第四章呼叫处理过程

4.1 呼叫处理的基本原理 呼叫的基本类型本局呼叫出局呼叫入局呼叫转接呼叫图1 四种基本呼叫类型一、 一个呼叫的处理过程主叫用户摘机呼叫送拨号音，准备收号收号号码分析接至被叫用户向被叫用户振铃被叫应答和通话主叫先挂机，通话结束被叫先挂机，通话结束二、稳定状态和状态转移1.空闲 = 等待收号 激励：主叫用户摘机 响应：通过交换网络建立两条链路 上行链路： 用户 收号器 下行链路：拨号音 用户2、等待收号 = 收号 激励：用户拨第一位号码 响应：1）停拨号音 2）预译处理和收号检查主叫用户数据，判别用户权限号首分析：确定呼叫类型以及该收几位号收号完毕后复原收号器3、收号 = 振铃激励：被叫用户号响应：通路预占 即选定内部时隙后将相应的 控制存储器的对应单元置忙 向被叫振铃 向主叫送回铃音4、振铃 = 通话激励：被叫摘机响应：通路建立 计费5 通话 = 送忙音 激励：一方挂机 响应：向另一方送忙音6、送忙音 = 空闲 激励：另一方挂机 响应：链路复原三、 用SDL图表示的呼叫处理过程 呼叫处理的SDL图具有下列特点： 整个接续过程分为若干个阶段，每个阶段可以用稳定状态来标志；两个稳定的状态之间要执行各种处理；在一个稳定状态下，若没有输入信号，处理机不会做任何动作；同样的输入信号在不同的状态下会作出不同的的处理，转移到不同的新状态；在同一状态下，不同的输入信号处理是不同的；在同一状态下，输入同样信号，也可能因不同情况得出不同结果； 整个呼叫处理的过程就是处理机监视、识别输入信号，然后进行分析、执行任务和输出命令，如此循环。四、呼叫处理过程从功能上可分为以下三个部分输入处理：完成数据采集，识别并接受从外部输入的处理请求。分析处理：是内部数据处理部分，根据输入信号和现有状态进行分析、判别，然后决定下一步任务。内部任务的执行和输出处理：完成指定的任务，输出命令。 4.2 程控交换软件系统一、 程控交换软件系统的组成 程控交换系统软件是由运行软件和系统支援软件组成。 其中运行软件是由操作系统和应用软件组成。应用软件包括OAM、呼叫处理和数据库程序。 系统支援软件是由系统软件开发支援系统、软件加工系统、应用工程支援系统、交换局管理支援系统组成的。 程控交换系统软件的组成 图2 交换软件的组成程控交换系统的操作系统具有其自身特点程控交换系统是一个实时控制系统，因此它的操作系统具有实时操作系统的特点。由于在程控交换系统中常常采用多处理机系统，它的结构有计算机局域网的特点，因此其操作系统还具有网络操作系统的功能。对于全分散控制的交换系统来说，其操作系统也具有分布式操作系统的特点。 二、呼叫处理程序的调度策略1、在程控交换系统中按紧急性和实时性的要求不 同可将任务划分为不同的等级：故障级：负责故障识别和紧急处理等功能，具有最高优先级。周期级：由时钟中断按周期性启动的任务。基本级：由队列启动的、实时性要求较低的任务。 2、不同任务的优先级及调度策略 不同任务的优先级及调度策略 图3 交换软件执行的优先级 1）时间表调度法 2）事件队列周期级与基本级程序的接口 周期级与基本级的消息交互通常采用事件队列。图4 基本级程序的事件队列驱动方法三、交换机控制系统工作的主要特点1、与一般控制系统相比，计算机控制系统的主要特点是外部设备输入的信号并不直接送入处理器，而是暂时存储在存储器中，由处理器在某一适当的时刻读出和处理。2、以表格的方式组织各种呼叫处理时所需的数据 用户忙闲表；交换机各级链路忙闲表；中继线路忙闲表；事件登记表；输出登记表等4.3 呼叫处理软件 呼叫处理软件包括输入处理的扫描程序，内部处理的号码分析程序，路由选择程序，输出处理的交换网络驱动程序等。 