HiPath4000程控交换通信系统.docx
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HiPath4000程控交换通信系统
1HiPath4000程控交换通信系统
1.1系统设计概述
程控交换通信系统是保障整个指挥中心运行的关键，而且通信系统又同时和其他的业务通信系统保持联系和通信。
我们推荐西门子新一代具有IP功能的数字程控交换系统HIPATH400,HIPATH4000调度机无论是主处理器、交换网络，还是硬盘、外围电源都为双供热备份，要按照用户的实际需求：
设计与PSTN公网的中继为6路ISDN信令E1（从2个不同局向汇接）链路，HiPath4000通信交换机除支持中国1号和7号信令外，还要具备标准的ISDN，DSS1，Qsig，EM等专网信令。
参见指挥中心总体网络拓扑结构图：
根据我们对客户需求的认真分析：
我们为用户配置了用户连接公网的数字中继板，连接数字话机的数字用户板，为接警员、处警员、指挥长等部分工作人员配置了西门子高级舒适性数字话机。
。
按照市应急指挥中心26个及县（市）分应急指挥中心48个接处警工位计算，考虑指挥调度电路需要，接处警排队调度机需采用2条2M电路与市公安局程控交换机连接。
为方便用户了解，现将HiPath主要板卡名称和功能罗列如下:
HiPath主要板卡用途功能表：
板卡名称
主要用途和功能
SLMA24
模拟用户板，24路/块，提供模拟环路用户接口，用于连接模拟终端。
SLMO24
数字用户板，24路/块，提供2B+D、Up0/E接口，用于连接OptisetE数字终端。
SLMAC
带来电显示的模拟用户板，24路/块
TM2LP
提供二线模拟环路中继口，8路/块，用于连接模拟公网
DIUC
提供2Mb数字中继接口，用于连接同类型的数字公用网和交换机或800M集群。
DIUS2
提供ISDN接口（S2接口），用于连接ISDN公用网和组成ISDN专用网。
DIUN2
通过系统维护终端设置，兼容随路信令和共路信令，可提供2M随路数字中继或ISDN接口（S2接口），用于连接市话网、ISDN公用网和组成ISDN专用网。
STMD
提供四线2B+D的ISDN接口（S0接口），连接同类型接口的公用网及其它设备。
TMEW2
提供二线或四线模拟E&M接口，用于连接同类型接口的用户交换机及其它设备，如卫星通信等。
SLMT
接调度台的板子，3路，通过Toplink光缆连接MUX5或者MUX10
TRIM
对调度台进行集中录音的板卡
HiPath主要板卡用途功能表
组网方式：
（如图所示）市局主从交换机HiPath4000采用ISDN信令方式与市话网相连，与公安行政交换机均采用2M（30B+D,PRI）接口相连（即采用西门子DIUN2板）。
与各县采用西门子独特的分布式结构IP远端模块的形式，以市局为中心呈型星结构组网，即主局交换机采用语音网关HG3570接入IP网，各县远端模块分别采用HG3575语音网关接入IP网络，这样全网整体为一台交换机，这种组网方式优点在于全网功能透明，例如：
强插、强拆、回叫、代答等。
在模拟无线部分将350M集群和常规通过无线接入汇接到指挥中心的模拟集群和模拟常规交换机及服务器，并使用EM中继将模拟无线的各信道与HiPath程控交换机进行透明连接、在实现上述连接后，处警员、值班主任等可以通过数字话机对有线用户、模拟无线用户（通过EM端口呼叫）相互通信。
当有人拨打报警电话时，市局接警员摘机后，如果用户拨打119，消防支队接警话机迅速振铃，这样机保证了市局的主导地位，又使119接警迅速快捷。
另一种方式利用西门子交换机的内置的智能路由功能（FlexRouting）,根据用户拨打的被叫号，将话路自动路由到119消防支队。
同时交换机还可根据主叫将话路路由到所需接警地点。
当有报警电话打入时，接警员立即能够从数字话机看到主叫号码；同时应用程序通过CTI服务器取到主叫号码，接警席来话信息包含四字段：
主叫号码、来话登记人姓名、电话登记地址，这些信息是从电话运营商数据库中实时读取的，这样保证数据准确。
市应急指挥中心应在综合处警台配置一套按键式调度台，西门子高级按键式调度台可翻页，按键数高达400键，同时可进30个电话，可任意切换各方通话，具有会议，群呼、组呼、广播、强插、强拆功能。
西门子交换机功能
1.当计算机网络或CTI服务器上出现严重故障而全网瘫痪或无响应时,HiPATH4000调度交换机仍然可以继续运行,支持语音通信服务及调度功能..
