程控交换技术实验报告.docx
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程控交换技术实验报告
福建农林大学计算机与信息学院
信息工程类
实验报告
课程名称：
程控交换技术
姓名：
系：
电子信息工程
专业：
电子信息工程
年级：
学号：
指导教师：
职称：
2010年11月20日
实验项目列表
序号
实验项目名称
成绩
指导教师
1
实验一 数字程控交换系统基本组成
2
实验二数字程控交换系统数据配置
3
实验三时间表调度
4
实验四模拟用户终端信令
5
实验五数字程控交换系统计费
福建农林大学计算机与信息学院信息工程类实验报告
系：
电子信息工程专业：
电子信息工程年级：
姓名：
学号：
实验课程：
程控交换技术
实验室号：
__通信实验室实验设备号：
实验时间：
指导教师签字：
成绩：
实验一 数字程控交换系统基本组成
1、实验目的和要求
目的：
本次实验主要是让同学们通过对本实验系统的初步使用，对数字程控交换系统的基本构成和工作过程有一个总体而直观的认识。
在实验过程中，要注意理解数字程控交换系统的核心——交换网络的工作原理和工作过程，观察从用户摘机到链路拆除整个局内呼叫过程中数字程控交换系统硬件和软件的基本动作。
2．实验原理或方案
原理:
一个数字程控交换系统通常由交换网络、接口子系统和控制子系统三个部分组成。
其中接口子系统的作用是将来自不同终端（如电话机，计算机等）或其他交换系统的各种传输信号转换成统一的数字程控交换系统内部的工作信号，并按信号的性质分别将信令传送给控制系统，将消息传送给交换网络。
交换网络的任务是实现输入输出线上的信号的传递或接续。
控制系统则负责处理信令，按信令的要求控制交换网络完成接续，通过接口发送必要的信令，协调整个数字程控交换系统的工作以及配合协调整个电信网的运行等等。
各个模块之间的关系如图1-1所示：
本实验系统通过X86和PENTIUM主板上的打印口与本实验系统相连，由并口通信控制部分产生系统所需的地址总线、数据总线和控制总线信号，从而实现对相应Ｉ／Ｏ口地址进行译码控制的功能。
控制模块通过对地址信号进行译码产生出控制具体电路动作所需要的片选信号。
上层控制程序还可通过对相应地址进行读写来输入或输出所选择I/O口地址所对应的硬件电路寄存器中的数据。
此外，控制系统还给每一部电话分配了一个时隙，以便用户电路接口在固定的时隙接入到PCM话音总线，或从PCM总线的固定时隙取出它所需要接收的话音信号编码。
当某一路话机摘机后，话机的两根用户环路由直流断开变成直流连通，用户接口电路将向控制程序送出一个摘机消息。
当控制软件接收到这个摘机消息后，将根据具体用户接口当前所处的“主叫用户空闲”状态，调用相应的呼叫状态转移函数，此函数将根据用户接口所处的状态和所接收到的主叫用户摘机消息调用主叫用户摘机处理函数。
在主叫用户摘机处理函数中将根据话机的端口号和话机号判断该话机的的各种服务特性数据和话机接口的物理特性数据，进行一系列处理。
如：
见图1-2如果该路话机为合法用户，则向此路话机送拨号音，并连接该路话机对应的收号器。
当用户拨号后，控制程序将根据收号器所收到的数据进行号码分析，得到被叫用户所对应的本局内用户端口或局间中继群号。
如果被叫用户是本局内合法用户，控制系统软件将向控制向被叫用户接口电路送振铃控制信号，控制向被叫用户振铃，同时控制交换网络，连接回铃音到主叫用户接口电路的单向交换链路，向主叫用户送回铃音。
当被叫摘机后，控制系统软件将停止主叫方回铃音并停止向被叫用户振铃，同时连接主叫用户到被叫用户的双向通信链
图1-1数字程控交换实验系统各模块关系
路。
此时这两路话机可以进行通话直至任何一方挂机。
当其中一路挂机后，控制系统软件将向另一路送忙音。
如果另一方在忙音监视时间之后仍未挂机，则送出催挂音。
