程控数字交换技术第7章课件教材

,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,第7章 交换技术基础,任课教师：李红岩,第7章 交换技术基础任课教师：李红岩,1,回顾：第2、3、4章,回顾：第2、3、4章,2,回顾：第5、6章,回顾：第5、6章,3,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,等手段，使系统处于最佳运行状态。,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。,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,4,第7章,主要问题,什么是话务量？,话务量如何计算？,话务量和呼损的关系？,评价程控交换机的话务处理能力的两个指标是什么？,什么是,BHCA、MTBF、MTTR,？,第7章主要问题什么是话务量？,5,第7章 交换技术基础,7.1 话务量基本概念,7.2 控制系统的呼叫处理能力,7.3 控制系统的可靠性指标,第7章 交换技术基础 7.1 话务量基本概念,6,引言,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。,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。,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，得到服务性能和推算服务等级。,引言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,7,7.1 话务量基本概念,7.1.1 话务量,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。,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,。话务量又称电话负载，是电信业务流量的简称。,7.1 话务量基本概念 7.1.1 话务量,8,7.1.1 话务量,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，它表现为交换设备的繁忙程度。,交换机的,话务量,是指单位时间（1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。,全天话务量变化（,图7.1,）,说明,通常所说的话务量，是指系统,在一天的,最繁忙,时间里一个小,时的平均话务量。,7.1.1 话务量说明通常所说的话务量，是指系统,9,图7.1,全天话务量变化示例,图7.1全天话务量变化示例,10,7.1.1 话务量,话务量的大小与,用户数量,、,用户通信的频繁程度,、,每次通信占用的时间长度,以及,观测的时间长度,有关。,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，话务量就越大。,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,随时间变化的量,，即是一个“,随机变量,”。,7.1.1 话务量,11,7.1.1 话务量,一、话务量的计算,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。,话务量A与用户的呼叫次数C和每次呼叫的平均占用时间t有关：,A=C,(次/小时),t,(小时/次),话务量的基本单位是,爱尔兰,（Erlang），或叫“,小时呼,”，简写为,Erl,。由定义可以看出，Erl是一个无量纲的量。,话务量也用,分钟呼（cm）,或,百秒呼（ccs,）来表示：1Erl60cm 36ccs。,7.1.1 话务量,12,7.1.1 话务量,话务量计算的例子,例1,.,一个交换机，其交换网络连接1000个用户终端，每个用户忙时话务量为0.1Erl。求该交换机总的话务量。,解,：,A = 0.1 Erl 1000 = 100 Erl,则该交换机总的话务量为100 Erl。,7.1.1 话务量,13,7.1.1 话务量,例2,.某中继线1小时内有6个10分钟的占用时间，问该中继线的话务量是多少？,解,：,C6，,小时,A = Ct = 1 Erl,7.1.1 话务量,14,例3,.一个城市由市区和农村组成。市区面积为400平方公里，1000个人/平方公里，每小时每个用户2个电话，每个电话平均通话时长为50秒；农村面积为500平方公里，100个人/平方公里，每小时每个用户1个电话，每个电话平均通话时长为40秒。试计算该城市1小时内总共产生的话务量是多少？,解,：,市区话务量A1 40010002（503600）, 11111.11ERL,农村话务量A2 5001001（403600）, 555.56ERL,A A1 + A2, 11111.11ERL + 555.56ERL, 11666.67ERL,则该城市1小时内总共产生的话务量是11666.67ERL。,例3.一个城市由市区和农村组成。市区面积为400平方公里，,15,7.1.1 话务量,二、网络单元的话务量,网络单元指的是一条中继电路（64Kb/s），一个网络端口（64Kb/s），一个用户板端口或者一些与呼叫有关的软件单元。,根据话源话务量定义，网络单元的话务量为,A=S,=C/TS,=CS/T,C 呼叫次数,T 单位时间（一个小时）,当A=1时，网络单元被100%占用。当A=2n-1,当n很大时，一般取：m=2n。,无阻塞交换网络的条件,设A级入线与出线之比为n:m，C级为m:n,则无阻塞交换网络,41,7.3 控制系统的呼叫处理能力,话务量所衡量的是,交换网络可以同时连接的路由数,。,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,控制设备呼叫处理能力,的限制。,控制系统的呼叫处理能力用BHCA来衡量。BHCA值越大，处理能力越强。,7.3 控制系统的呼叫处理能力 话务量所衡量的是交换网络,42,BHCA,(Busy Hour Call Attempts)，是指“,忙时最大试呼次数,”。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。,BHCC,(Busy Hour Call Completion)，是指“,忙时最大呼叫完成次数,”。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数。