程控数字交换技术汇总.pptx

第第7 7章章 交换技术基础交换技术基础任课教师：李红岩回顾：第回顾：第2、3、4章章回顾：第回顾：第5、6章章n交换机拥有完善的维护操作子系统，具有各种自动监控功能，能发现故障并及时消除故障的影响，保证系统不间断地工作。但还需要采用预防性维护，维护人员应能利用系统提供的各种输出信息、话务测量话务测量等手段，使系统处于最佳运行状态。n本章主要讲程控交换机运行维护阶段相关的理论基础，包括：话务量、呼损、最大忙时试呼次数、可靠性指标等概念和计算公式。第第7 7章主要问题章主要问题1.1.什么是话务量？什么是话务量？2.2.话务量如何计算？话务量如何计算？3.3.话务量和呼损的关系？话务量和呼损的关系？4.4.评价程控交换机的话务处理能力的两个指标是什么评价程控交换机的话务处理能力的两个指标是什么？5.5.什么是什么是BHCABHCA、MTBFMTBF、MTTRMTTR？第第7 7章章 交换技术基础交换技术基础 7.1 7.1 话务量基本概念话务量基本概念 7.2 7.2 控制系统的呼叫处理能力控制系统的呼叫处理能力7.3 7.3 控制系统的可靠性指标控制系统的可靠性指标引言引言n本章重点讲述了话务理论基础知识。话务理论运用概率论的统计方法，研究电话交换系统的负载网络结构和服务质量的数量关系。n统计和话务测量是观测交换机和网络情况的一种工具，有助于短期维护或长期的网络规划。n n譬如：通过各种话务流向，话务负荷的统计等来配置譬如：通过各种话务流向，话务负荷的统计等来配置中继和交换能力；通过测量统计各种话务事件，得到中继和交换能力；通过测量统计各种话务事件，得到服务性能和推算服务等级。服务性能和推算服务等级。7.1 7.1 话务量基本概念话务量基本概念 7.1.1 7.1.1 话务量话务量u电话用户进行通话时，必然要占用电话局的交换设电话用户进行通话时，必然要占用电话局的交换设备，用户通话次数多少和每次通话时间长短都从数备，用户通话次数多少和每次通话时间长短都从数量上说明用户使用电话的程度，也说明电话局内的量上说明用户使用电话的程度，也说明电话局内的交换设备被占用的程度。交换设备被占用的程度。从数量上表明用户占用交从数量上表明用户占用交换网络和交换网络单元程度的量叫话务量换网络和交换网络单元程度的量叫话务量。话务量。话务量又称电话负载，是电信业务流量的简称。又称电话负载，是电信业务流量的简称。7.1.1 7.1.1 话务量话务量 话务量是用户占用交换机资源的一个量度，反映话务量是用户占用交换机资源的一个量度，反映用户在电话通信使用上的数量要求。在交换局内，用户在电话通信使用上的数量要求。在交换局内，它表现为交换设备的繁忙程度。它表现为交换设备的繁忙程度。u交换机的交换机的话务量话务量是指单位时间（是指单位时间（是指单位时间（是指单位时间（1 1 1 1小时）内，交换系小时）内，交换系小时）内，交换系小时）内，交换系统承担的话务负荷和每次处理任务平均占用的时间。统承担的话务负荷和每次处理任务平均占用的时间。统承担的话务负荷和每次处理任务平均占用的时间。统承担的话务负荷和每次处理任务平均占用的时间。u全天话务量变化（全天话务量变化（图图7.17.1）说明说明通常所说的话务量，是指系统通常所说的话务量，是指系统在一天的在一天的最繁忙最繁忙时间里一个小时间里一个小时的平均话务量。时的平均话务量。图图7.17.1全天话务量变化示例全天话务量变化示例 7.1.1 7.1.1 话务量话务量uu话务量的大小与话务量的大小与用户数量用户数量、用户通信的频繁程用户通信的频繁程度度、每次通信占用的时间长度每次通信占用的时间长度以及以及观测的时间观测的时间长度长度有关。有关。l单位时间内通信的次数越多，每次通信占用单位时间内通信的次数越多，每次通信占用的时间越长，观测的时间越长，话务量就越的时间越长，观测的时间越长，话务量就越大。大。l由于通信次数、每次通信占用时间的长度都由于通信次数、每次通信占用时间的长度都是变化着的，所以话务量也是一个是变化着的，所以话务量也是一个随时间变随时间变化的量化的量，即是一个，即是一个“随机变量随机变量”。