2.HiPATH4000调度交换机具有号码拦截功能,可根据用户要求自行设定.
3.HiPATH4000调度交换机带液晶显示的数字话机可显示主叫号码.
4.HiPATH4000调度交换机具有智能识别主,被叫号码的功能.
5.本方案中,HiPATH4000系统配备了Flexrouting软件包,具有自动来话排队功能和话务量平均分配功能.Flexrouting提供智能化的呼叫分配，包括：
基于主叫号码的呼叫分配；基于被叫号码的呼叫分配；基于日期的呼叫分配；前视路由选择（ANCD）；基于技能的呼叫分配；
6.HiPATH4000调度交换机具有通过公网,公安局内网及专线对分局或派出所实施调度的功能.
7.HiPATH4000调度交换机具有多种调度功能.
8.排队交换:
HIPATH系统具有来话排队等待功能.
9.缩位拨号:
HIPATH系统可提供系统缩位拨号和分机缩位拨号.
10.呼出限制:
HIPATH系统具有多种服务等级，可对分机设置呼出限制
11.恶意查找:
HIPATH系统支持恶意追踪.如您接到内部恶意电话，在通话期间拨恶意呼叫跟踪代码，维护终端上就会立即打印出主叫号码及通话时间。
12.闹钟服务:
HIPATH系统支持闹钟功能。
拨代码及预订的叫醒时间，到预定时间，电话铃自响，如振铃一次不超过五分钟，再振铃一次，取消时再按一次代码。
13.热线电话:
HIPATH系统可设置热线功能，分立即热线，延迟热线。
14.免打扰:
HIPATH系统支持免打扰功能。
您只要按一代码并听到音频回铃音得到证实后，就不会有电话打进来，但您还是可以打出。
15.呼叫转移:
HIPATH系统支持呼叫转移功能。
取机后您按一代码及转移的分机号码，挂机后再取机听证实音，那么，凡是打到您分机上的电话就会自动转到所转移的分机上。
16.呼入限制：
HIPATH系统可根据服务等级对呼入进行限制。
17.遇忙转移:
HIPATH系统支持遇忙呼叫转移功能。
呼叫在对方电话占线时,可转移至事先设定的分机上。
18.无应答转移:
HIPATH系统支持无应答呼叫转移功能。
呼叫在对方电话无人应答时,可转移至事先设定的分机上。
19.强插:
HIPATH系统具有强插权限用户在呼叫被叫遇忙时可强行插入正在通话的双方，插入之前有特殊提示音。
20.转接：
HIPATH系统支持转接功能。
21.强拆:
HIPATH系统高级用户使用中继线或呼叫被叫遇忙时，可强行拆除正
22.在通话的线路，保证高等级用户通信线路的畅通。
23.代答：
HIPATH系统可设置代答组，具有代接功能。
24.自动话务分配：
通过Flexrouting软件包实现。
1.2系统整体构架
1.2.1总体介绍
HiPath4000IP集成平台是新一代产品，为大中型企业客户提供真正的全球业务解决方案。
HiPath产品组合中的该新型产品能满足客户目前和未来的业务需求。
对客户而言，能根据自己需要而采用IP技术是最大的好处，尤其是那些希望避免风险的客户。
它含有新工作点，改进的桌面能力，还具有丰富的应用和新管理能力，这将能提高业务水平，进一步增强竞争优势。
同时，还考虑了向该产品的升级，以确保现有的HiPth4000客户能有效保护自己的投资，从而实现顺利而又经济的升级。
HiPath4000IP集成平台考虑了现有HiPth4000用户和新客户对新一代产品以及以后产品的使用。
系统主要由以下基本的部分组成。
公共控制部分、管理和数据处理部分、软件体系部分。
1.2.2公共控制部分
公共控制部分（简称CC）主要进行外围模块处理、设备处理及呼叫处理功能，将各种外围模块（包括数字模块和模拟模块）连接到交换矩阵中。
交换单元不断的运行自身的独立软件以发现各种故障并及时处理，确保系统的可靠运行。
