程控交换系统控制部件的组成特点.ppt
北京邮电大学出版社,第4章 程控交换系统控制部件的组成特点,4.1 对控制部件的要求 (1)呼叫处理能力 在保证规定的QoS前提下，处理机处理呼叫的能力。 最大忙时试呼次数BHCA (Maximum Number of Busy Hour Call Attempts) ：单位时间内控制系统能处理的最多呼叫次数。 与处理机的系统结构、处理机本身的能力、负荷分配、 软件效率等有关。 衡量一台交换机的负荷能力时不仅要考虑话务量， 同时要考虑其处理能力。,北京邮电大学出版社,(2)可靠性 控制系统是交换设备的核心，故障导致系统中断。 国内电话交换设备技术规范要求： 20年内系统中断时间<1小时(故障率低，故障处理时间短)。 常采用双机工作、冗余配置、注重处理机间的通信及运行 软件的可靠性，增强控制系统的故障防卫和自愈能力。 (3)灵活性和适用性 对功能扩展，能适应新的服务要求和技术发展。以备份冗余 数据为依据实现分散控制，使硬件在结构和功能上彼此独立。 (4)经济性 控制设备在交换机成本上只占较小的比重(<35%)，主要对 容量小、采用集中控制的交换机有影响。,北京邮电大学出版社,4.2 交换机控制系统的结构方式 1、集中控制 设某台交换机的控制部分由p台处理机组成，可实现R项功能， 每一项功能由一个程序来提供，系统有q个可用资源(软/硬件)。 每台处理机均能达到(控制)全部资源，也能执行所有功能。,北京邮电大学出版社,主要用于多雷区和军事上。 优点：处理机能控制所有功能和资源，控制关系简单。 各功能间是软件接口，便于改变。某处理机出现故障时， 由其他处理机基本不变的管理资源，实现功能。 缺点：软件复杂，不便管理，冗余大，要求处理机间联系， 系统脆弱。,北京邮电大学出版社,2、分散控制 上述系统中，每台处理机只能达到资源的一部分，执行部分功能。 每台处理机控制不同资源，实现不同功能。,北京邮电大学出版社,处理机之间的资源和任务的分配原则： 静态分配法：功能和资源的分配一次完成，软、硬件根据 不同的功能归类。不易扩充资源和功能，但电路简单，易于 实现，稳定性好。可模块化。 动态分配法：每台处理机可处理所有功能，达到所有资源， 并根据系统的不同状态，对资源和功能进行最佳分配。 若某处理机出现故障，则动态分配，忽略该机，将资源和 功能分配给其他处理机。但软、硬件接口复杂，可靠性差。,北京邮电大学出版社,4.3 多处理机结构 系统中有多台处理机配合完成控制交换机的功能(分散控制)。 120门以上电话的程控交换机多采用多处理机结构。 1、按功能分担： 各处理机完成不同功能。如控制用户模块(用户级)的用户处理 机和控制交换网(选组级)的中央处理机；直接控制硬件的前台 区域处理机和后台的中央处理机；专门负责管理、调度或维护 的处理机；各具体部件如中继器、信号设备的处理机等。 优点：每台处理机只承担部分功能，可简化软件，便于拓展功能。 缺点：交换机容量小时，也需配齐全部类型处理机。,北京邮电大学出版社,2、按话务分组 每台处理机完成一部分话务处理功能，只分担部分用户的全部 呼叫处理任务(任务相同，只是用户数不同)。模块式的处理机 优点：只需配置与用户群相应数量的处理机。 缺点：每台处理机都需具有呼叫处理的全部功能。 3、备用工作 为提高控制部件的可靠性，有时对每台处理机配有备用处理机， 形成主/备用双机工作方式；或采用n+1冗余，一台处理机专作n台 工作机的备用机。平时主用机工作，故障时倒换到备用机。 现代交换机的功能复杂、容量大，可靠性要求高，大、中型交换机 的控制部分多采用分散控制的多处理机结构，如日本，富士通 FETEX-150采用分级分散控制系统； Bell，S-1240采用全分散控制,北京邮电大学出版社,(1)分级分散控制系统： 按交换机控制功能层次的高低配置处理机。高级控制低级。 级间按功能分担，级内功能相同的处理机按话务分组。 外围/用户级处理机摘/挂机识别、脉冲识别，简单、重复； 呼叫处理机号码分析、路由选择、呼叫建立； 主处理机故障诊断、OAM（运行、维护、管理）。二、三级可合并,北京邮电大学出版社,(2)分布式/全分散控制系统： 多个处理机独立工作，处理机间不分等级，不存在控制关系。 全部用户线、中继线分成多个终端模块(用户模块/中继模块)。 每个模块包含由微处理机控制的终端控制单元，执行控制功能。 每个模块可独立进行呼叫处理，完成一定话务量的呼叫接续。 模块间的通信通过交换网完成。(辅助控制单元没有终端电路) 个别处理机故障不会导致系统失效，可靠性高；模块化，增容方便,北京邮电大学出版社,ZXJ10交换机： 外围交换模块PSM，远端交换模块RSM，交换网络模块SNM， 消息交换模块MSM，操作维护模块OMM，远端用户模块RLM 一对主/备模块处理机MP,北京邮电大学出版社,北京邮电大学出版社,4.4/ 4.5 备用方式和故障处理 备用方式按可靠性分为： 热备用-备用机平时加电工作，现代交换系统采用，20ms启动； 冷备用-备用机平时不加电。 