7.1.1 7.1.1 话务量话务量u一、话务量的计算一、话务量的计算l话务量等于在一个平均占用时长内话源（即用户和话务量等于在一个平均占用时长内话源（即用户和上级网络单元）发生的平均呼叫数。上级网络单元）发生的平均呼叫数。l话务量话务量A A与用户的呼叫次数与用户的呼叫次数C C和每次呼叫的平均占用和每次呼叫的平均占用时间时间t t有关：有关：A=CA=C(次次/小时小时)t t(小时小时/次次)l话务量的基本单位是话务量的基本单位是爱尔兰爱尔兰（ErlangErlang），或叫），或叫“小小时呼时呼”，简写为，简写为ErlErl。由定义可以看出，。由定义可以看出，ErlErl是一个是一个无量纲的量。无量纲的量。l话务量也用话务量也用分钟呼（分钟呼（cmcm）或或百秒呼（百秒呼（ccsccs）来表示：）来表示：1Erl1Erl60cm 60cm 36ccs36ccs。7.1.1 7.1.1 话务量话务量u话务量计算的例子话务量计算的例子例例1 1.一个交换机，其交换网络连接一个交换机，其交换网络连接10001000个用户个用户终端，每个用户忙时话务量为终端，每个用户忙时话务量为0.1Erl0.1Erl。求该交。求该交换机总的话务量。换机总的话务量。解解：A=0.1 Erl A=0.1 Erl 1000=100 Erl1000=100 Erl则该交换机总的话务量为则该交换机总的话务量为100 Erl100 Erl。7.1.1 7.1.1 话务量话务量例例2 2.某中继线某中继线1 1小时内有小时内有6 6个个1010分钟的占用时间，分钟的占用时间，问该中继线的话务量是多少？问该中继线的话务量是多少？解解：C C6 6，小时小时A=CA=Ct=1 Erlt=1 Erl 例例3 3.一个城市由市区和农村组成。市区面积为一个城市由市区和农村组成。市区面积为400400平方公里，平方公里，10001000个人个人/平方公里，每小时每个用户平方公里，每小时每个用户2 2个电话，每个电话平均个电话，每个电话平均通话时长为通话时长为5050秒；农村面积为秒；农村面积为500500平方公里，平方公里，100100个人个人/平方公平方公里，每小时每个用户里，每小时每个用户1 1个电话，每个电话平均通话时长为个电话，每个电话平均通话时长为4040秒。秒。试计算该城市试计算该城市1 1小时内总共产生的话务量是多少？小时内总共产生的话务量是多少？解解：市区话务量市区话务量A1A1 4001000240010002（503600503600）11111.11ERL 11111.11ERL 农村话务量农村话务量A2A2 50010015001001（403600403600）555.56ERL 555.56ERL A A A1+A2 A1+A2 11111.11ERL+555.56ERL11111.11ERL+555.56ERL 11666.67ERL11666.67ERL 则该城市则该城市1 1小时内总共产生的话务量是小时内总共产生的话务量是11666.67ERL11666.67ERL。7.1.1 话务量话务量二、网络单元的话务量二、网络单元的话务量n n网络单元指的是一条中继电路（网络单元指的是一条中继电路（64Kb/s64Kb/s），一个网络端口），一个网络端口（64Kb/s64Kb/s），一个用户板端口或者一些与呼叫有关的软件），一个用户板端口或者一些与呼叫有关的软件单元。单元。n n根据话源话务量定义，网络单元的话务量为根据话源话务量定义，网络单元的话务量为A=A=S S=C/T=C/T S S=C=C S/TS/TC C 呼叫次数呼叫次数T T 单位时间（一个小时）单位时间（一个小时）n n当当A=1A=1时，网络单元被时，网络单元被100%100%占用。当占用。当A1A=2n-1当当n很大时，一般取：很大时，一般取：m=2n。