程控交换系统控制部件的组成特点.ppt

第四章 程控交换系统 控制部件的组成特点 44.1 .1 对控制部件的要求对控制部件的要求 44.2 .2 交换机控制系统的结构方式交换机控制系统的结构方式 44. .3 3 多处理机结构多处理机结构 44. .4 4 备用方式备用方式 44. .5 5 故障的处理方式和表现故障的处理方式和表现 44. .6 6 处理机间通信方式处理机间通信方式 4.1 对控制部件的要求 u呼叫处理能力：在保证规定的服务质量标准的前 提下，处理机能处理的话务量或呼叫数。常用最 大忙时试呼次数表示BHCA (Maximum Number of Busy Hour Call Attempts)，是标识系统性 能指标之一。 u可靠性：要求故障率尽可能低，一旦出故障很快 恢复。 u灵活性和适用性：及时适应新的服务要求和技术 发展。 u经济性 4.2 交换机控制系统的结构方式 u系统：指一台由若干处理机控制的程控交 换机及其控制部分。 u多处理机结构 u控制方式： u集中控制 u分散控制 u实际应用方式 u分级分散控制 u分布式分散控制 控制子系统包括：处理机和存储器、外部设备和 远端接口等部件。 处理机和存储器：处理机的数量和分工有各种 配置方式;存储器可划分为程序存储器、数据存储 器等区域 外部设备：磁盘、磁带机、维护终端等部件 远端接口：包括至集中维护操作中心、网管中心、 计费中心等的数据传送接口。 集中控制 处处 理理 机机 1 1 处处 理理 机机 2 2 处处 理理 机机 n n 资源1资源2资源r 功能1功能2功能f 结构示意图 l每一项功能由一个 程序来提供。 l每一台处理机均能 达到全部资源。 l每一台处理机均能 执行所有功能。 集中控制 u优点 u处理机对整个交换系统状态有全面了解 u各功能间接口为软件间接口，改变功能简单、 容易。（只改软件） u缺点 u软件复杂、规模大。（因为包括所有功能） u 系统管理困难。 u 系统脆弱，处理机故障则影响全局。 分散控制 u基本概念：每台处理机只能达到资源的一部分， 只能执行一部分功能。 u需要处理机之间通信，处理机间的功能分配可以 是静态或是动态分配。 u静态分配：资源和功能的分配一次完成 u优缺点：提高了可靠性，降低了灵活性；简单，可模 块化 u动态分配：根据系统状态分配资源和功能。每台 处理机可达到所有资源，可处理所有功能，但不 同状态下所达到的资源和功能不同。（某处理机 故障，其余处理机可完成全部功能。） u优缺点：降低了故障率，增加了复杂性。 分散控制系统中，各台处理机可按容量分担或 功能分担的方式工作。 v容量分担方式：每台处理机分担一部分用户 的全部呼叫处理任务。（包括用户的信号接口、 交换接续和控制功能。） 特点：每台处理机完成的任务一样，只是面向 不同的用户群，处理机的数量随着容量的增加而 增加；每台处理机都要具有呼叫处理的全部功能。 v功能分担方式：将交换机的信令与终端接口功 能、交换接续功能和控制功能等基本功能按功能 类别分配给不同的处理机执行。 特点：每台处理机只承担一部分功能，可以简化 软件，若需增强功能，软件上也易于实现；缺点是 在小容量系统里，也需配备全部处理机。 在大、中型的交换机中，结合两种方式使用： 当着眼点在提高处理能力时，采用容量分担 当着眼点在简化软件时，采用功能分担 基于这样的考虑，目前生产的大、中型交换机多采用 分级分散控制系统或分布式分散控制系统。 （1）分级分散控制系统（部分分散） 基本特征：在于处理机的分级，将控制功能划分为若 干级别来配置处理机。 q 三级分级控制结构： 1、外围处理机（用户处理机）：完成较低层次的控 制功能如用户扫描、摘、挂机及脉冲识别。 2、呼叫处理机：完成呼叫控制功能，承担号码分析、 路由选择等高一级的呼叫处理功能。 3、主处理机：完成故障诊断、维护管理等复杂控制 功能。 （2）分布式分散控制系统（全分散） q 二级分级控制结构： 1、区域处理机 2、中央处理机 特征：系统划分为多个模块，每个模块的自主处理能 力显著增强，中央处理功能则在很大程度上弱化。不 是严格意义上的全分散控制。 优点：方便容量扩充，呼叫处理能力强，系统阻断 可能性小，系统结构的开放性和适应性强。 实现技术涉及：模块划分、自主控制、数据管理、 通信机理和交换网络的设计。 1.模块划分：基于功能分担方式、基于容量 分担方式、 2.