公共控制部分（包括交换矩阵）可以双套热备份，使系统的总体可靠性达到99.999%，以最大限度的保障系统的顺畅。
公共控制部分包括用于64Kbps交换的数字时分交换网络模块（MTS64），实现单级无阻塞时分交换。
每个MTS模块可以分解为以下功能单元：
-顺序控制器；
-时分交换；
-多路复用；
-线路接收器；
-线路驱动器。
交换网络模块的设置是由数据处理器通过多路总线（1MBps通信总线）进行的，同时数据处理器也将设置数据通过系统以太网传递到热备份的数据处理器并依次将其传递至交换网络，从而形成一个连接镜象，实现公共控制部分的安全（无损）切换。
具体而言，公共控制包含以下模块：
DSCX（带LAN接口的数据处理器），DPC5有以下特性：
-Pentium数据处理器；
-4个V.24接口；
-一个内置的LAN节点。
DP5C（带LAN接口的数据处理器）：
DP5C有以下特性：
-Pentium数据处理器；
-512Kbps的EPROM和FLASH－EPROM；
-一个内置的LAN节点；
-广泛的监控和测试功能；
-SIPAC背板连接器。
MTSCG（存储时分交换及时钟发生器）：
MTSCG模块综合了MTS64、MTS128存储时分交换器及NCG（网络时钟发生器）的功能，可提高高速信道的通道交换功能和系统时钟发生功能。
SICOE（信令会议单元）：
主要为HiPth400系统提供信号、提示和等待音乐，主要包括：
-信号单元和会议功能（SICO）；
-交换网络（MTS）；
-SICO和MTS在公共控制部分的协作使用。
SICOE有以下功能：
-提供音源；
-拨号音接收；
-DTMF信号接收；
-简短提示；
-等待音乐（MusiconHold）；
-会议电话；
-测试接收和发送。
QDCL（四重数据通信链路）：
QDCL是HiPth400系统中外围模块和中央数据处理器DP之间的接口。
HUBC（HUB控制器）：
HUBC模块是HiPth400系统星形以太网的基础，可提供8个10BaseT接口，其中背部3个永久连接HiPth400系统内部的CCA、CCB和ADP单元，另外5个前面板接口（RJ45）主要用于连接外部服务器。
HUBC是一个完全智能化的集线器，借助网卡，HUBC可以实现以下功能：
-数据包的接收和发送；
-各种故障检测和定位功能；
-通过传送和接收周期性连接测试脉冲进行自动连接检测控制处理模块通过发光二极管指示LAN端口的状态和故障信息；
-控制处理器模块可以关闭各LAN端口进而关闭整个的LAN链路。
1.2.3管理数据处理器部分
管理数据处理器部分（简称ADP）是系统的管理中心，为管理和维护工作所需的所有外设提供服务，为话务量分析等应用提供一个UNIX平台，提供ACL连接（PBX/计算机应用连接）。
ADP部分将公共控制部分从许多工作中解脱出来使其能专注于呼叫处理的真正工作上，提高话务负责处理能力。
ADP部分主要由以下模块组成：
-DM3L（带LAN接口的单模数据处理器）；
-DP模块和IOPAX模块的功能被集成在一个主处理器上；
-内部模块的I/O接口和本地内存及带I/O接口的SCSI和LAN控制器连接到本地总线上。
1.2.4软件体系结构
HiPth400系统的系统软件安装在固体化的半导体存储器中并备份在系统硬盘上，某些处于动态的特定的系统功能也进行必要的存储，如呼叫转移，这就意味着如果系统发生重启动，像呼叫转移这样的特定功能也随之自动恢复。
HiPth400系统软件采用标准的模块化构造，可以在世界范围内使用，采用ITU-T推荐的CHILL语言和C＋＋结合编写而成，可以分为以下各部分：
-OS操作系统：
OS是其他系统软件运行的基础，用于公共控制的OS系统使其他软件得以发挥功能。
OS为多处理器配置提供透明支持。