无阻塞交换网络的条件无阻塞交换网络的条件 7.3 7.3 控制系统的呼叫处理能力控制系统的呼叫处理能力 n话务量所衡量的是话务量所衡量的是交换网络可以同时连接的路交换网络可以同时连接的路由数由数。n交换网络的建立是在控制设备的控制下完成的，交换网络的建立是在控制设备的控制下完成的，所以交换机的话务量往往受到所以交换机的话务量往往受到控制设备呼叫处控制设备呼叫处理能力理能力的限制。的限制。n控制系统的呼叫处理能力用控制系统的呼叫处理能力用BHCABHCA来衡量。来衡量。BHCABHCA值越大，处理能力越强。值越大，处理能力越强。nBHCABHCA(Busy Hour Call Attempts)(Busy Hour Call Attempts)，是指，是指“忙忙时最大试呼次数时最大试呼次数”。它指的是在系统最忙时段，。它指的是在系统最忙时段，交换系统所能支撑的最大呼叫次数。交换系统所能支撑的最大呼叫次数。nBHCCBHCC(Busy Hour Call Completion)(Busy Hour Call Completion)，是指，是指“忙时最大呼叫完成次数忙时最大呼叫完成次数”。它指的是在系统繁。它指的是在系统繁忙时段，系统所能支持的最大实际呼叫完成次忙时段，系统所能支持的最大实际呼叫完成次数。数。7.3 7.3 控制系统的呼叫处理能力控制系统的呼叫处理能力 7.3.1 7.3.1 系统开销及其分配系统开销及其分配n系系统统开开销销是是指指处处理理机机用用于于运运行行处处理理软软件件的的时时间间和和统计时长统计时长之比，即时间资源的占用率。之比，即时间资源的占用率。n固固有有开开销销是是指指与与呼呼叫叫处处理理次次数数（话话务务量量）无无关关的系统开销。的系统开销。n非非固固有有开开销销是是指指与与呼呼叫叫处处理理次次数数（话话务务量量）有有关关的系统开销。的系统开销。7.3.1 7.3.1 系统开销及其分配系统开销及其分配n在在程程控控交交换换机机运运行行期期间间，控控制制系系统统的的机机时时主主要要由由操作系统操作系统和和呼叫处理软件呼叫处理软件来占用。来占用。u操操作作系系统统的的任任务务调调度度属属于于固固有有开开销销；而而存存储储器器管管理理、处处理理机机管管理理、进进程程管管理理等等属属于于非非固有开销。固有开销。u呼呼叫叫处处理理软软件件中中的的周周期期级级程程序序属属于于固固有有开开销销，而基本级程序属于非固有开销。，而基本级程序属于非固有开销。n通通常常系系统统开开销销中中要要留留有有余余量量，以以备备过过负负荷荷时时的的需要，这部分的开销称为需要，这部分的开销称为余量开销余量开销。图图7.67.6系统开销和系统开销和BHCABHCA的关系的关系7.3.2 7.3.2 计算计算BHCABHCA的基本模型的基本模型nBHCABHCA的计算的计算lBHCABHCA通常用一个通常用一个线性模型线性模型来估算：来估算：t=a+bNt=a+bNuut t：单位时间内处理机用于呼叫处理的时：单位时间内处理机用于呼叫处理的时 间开销间开销uua a：固有开销。：固有开销。与呼叫处理无关的系统开销。与呼叫处理无关的系统开销。与呼叫处理无关的系统开销。与呼叫处理无关的系统开销。uub b：处理一次呼叫的平均开销：处理一次呼叫的平均开销uuN N：单位时间内所处理的呼叫总数，即：单位时间内所处理的呼叫总数，即 BHCABHCA值值 7.3.2 7.3.2 计算计算BHCABHCA的基本模型的基本模型nBHCABHCA计算的例子计算的例子例例.某处理机忙时用于呼叫处理的时间开销平均为某处理机忙时用于呼叫处理的时间开销平均为某处理机忙时用于呼叫处理的时间开销平均为某处理机忙时用于呼叫处理的时间开销平均为0.850.85，固有开销，固有开销，固有开销，固有开销a=0.29a=0.29，处理一个呼叫平均需时，处理一个呼叫平均需时，处理一个呼叫平均需时，处理一个呼叫平均需时32ms32ms，求，求，求，求其其其其BHCABHCA为多少？为多少？为多少？为多少？