备用方式从呼叫处理的数据角度分为： 1、冷备用：备用机平时不保留呼叫处理数据，主机故障倒机 时，数据全部丢失，新的主用机需重新启动和初始化，正在 进行的通话全部中断，损失大。可定时向外设备份现有数据， 减小倒机损失。 2、热备用：主、备用机平时都保留呼叫处理数据，主机故障 倒机时，呼叫处理的临时数据基本不丢失，原处于通话或振铃 状态的用户不中断，只损失正在处理的用户。,北京邮电大学出版社,比较双机运行结果，相同则转向下条指令，不同 则几微秒内退出服务，进行测试和故障处理： 同步状态：正常工作状态 脱机状态：备用机跟主机脱离，可能在修改软件或对外设进行测试。 校验状态：备用机从脱机状态转向同步状态时 ，须先进入校验状态，确认储存器全部内容无误 特点：对故障反应快，不易丢失呼叫。但增 加了“比较”时延，降低了处理机的处理能力， 对偶发、软件故障处理不理想，可能导致整个 系统服务中断。,(1)同步方式电话外设输入的数据由二台处理机同时接收信息，同时执行相同指令，但仅一台对外设发布命令和输出数据，相当于主用机。,北京邮电大学出版社,2、互助方式二台(或多台)处理机平时按话务分担工作，每台处理机完成一部分(多为一半)话务量。,特点：采用禁止电路，防止处理机A、B 处理相同任务；使用独立的存储器，故障时无 需切换，呼损小；处理能力强，过负荷能力强。 但两台处理机之间需通信，占用机时。 故障处理：一台处理机故障时，立即退出 服务，由另一台处理机承担全部话务处理。 可防止偶发故障和软件故障(2台处理机同时发 生的概率低) 。 发现故障时处理的呼叫丢失，处于振铃和 通话阶段的呼叫不丢失，由另一台处理机继续 处理。,北京邮电大学出版社,3、主/备机方式只有主用机在线运行，备用机处于待机状态。双机冗余配置,故障处理：热备用的处理机内保存当前 动态的呼叫数据，如采用公共存储器，主用 机故障切换到备用机时，处于通话或振铃状 态的用户不中断，只损失正在处理的用户。 尤其是局用交换设备，满足国家电话交换设 备技术规范要求。一般交换机多采用。 冷备用的备用机平时不参加呼叫处理， 主机故障时使用，未经事先校验，可能重 启，损失数据。,北京邮电大学出版社,4.6 处理机间通信方式 为完成呼叫处理、维护和管理任务，需多处理机协同工作。 处理机间通信方式与交换机控制系统的处理能力和可靠性有 紧密联系，采用远端用户模块时还需考虑远距离通信问题。 1、通过PCM信道进行通信(长距离) (1)利用Ts16进行通信：可传送处理机间信号和局间线路信号。 如日本，富士通FETEX-150数字交换机。外加软、硬件的费用 小，但信息量小，速度慢，多用于分级控制方式中，外围 处理机与呼叫处理机之间的通信。 (2)通过数字交换网络的PCM信道直接传送：处理机间的通信 信息和话音同等对待，可通过PCM话音信道任一时隙传送， 并由数字交换网交换。标志位标识出是在传递系统信息。 如Bell，S-1240数字交换机。占用通信信道，费用高。,北京邮电大学出版社,2、 采用计算机网络常用的通信结构方式 (1)多总线结构 处理机组成总线型网络，以共享资源和处理机间通信。 共享存储器Memory方式(紧耦合)：若干处理机与若干存储器互 联。提供较高速和较大信息量，适合间距不远，如备份系统间。 时分总线互连法：总线控制权的分配，通信易产生瓶颈 交换矩阵互连法：总线效率高，但处理机和存储器增加时 矩阵成平方增长,北京邮电大学出版社,多通道互连法：存储器有多个通道，分别接不同 处理机，须判别处理机优先权 通过共享输入/输出接口进行通信(松耦合)： 一台处理机将另一台处理机看作一般的输入/输出端口。 适用于长距离，但信息量和速率不高的场合。,北京邮电大学出版社,(2)环形结构,在大型系统中，尤其是分散控制 系统中处理机数量多，且是平级， 可组成令牌环。如ALCATEL，E-10。 每台处理机相当于环内的一个节点。 令牌码组(01111100) 绕环前进。 处理机有发送信息时等待令牌。 检测到令牌后，将令牌变为标识码 组(如01111101)表示令牌被占用， 并将信息送上环路。 相应节点正确接收后，在令牌上做 记号(如01111111)，源节点监测到 后将令牌恢复(01111100)。,北京邮电大学出版社,(3)以太网通信总线结构 现代交换系统内部处理机间采用。 基于TCP/IP协议模型，TCP适用于大数据块的可靠传输， 而处理机间传递的多为短消息，传输延迟大，因此需采用 UDP协议通信。 使用CSMA/CD带冲突检测的载波侦听多路访问控制协议 解决处理机之间对总线的竞争。,
