第四章程控交換系統(tǒng)控制部件的組成特點(diǎn)

第4章程控交換系統(tǒng)控制部件的組成特點(diǎn)4.1對控制部件的要求(1)呼叫處理能力在保證規(guī)定的QoS前提下，處理機(jī)處理呼叫的能力。最大忙時試呼次數(shù)BHCA

(MaximumNumberofBusyHourCallAttempts)：單位時間內(nèi)控制系統(tǒng)能處理的最多呼叫次數(shù)。與處理機(jī)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、處理機(jī)本身的能力、負(fù)荷分配、軟件效率等有關(guān)。衡量一臺交換機(jī)的負(fù)荷能力時不僅要考慮話務(wù)量，同時要考慮其處理能力。北京郵電大學(xué)出版社現(xiàn)在是1頁\一共有21頁\編輯于星期四(2)可靠性控制系統(tǒng)是交換設(shè)備的核心，故障導(dǎo)致系統(tǒng)中斷。國內(nèi)電話交換設(shè)備技術(shù)規(guī)范要求：20年內(nèi)系統(tǒng)中斷時間<1小時(故障率低，故障處理時間短)。常采用雙機(jī)工作、冗余配置、注重處理機(jī)間的通信及運(yùn)行軟件的可靠性，增強(qiáng)控制系統(tǒng)的故障防衛(wèi)和自愈能力。(3)靈活性和適用性對功能擴(kuò)展，能適應(yīng)新的服務(wù)要求和技術(shù)發(fā)展。以備份冗余數(shù)據(jù)為依據(jù)實(shí)現(xiàn)分散控制，使硬件在結(jié)構(gòu)和功能上彼此獨(dú)立。(4)經(jīng)濟(jì)性控制設(shè)備在交換機(jī)成本上只占較小的比重(<35%)，主要對容量小、采用集中控制的交換機(jī)有影響。北京郵電大學(xué)出版社現(xiàn)在是2頁\一共有21頁\編輯于星期四

4.2交換機(jī)控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)方式1、集中控制設(shè)某臺交換機(jī)的控制部分由p臺處理機(jī)組成，可實(shí)現(xiàn)R項功能，每一項功能由一個程序來提供，系統(tǒng)有q個可用資源(軟/硬件)。每臺處理機(jī)均能達(dá)到(控制)全部資源，也能執(zhí)行所有功能。北京郵電大學(xué)出版社現(xiàn)在是3頁\一共有21頁\編輯于星期四主要用于多雷區(qū)和軍事上。優(yōu)點(diǎn)：處理機(jī)能控制所有功能和資源，控制關(guān)系簡單。各功能間是軟件接口，便于改變。某處理機(jī)出現(xiàn)故障時，由其他處理機(jī)基本不變的管理資源，實(shí)現(xiàn)功能。缺點(diǎn)：軟件復(fù)雜，不便管理，冗余大，要求處理機(jī)間聯(lián)系，系統(tǒng)脆弱。北京郵電大學(xué)出版社現(xiàn)在是4頁\一共有21頁\編輯于星期四2、分散控制上述系統(tǒng)中，每臺處理機(jī)只能達(dá)到資源的一部分，執(zhí)行部分功能。每臺處理機(jī)控制不同資源，實(shí)現(xiàn)不同功能。

北京郵電大學(xué)出版社現(xiàn)在是5頁\一共有21頁\編輯于星期四處理機(jī)之間的資源和任務(wù)的分配原則：靜態(tài)分配法：功能和資源的分配一次完成，軟、硬件根據(jù)不同的功能歸類。不易擴(kuò)充資源和功能，但電路簡單，易于實(shí)現(xiàn)，穩(wěn)定性好?？赡K化。動態(tài)分配法：每臺處理機(jī)可處理所有功能，達(dá)到所有資源，并根據(jù)系統(tǒng)的不同狀態(tài)，對資源和功能進(jìn)行最佳分配。若某處理機(jī)出現(xiàn)故障，則動態(tài)分配，忽略該機(jī)，將資源和功能分配給其他處理機(jī)。但軟、硬件接口復(fù)雜，可靠性差。北京郵電大學(xué)出版社現(xiàn)在是6頁\一共有21頁\編輯于星期四4.3多處理機(jī)結(jié)構(gòu)