自主控制：少量中央控制的自主控制、完全的 自主控制 3.数据管理：局部的动态数据、局部的半固定数 据、全机的动态数据、全机的半固定数据 4.通信机理 5.交换网络的支持 4.3 多处理机结构 u基本概念：指一个系统中由多台处理机配合来完 成控制交换机的功能。 uu按话务分担：按话务分担：每台处理机负责一部分话务处理每台处理机负责一部分话务处理 uu备用工作：备用工作：各类处理机都配有一台备用处理机，处于备用各类处理机都配有一台备用处理机，处于备用 状态。一旦发生故障，备用机接替主用机工作状态。一旦发生故障，备用机接替主用机工作 u处理机的分工方式： uu按功能分担按功能分担 用户处理机：控制用户级用户处理机：控制用户级 中央处理机：控制选组级中央处理机：控制选组级 前前/ /后台处理机：直接控制硬件工作后台处理机：直接控制硬件工作 负责管理、调度、维护的处理机负责管理、调度、维护的处理机 控制各种中继器、信号设备的多用处理机控制各种中继器、信号设备的多用处理机 4.4 备用方式 u根据呼叫处理的数据，分：热备用和冷备用 u热备用：平时主、备机都保留呼叫处理数据。一 旦主机故障倒向备用机，呼叫处理的暂时数据基 本不丢失，原来处于通话或振铃状态的用户不中 断。只有正在处理过程中的用户（即正在接续过 程的用户可能接不通）或通话用户部分数据丢失 ，但不中断。可靠。 u冷备用：平时备用机不保留呼叫处理数据。一旦 主机故障倒向备用机时数据全部丢失。一切正在 通话的用户全部中断。主用机需重新启动，初始 化。简单。 热备用的几种方式 同步方式同步方式 主、备机同时接收信息，同时执行同条指令，并主、备机同时接收信息，同时执行同条指令，并 比较执行结果，若相同，则执行下一指令，若不比较执行结果，若相同，则执行下一指令，若不 同，则立即退出服务。同，则立即退出服务。 存储器：共用一个，也可各自备有存储器，但存储器：共用一个，也可各自备有存储器，但 必须内容完全一致。必须内容完全一致。 比较器：保证两处理机一致。比较器：保证两处理机一致。 与电话外设的联系：与电话外设的联系： 两处理机同时接收、处理来自外设的数两处理机同时接收、处理来自外设的数 据，但最终仅由主处理机发控制命令和据，但最终仅由主处理机发控制命令和 输出数据。当它故障时，才由备用机发输出数据。当它故障时，才由备用机发 命令和输出数据。命令和输出数据。 电话外设 处 理 机 A 比 较 器 存储器 处 理 机 B 互助（结构）方式（负荷分担）互助（结构）方式（负荷分担） 两台处理机（或多台）平时按话务量两台处理机（或多台）平时按话务量 分担工作，各自负担一部分话务量，一旦分担工作，各自负担一部分话务量，一旦 有一台处理机故障，则它负责的话务量由有一台处理机故障，则它负责的话务量由 其它处理机分担。其它处理机分担。 存储器：共用一个或各自有独立存贮器。存储器：共用一个或各自有独立存贮器。 但必须存储有数据，平时只处理一部分。但必须存储有数据，平时只处理一部分。 主主/ /备机方式备机方式 只有主机参与运行处理，备用机不运行只有主机参与运行处理，备用机不运行 ，只加电。一旦主机故障，备用机可利用公，只加电。一旦主机故障，备用机可利用公 共存储器中的数据工作。也可采用各自的存共存储器中的数据工作。也可采用各自的存 储器，但主用机需同时写入两个存储器。储器，但主用机需同时写入两个存储器。 电话外设 处理 机 A 存储器 处理 机 B 电话外设 存储器 电话外设 主 用机 存储器 备 用机 存储器 4.5 故障的处理方式和表现 脱机 状态 校验 状态 同步 状态 同步方式下备用机状态转换图同步方式下备用机状态转换图 备用机准备就绪备用机准备就绪 主备机存储器主备机存储器 内容一致内容一致 比较数据出错比较数据出错 、修改软件或、修改软件或 测试外设测试外设 同步状态下的故障处理方式 输入数据 数据一致吗？ 终止执行程序 启动自检程序 其中一台处理机故障 退出服务，作故障诊断 两台处理机良好 主用机继续工作； 备用机退出服务； 标志故障原因不清 10-20S后 工作正常吗？ 主用机坏，换备用机 偶然性故障 校验备用机 Y N Y N 互助方式的故障处理方式和表现 u工作方式： u正常情况下，两台或多台处理机各自按话务量 分担工作。 u当一台故障时，立即退出服务，呼叫由其它处 理机处理。 u造成的影响： u正在振铃、通话阶段的呼叫不丢失。 