OS的分级文件支持联系和随机存取的文件结构，这对于提供管理和维护软件部分而言是必不可少的。
OS使用虚拟存储技术来管理系统内存，部分系统内存备动态定位以适应某些组件的高峰需求而不必为其他很少使用的组件耗费内存。
OS的信息接口使系统分享信息时无需对彼此的数据结构有详细的了解，使程序间的沟通即使在他们分属不同的处理器时也能实现。
OS支持大量外围设备的输入输出处理，包括终端、数字录音机及软驱、硬盘等；
-PP预处理软件：
PP为外围用户模块提供一个标准的接口，为提高系统接通率，取消了公共控制的耗时工作。
PP从硬件中屏蔽了外设操作和呼叫处理软件，允许硬件板的简易升级。
当PP升级时，系统可以支持新硬件模块而无需更改性能控制\软件或系统其他部分的软件接口。
当预处理软件驻留在交换单元时，软件最初在不同的外围用户模块和中继模块上运行。
它在系统启动是装载到已经安装了的模块上或在扩容增加模块时进行加载。
由于PP是被装载到而不是被建立在模块上，其优点也显而易见，即升级、供应和安装十分方便；
-CP呼叫处理：
主要提供基本呼叫建立、路由释放及处理系统语音和数据功能；
-DH设备处理：
DH为CP提供基础服务，如发光二极管控制或产生音调和显示。
DH驻留在交换单元，它在PP和CP之间产生一个智能层，屏蔽外设之间的差异，为CP提供单一的、定义良好的界面；
-DB数据库：
连接HiPth400系统数据库并保障其完整性和兼容性；
-DEP系统可靠性：
DEP是HiPth400系统的维护和服务组件，包括故障分析、外设控制、接口模块初始化、系统恢复、自检和连接核查。
DEP的故障搜寻、分离和纠正过程加强了HiPth400系统的可靠性，有助于防止终端，允许技术服务人员快速识别和排除大部分系统故障。
在长时间断电情况下（超过系统后备电源工作范围），DEP的自动程序装载功能能从硬盘上重新装载系统软件和数据库，供电恢复后，系统就能很快开始处理呼叫。
DEP可以分为如下部分：
o外设控制软件：
保留PBX系统中所有硬件的分布图，在系统初始启动时确定每个模块的状态，持续的检测所有硬件的操作状态，并把每个元件的状态同其他系统元件进行通报；
o故障分析软件：
接收系统搜索到的软硬件故障信息并在维护终端上进行输出和存储，利于日后的统计和分析，并自动将故障部分分离和关闭；
o系统重启动和恢复软件：
执行系统重启动能，在重启动所有软件过程中保持稳定。
如果系统采用热备份，则系统控制权自动移交给热备份处理器；
o自测软件：
检测HiPth400系统的所有硬件，监视中央处理器、内存、所有用户模块和中继模块、单独电路、内部服务器接口、中央时钟发生器、交换网络控制及所有的数字电话；
o连接表分析和检测软件：
持续监视所有连接，确保呼叫正确建立和拆线后释放所展系统资源。
该软件也监视语音/数据高速总线、DTMF发送器和接收器、会议电缆及时分存储器状态，通报所有检测到的软硬件故障从而保障故障能得到纠正。
-AM管理软件：
确保系统管理员可以对包括分机号码、服务等级确定等系统数据库进行配置管理。
在传统的PBX中，开发工作通常需要更改核心部分：
呼叫处理软件。
有了HiPth400系统的模块化软件构造，新的信令系统可以通过设计合适的外设处理器和外围模块来增加，因此呼叫处理软件可以保持不变。
管理和维护系统提供系统配备、管理和维护的所有功能，包括可控制性和可回顾性。
回顾性主要是自动记录管理操作，以便日后分析。
HiPth4000系统，记录工作由“记录本”自动完成，可自动记录最近的2000条管理信息，不能人为更改。
记录本数据存储在系统硬盘中一个不重启动和重安装影响的数据库文件中，只有被授权（口令）的人员才能读取。
1.3系统性能
HiPth4000交换机BHCA值为278000，以下列出HiPth4000交换机及外围接口卡板的平均无故障运行时间即MTBF。