解解：0.85=0.29+（0.032/3600）*N N=63000次次/小时小时nBHCABHCA的计算的计算例例 某处理机忙时用于呼叫处理的时间开销平均为某处理机忙时用于呼叫处理的时间开销平均为0.95，固有开销，固有开销a=0.25，处理一个呼叫平均需时，处理一个呼叫平均需时30ms，求，求其其BHCA为多少？为多少？解解解解：t=0.95 t=0.95，a=0.25a=0.25，b=30ms h b=30ms h 由由由由t=a+bN得：得：得：得：话路话路话路话路/h/h7.3.3 7.3.3 影响影响BHCABHCA的因素的因素1.1.系统容量系统容量u容量通常以容量通常以用户线和中继线数用户线和中继线数来表示。容量大来表示。容量大小取决于数字交换网络的规模，即终端的时隙小取决于数字交换网络的规模，即终端的时隙数和话路数。数和话路数。u系统容量越大，固有开销就越大，则呼叫处理系统容量越大，固有开销就越大，则呼叫处理能力就越低。能力就越低。2.2.系统结构系统结构u在多处理机系统中，在多处理机系统中，系统的组成方式系统的组成方式、各处理各处理机的分工方式机的分工方式、处理机间的通信方式处理机间的通信方式、处理机处理机的备用方式的备用方式等都会影响等都会影响BHCABHCA值。值。7.3.3 7.3.3 影响影响BHCABHCA的因素的因素3.3.处理机能力处理机能力uu指令系统功能指令系统功能越强，越强，BHCABHCA值越大。值越大。uu主时钟频率主时钟频率越高，越高，BHCABHCA值越大。值越大。uu能访问的存储空间范围能访问的存储空间范围越大，越大，BHCABHCA值越大。值越大。uuI/OI/O口效率口效率越高，越高，BHCABHCA值越大。值越大。7.3.3 7.3.3 影响影响BHCABHCA的因素的因素4.4.软件设计水平软件设计水平u简单、高效的简单、高效的操作系统操作系统会提高会提高BHCABHCA值。值。u合理的合理的数据结构数据结构会提高会提高BHCABHCA值。值。u大部分软件用大部分软件用高级语言高级语言编写，但对实时性要编写，但对实时性要求高、重复次数多的部分用求高、重复次数多的部分用汇编语言汇编语言编写，编写，会提高会提高BHCABHCA值。值。7.3.4 BHCA7.3.4 BHCA的测量的测量1.1.试呼结果试呼结果n若一次试呼就完成通话，则称为若一次试呼就完成通话，则称为成功呼叫成功呼叫；否；否则，称为则，称为不成功呼叫不成功呼叫。2.BHCA2.BHCA的测量的测量n一般采用一般采用模拟呼叫器模拟呼叫器，利用，利用大话务量大话务量测试：测试：u试呼为成功呼叫试呼为成功呼叫u只考虑最大始发话务量只考虑最大始发话务量：l用户话务量最大为用户话务量最大为0.20.2l中继线话务量为中继线话务量为0.70.77.3.4 BHCA7.3.4 BHCA的测量的测量2.BHCA2.BHCA的测量的测量n一般采用模拟呼叫器，利用大话务量测试：一般采用模拟呼叫器，利用大话务量测试：u每次呼叫平均占用时长：每次呼叫平均占用时长：l用户为用户为60s60sl中继线为中继线为90s90snBHCABHCA标准值的计算公式：标准值的计算公式：图图7.9呼叫处理能力的特性曲线呼叫处理能力的特性曲线7.3.4 BHCA7.3.4 BHCA的测量的测量3.3.过负荷控制过负荷控制n没有过负荷控制的交换机在发生过负荷时，其没有过负荷控制的交换机在发生过负荷时，其实际完成的呼叫处理数会急剧下降。实际完成的呼叫处理数会急剧下降。n增加过负荷控制，能大大改善过负荷状态下的增加过负荷控制，能大大改善过负荷状态下的呼叫处理能力。呼叫处理能力。n过负荷控制过程过负荷控制过程：u将交换机的将交换机的始发呼叫源始发呼叫源（用户或入中继线）（用户或入中继线）分为不同的分为不同的优先级别优先级别。7.3.4 BHCA7.3.4 BHCA的测量的测量3.3.过负荷控制过负荷控制n过负荷控制过程：过负荷控制过程：u发生过负荷时，首先尽快停止处理发生过负荷时，首先尽快停止处理优先级最优先级最低的呼叫源低的呼叫源的呼叫；的呼叫；u若仍过负荷，再停止若仍过负荷，再停止高一级的呼叫源高一级的呼叫源，直到，直到停止对最高优先级呼叫源的处理。