u正在处理的呼叫会丢失（无法接续） 主/备机方式的故障处理方式和表现 u工作方式： u平时，备用机不参与呼叫处理。 u当主用机故障，备用机直接换上而不作校验。 u造成的影响： u因为使用公共存储器，备用机没有数据，若出 现问题，可能使全部呼叫复原，只能重新初始 化，正在处理的呼叫会丢失。 u对正在振铃、通话中的用户，呼叫不丢失。但 由于重新初始化，接续时间延长。 冷备用方式的故障处理方式和表现 u工作方式： u备用机不保留呼叫处理数据。 u造成的影响： u故障时，全部呼叫将中断。 u需重新初始化、重新启动。 几种故障处理方式的比较(1) u同步方式： u优点：故障反应快，不易丢失呼叫，对硬件提供了理 想的保护；软件简单、一致。 u缺点：效率较低（增加了比较时间）；对偶然性故障 特别是软件故障敏感，有时甚至导致整个电话服务中 断。 u互助方式： u优点：适应话务过载的能力强；对偶然故障和软件故 障处理较好，尤其对软件故障保护好；软件的更新、 测试可不中断电话服务。 u缺点：软件复杂。 几种故障处理方式的比较(2) u主/备机方式： u优点：软件复杂度降低（因为公用存储器，无 校对，无双写入） u缺点：可靠性低，维护工作复杂（倒换后使用 公用存储器）。 u冷备用方式： u优点：软、硬件简单。 u缺点：故障时呼叫数据丢失多，只适合小容量 交换机。 4.6 处理机间通信方式 u交换机控制系统是多处理机结构，各处理 机间必须进行通信。 u由于有远端模块（用户处理机），因此涉 及到远距离通信。 u通信方式采用PCM信道或类似计算机通信 网的方式。 方式一：利用PCM信道进行通信 u通过TS16进行通信 u优点：附加软、硬件少，可以方便地和远端（模块） 通信。 u缺点：信息量少，速度慢。 u通过数字交换网络的PCM信道直接传送 u把处理机间的通信信息等同于话音数据处理，通过 PCM话音信道传送，进行交换，用不同的标志识别。 可进行远距离通信。 u优点：传输信息量大，可提高速度。 u缺点：占用通信信道，费用大，影响通信量。因此， 该方式很少用 方式二：采用计算机网常用的通信 结构方式 u多总线结构：所有处理机通过共享总线构成 总线型网络，分两种方式： u紧耦合系统：处理机之间通过共享存储空间传 送信息。 u松耦合系统：处理机间通过I/O结构传送信息。 u环型结构：所有处理机连成环型网 两种方式下都要共享总线。因此必须有组两种方式下都要共享总线。因此必须有组 总线协议总线协议和决定总线控制权的和决定总线控制权的判优电路判优电路，判别总，判别总 线是否可用。线是否可用。 紧耦合系统 u若干处理机和若干存储器互连，共享存储 器。 u互连方式： u1、时分总线互连 u2、交换矩阵互连 u3、多通道互连 1、时分总线互连 u所有存储器与处理机均连在同一总线上 u需要一种方法分配总线控制权 u采用一个集中式总线判别器实现 PPP MM 存储器 处理机 公共总线 总线判别法一：总线判别法一： PPP MM 存储器 处理机 公共总线 判别器 请求线 允许线 优点：优点：灵活 缺点：缺点：每台处理机需要两条控制线，成本高 每台处理机有一条专用请求线和一条专用允 许线接判别器，判别器根据优先级分配总线 控制权。 总线判别法二：总线判别法二： PPP MM 存储器 处理机 公共总线 判别器 请求线 允许线 所有处理机接同一条请求线和同一条允许 线。判别器收到请求后，通过地址或时间 片判别请求的处理机。 优点：优点：控制线减少 缺点：缺点：判别复杂度增加 总线判别法三：总线判别法三： PPP MM 存储器 处理机 公共总线 判别器 请求线 允许线 所有处理机共用一条请求线，但用允许线串联。 判别器收到请求后立即发允许信号，通过处理机 一级一级往下传，直到提出请求的处理机上。 优点：优点：控制线减少（允许线） 缺点：缺点：处理机判别难度增加，且有一定延时 2、交换矩阵互连 uu 每台处理机和存储器都有独立总线，每台处理机和存储器都有独立总线，交换矩阵交换矩阵 由一台专用处理机控制。由一台专用处理机控制。 优点：优点：避免总线结构造成的“瓶颈” 缺点：缺点：当处理机和存储器增加，矩阵容量以平方增长 PPP M M M 存储器 处理机 P 控制 3、多通道互连 PP MM存储器 处理机 uu存储器有多个通道，分别接不同处理机。存储器有多个通道，分别接不同处理机。 优点：优点：提供较高的速度和通信量 缺点：缺点：对存储器要求较高，要有双向端