現(xiàn)代交換原理與通信網(wǎng)技術(shù)：2 交換網(wǎng)絡補充

第二章補充知識——話務量基礎關(guān)于“交換理論”

交換理論是隨著電話交換技術(shù)的應用和發(fā)展而產(chǎn)生的一門學科。它的任務是研究電話負載、電話交換系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和服務質(zhì)量之間的數(shù)量關(guān)系,提供最優(yōu)系統(tǒng)設計理論和方法。交換理論的研究對象不僅限于電話交換系統(tǒng)，其原理和方法還應用于其他各類信息交換系統(tǒng)。

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通信網(wǎng)絡與交換機是典型的服務系統(tǒng)。它們利用所擁有的資源（信道帶寬資源、計算資源、存儲資源等）或設備為用戶提供服務，并滿足特定的服務質(zhì)量要求。因為用戶的服務需求是隨機發(fā)生的，每次服務占用資源的時間也是隨機的，所以這是一種隨機服務系統(tǒng)，需要借助于概率論及隨機過程的理論。交換理論研究方法

3（1）在給定用戶條件（如用戶個數(shù)，電話使用的頻繁程度等）和希望達到的服務質(zhì)量后，如何確定交換網(wǎng)絡的容量（入、出線的數(shù)量）；（2）在已知網(wǎng)絡的容量后，如何設計網(wǎng)絡的結(jié)構(gòu)；（3）對于已知結(jié)構(gòu)，如何實現(xiàn)數(shù)字接續(xù)（即將任意指定入線上的數(shù)字信號傳遞到任意指定的出線）交換網(wǎng)絡的設計包含三個方面：交換網(wǎng)絡的作用是將任一入線與指定的出線接通，從而獲得某種服務。如第一章交換網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)圖，任何時刻都只能有一條入線與中繼線接通。我們把：請求服務的用戶稱為源。請求對象（如中繼線、繩路、記發(fā)器）稱為服務器。實際中，源的數(shù)目>

>服務器的數(shù)目這是因為：①所有用戶同時需要服務的可能性很小；②用戶偶爾得不到服務或短時間等待是可以容忍的。一個系統(tǒng)應配備的服務器數(shù)量與用戶對服務的要求及所期望的服務質(zhì)量直接有關(guān)。通常，在設計交換設備（交換網(wǎng)絡）及局間中繼線配備數(shù)量時，主要根據(jù)這些設備所要承受的電話業(yè)務量及規(guī)定的服務質(zhì)量指標。因此，有必要對服務需求和服務質(zhì)量加以定量的描述。

對于大量隨機發(fā)生的呼叫，有些呼叫可能遇到電話局忙。對于這類呼叫，不同的交換系統(tǒng)有不同的處理方法。一種系統(tǒng)是讓遇忙呼叫等待，一旦有了空閑的服務設備，呼叫就繼續(xù)進行下去，這樣的系統(tǒng)叫作待接制系統(tǒng)或等待制系統(tǒng)。另一種系統(tǒng)，它對不能立刻得到服務的呼叫的處理方法是給用戶送“忙音”。用戶聽到忙音后，必須放棄這次呼叫，然后再重新呼叫。這種系統(tǒng)叫做明顯損失制系統(tǒng)。對于等待制系統(tǒng)來說，如果等待時間不限，那么流入系統(tǒng)的話務量都能被處理，只是有一些呼叫要等待一段時間才能得到接續(xù)。對于明顯損失制系統(tǒng)來說，流入系統(tǒng)的話務量有一部分被處理了，另外一部分則被“損失”掉了。等待制與明顯損失制

7電話業(yè)務量簡稱話務量；

服務質(zhì)量指標指的是交換設備未能完成接續(xù)的電話呼叫業(yè)務量與用戶發(fā)出的電話呼叫業(yè)務量之比，即呼叫損失率，簡稱呼損。呼損愈低，服務質(zhì)量愈高。話務量、呼損及交換設備的（服務器數(shù)量）之間存在著固有的關(guān)系，研究這三者之間固有關(guān)系的理論即是話務理論。1話務量話務量（AT）又稱話務負載或電話負載。電話交換中，源對服務器的需求量稱為源的話務量；服務器所負擔的話務量稱為話務負荷。定義：在時間T內(nèi)，一個源（或服務器）所產(chǎn)生（所負荷）的話務量等于該期間內(nèi)各次服務持續(xù)時間之總和。顯然，話務量和兩個因素有關(guān)：需求的頻繁程度和每次服務所持續(xù)的時間，我們分別稱為呼叫強度和呼叫保持時間。（h）單位：小時其中：n為在所考察的時間T內(nèi)，所發(fā)生的呼叫次數(shù)；：每次呼叫的平均保持時間。為了計算話務量密度，定義了話務流量：影響話務量的因素（1）影響呼叫強度的因素：時間：隨一年中不同的月份，一周中不同的日子，一天中不同小時而變化。見下圖。突發(fā)事件：如舉辦大型會議，發(fā)生地震等話機普及率：每話機的呼叫強度與普及率成反比。費率：每天晚上9：00以后，長途費減半；會出現(xiàn)長途呼叫高峰。用戶遇忙時的表現(xiàn)：用戶呼叫時遇到網(wǎng)絡或受話方忙時，有些立即放棄呼叫，有些會不斷地重撥，造成系統(tǒng)擁塞時呼叫的強度猛增，這些遇阻地呼叫稱為呼損。（2）影響的因素：

1.費率

2.用戶習慣（說話快慢、長短）

3.通話性質(zhì)：對同一電話而言公務電話簡潔；私人電話通話時間比較長。

4.通話距離：與距離成正比。2服務等級交換網(wǎng)絡設計的一個重點問題：在給定平均話務量和希望達到的呼損率后，服務器的個數(shù)如何確定？換句話講，已知平均話務量和服務器的個數(shù)后，系統(tǒng)的呼損率是多少？呼損率有兩種定義：時間擁塞率——服務器全忙的概率呼叫擁塞率——呼叫產(chǎn)生但無服務器空閑的概率若服務器的個數(shù)為M一般時間擁塞率P（M）>呼叫擁塞率P（