息的内容（不很明确）表示在与粗实线相应的平行四边形内。

发端呼叫是来自与此交换机相联的电话用户的呼叫。电话呼入是来自与另一个交换机相联的电话用户的呼叫，它已经通过入中继线与此交换机相联。呼入与发端呼叫的动作十分相似;主要的差别是：对于发端呼叫，信号是达到发端用户或从用户接收信号，而对于呼入，信号只与另一个交换机互相交换。下面首先来说明这样一个呼入，它来自交换模块1上与端口111相联入中继线115，达到交换模块3上，用线路314与端口301相联的用户电话站315。还将说明一个汇接呼叫，它来自入中继线115，经选择路由送到出中继线415，经通路414与交换模块4上的端口401相联。

呼入是在输入交换模块（功能方框501）内接收的。当检测到有呼叫时，由处理机130的操作系统为处理呼叫建立过程块800。当收到消息509或561时，在收端模块中也相继建立相似的过程。输入交换模块控制器，在例示的呼叫中为交换模块1的交换模块处理130，测试此呼叫是否终于此交换机或其它交换机（测试503）。这个测试是以收端码为基础的。如果确定此呼叫终于此交换机，则进行译码以确定终端模块（功能方框505）。在所示的终端呼叫中，终端模块假定为模块3。由功能方框507将消息509送到终端模块处理机。消息509的文本内容包括收端号、由输入交换模块1分配给该呼叫的呼入过程号、从处理机130的存贮程序块840获得的输入与终端交换模块之间可用通路一览表，以及要发送消息的类别。这个消息由终端交换模块处理机330接收，然后将在消息中获的收端号加以译码，找到对应终端端口号301。该终端交换模模处理机330对终端端口进行测试，看它是否空闲（测试513）。如果终端端口不空闲，则将包含呼叫类别（在此情况下为占线的消息515与输入过程号送回发端交换模块处理机，它将“占线”信号送到与端口111相联的入中继线（功能方框517），告知发端用户，终端用户正处于占线状态之中。

如果终端设备号为空闲，则终端交换模块处理机330从接收到的消息内可用通路表中选择一条在终端交换模块中能用的通路，并为终端用户建立一个振铃联接，对通向输入用户的通路建立一个音频联接（功能方框521）。利用处理机330的存贮器的程序块840与收到的通路可用性数据来选择通路。接着，终端交换模块处理机330通过通信介体90向输入交换模块处理机130发送消息523。消息523包括含有输入过程号的标号、表示振铃联接已建立的消息类别，以及通路号，后者选来用于建立最终的通话联接以及将语音回送给发端用户的联接。输入交换模块处理机130收到此消息后，立即建立一个联接，从入中继线的端口111到由收到消息的通路号确定的模块间引出端（功能方框525）。

在图2的实施方案中，终端交换模块处理机330还向时分复用交换模块处理机630发送消息531，它包括发端与终端的交换模块以及所选道路的识别。作出响应时（功能方框533）交换模块6在处理机630的控制下，在已选定的通向输入交换模块1的引出端与终端交换模块3之间建立联接。

接着，当终端用户检测到回答时（图10中功能方框541），终端交换模块3在处理机330的控制下建立通话联接，并向输入交换模块处理机130发送消息545（功能方框543）。消息545包括输入过程号与所请求呼叫动作的类别，在这个情况下，向与端口111相联的入中继线的另一端上的交换机发送一个回答信号。在响应时，输入交换模块处理机130改变它的呼叫记录，表明呼叫已处于通话状态（功能方框547），并通过入中继线发送回答信号。

现在回到测试503（图8），它检验终端呼叫是否通向与此交换机相联的用户，还是送到另一个交换机。如果测试503的结果表明，此呼叫不终于此交换机，则此呼叫是一个汇接呼叫，此时这个交换机既不是发端，也不是收端，而是一个中间交换机，输入交换模块发送一个汇接消息553，给路由选择交换模块（功能方框551）。在这个例子中，模块2是路由选择交换模块，由处理机230执行路由选择过程。消息553包括收端电话号码，表示由发端电话用户拨的号码，还包括一个输入过程号，以识别此呼叫。该消息还包括表示这是一个汇接呼叫的呼叫类别。在收到这个汇接消息时，路由选择交换模块处理机230确定一个合适的用于此呼叫的中继线群（功能方框555）。接着，处理机230向中继线寻线交换模块发送中继线寻线消息557，在此例中寻线模块为交换模块3。中继线选择消息还包含识别呼叫的输入过程号、收端号以及一个中继线群。在收到此中继线寻线消息时，中继线寻线交换模块处理机330选择一条空闲的出中继线（功能方框559），并且向包含此中继线的交换模块发送一个汇接完毕消息561，它包含中继线号、呼叫类别以及识别呼叫的输入处理。假定选中的中继线是与模块4的端口401相联的出中继线415。在收到此汇接完毕消息时，终端交换模块处理机430控制将收端号经过选中的与端口401相联的出中继线415向外发送，并向输入交换模块1产生一个通路可用消息565（功能方框563）。同样，此通路可用性消息包括输入过程号作为识别号。在收到此通路可用性消息时，输入交换模块处理机130选择一条通路，并在交换模块1内部在与端口111相联的入中继线117与被选通路模块间引出端之间建立联接。接着，输入交换模块处理机130向终端交换模块4发送一个消息569，该消息包括被选的通路号与作为识别号的输入过程号，使终端交换模块在它的模块间引出端与接到出中继线415的端口401之间建立其内部联接（功能方框571）。