系統(tǒng)中有多臺處理機(jī)配合完成控制交換機(jī)的功能(分散控制)。120門以上電話的程控交換機(jī)多采用多處理機(jī)結(jié)構(gòu)。1、按功能分擔(dān)：各處理機(jī)完成不同功能。如控制用戶模塊(用戶級)的用戶處理機(jī)和控制交換網(wǎng)(選組級)的中央處理機(jī)；直接控制硬件的前臺區(qū)域處理機(jī)和后臺的中央處理機(jī)；專門負(fù)責(zé)管理、調(diào)度或維護(hù)的處理機(jī)；各具體部件如中繼器、信號設(shè)備的處理機(jī)等。優(yōu)點(diǎn)：每臺處理機(jī)只承擔(dān)部分功能，可簡化軟件，便于拓展功能。缺點(diǎn)：交換機(jī)容量小時，也需配齊全部類型處理機(jī)。北京郵電大學(xué)出版社現(xiàn)在是7頁\一共有21頁\編輯于星期四2、按話務(wù)分組每臺處理機(jī)完成一部分話務(wù)處理功能，只分擔(dān)部分用戶的全部呼叫處理任務(wù)(任務(wù)相同，只是用戶數(shù)不同)。模塊式的處理機(jī)優(yōu)點(diǎn)：只需配置與用戶群相應(yīng)數(shù)量的處理機(jī)。缺點(diǎn)：每臺處理機(jī)都需具有呼叫處理的全部功能。3、備用工作為提高控制部件的可靠性，有時對每臺處理機(jī)配有備用處理機(jī)，形成主/備用雙機(jī)工作方式；或采用n+1冗余，一臺處理機(jī)專作n臺工作機(jī)的備用機(jī)。平時主用機(jī)工作，故障時倒換到備用機(jī)。現(xiàn)代交換機(jī)的功能復(fù)雜、容量大，可靠性要求高，大、中型交換機(jī)的控制部分多采用分散控制的多處理機(jī)結(jié)構(gòu)，如日本，富士通FETEX-150采用分級分散控制系統(tǒng)；Bell，S-1240采用全分散控制北京郵電大學(xué)出版社現(xiàn)在是8頁\一共有21頁\編輯于星期四(1)分級分散控制系統(tǒng)：按交換機(jī)控制功能層次的高低配置處理機(jī)。高級控制低級。級間按功能分擔(dān)，級內(nèi)功能相同的處理機(jī)按話務(wù)分組。外圍/用戶級處理機(jī)——摘/掛機(jī)識別、脈沖識別，簡單、重復(fù)；呼叫處理機(jī)——號碼分析、路由選擇、呼叫建立；主處理機(jī)——故障診斷、OAM（運(yùn)行、維護(hù)、管理）。二、三級可合并北京郵電大學(xué)出版社現(xiàn)在是9頁\一共有21頁\編輯于星期四(2)分布式/全分散控制系統(tǒng)：多個處理機(jī)獨(dú)立工作，處理機(jī)間不分等級，不存在控制關(guān)系。全部用戶線、中繼線分成多個終端模塊(用戶模塊/中繼模塊)。每個模塊包含由微處理機(jī)控制的終端控制單元，執(zhí)行控制功能。每個模塊可獨(dú)立進(jìn)行呼叫處理，完成一定話務(wù)量的呼叫接續(xù)。模塊間的通信通過交換網(wǎng)完成。(輔助控制單元沒有終端電路)個別處理機(jī)故障不會導(dǎo)致系統(tǒng)失效，可靠性高；模塊化，增容方便北京郵電大學(xué)出版社現(xiàn)在是10頁\一共有21頁\編輯于星期四ZXJ10交換機(jī)：外圍交換模塊PSM，遠(yuǎn)端交換模塊RSM，交換網(wǎng)絡(luò)模塊SNM，消息交換模塊MSM，操作維護(hù)模塊OMM，遠(yuǎn)端用戶模塊RLM