如果双方均正常释放挂机，则控制软件正常完成了对此次呼叫从呼叫建立到通话直至呼叫释放的完整的呼叫控制过程。
3．主要仪器设备（实验用的软硬件环境）
仪器:
1．数字程控交换实验系统
2．PC机两台
3．电话机两台
4．操作方法与实验步骤
实验步骤：
实验者可根据以上的系统配置数据，确定要拨叫的局内分机号码。
然后根据分机号码打电话，具体步骤如下：
（1）首先由实验者摘机，此时可以观察到接在用户线两端的发光二极管变亮，表示该话机已从挂机状态转为摘机状态，然后实验者可以听到拨号音，为连续的450Hz的单频声音。
（2）用户开始拨号，此时拨号音停止，用户所拨的号码在数码管上显示出来，如果所拨的号码为系统允许的合法号码，实验者将听到被叫电话发出振铃声，振铃信号为25Hz，通断比为1秒通、4秒断的低频振荡信号，同时系统将向主叫用户送回铃音，回铃音是频率为450Hz，通断比为1秒通、4秒断的单频信号音。
（3）被叫摘机，被叫的振铃声和主叫的回铃音都将停止，同时这两路电话可以开始进行正常通话。
（4）当某一方挂机后，通话完毕，此时系统将拆除这两路的连接，并向未挂机的一方送出忙音。
忙音是频率为450Hz，通断比为0.35s通、0.35s断的单频信号音。
（5）当另一方也挂机后，忙音将停止，系统完成一次完整的电话交换过程。
5．实验内容及实验数据记录
实验者可根据以上的系统配置数据，确定要拨叫的局内分机号码。
然后根据分机号码打电话，具体步骤如下：
（1）首先由实验者摘机，此时可以观察到接在用户线两端的发光二极管变亮，表示该话机已从挂机状态转为摘机状态，然后实验者可以听到拨号音，为连续的450Hz的单频声音。
（2）用户开始拨号，此时拨号音停止，用户所拨的号码在数码管上显示出来，如果所拨的号码为系统允许的合法号码，实验者将听到被叫电话发出振铃声，振铃信号为25Hz，通断比为1秒通、4秒断的低频振荡信号，同时系统将向主叫用户送回铃音，回铃音是频率为450Hz，通断比为1秒通、4秒断的单频信号音。
（3）被叫摘机，被叫的振铃声和主叫的回铃音都将停止，同时这两路电话可以开始进行正常通话。
（4）当某一方挂机后，通话完毕，此时系统将拆除这两路的连接，并向未挂机的一方送出忙音。
忙音是频率为450Hz，通断比为0.35s通、0.35s断的单频信号音。
（5）当另一方也挂机后，忙音将停止，系统完成一次完整的电话交换过程。
图1-5分机配置窗口
3．打通一次正常成功的局内电话，观察数字程控交换系统中的话音交换及系统控制的实现过程：
实验者拨打电话，可以在窗口中看到从摘机开始到打电话过程结束，系统收到和发出的所有消息。
图1-6显示了主叫用户8701拨叫被叫用户8702的一次完整通话过程在消息跟踪窗口中显示的消息。
说明：
为了保证系统能够为所有用户提供有效的服务，从主叫用户摘机到主叫拨第一个号码期间有一个定时限制，如果在该时间内主叫未拨号，则系统将向主叫方送忙音。
所以主叫用户摘机后系统要启动一个久不拨号定时器来计时。
在该定时未满期间，用户拨入第一个号码，该定时器即立刻被停止；否则，当该定时到来而主叫用户仍未能及时
图1-6一次成功的局内通话过程
拨入号码，则系统会启有关清除处理，不再为等待为该用户提供服务而无谓地浪费系统时间和系统资源。
同时，在主叫用户所拨号码之间的时间间隔也有定时限制。
当主叫用户在正确时间范围内拨入号码后，系统要停止久不拨号计时器，还要再启动位间隔定时器来保证下一个号码在规定的时间内拨出，否则系统将向主叫用户送忙音，同时启动呼叫清除处理。
所有号码拨完之后，在向被叫馈送铃流之前，系统将启动一个久叫不应定时器。
如果被叫用户在规定的时间内摘机，则这个定时器将被停止；否则系统将向主叫用户送忙音，防止主叫用户和系统无谓地等待被叫用户应答而浪费主叫用户的时间以及系统的时间和资源。
6．实验数据处理与分析
在设分机号时，要对上相应的插口，如果没有对上，就会设置不成功。