在图2的实施方案中，输入交换模块处理机130还向时分复用交换模块处理机630发送消息573，这个消息包括通路、发端与终端交换模块的标号。在响应此消息时，时分复用交换模块处理机630控制在时分复用交换机6的内部在选中的通向输入模块1的链路与终端模块4之间建立联接（功能方框575）。

还可以利用通用数字通介体的广播功能用其它的方法来选择中继线。这种方法示于图11，它是在作出决定需要一条出中继线的时刻进入的。在这种方法中，路由选择是在各交换模块中完成的。这是合理的，以下还将要讨论，全部交换模块均有一个关于中继线可用性的完整记录。输入交换模块首先选择一个优先选用的中继线群（功能方框951）;它是这样实现的：根据收端码选择一个路由号，从而选择一个优先的路由，这一点以前已讨论过。该路由号还给出一个迂回路由号，允许调用以下将讨论的迂回路由选择过程。每个交换模块都有关于全部中继线可用性的完整数据。输入交换模块接着进行测试953，检验在被测的中继线群中是否有空闲的中继线。如果没有，则通过对中继线群的识别来选择下一个中继线群（功能方框955），该群是根据指示迂回路由号的路由选择存贮器中的读数确定的;该路由选择存贮器的内容在测试失败的情况下还提供另一个迂回路由号。在选择下一个中继线群以后，再进行一次测试（测试953），以检验在中继线群中是否有空闲的中继线。最终，一个中继群将被检验是没有空闲中继线的线群。（在没有中继线可用时的情况图中没有示出;在那种情况下，最后一个路由号是一个指示，指出用户应当有一个溢呼声从输入或发端中继模块送到该用户）。

一旦发现中继线群中有空闲中继线时，则选择一条备用中继线，但不标占线（功能方框957）。接着，将消息广播到全部模块，表明已选择此备用中继线（功能方框959）。响应这个广播消息，包括与备用中继线相联的终端交换模块在内的其它模块将被选中的中继线标为占线（功能方框963）。发送模块，在此例中为输入交换模块1。也收到这个广播消息（功能方框961），并进行测试965，检验在自己的记录中被选的中继线是否仍然没有标为占线。如果测试结果为否，即如果该中继线现在已标为占线，则表明在输入交换模块发生广播消息之前，其它模块已选中此中继线，并已发出广播消息;因此，此中继线不能用于这个呼叫。在这种情况下，重新进入功能方框957，去选择另一条备用中继线。在正常的情况下，被选的中继线已不标为占线;于是在功能方框967内它被标为占线。此时，将消息968送到确定中继线号、呼叫类别、输入过程号与通路可用性的终端交换模块。收到此消息时，终端交换模块在功能块969内向输入交换模块通过该中继线发送收端号，并将类似于图9消息565的消息返回到输入交换模块。其它的呼叫处理与图9所示一样，进入功能方框567。

当一条中继线释放时（图11中的功能方框981），将中继线释放广播消息发送到所有的交换模块（功能方框983）。由于一条中继线被占用或释放时均发送广播消息，所以所有交换模块都可以不断修正关于全部中继线可用性的记录。选择备用线相当于中继线被某个模块占用，因为第一个选中某一备用中继线的模块将占用该端口。在响应有关释放广播消息时，每个模块，例如终端交换模块，接收了广播消息将该中继线标为空闲（功能方框987），发送广播消息的模块，例如输入交换模块，当它接到自己本身的广播消息时也将该中继线标为空闲（功能方框985）。这个中继线寻找过程可用寻找任何多端口群中的空闲端口。