1.3.1HiPath4000交换机
假定一个公共控制单元的每次故障的平均宕机时间为1.5小时，系统的MTBF值如下：
-对于单套公共控制单元的系统，20年运行的总体宕机时间为13小时，相应的总体系统可用性为99.993%；
-对于双套热备份公共控制单元的系统，20年运行的总体宕机时间为2小时，相应的总体系统可用性为99.999%。
本次配置为HiPath4000双套热备份的交换机，符合社会联动此类关键应用的可用性要求。
HiPath4000的核心性能指标如下表11：
HiPath4000核心性能指标表：
系统型号
容量
CPU
内存
话务量（Erl）
BHCA*
5760
IntelP233
96M
3840
320000
HiPath4000
MTBF
MTBR
中继线话务
用户线话务
数据线话务
>20年
<1小时
1.0Erl/线
0.5Erl/线
0.5Erl/线
注：
BHCA值是在CPU利用率70％、语音数据各占业务量50％的情况下测定
1.3.2HiPath4000外围接口卡板
1.4
系统功能介绍
1.4.1HiPath4000硬件设计
HiPath4000是一个5760端口系统，专为大型应用而设计。
通过系统硬件的内部设计，我们能为从仅有几个用户的客户到有数千个用户的使用多个分布式节点的公司提供解决方案。
HiPath4000，支持15个直接AP模块的连接，和83个附加AP远端接入点模块的连接，最大支持到12000个数字用户。
另外，通过选择通用控制双备份和冗余电源支持可以增加系统的有效性。
因为模块堆叠的概念，本次项目中西门子公司配置了HiPath4000交换机系统，提供高可用性的双套热备份系统。
1.4.2宽带ISDN
HiPath4000可支持宽带联网，但仍有在现有窄带ISDN连接上进行联网的需要。
许多站点出于一些宽带服务成本高的缘故，仍需要2Mb/s的专线连接用于语音和数据网络。
但是，随着应用程序对带宽的要求越来越高，因此必须要优化站点之间有效网络带宽的使用。
外部多路复用器长久以来是语音压缩的唯一选择，以能最大程度地利用带宽。
HiPath4000为此问题提供了更为有用的解决方案，在最大程度降低不同硬件解决方案的资本费用、管理成本的同时在站点之间实现广域连接。
HiPath4000可通过HiPath4000语音压缩模块（简称VCM）来提供集成语音压缩性能。
根据网络设计和流量要求可使用两个变量。
西门子方案的关键在于平衡了语音质量、服务质量和硬件成本之间的关系。
通过HiPath4000语音压缩模块所达到的话音质量非常高，几乎与未经压缩的呼叫难分伯仲。
这一与HiPath4000集成的方案为用户提供了其他一些重要的好处，综述如下：
-在HiPath4000节点之间的单个智能接入连接上提供4：
1的语音压缩率；
-压缩语音呼叫无须首先解压/重新压缩呼叫即可通过转接点进行交换；
-HiPath4000保留有确定呼叫的哪些要被压缩（或不被压缩）的数据库，即HiPath4000确定语音呼叫是否要被压缩，并识别从传真/数据设备传来的呼叫不应被压缩；
-前缀拨号允许用户为呼叫选择“未经压缩”的路由，即需在现有位置处使用传真或调制解调器的用户都能通知HiPath4000不压缩呼叫。
1.4.3HiPath4000的管理
随着HiPath4000的引入，有三种新管理产品将被引进，用来支持客户监控故障、变更系统并检查网络性能。
这三种产品分别为：
-HiPath4000Assistant；
-HiPath4000Manager；
-HiPathFaultManager。
本次系统配置HiPath4000Assistant；