如果，主机内也设定了，那么就会出现以上的提示。
7．质疑、建议、问题讨论
因为对该实验不太了解，所以在装程序和在程序的设置上，有一些问题，如果程序的设置不正确，有可能会导致电话不能打通或者是能打但是接不通。
通过本次的实验，对数字程控交换系统的基本构成和工作过程有一个总体而直观的认识。
在实验过程中，理解了数字程控交换系统的核心——交换网络的工作原理和工作过程，观察到从用户摘机到链路拆除整个局内呼叫过程中数字程控交换系统硬件和软件的基本动作。
福建农林大学计算机与信息学院信息工程类实验报告
系：
电子信息工程专业：
电子信息工程年级：
姓名：
学号：
实验课程：
程控交换技术
实验室号：
__通信实验室实验设备号：
实验时间：
指导教师签字：
成绩：
实验二 数字程控交换系统数据配置
1．实验目的和要求
目的：
数字程控交换系统的软件部分包括控制系统程序和数据两大部分。
其中数据在数字程控交换系统的工作过程中具有重要的意义。
本实验主要是让实验者通过修改系统的各种配置数据来观察修改后的实际效果，理解各个参数的具体含义，从而进一步了解数字程控交换系统软件中数据的分类、意义以及它们对数字程控交换系统工作的作用和影响，理解数字程控交换系统和电信网络的工作方式。
2．实验原理或方案
原理：
程控交换系统中不同交换局的地位和周边环境彼此不同，所提供的业务和功能也不一定相同。
其外部参数如交换局容量、中继线数等也千差万别。
因此不可能也没有必要为每个交换局单独制作控制程序软件，即数字程控交换系统的软件必须有通用性。
实现数字程控交换系统软件通用性的第一步就是把程序和数据分开，其次就是把数据区分为不同局拥有的共同数据（叫做系统数据）和各局不同的数据（叫做局数据）。
此外，交换局还应该有反映用户订购业务情况（如是否需要拨打国内长途电话的功能）的用户数据。
这样，数字程控交换系统的数据就包括系统数据、局数据和用户数据三部分。
系统数据是数字程控交换系统工作的一些基本数据，它对不同交换局（如市话局、长话局或国际局等）均能适用，基本上不随交换局的外部条件改变而改变，但仍然是可以配置的。
局数据指示交换局设备安装条件和在电信网中的地位和寻址方式等，包括硬件配置、编号方式、中继线信号方式等，这部分内容随不同交换局而不同，包括局数据的文件叫做局数据文件。
用户数据指示交换局中有关用户分配、业务类别、话机类型（DTMF话机还是脉冲拨号话机）和其他用户类别（如单机或同线电话等）。
包括了用户数据的文件叫做用户数据文件。
在本次实验中可以配置的系统数据包括各种时超数据（如久不拨号时间间隔等）；局数据包括局向号码和局向号码长度等；用户数据包括分机端口号、分机号码和用户信用特征（如合法、欠费等）。
实验者在对话框中修改各个参数时，控制软件并不马上修改系统参数，仅当实验者单击OK或Apply键后，控制软件才修改系统参数，使用户可以观察到参数修改后的实际效果。
在控制软件的设计和编码中，对各程序设计了对输入数据类型和数据大小的检查，如要求输入的数据为整型数据时，实验者如果输入字符，则将被认为是非法数据；同样数据的大小也不能超过限制，否则会被自动剪切。
当系统提示用户输入数据错误时，请注意根据数据的实际意义和取值范围进行输入。
3．主要仪器设备（实验用的软硬件环境）
仪器：
1．数字程控交换实验系统
2．PC机两台
3．电话机两台
4．操作方法与实验步骤
1．配置数字程控交换系统系统数据（时超数据），观察实际效果：
在主窗口中选择配置菜单下的系统时间参数选项。
实验者在弹出的对话框中修改各个时间参数，然后单击OK或Apply键确认，观察修改后对实验系统的影响，如图2-1所示。
例如修改久不拨号时间监视参数后，可以观察到当用户摘机而不拨入号码时，系统由送拨号音到送忙音之间的时间间隔的变化；又如修改位间隔超时监视参数后，可以观察到用户拨入两位号码之间的时间间隔的变化。