一對主/備模塊處理機(jī)MPTCP/IPSNMRSMRLMPSMMSMMPPSMPSMOMMRSMRLMRLM北京郵電大學(xué)出版社現(xiàn)在是11頁\一共有21頁\編輯于星期四中心模塊RLM第一級第二級第三級PSMPSMRSMPSMRSMPSMRSM北京郵電大學(xué)出版社現(xiàn)在是12頁\一共有21頁\編輯于星期四4.4/4.5備用方式和故障處理備用方式按可靠性分為：熱備用--備用機(jī)平時加電工作，現(xiàn)代交換系統(tǒng)采用，20ms啟動；冷備用--備用機(jī)平時不加電。備用方式從呼叫處理的數(shù)據(jù)角度分為：1、冷備用：備用機(jī)平時不保留呼叫處理數(shù)據(jù)，主機(jī)故障倒機(jī)時，數(shù)據(jù)全部丟失，新的主用機(jī)需重新啟動和初始化，正在進(jìn)行的通話全部中斷，損失大?？啥〞r向外設(shè)備份現(xiàn)有數(shù)據(jù)，減小倒機(jī)損失。2、熱備用：主、備用機(jī)平時都保留呼叫處理數(shù)據(jù)，主機(jī)故障倒機(jī)時，呼叫處理的臨時數(shù)據(jù)基本不丟失，原處于通話或振鈴狀態(tài)的用戶不中斷，只損失正在處理的用戶。北京郵電大學(xué)出版社現(xiàn)在是13頁\一共有21頁\編輯于星期四比較雙機(jī)運(yùn)行結(jié)果，相同則轉(zhuǎn)向下條指令，不同則幾微秒內(nèi)退出服務(wù)，進(jìn)行測試和故障處理：①同步狀態(tài)：正常工作狀態(tài)②脫機(jī)狀態(tài)：備用機(jī)跟主機(jī)脫離，可能在修改軟件或?qū)ν庠O(shè)進(jìn)行測試。③校驗(yàn)狀態(tài)：備用機(jī)從脫機(jī)狀態(tài)轉(zhuǎn)向同步狀態(tài)時，須先進(jìn)入校驗(yàn)狀態(tài)，確認(rèn)儲存器全部內(nèi)容無誤特點(diǎn)：對故障反應(yīng)快，不易丟失呼叫。但增加了“比較”時延，降低了處理機(jī)的處理能力，對偶發(fā)、軟件故障處理不理想，可能導(dǎo)致整個系統(tǒng)服務(wù)中斷。(1)同步方式

電話外設(shè)輸入的數(shù)據(jù)由二臺處理機(jī)同時接收信息，同時執(zhí)行相同指令，但僅一臺對外設(shè)發(fā)布命令和輸出數(shù)據(jù)，相當(dāng)于主用機(jī)。

北京郵電大學(xué)出版社現(xiàn)在是14頁\一共有21頁\編輯于星期四2、互助方式

二臺(或多臺)處理機(jī)平時按話務(wù)分擔(dān)工作，每臺處理機(jī)完成一

部分(多為一半)話務(wù)量。

特點(diǎn)：采用禁止電路，防止處理機(jī)A、B處理相同任務(wù)；使用獨(dú)立的存儲器，故障時無需切換，呼損?。惶幚砟芰?qiáng)，過負(fù)荷能力強(qiáng)。但兩臺處理機(jī)之間需通信，占用機(jī)時。故障處理：一臺處理機(jī)故障時，立即退出服務(wù)，由另一臺處理機(jī)承擔(dān)全部話務(wù)處理。可防止偶發(fā)故障和軟件故障(2臺處理機(jī)同時發(fā)生的概率低)。發(fā)現(xiàn)故障時處理的呼叫丟失，處于振鈴和通話階段的呼叫不丟失，由另一臺處理機(jī)繼續(xù)處理。北京郵電大學(xué)出版社現(xiàn)在是15頁\一共有21頁\編輯于星期四3、主/備機(jī)方式