4.3.1 扫描与输入 一、输入处理的一般概念 输入处理程序的主要任务是对用户线、中继线等进行监视、检测和识别，及时报告事件的产生。输入处理主要可分为： 用户线扫描监视中继线线路信号扫描接收Pulse、DTMF和MFC信号接收公共信道信号二、用户摘挂机识别原理1、用户摘挂机识别原理一般情况用户摘挂机扫描周期 100200ms如果：用户在挂机状态时扫描输出为“1”，用户在摘机状态时扫描输出为“0”，摘挂机扫描程序的执行周期为200ms。那么：摘机识别：就是找到从“1”到“0”的变化点。 挂机识别：就是找到从“0”到“1”的变化点。 摘挂机识别过程 图5 摘挂机识别原理2、用户摘挂机识别方法硬件扫描，软件处理图6 用户摘挂机识别方法群处理方式 由于用户的状态可用1bit表示，所以处理器对用户状态进行分析处理时，通常以字长为单位对一群用户同时进行逻辑运算，我们称这种方式为群处理。4.3.2 数字分析与翻译 数字分析与翻译是两个相关联的作业。数字分析也叫号码分析 号码分析是在收到用户拨号号码以后开始进行的，信息源是用户所拨号码的号首部分，其分析的目的是确定接续方向、还应收几位、要调用什么程序。 程序的散转。数字翻译则是根据接收到的全部号码确定被叫用户线或出局中继线的物理地址。号首0 国内长途字冠 00 国际长途字冠1特种业务号码 2 9 本地各局电话号码建立服务功能代码 # 撤销服务功能代码路由代码本地网呼叫 局号国内长途呼叫 长途区号+局号国际长途呼叫 国家号+区号+局号 图7 号码分析结果类型举例 图8 多级表格结构的应用4.3.4 电话网的路由选择一、路由的含义 路由是在两个交换局之间建立一个呼叫连接或传送消息的途径。它可以由一个电路群组成，也可以由多个电路群经交换局串接而成。二、路由选择方案二、路由选择方案 在等级制通信网中，任何两台交换机之间都可能存在等级制通信网中，任何两台交换机之间都可能存在多条路由。因此，必须有一种经济合理的路由选择在多条路由。因此，必须有一种经济合理的路由选择方案。方案。 选择路由时应充分利用高效直达路由，尽量减少转选择路由时应充分利用高效直达路由，尽量减少转接次数和尽量少占长途电路。路由选择顺序和原则如接次数和尽量少占长途电路。路由选择顺序和原则如下：下： (1) 先选高效直达路由。当高效直达路由忙时，选迂先选高效直达路由。当高效直达路由忙时，选迂 回路由，选择顺序是回路由，选择顺序是“由远至近由远至近” 。 (2) 最后选择最终路由。最终路由可以是实际的最终最后选择最终路由。最终路由可以是实际的最终 路由（低呼损电路），也可以是基干路由。路由（低呼损电路），也可以是基干路由。路由选择举例路由选择举例例例 两个地区之间的长途网络结构如下图所示，两个地区之间的长途网络结构如下图所示， 假定交换中假定交换中心心A呼叫交换中心呼叫交换中心B ，试按，试按 “由远至近由远至近” 选择顺序依次给选择顺序依次给出全部路由。出全部路由。解：根据路由选择顺序和原则，首选直达路由，当直达路由解：根据路由选择顺序和原则，首选直达路由，当直达路由忙时，再选迂回路由，最后选基干路由。忙时，再选迂回路由，最后选基干路由。 321.3.3 电话网路由选择方法等级制选路与无级选路等级制选路：路由选择是在从源节点到宿节点的一组路由中依次按顺序进行无级选路：对于从源节点到宿节点的一组路由，路由选择过程中无先后顺序，可以互相溢出且无先后顺序固定路由与动态路由固定路由：交换机的路由表一旦生成后相对固定，其改变须人工参与动态路由：交换机的路由表可以根据时间、状态或事件动态改变33(1) 固定等级制选路在等级制网络中，一般采用固定路由计划，等级制选路结构，即固定等级制选路。