1.4.3.1HiPath4000Assistant
HiPath4000可提供一整套管理功能的系统，这些功能称作HiPath4000Assistant并随系统一起交付。
HiPath4000Assistant是用于独立HiPath4000的管理应用程序。
该产品随着主平台一起装运，无须专门订购。
Assistant可支持客户通过标准网络浏览器来对系统进行基本管理变化。
另外，独立HiPath4000系统，带基本集成管理服务器（ADP）。
其具体模块如下，参见下图：
图01：
HiPath管理终端模块
HiPath4000Assistant节点配置与诊断工具，包括：
-IP分布式架构（IPDA）；
-串行与LAN连通性；
-网络接入。
后缀‘B’意为‘基础’，并用来把集成功能与HiPath4000Manager上的应用程序区分开。
集成管理功能仅限于单个系统。
它们包括CM-B（本地配置管理，涵盖85%左右的AMO）、FM（一套用于故障定位与诊断的工具）、PM（中继线性能测定工具）、COL（用于CDR的基本收集功能）以及IM（系统库存数据的收集）。
要访问这些功能，则需要一个客户端PC，其可访问能确保简化系统管理的图形管理界面。
服务质量对于网络的平稳运行至关重要，而通过V.24或S0接口连接的传统PBX管理终端并不能满足如今用户的需要。
HiPath4000的LAN连接支持多个同时连接，而不会受以往窄带连接的限制。
1.4.4创新电话技术—HiPath4000与工作终端
HiPath4000IP集成平台提供众多的工作点，既有桌面工作点，也有无线工作点，从而实现有效通信。
快速准确的响应可增强客户关系，并使客户满意度更高。
该系列能满足现代业务要求的性能数不胜数。
一系列的各种适配器以及其他外围设备使得您的桌面电话机具有更高的成本效率，从而确保能够最大程度地利用工作点的性能。
OptiPoint家族提供完整系列的工作点，可确保客户在其业务环境中保持工作效率。
OptiPoint家族中最为全面的系列为OptiPoint500。
HiPathOptiPoint500数字终端系列包含四种不同的数字终端类型，可提供简易型数字电话技术以及各种电话功能和数字设备的连接。
该系列的工作点取代了广受称赞的OptisetE系列，OptisetE系列已在全球广泛应用。
1.4.4.1OptiPoint500
OptiPoint500系列通过智能地使用HiPath4000系统功能建立了更为复杂的电话技术。
这通过OptiPoint500终端的智能用户界面实现。
OptiPoint500显示终端可在呼叫的各个阶段向用户提示该阶段的可用功能。
这就不再需要记住复杂的功能代码或为常用电话功能分配按键。
因此，任何用户可在任何位置通过普通分机用户界面来使用HiPath4000的电话功能。
其见面如下图：
图02：
OptiPoint和拓展模块用户界面
其话机适配器包括：
-OptiPoint电话机适配器：
用于连接附加系统电话机的接口；
-OptiPoint模拟适配器：
用于连接附加模拟电话机或其他模拟设备（如传真、调制解调器或其他HiPathCordless电话机）的接口；
-OptiPointISDN适配器：
用于连接ISDN终端（如传真、PCISDN卡或视频会议设备）的接口；
-OptiPoint声学适配器：
用于连接外部扬声器和麦克风、耳机或附加发送器的接口；
-OptiPoint录音适配器：
用于连接外部录音设备或第二个接收器的接口；
-OptiPointIP适配器：
把您的OptiPoint500电话机换成IP电话机，这样您就可在LAN上拨打电话。
1.4.4.2OptiPoint500Advance
该电话机为此系列的最高级产品，适合于更大范
升级会员 