只有主用機(jī)在線運(yùn)行，備用機(jī)處于待機(jī)狀態(tài)。雙機(jī)冗余配置故障處理：熱備用的處理機(jī)內(nèi)保存當(dāng)前動態(tài)的呼叫數(shù)據(jù)，如采用公共存儲器，主用機(jī)故障切換到備用機(jī)時，處于通話或振鈴狀態(tài)的用戶不中斷，只損失正在處理的用戶。尤其是局用交換設(shè)備，滿足國家電話交換設(shè)備技術(shù)規(guī)范要求。一般交換機(jī)多采用。冷備用的備用機(jī)平時不參加呼叫處理，主機(jī)故障時使用，未經(jīng)事先校驗(yàn)，可能重啟，損失數(shù)據(jù)。北京郵電大學(xué)出版社現(xiàn)在是16頁\一共有21頁\編輯于星期四4.6處理機(jī)間通信方式為完成呼叫處理、維護(hù)和管理任務(wù)，需多處理機(jī)協(xié)同工作。處理機(jī)間通信方式與交換機(jī)控制系統(tǒng)的處理能力和可靠性有緊密聯(lián)系，采用遠(yuǎn)端用戶模塊時還需考慮遠(yuǎn)距離通信問題。

1、通過PCM信道進(jìn)行通信(長距離)(1)利用Ts16進(jìn)行通信：可傳送處理機(jī)間信號和局間線路信號。如日本，富士通FETEX-150數(shù)字交換機(jī)。外加軟、硬件的費(fèi)用小，但信息量小，速度慢，多用于分級控制方式中，外圍處理機(jī)與呼叫處理機(jī)之間的通信。(2)通過數(shù)字交換網(wǎng)絡(luò)的PCM信道直接傳送：處理機(jī)間的通信信息和話音同等對待，可通過PCM話音信道任一時隙傳送，并由數(shù)字交換網(wǎng)交換。標(biāo)志位標(biāo)識出是在傳遞系統(tǒng)信息。如Bell，S-1240數(shù)字交換機(jī)。占用通信信道，費(fèi)用高。北京郵電大學(xué)出版社現(xiàn)在是17頁\一共有21頁\編輯于星期四2、采用計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)常用的通信結(jié)構(gòu)方式(1)多總線結(jié)構(gòu)處理機(jī)組成總線型網(wǎng)絡(luò)，以共享資源和處理機(jī)間通信。①共享存儲器Memory方式(緊耦合)：若干處理機(jī)與若干存儲器互聯(lián)。提供較高速和較大信息量，適合間距不遠(yuǎn)，如備份系統(tǒng)間。時分總線互連法：總線控制權(quán)的分配，通信易產(chǎn)生瓶頸交換矩陣互連法：總線效率高，但處理機(jī)和存儲器增加時矩陣成平方增長北京郵電大學(xué)出版社現(xiàn)在是18頁\一共有21頁\編輯于星期四多通道互連法：存儲器有多個通道，分別接不同處理機(jī)，須判別處理機(jī)優(yōu)先權(quán)②通過共享輸入/輸出接口進(jìn)行通信(松耦合)：一臺處理機(jī)將另一臺處理機(jī)看作一般的輸入/輸出端口。適用于長距離，但信息量和速率不高的場合。北京郵電大學(xué)出版社現(xiàn)在是19頁\一共有21頁\編輯于星期四(2)環(huán)形結(jié)構(gòu)在大型系統(tǒng)中，尤其是分散控制系統(tǒng)中處理機(jī)數(shù)量多，且是平級，可組成令牌環(huán)。如ALCATEL，E-10。每臺處理機(jī)相當(dāng)于環(huán)內(nèi)的一個節(jié)點(diǎn)。令牌碼組(01111100)繞環(huán)前進(jìn)。處理機(jī)有發(fā)送信息時等待令牌。檢測到令牌后，將令牌變?yōu)闃?biāo)識碼組(如01111101)表示令牌被占用，并將信息送上環(huán)路。相應(yīng)節(jié)點(diǎn)正確接收后，在令牌上做記號(如01