《程控交换软件系统》PPT课件.ppt

1 7 程控交换软件系统 7 1交换软件的特点和组成 交换软件的特点 程控交换机的运行软件 操作系统 应用软件运行软件的基本任务就是控制交换机的运行 也就是完成呼叫处理 程控交换机的特点是业务量大 实时性和可靠性要求高 因此对运行软件也要求有较高的实时效率 能处理大量的呼叫 而且必须保证通信业务的不间断性 即运行软件的特点为 实时性 多道程序运行 业务的不间断性 交换软件的组成 交换软件 运行软件 支援软件 操作系统 数据库系统 应用软件 呼叫处理 OAM 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 程控交换机的操作系统 操作系统的类型 批处理操作系统 分时操作系统 实时操作系统 网络操作系统 分布式操作系统 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 此外 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 程控交换机操作系统的特点 实时性 对一组 激励 输入 在满足一定的时间要求的条件下系统应产生相应的 响应 输出 这就是实时操作 多任务与并发性 多任务的并发性引起任务间的同步 互斥 通信以及资源共享 程控交换机操作系统的特点 环境行为的随机性 要求系统各部分的处理能力必须按忙时负荷来计算 网络资源共享和网络通信 分布性 使得系统在资源管理 进程通信和系统结构上具有其自身特点 任务的分级 程控交换系统中任务按紧急性和实时性的要求不同可分为 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 故障级 周期级 基本级 暂停 时钟中断 时钟中断 时钟中断 时钟中断 8ms 任务的分级 任务的调度 方法一 时间表调度法方法二 多级链表调度法 表0指针 表1指针 表n指针 时钟 程序1 程序2 程序k 周期10ms 计数器 20 程序1 程序2 程序k 周期200ms 计数器 5 程序1 程序2 程序k 周期1s 计数器 15 程序1 程序2 程序k 周期15s 号码预译就是对号首 一般为头3位 的分析 以确定呼叫类型 号长以及下一步要做的工作 地址翻译就是将被叫的电话号码翻译成交换机内部所使用的可唯一标识被叫的地址 通常称为用户设备号 以确定本次通话的被叫 系统数据 用户数据 局数据多级表格 号码预译和地址翻译 7 2呼叫处理有关的数据和表格 第一位号码 第二位号码 第三位号码 结论表 索引 呼叫类别 局向 路由 号首 组号匹配 组内号码匹配 翻译结果 用户设备号 被叫号码 6228 2656 号码预译 地址翻译 7 2呼叫处理有关的数据和表格 事件队列 周期级与基本级程序的接口 队列 进程 基本级 周期级 扫描到事件 顺序 链表 7 2呼叫处理有关的数据和表格 14 8 呼叫处理的基本原理 8 1一个呼叫的处理过程 1 主叫用户摘机呼叫2 送拨号音 准备收号3 收号4 号码分析5 接至被叫用户6 向被叫用户振铃7 被叫应答和通话8 主叫先挂机 通话结束9 被叫先挂机 通话结束 8 2用SDL图表示的呼叫处理过程 用SDL图表示的一个呼叫处理过程呼叫处理的SDL图的特点呼叫处理的过程可分为三个部分 输入处理分析处理内部任务的执行和输出处理 用户模块1 0 127 用户模块4 0 127 数字交换网络 中继模块1 中继模块4 0 63 0 63 CPU 数字交换系统中一个呼叫 局内呼叫 2MPCM 2MPCM CA CB Call HKOF SendDialTone Number Ringing Setup Called HKOF 通话 用MSC图表示的一个呼叫处理过程 StopDialTone Number Number SendAlertTone SetupAck Called HKOF CA CB Called HKON Release Call HKON ReleaseAck 通话 用MSC图表示的一个呼叫处理过程 SendBusyTone Called HKON Release Call HKON ReleaseAck SendBusyTone 被叫先挂 主叫先挂 8 3输入处理 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 用户线扫描监视程序 主要负责检测用户线的状态和识别用户线状态的变化 用户线的各种不同变化 用户话机的摘 挂机状态号盘话机的拨号脉冲用户通话时的环路状态投币话机的输入信号 用户线上各种不同的状态具有的共同的特点 形成直流回路 续 断开直流回路 断 摘机一 续 挂机一 断 送脉冲一 断 脉冲间隔一 续 周期性监视用户摘挂机扫描周期 100 200ms拨号脉冲识别周期 8 10ms 用户线扫描监视程序 用户摘挂机识别原理 设 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 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 用户线状态 200ms扫描 这次扫描结果1110000111 