应当指示，这种选择中继线的方式仅仅是一种用公用通信介体或其它广播装置在模块间传送数据的方法，因此每个模块可以寻找多端口群中的空闲端口。例如，如果用令牌法来访问公用通信介体，包括环形线，如果进行寻线的模块只当令牌被它占用时才这样做，如果响应广播消息使端口占线的中断优先级高于端口寻找，并且如果使端口占线的广播消息在令牌释放前已经发出，则完成寻找的模块可以肯定，标为可用的中继线没有找到，已被其它模块选用。在这种情况下，备用端口实际上是一个可选的端口，因为宣布备用端口已选用的消息可能已经到达，并已在寻找开始之前作出响应。只要在需要选择端口的时候保证备用端口仍然可用，任何安排方式都可以。同样，任何能将消息迅速告知其它处理机的广播方式均可采用。

如果广播端口占用消息，则竞争的机会将大大减少。虽然图11所示的方法消除了竞争，但仍然可以认为备用端口是可用的;如果不可测的竞争被丢掉，则从包括备用端口的模块发出一个消息，指出备用端口为占用，应为选用另一个端口。这个方法还可以用于更一般化资源占用问题，在需要时可以利用回答消息来扩大功能，用它指明备用的资源或端口已被成功地占用。对不同模块中可用端口的寻找采用不同的次序，则竞争的可能性还可以大大减少。

这种将中继线群中继线的可用性与不可用性告知模块的方法，还可以推广到将打印机这一类的资源的可用性与不可用性通知给分布处理系统中的处理机。此外，它还不仅仅是局限于用于成组的资源，它还可以用于单个的资源，例如单台打印机。采用这种方法，使分布处理系统中的每台处理机都自己能作出决定，一个资源是否可以利用。如果资源可用，则处理机占用此资源;如果不能用，则处理机推迟占用该资源，直到该资源可用为止，或者撤消对该资源的请求。这样，就不需要用资源的控制器或中央控制器或处理机来集中分配资源。

以上所述都是用“广播”方式，即将消息送给与公用通信介体相联的处理机。“多重播送”是另一种方式，采用此方式时处理机中只是被选用的一部分才收到含有收端识别号的消息。由每个通信介体的接口来识别与接收由某组任意收端地址中的一个地址所确定的消息;每个要接收消息的通信介体接口都进入工作状态，对该组的收端地址作出响应。其中一组是模块处理机组，送给模块处理机（但不是主管模块处理机或时分复用模块处理机）的消息由一个单独的收端地址确定;这个地址可用作多重播送的端口可用性数据消息。

采用公用通信介体90来传送交换模块间的数据消息还有一个优点：可以迅速实现这些交换模块的初始化，这是因为公用通信介体具有很高的数据传输率。由于硬件或软件的差错使一个或数个交换模块处理机的存贮器的内容受到破坏，或者在系统刚刚起动的时候，都需要对交换模块初始化。有时当系统中的程序变动时也需初始化。在需要实行这种初始化时，初始化的发端是主管模块，它可以访问外存磁盘735。

初始化数据一般包括送往所有交换模块的数据主体（例如程序文本），以各个交换模块的特有初始化数据。公用的初始化数据由主管模块广播或多重播送（图12中的功能方框1002）。每个接到这个广播消息的交换模块进行测试1004，检验此模块是否需要初始化。如果不需要，则不考虑此广播消息。如果需要，将这个交换模块的公用数据初始化（功能方框1006）。接着，由主管模块向每个模块发送模块的专用数据。功能方框1008说明了主管模块为一个特定的模块发送专用数据的情况。当从通信介体接收到这个数据时，交换模块将模块的专用数据初始化（功能方框1010），初始化结束后，向主管模块发回一个初始化结束的消息（功能块1012）。在作出响应时，主管模块修改自己的数据库，反映此交换模块的可用性（功能方框1014）。

以上介绍说明怎样将公用数据通信设备用于分布式电信系统，使得不必用中央或主管处理机来建立电话呼叫，或更具体地说，建立通信，也不必用它来初始化这种系统中的处理机。这种安排方式可使分布的处理机很快的发送消息来交换或读取数据、请求处理或呼叫控制。以上介绍还说明怎样用这种安排方式来分配分布控制系统中的资源。十分明显，上述实施方案仅仅是用来说明本发明的原理;本技术领域的技术人员可以在不偏离本发明的基本思想与范围的情况下提出其它的方案。

Claims (13)