2.配置局向数据，观察对号码分析的影响：
在主窗口中选择配置菜单下的局用参数选项，修改局向号（如将87改为66），然后在主窗口中选择配置菜单下的分机选项，修改某两个分机号对应的分机号码（如将8701改为6601，将8703改为6603）单击OK或Apply键后，通过拨打这两路电话来观察修改局向号的实际效果。
然后选择主窗口中的号码分析树，点击号码分析树窗口中显示出来的数字并与初始的号码分析树（如图2-2所示）比较可以观察到系统号码树的变化。
在主窗口中选择配置菜单下的局用参数选项，修改本局分机号长度（如将4改为3），在不修改分机号码的条件下拨打电话，观察是否能打通，选择两路分机，将它们的分机号码改为3位（如将8701改为871，将8703改为873），再拨打电话，观察修改局向号码长度对于分机号码的实际影响。
然后选择号码分析树，点击号码分析树窗口显示出来的数字，可以观察系统号码树的变化。
最后实验者必须将局用参数和修改过的分机号码改为系统的初始值或者通过重新启动系统来恢复系统的初始值，以免影响下面的实验。
3．配置分机号码及端口：
在主窗口中选择配置菜单下的分机选项，修改某一个分机号对应的端口号。
注意：
当修改某一个分机号码对应的端口时，为了保证没有别的分机号码也对应这一个端口而产生冲突，必须要同时修改一对分机对应的端口。
例如，实现移机时，使分机号为8703的话机对应的端口号由2变为3后，还要把原端口3对应的话机对应的端口号3变为2。
实现用户择号时，设某用户拥有2号端口，对应的分机号码为8703，现在该用户要求把自己的分机号码改为8788，则实验者可以将端口2对应的分机号由8703改为8788。
然后通过拨打电话来观察修改后的效果，最后实验者必须将分机号和对应的端口号改为初始值。
4．配置用户的信用特征，观察对用户呼叫的影响：
在主窗口中选择配置菜单下的分机选项，修改某一个分机的信用特征，如将合法改为非法或欠费，然后再拨打电话，观察被修改信用特征后的话机是否可以使用。
如该话机作为主叫时是否可以听到拨号音，或作为被叫时是否可以听到振铃。
5．配置用户的呼叫权限，观察对用户呼叫的影响：
在主窗口中选择配置菜单下的分机选项，修改某一个分机的呼叫权限，如将允许呼出局内电话改为不允许呼出局内电话，然后再拨打电话，观察修改话机的呼叫权限对用户打电话的影响。
注：
观察参数修改的实际效果可以通过硬件电话，也可以通过软件仿真电话，但是在修改系统的各种时超数据时，由于通过硬件电话直接听各种信号音效果更明显，所以建议实验者采用硬件电话。
此外，当每一个实验结束后，实验者必须将修改过的参数改为原来的初始值或者通过重新启动程序来恢复初始值，以保证程序能够正常运行。
5．实验内容及实验数据记录
2．配置数字程控交换系统系统数据（时超数据），观察实际效果：
3.配置局向数据，观察对号码分析的影响：
在主窗口中选择配置菜单下的局用参数选项，修改局向号（如将87改为66），然后在主窗口中选择配置菜单下的分机选项，修改某两个分机号对应的分机号码（如将8701改为6601，将8703改为6603）单击OK或Apply键后，通过拨打这两路电话来观察修改局向号的实际效果。
然后选择主窗口中的号码分析树，点击号码分析树窗口中显示出来的数字并与初始的号码分析树（如图2-2所示）比较可以观察到系统号码树的变化。
在主窗口中选择配置菜单下的局用参数选项，修改本局分机号长度（如将4改为3），在不修改分机号码的条件下拨打电话，观察是否能打通，选择两路分机，将它们的分机号码改为3位（如将8701改为871，将8703改为873），再拨打电话，观察修改局向号码长度对于分机号码的实际影响。
然后选择号码分析树，点击号码分析树窗口显示出来的数字，可以观察系统号码树的变化。
最后实验者必须将局用参数和修改过的分机号码改为系统的初始值或者通过重新启动系统来恢复系统的初始值，以免影响下面的实验。