前次扫描结果1111000011 这 前0001000000 挂机1 摘机 1挂机 0 0 这 前0000000100 摘机识别 挂机识别 用户摘挂机识别原理 号盘话机拨号号码的接收原理 包含两个步骤 1 脉冲识别2 位间隔识别脉冲识别 1 脉冲识别程序扫描周期的确定号盘每秒发出的最快脉冲个数 16续时间最短的断续比 3 1 即1 4 T最短变化周期 1 4 1000 16 15 625 ms 即 脉冲识别扫描程序的周期 15 625ms 拨号脉冲识别原理 用户线状态 8ms扫描 这次扫描结果0000111001110000 前次扫描结果0000011100111000 这 前 变化识别0000100101001000 脉冲1 0 前1111100011000111 1 脉冲2 变化识别 前 脉冲前沿识别0000100001000000 位间隔识别原理 位间隔识别的扫描周期 拨号盘的位间隔 250ms最长的脉冲或间隔 3 4 1000 8 93 75 ms 故扫描周期应为 93 75ms T扫 250 2ms位间隔识别原理 1 第一个扫描周期内有变化2 第二个扫描周期内无变化满足上述2个条件 即为位间隔 拨号脉冲 8ms扫描 这次扫描结果00111000000000 0 前次扫描结果00011100000000 0 这 前 变化识别00100100000000 0 脉冲1 0 前次首次变化00000000000011 0 1 首次变化11000000000011 1首次变化 前次首次变化00000000000011 1 96ms扫描 首次变化00111111111100 0 8 4分析处理 分析处理就是对各种信息 当前状态 输入信息 用户数据 可用资源等 进行分析 以决定下一步要做什么 它属于基本级程序 具体可分为 去话分析 号码分析 来话分析 状态分析 去话分析 主叫用户数据 收号前的准备工作 去话分析 主叫摘机 去话接续 硬件变化 输入信息 分析程序 输出 去话分析的主要信息来源是 主叫用户数据 呼叫合法性 用户类别 话机类别 优先级别 热线号码 计费类别 呼叫权限 分析用户数据的顺序 8 4分析处理 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 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 号码分析可分为二个步骤 号首预译 地址翻译 收到的号码 接续方向 号码分析 用户拨号 出局接续 硬件变化 输入信息 分析程序 输出 来话接续 出局 本局 8 4分析处理 国际长途 国内长途 市话出局 出局特服 本局 新业务登记 撤销 分析号码 来话分析来话分析的数据来源是被叫用户数据 被叫状态和被叫补充业务登记情况等 8 4分析处理 被叫用户数据 被叫用户分析 来话分析 来话 硬件变化 输入信息 分析程序 输出 叫出被叫 8 4分析处理 被叫状态 是 闲 呼叫等待 忙 无 有 遇忙回叫 无 有 被叫计费 否 有 遇忙前转 无 来话类别 8 4分析处理 事件 一个接续状态如何变 状态分析 产生事件 硬件变化 输入信息 分析程序 输出 下一个状态 8 4分析处理 状态分析分析信息源是状态和输入的事件 8 5任务执行和输出处理 自学相关内容 37 9 交换技术基础 9 1话务量和爱尔兰公式 话务量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 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 呼叫强度 1800次 小时呼叫保持时间 1 60 小时 次话务量 1800次 小时X 1 60 小时 次 30Erl 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 话务量 呼叫强度 呼叫保持时间 实际计算时应注意以下问题 话务量总是针对一段时间而言 如 一天或一小时 呼叫强度和呼叫保持时间都是平均值 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 话务量 爱尔兰公式 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P k 为 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叫损失的概率 简称为呼损 记为E m Y 则爱尔兰呼损公式为 爱尔兰公式 例 一部交换机有1000个用户终端 每个用户忙时话务量为0 1Erl 该交换机能提供123条话路同时接受123个呼叫 求该交换机的呼损 解 Y 0 1ErlX1000 100Erlm 123查表可得 E m Y E 123 100 0 3Erl注 实际应用中 只要已知m Y E三个量中的任意两个 通过查爱尔兰呼损表 即可查得第三个 爱尔兰公式 9 2BHCA BusyHourCallAttempts BHCA 忙时试呼次数 计算公式系统开销 处理机时间资源的占用率 固有开销 与呼叫处理次数 话务量 无关的系统开销 非固有开销 与呼叫处理次数有关的系统开销 单位时间内处理机用于呼叫处理的时间开销为 