1、一种联接许多条用户线和中继线的分布式控制电信交换系统，包括：

若干个交换模块，每个模块包含若干个与所述用户与中继线相联的端口，若干个模块间引出端，联接装置，用来有选择地在上述各端口之间以及在上述各端口与上述各引出端之间建立联接，以及用控制上述联接装置的联接操作的模块处理机；

有选择地联接不同上述模块引出端的装置；

公用数据通信装置，与每个上述模块处理机相联，用来在各个上述模块处理机装置之间传递数据包；以及

与人机界面通信的主管处理机；

在此系统中，每个上述模块处理机装置产生第一数据包，通过上述数据通信装置与其它上述的模块处理机装置通信，并对收到来自其它上述模块处理机装置的上述第一数据包作出响应，以控制上述联接装置的联接操作；

在此系统中，上述模块处理机实际上具有为控制模块内与模块间呼叫联接所需的全部软件与数据表，实质上独立于上述主管处理机。

2、权利要求1中的交换系统，其中上述可用数据通信装置同时将数据从上述主管处理机发送到若干个上述模块处理机装置。

3、权利要求1中的交换系统，上述主管处理机产生初始化数据，通过上述公用数据通信装置，与预定的若干个上述模块处理机装置通信，每个预定的模块处理机装置接收来自公用数据通信装置的上述初始化数据。

4、权利要求1中的分布式控制交换系统，其中上述用于有选择地联接引出端的装置包括一个时分复用交换机，与预选的各个上述模块上的各个预定的上述引出端相联。

5、权利要求4中的分布式控制交换系统，其中上述第一数据消息包括选择用于建立一个模块间呼叫的可用引出端的数据。

6、权利要求1的分布式控制交换系统，其中上述用于有选择地联接引出端的装置，实际上与预定的一组上述交换模块上的引出端作永久性的联接。

7、权利要求6中的分布式控制交换系统，其中上述第一数据消息包括选择有用引出端的数据，用于建立一个模块间呼叫。

8、权利要求1中的分布式控制交换系统，其中系统的各组引出端划分为几个群，每个上述群内的引出端分布在预定的一组上述模块上，其中一个上述模块处理机存贮一个上述群中全部端口的状态信息。

9、在分布式控制交换系统中，包括有若干个模块，每个模块有若干个端口，上述模块通过一组与上述模块相联的模块间引出端互相联接，公用数据通信装置与每个所述模块相联，用来在上述模块间传送数据消息，主管处理机与人机界面相联，一种在发端与收端之间建立呼叫的方法，用来与一个特殊的收端电话号码确定的收端电话站通信，实际上不用上述主管处理机或任何其它的中央处理机，此方法包括以下的步骤：

检测来自第一个上述模块上上述发端的占用消息;

接收表示上述某发端电话号码的数据;

对上述某收端电话号码进行译码，找到第二个模块的识别号，此模块上包含与上述收端站通信的收端;

通过上述公用通信介体向上述第二个模块发送第一个消息，上述第一个消息包含上述收端的识别号;以及

通过上述公用通信介体向上述第一个模块发送第二个消息，上述第二个消息包含从上述第二个模块到上述第一个模块的模块间引出端的识别号。

10、在分布式控制交换系统中，一组端口被划分成若干个多端口寻找群，每群中的全部端口至少与一个收端站通信，收端站至少由一个收端电话号码确定，权利要求9中的方法，该方法中将每个上述多端口寻找群的空闲端口寻找过程分配给相应的一个上述模块，其中上述译码过程包括以下步骤：

将上述某个电话号码进行译码，找到有关多端口寻找群的识别号;

将多端口寻找群的标号进行译码，找到对应的寻找模块的识别号;在上述多端口寻找群中寻找可用的端口;

对上述寻找有关寻找模块识别号的译码步骤作出的响应时，向上述寻找模块发送一个消息，要求在上述多端口寻找群中寻求一个可用的端口;以及

在上述寻找模块中寻找上述寻找群中一个可用的端口，将上述找到的空闲端口的识别号转换成包含上述空闲端口的模块的识别号。

11、权利要求9中的方法，其中上述关于发送第一个消息的步骤还包括产生上述第一个模块的模块间引出端可用性数据的步骤，上述可用性数据包含在上述第一个消息之中。

12、权利要求9中的方法还包括下列步骤：

将第三个消息同时从上述主管处理机送到若干个上述模块处理机，将每个上述模块处理机中的公用数据初始化。

13、在分布式控制交换系统中还包括一个模块间交换网络，用来在上述不同模块的模块间引出端之间建立联接，权利要求9中的方法还包括下述步骤：

向上述模块间交换网络发送一个包含上述模块间引出端识别号的第三消息。

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