请注意区分这两个不同的概念等级制结构是指交换中心的设置级别等级制选路则是指在从源节点到宿节点的一组路由中依次按顺序进行选择34长途网固定等级制选路长途交换中心之间路由局向最多为三个路由选择顺序首选直达路由，再选迂回路由，最后选最终路由选择迂回路由时首选直接至受话区的迂回路由，后选经发话区的迂回路由，所选迂回路由在发话区是从低级局往高级局的方向 (即自下而上)，而在受话区是从高级局往低级局的方向(即自上而下)尽可能使同一汇接区的主要话务在该汇接区内疏通选路过程中遇低呼损路由时，不再溢出至其他路由，即终止路由选择35长途网固定等级制选路B 局A 局D 局C 局发话区受话区DC1DC2基干路由；高效直达路由终端局 直达路由 第一迂回路由 第二迂回路由 D BD BCD BACD C BC BAC 36本地网固定等级制选路路由选择顺序：先选直达路由，遇忙再选迂回路由，最后选基干路由选路过程中遇到低呼损路由时，不允许再溢出到其他路由上，路由选择结束端到端呼叫一般最多经过两次汇接，只有在汇接局没有网状相连时，可放宽到三次汇接一次接续最多可选择三个路由37本地网固定等级制选路网状网结构: 端到端的来去话都由两端局间的低呼损直达路由疏通 二级网结构:Tm1Tm2AB终端局 直达路由 第一迂回路由 第二迂回路由 B AB ATm2B ATm1Tm2B 38（2）固定无级选路 “固定无级”是指选路计划采用“固定”，选路结构在同一平面同一平面采用“无级”的一种选路规则。高低平面的迂回路由都是是预先确定好的，固定不变的。高平面内，各省的DC1可作为其他省的DC1之间迂回路由的转接点，发端局至目标局间的呼叫可以通过其他的DC1局进行迂回。在低平面上，DC2可作为省内其他DC2之间设置迂回路由的转接点，低平面内发端局至目标局间的呼叫可以通过其他的DC2局进行迂回。39(3) 动态选路动态路由选择是根据网络当前的状态信息进行选路的。比较典型的动态路由选择方法有动态无级选路(DNHR：Dynamic Non-Hierarchical Routing)、实时网络选路(RTNR：RealTime Network Routing)动态受控选路(DCR：Dynamically Controlled Routing)、动态迂回选路(DAR：Dynamic Alternate Routing)。40基于无级网采用公共信道信令收集和分配路由信息具有曲回控制能力：将阻塞的呼叫返回给发送端交换机，以便重新选择其它路由路由表中迂回路由顺序动态变化，尽量将业务分配到负荷较轻的路由取决于对业务量的准确预测ABCDEF直达路由；迂回路由- 动态无级选路 (DNHR）41自适应的选路策略随机选择迂回路由首选直达路由，其次迂回路由先选上一次接续成功的迂回路由，若成功，则采用该路由，且在下次仍先选该路由；若该迂回路由阻塞，则随机选择一个新的迂回路由- 动态迂回选路(DAR)42在直达路由阻塞时发端交换机通过公共信道信令与终端交换机交换信息，终端交换机将其相连链路的忙闲状态报告给发端交换机发端交换机检查自己所连的链路状态，从中选择一条最小负荷路由(LLR，Least-Loaded Route)- 实时网络选路(RTNR)网络结构的变化演进网络结构的变化演进 随着通信网中交换设备的数字化以及传输网的光纤化，通信网的网络结构也在发生变化。