3．配置分机号码及端口：
在主窗口中选择配置菜单下的分机选项，修改某一个分机号对应的端口号。
注意：
当修改某一个分机号码对应的端口时，为了保证没有别的分机号码也对应这一个端口而产生冲突，必须要同时修改一对分机对应的端口。
例如，实现移机时，使分机号为8703的话机对应的端口号由2变为3后，还要把原端口3对应的话机对应的端口号3变为2。
实现用户择号时，设某用户拥有2号端口，对应的分机号码为8703，现在该用户要求把自己的分机号码改为8788，则实验者可以将端口2对应的分机号由8703改为8788。
然后通过拨打电话来观察修改后的效果，最后实验者必须将分机号和对应的端口号改为初始值。
4．配置用户的信用特征，观察对用户呼叫的影响：
在主窗口中选择配置菜单下的分机选项，修改某一个分机的信用特征，如将合法改为非法或欠费，然后再拨打电话，观察被修改信用特征后的话机是否可以使用。
如该话机作为主叫时是否可以听到拨号音，或作为被叫时是否可以听到振铃。
6．实验数据处理与分析
该实验通过改变局用参数，从而发现，改变局用参数后，主叫用户也可以通过拨打被叫用户改过的号码，从而达到接通的目的。
通过配置分机号码及端口号或是时间参数，可以通过查询发现相应的变化。
7．质疑、建议、问题讨论
通过本次实验，我初步了解了数字程控交换系统软件中数据的分类、意义以及它们对数字程控交换系统工作的作用和影响，理解数字程控交换系统和电信网络的工作方式。
在本次实验中，由于我个人的粗心，没看清实验指导书，在开始时，只改了主机的设置，没有改被叫机的设置，所以刚开始实验没有成功，但通过讨论及老师的帮助，才发现了这个问题。
福建农林大学计算机与信息学院信息工程类实验报告
系：
电子信息工程专业：
电子信息工程年级：
姓名：
学号：
实验课程：
程控交换技术
实验室号：
__通信实验室实验设备号：
实验时间：
指导教师签字：
成绩：
实验三 时间表调度
1．实验目的和要求
目的：
本次实验主要是让实验者掌握时间表的调度，通过修改周期调度表的数据来观察任务调度情况。
2．实验原理或方案
原理：
本实验系统是通过定时器轮询来检测用户的摘挂机信号，即控制软件spc.exe周期读取表示用户摘挂机状态的端口的数据，读取周期可根据需要定时服务的任务的要求进行确定。
在实用数字程控交换系统中，为了保证周期级的实时性，通常使用处理器所提供的精度很高的硬件定时器作为基本定时单元。
但在本系统中，为保证本实验系统的通用性和可操作性，我们采用Windows操作系统所提供的软件定时器Timer来提供系统所需的定时服务。
定时器Timer是Windows应用程序的一个有力工具，它的主要用途是按程序员设定定时产生WM_TIMER消息，程序中可以通过处理WM_TIMER消息实现完成定时任务。
在Win32API中，在需要定时器时可以调用SetTimer（）函数，此后就可以将WM_TIMER加入应用程序的消息队列了。
在不需要定时器消息时调用KillTimer（）函数将定时器销毁。
Windows应用程序可以创建多个定时器。
WM_TIMER虽然简便易用，但有一定的局限性。
首先，WM_TIMER的定时是毫秒级精度，这个精度对于办公自动化环境已经够用了，但是对于工业自动化环境还不能够满足要求。
其次，WM_TIMER是一个优先级很低的消息，只有在消息队列中没有其他消息等待处理的情况下，才开始处理WM_TIMER。
当许多条WM_TIMER消息都“挤”在消息队列中，而应用程序又很忙，无暇处理WM_TIMER消息时，这许多条WM_TIMER就会被系统并为一条，丧失了定时的意义。
所以WM_TIMER消息不能用于定时要求严格、精确的地方，但可以用在一般界面，实时要求不高的办公环境中。