,7.3 控制系统的呼叫处理能力,BHCA(Busy Hour Call Attempts)，,43,7.3.1 系统开销及其分配,系统开销,是指处理机用于,运行处理软件的时间,和,统计时长,之比，即时间资源的占用率。,固有开销,是指,与呼叫处理次数,（话务量）无关,的系统开销。,非固有开销,是指,与呼叫处理次数（,话务量）有关,的系统开销。,7.3.1 系统开销及其分配,44,7.3.1 系统开销及其分配,在程控交换机运行期间，控制系统的机时主要由,操作系统,和,呼叫处理软件,来占用。,操作系统的,任务调度属于固有开销,；而存储器管理、处理机管理、进程管理等属于非固有开销。,呼叫处理软件中的,周期级程序属于固有开销,，而基本级程序属于非固有开销。,通常系统开销中要留有余量，以备过负荷时的需要，这部分的开销称为,余量开销,。,7.3.1 系统开销及其分配,45,图7.6系统开销和BHCA的关系,图7.6系统开销和BHCA的关系,46,7.3.2 计算BHCA的基本模型,BHCA的计算,BHCA通常用一个,线性模型,来估算：,t = a + bN,t：单位时间内处理机用于呼叫处理的时,间开销,a：固有开销。,与呼叫处理无关的系统开销。,b：处理一次呼叫的平均开销,N：单位时间内所处理的呼叫总数，即,BHCA值,7.3.2 计算BHCA的基本模型,47,7.3.2 计算BHCA的基本模型,BHCA计算的例子,例,.,某处理机忙时用于呼叫处理的时间开销平均为0.85，固有开销a=0.29，处理一个呼叫平均需时32ms，求其BHCA为多少？,解,：,0.85=0.29+（0.032/3600）* N,N=63000次/小时,7.3.2 计算BHCA的基本模型,48,BHCA的计算,例,某处理机忙时用于呼叫处理的时间开销平均为0.,9,5，固有开销a=0.2,5,，处理一个呼叫平均需时3,0,ms，求其BHCA为多少？,解,： t=0.95，a=0.25，,b=30ms h,由,t=a+bN,得：,话路/h,BHCA的计算,49,7.3.3 影响BHCA的因素,1. 系统容量,容量通常以,用户线和中继线数,来表示。容量大小取决于数字交换网络的规模，即终端的时隙数和话路数。,系统容量越大，固有开销就越大，则呼叫处理能力就越低。,2. 系统结构,在多处理机系统中，,系统的组成方式,、,各处理机的分工方式,、,处理机间的通信方式,、,处理机的备用方式,等都会影响BHCA值。,7.3.3 影响BHCA的因素,50,7.3.3 影响BHCA的因素,3. 处理机能力,指令系统功能,越强，BHCA值越大。,主时钟频率,越高，BHCA值越大。,能访问的存储空间范围,越大，BHCA值越大。,I/O口效率,越高， BHCA值越大。,7.3.3 影响BHCA的因素,51,7.3.3 影响BHCA的因素,4. 软件设计水平,简单、高效的,操作系统,会提高BHCA值。,合理的,数据结构,会提高BHCA值。,大部分软件用,高级语言,编写，但对实时性要求高、重复次数多的部分用,汇编语言,编写，会提高BHCA值。,7.3.3 影响BHCA的因素,52,7.3.4 BHCA的测量,1.试呼结果,若一次试呼就完成通话，则称为,成功呼叫,；否则，称为,不成功呼叫,。,2.BHCA的测量,一般采用,模拟呼叫器,，利用,大话务量,测试：,试呼为成功呼叫,只考虑最大始发话务量,：,用户话务量最大为,0.2,中继线话务量为,0.7,7.3.4 BHCA的测量,53,7.3.4 BHCA的测量,2. BHCA的测量,一般采用模拟呼叫器，利用大话务量测试：,每次呼叫平均占用时长：,用户为,60s,中继线为,90s,BHCA标准值的计算公式：,7.3.4 BHCA的测量,54,图7.9呼叫处理能力的特性曲线,图7.9呼叫处理能力的特性曲线,55,7.3.4 BHCA的测量,3.过负荷控制,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。,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。,过负荷控制过程,：,将交换机的,始发呼叫源,（用户或入中继线）分为不同的,优先级别,。,7.3.4 BHCA的测量,56,7.3.4 BHCA的测量,3.过负荷控制,过负荷控制过程：,发生过负荷时，首先尽快停止处理,优先级最低的呼叫源,的呼叫；,若仍过负荷，再停止,高一级的呼叫源,，直到停止对最高优先级呼叫源的处理。,7.3.4 BHCA的测量,57,7.4 控制系统的可靠性指标,可靠性,是指在规定的时间和条件下完成规定功能的能力。,程控交换机的可靠性指标是衡量交换机维持良好服务质量的持久能力的指标。,系统中断,是指一个交换局系统的全部终端或大多数终端不能进行正常的接续。,7.4 控制系统的可靠性指标 可靠性是指在规定的时间和条,58,7.4.1 基本概念,系统中断累计时间，通常规定在20年内不得超过1小时，即平均每年不得超过3分钟。,失效率,，是指单位时间内出现的失效次数。,修复率,，是指单位时间内修复的故障数。,平均故障间隔时间,MTBF，是指系统正常运行时间。,平均故障修复时间,MTTR，是指系统因故障而停止运行的时间。,7.4.1 基本概念,59,7.4.1 基本概念,可靠度,R(t)，是指在规定的时间和规定的条件下完成规定功能的概率。,维修度,M(t)，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概率。,7.4.1 基本概念,60,7.4.2 可靠性指标,1. 系统的可用度A,可用度,是指系统的正常运行时间与总运行时间之比。,它是反映控制系统对电话服务的不间断性的值。,正常运行时间,，可用平均故障间隔时间(MTBF)表示。,总运行时间,，可用正常运行时间(MTBF)加上平均故障检修时间(MTTR) 表示。,7.4.2 可靠性指标,61,7.4.2 可靠性指标,1. 系统的可用度A,可用度的计算：,单处理机的可用度,双处理机的可用度,7.4.2 可靠性指标,62,7.4.2 可靠性指标,2. 系统的不可用度U,不可用度,是指系统的故障时间与总运行时间之比。,不可用度的计算：,单处理机的不可用度,双处理机的不可用度,7.4.2 可靠性指标,63,7.4.2 可靠性指标,3. 系统可靠性指标的计算,例,.,有一台处理机，MTBF2000小时，MTTR3小时。问：,(1)单、双机预期的不可用度是多少？,(2)40年中单、双机分别有多少小时因故障,停机？,(3)根据40年中双机的不可用度，求检修故障,为3小时时需多少年？,解,7.4.2 可靠性指标,64,解,：(1),(2),(3)设检修故障为3小时时需x年，,由 得：x=75年,程控数字交换技术第7章课件教材,65,