过去广泛采用的等级制结构实行的是一种静态管理方法，缺乏灵活性，越来越不适应现代通信的技术要求。等级制通信网尤其是长途交换网正在向 无级 动态网 演进。 其中，程控数字交换设备、No.7信令系统及网络管理的智能化是实现无级动态网的必要条件。 所谓“无级”是指在电话网中的各个结点(交换机)处于同一等级，不分上下级。所谓“动态”是指选择路由的方式不是固定的，而是随网络话务量变化或其他因素而变化。4.3.5 通路选试一、通路选试（接续链路的选择）的概念 就是根据在交换网络输入端和输出端的位置，即根据需要建立接续的双方地址在交换网络中选择一条空闲的通路，使指定位置的输入端和输出端连接起来。二、选试方法 交换网络的忙闲状态表图9 TST网络结构图4.4 话务基本理论在设计通信网中的电话局交换设备（交换网络）及局间中继线配备数量时，主要根据这些设备所要承受的电话业务量（话务量）及规定的服务质量指标（呼损）。话务量、呼损与交换设备数量之间存在着固有的关系，研究这三者之间固有关系的理论即是话务理论。一、话务量 1、话务量的概念话务量反映了电话负荷的大小，与呼叫强度和呼叫保持时间有关。呼叫强度是单位时间内发生的呼叫次数，呼叫保持时间也就是占用时间。2、话务量计算 单位时间内的话务量等于使用相同时间单位的呼叫强度与呼叫保持时间之乘积，其单位为爱尔兰（ Erlang）。 例如：呼叫强度=1800次/小时，呼叫保持时间=（1/60）小时/次，则话务量=1800次/小时 X （1/60）小时/次=30 Erl。 设：n = 时间T内单个用户终端发出的平均呼叫数h = 由用户终端发出的呼叫的平均占用时间N = 用户数的总和 Y = 单位时间内流过所有用户终端的话务量则：Y = N *（n/T）* h其中 N *（n/T）为呼叫强度，h 为呼叫保持时间。 在进行话务量的实际计算时应注意以下几个问题：话务量总是针对一段时间而言，如一天或一小时。话务量无量纲。呼叫强度和呼叫保持时间都是统计平均值。要区分流入话务量与完成话务量。流入话务量 = 完成话务量+损失话务量损失话务量 = 流入话务量 X 呼叫损失率（呼损率） 3、呼损的概念交换设备未能完成接续的电话呼叫业务量与用户发出的电话业务量之比，即呼损。当线束容量为m、流入话务量为Y时，线束中任意k条线路同时占用的概率为P(k)。当k=m时，表示线束全忙，即交换系统的m条话路全部被占用，此时p(k)为系统全忙的概率。当m条话路全部被占用时，到来的呼叫将被系统拒绝而损失掉，因此系统全忙的概率即为呼损概率。二、控制部件的呼叫处理能力-BHCA值 评价一台交换机的话务能力一般有两个基本参数： 通过交换网络可以同时接续的路由数，用爱尔兰数表示。 单位时间内控制设备能够处理的呼叫数。1、计算BHCA值的基本模型- 系统开销：在充分长的统计时间内，处理机用于运行处理软件的时间和统计时间之比，即呼叫资源的占用率。- 固有开销：与呼叫处理次数（话务量）无关的系统开销，例如各种扫描的开销。- 非固有开销：与呼叫处理次数有关的系统开销。 bNat 操作系统的程序调度 固有开销 扫描程序等 呼叫处理 的时间开销 内部处理 非固有开销 操作系统其它和呼叫次数 有关的开销 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？N=63000次/小时2、过负荷控制对于数字交换机采用大容量线束的线路利用率高，但对过负荷敏感，即当话务量陡然增大时，若不采取适当措施，接续成功的呼叫数大大下降。当过负荷达到设计值的50%时，进行过负荷控制，规定要求这时完成的BHCA值不低于设计值的90%。