在MFC中，创建定时器这一功能被包装在CWnd类中，在CWnd类及其子类中都可以调用SetTimer（）函数，同样KillTimer函数也被封装在其中。
CWnd:
:
SetTimer（）函数原型如下：
UINTSetTimer（UINTnIDEvent,UINTnElapse,void（CALLBACKEXPORT*lpfnTimer）（HWND,UINT,UINT,DWORD））;
NIDEvent为定时器的标志符，程序员可以用一个无符号数来为此定时器编号。
注意当程序中还有其他定时器时，标志号不能重复。
此外标志号也是处理定时消息和销毁定时器的重要识别参数。
nElapse为定时值，即要求定时器多长时间发出一条WM_TIMER消息。
此数值单位是微秒。
LpfnTimer为定时消息处理程序地址，定时消息处理函数原型如下：
voidCALLBACKEXPORTTimerProc（
HWNDhWnd,//调用定时器的窗口类
UINTnMsg,//定时消息
UINTnIDEvent//定时器标志符
DWORDdwTime//系统时间
）；
如果此值是NULL，表示程序中没有其他的定时消息处理程序，则WM_TIMER放入消息队列，等候CWnd类的OnTimer（）函数处理。
OnTimer（）的函数原型如下：
afx_msgvoidOnTimer（UINTIDTimer）;
IDTimer是定时器的标识号，它由WM_TIMER消息的wParam参数传过来。
在OnTimer函数中判别IDTimer,可以实现对多个定时器产生的不同WM_TIMER消息分别进行处理。
本实验系统的控制软件就是通过设置定时器产生定时消息，编写消息处理函数OnTimer（）实现对于用户摘挂机的处理。
在OnTimer（）函数中，首先读取对应端口的数据，判断用户的摘挂机状态，然后根据用户的状态再调用相应函数。
3．主要仪器设备（实验用的软硬件环境）
仪器：
1．程控交换实验系统
2．PC机两台
3．电话机两部
4．操作方法与实验步骤
1.修改时间调度表的收号轮询时间并观察收号检测情况：
点击主窗口的配置菜单下选择时间表项，在弹出的对话框中可以看到有3个定时轮询时间供实验者修改，即摘挂机轮询时间、收号轮询时间和催挂音轮询时间。
首先修改收号轮询时间，收号轮询时间的默认值是10ms，将其改为5000ms，点击Apply键，此时控制软件将在提示用户重新启动程序后退出程序，用户重新运行控制程序spc.exe，然后观察修改轮询时间对于用户拨号检测的影响。
实验者可以看到，当收号轮询时间该为5000ms时，必须使按键的持续时间加长才能使系统正确收到所按的号码。
2．修改时间调度表的摘挂机轮询时间并观察摘挂机检测情况：
在主窗口的配置菜单下选择时间表项，在弹出的对话框中修改摘挂机检测轮询时间，摘挂机轮询时间的默认值是20ms，将其改为5000ms，点击Apply键，按照实验1的步骤进行，然后观察修改轮询时间对于摘挂机检测的影响。
实验者可以看到，当摘挂机轮询时间加长时，系统对摘挂机的反应变迟钝了；当摘挂机轮询时间变短时，系统对摘挂机的反应十分迅速。
5．实验内容及实验数据记录
6．实验数据处理与分析
（1）通过改变任务调度表的设置在观察话机的工作状况。
在改变其中数值设置后，拨打电话，观察话机工作状况。
（2）修改久不拨号时间监视参数后，可以观察到当用户摘机而不拨入号码时，系统由送拨号音到送忙音之间的时间间隔的变化；修改位间隔超时监视参数后，可以观察到用户拨入两位号码之间的时间间隔的变化。
（3）修改局向号（如将87改为66），则号码变为6601、6602、6603、6604。
可以从号码分析树中看出变化；
（4）修改本局分机号长度（如将4改为3），在不修改分机号码的条件下拨打电话，不能打通；选择两路分机，将它
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