停止对最高优先级呼叫源的处理。7.4 7.4 控制系统的可靠性指标控制系统的可靠性指标 n可可靠靠性性是是指指在在规规定定的的时时间间和和条条件件下下完完成成规规定定功功能的能力。能的能力。n程程控控交交换换机机的的可可靠靠性性指指标标是是衡衡量量交交换换机机维维持持良良好服务质量的持久能力的指标。好服务质量的持久能力的指标。n系系统统中中断断是是指指一一个个交交换换局局系系统统的的全全部部终终端端或或大大多数终端不能进行正常的接续。多数终端不能进行正常的接续。7.4.1 7.4.1 基本概念基本概念n系统中断累计时间，通常规定在系统中断累计时间，通常规定在2020年内不得超年内不得超过过1 1小时，即平均每年不得超过小时，即平均每年不得超过3 3分钟。分钟。n失效率失效率，是指单位时间内出现的失效次数。，是指单位时间内出现的失效次数。n修复率修复率，是指单位时间内修复的故障数。，是指单位时间内修复的故障数。n平平均均故故障障间间隔隔时时间间MTBFMTBF，是是指指系系统统正正常常运运行行时时间。间。n平平均均故故障障修修复复时时间间MTTRMTTR，是是指指系系统统因因故故障障而而停停止运行的时间。止运行的时间。7.4.1 7.4.1 基本概念基本概念n可靠度可靠度R(t)R(t)，是指在规定的时间和规定的条件，是指在规定的时间和规定的条件下完成规定功能的概率。下完成规定功能的概率。n维修度维修度M(t)M(t)，是指可维修系统在规定的时间和，是指可维修系统在规定的时间和规定的条件下，完成维修而恢复到规定功能的规定的条件下，完成维修而恢复到规定功能的概率。概率。7.4.2 7.4.2 可靠性指标可靠性指标1.1.系统的可用度系统的可用度A Au可用度可用度是指系统的正常运行时间与总运行时间是指系统的正常运行时间与总运行时间之比。之比。u它是反映控制系统对电话服务的不间断性的值。它是反映控制系统对电话服务的不间断性的值。u正常运行时间正常运行时间，可用平均故障间隔时间，可用平均故障间隔时间(MTBF)(MTBF)表示。表示。u总运行时间总运行时间，可用正常运行时间，可用正常运行时间(MTBF)(MTBF)加上平加上平均故障检修时间均故障检修时间(MTTR)(MTTR)表示。表示。7.4.2 7.4.2 可靠性指标可靠性指标1.1.系统的可用度系统的可用度A Au可用度的计算：可用度的计算：l单处理机的可用度单处理机的可用度l双处理机的可用度双处理机的可用度7.4.2 7.4.2 可靠性指标可靠性指标2.2.系统的不可用度系统的不可用度U Uu不可用度不可用度是指系统的故障时间与总运行时间是指系统的故障时间与总运行时间之比。之比。u不可用度的计算：不可用度的计算：l单处理机的不可用度单处理机的不可用度l双处理机的不可用度双处理机的不可用度7.4.2 7.4.2 可靠性指标可靠性指标3.3.系统可靠性指标的计算系统可靠性指标的计算例例.有一台处理机，有一台处理机，MTBFMTBF20002000小时，小时，MTTRMTTR3 3小小时。问：时。问：(1)(1)单、双机预期的不可用度是多少？单、双机预期的不可用度是多少？(2)40(2)40年中单、双机分别有多少小时因故障年中单、双机分别有多少小时因故障 停机？停机？(3)(3)根据根据4040年中双机的不可用度，求检修故障年中双机的不可用度，求检修故障 为为3 3小时时需多少年？小时时需多少年？解解解解：(1)(1)(2)(2)(3)(3)设检修故障为设检修故障为3 3小时时需小时时需x x年，年，由由 得：得：x=75x=75年年 人有了知识，就会具备各种分析能力，明辨是非的能力。所以我们要勤恳读书，广泛阅读，古人说“书中自有黄金屋。”通过阅读科技书籍，我们能丰富知识，培养逻辑思维能力；通过阅读文学作品，我们能提高文学鉴赏水平，培养文学情趣；通过阅读报刊，我们能增长见识，扩大自己的知识面。有许多书籍还能培养我们的道德情操，给我们巨大的精神力量，鼓舞我们前进。