t a bNt 系统开销a 固有开销b 处理一次呼叫的平均开销 非固有开销 N 单位时间内所处理的呼叫总数 即处理能力值 BHCA 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 0 85 0 29 32X10 3 3600 XNN 63000次 小时注 影响呼叫处理能力的因素 9 2BHCA BusyHourCallAttempts 过负荷控制在一个有效的时间间隔周期内 不包含峰值瞬间 出现在交换设备上的试呼次数超过它的设计能力时 则称该交换设备运行在过负荷状态 当出现在交换设备上的试呼次数超过它的设计负荷能力的50 时 允许交换设备处理呼叫能力下降至设计负荷能力的90 9 2BHCA BusyHourCallAttempts 9 3交换机的可靠性指标计算 失效率和平均故障间隔时间 失效率 单位时间内出现的失效次数 记作 MTBF 1 修复率和平均故障修复时间 修复率 单位时间内修复的故障数 记作 MTTR 1 可用度和不可用度 A U 1 A不同结构的交换系统的可靠性指标计算 48 10 电话通信网 主要内容 电话通信网概述我国电话网的结构国内长途电话网本地电话网国际电话网 10 1电话通信网概述 通信网的分类 1 根据对信息的不同处理方法进行分类 电路交换方式 PSTN ISDN存储转发方式 分组交换网 帧中继网信元交换方式 ATM2 根据不同的业务进行分类 电话网 电报网 数据网 ISDN 3 根据不同的传输媒介进行分类 有线网 传输媒介为电缆 光缆 明线无线网 GSM 无线寻呼 卫星通信4 根据不同的使用场合进行分类 公用网 专用网5 根据不同的传输信号进行分类 数字网 模拟网 10 1电话通信网概述 电话网的组成对组建电话网的要求 保证网内每个用户都能任意呼叫网内的其它用户保证满意的服务质量能不断适应通信新业务和通信新技术的发展投资和维护费用尽可能低 10 1电话通信网概述 电话网的一般结构星形网 节省线路 但可靠性差环形网 较少用网状网 可靠性高 但线路投资也高树形网 网络分级使用复合式 上述几种结构的混合形式电话网的组成用户终端 用户话机 交换机 传输线路 10 1电话通信网概述 10 2我国电话网的结构 我国电话网采用等级结构 分为5级 C1 C2 C3 C4 C5 它是由本地网和长途网构成的 交换功能主要分 终端话务功能 转接话务功能C4 长途终端局 是连接本地端局的长途交换中心 C3 C2 C1 长途转接局 疏通所辖区域内的转接话务 C1 C2 C3 C4 C5 长途网 本地网 10 2我国电话网的结构 10 3国内长途电话网 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 路由的特点 一条路由是由一个全利用度的电路群组成的 路由的种类 按呼损分 高效路由 该路由上的呼损会超过规定的呼损指标 其话务量必然会溢出到其它路由上 低呼损路由 组成该路由的电路群的呼损不大于规定的标准 按路由选择分 直达路由 迂回路由 多级迂回路由 终端路由 10 3国内长途电话网 多级迂回路由 多次更换选择的迂回路由 终端路由 只完成终端话务的路由 按连接两个交换中心在网中的地位分 基干路由 跨区路由 跨级路由基干路由 是构成网路基干结构的路由 是特定交换中心之间所构成的路由 基干路由上的电路群的呼损 1 其话务量不应溢出到其它路由上 10 3国内长途电话网 长途路由选择 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 自远而近 即先在被叫端 自下而上 选择 然后在主叫端 自上而下 选择 最后选择最终路由 10 3国内长途电话网 我国长途电话网向无级动态网过渡的策略 无级动态网 是指电话网中的各个节点交换机处于同一等级 不分上下级 且网络中的路由选择方式不是固定的 而是随网上话务变化状况或其他因素而变化 我国长途电话网向无级动态网的过渡 逐步过渡 长途4级网长途无级网二级电话网三个层面的电话网 长途电话网 本地电话网 用户接入网 10 3国内长途电话网 10 4本地电话网 是指在同一个长途编号区范围内 由若干端局和汇接局 局间中继线 长市中继线 用户线以及话机组成的电话网络 本地电话网的类别 特大城市本地电话网 千万 大城市本地电话网 100万以上 中等城市本地电话网 30万 100万以下 小城市本地电话网 30万以下 县本地电话网 县城及所辖农村范围 本地电话网的结构 一级 端局间为网状结构二级 三级 将电话网分区 并采用汇接制 我国本地电话网为二级 汇接方式 去话汇接 来话汇接 来去话汇接 集中汇接 主辅汇接 10 4本地电话网 本地网路由选择计划先选直达路由 再选迂回路由 选迂回路由时应尽量选择汇接次数少的路由 本地电话网中接入用户交换机的方法 自学 半自动直拨入网方式全自动直拨入网方式混合入网方式 10 4本地电话网 10 5国际电话网 国际电话通信是通过国际电话局完成的 每一个国家都设有国际电话局 国际局之间形成国际电话网 也就是为进行国家之间的通信 在一个国家内将设置一个或几个国际交换中心 以疏通国际话务 我国国际交换中心的设置 目前我国有三个国际交换中心 分设在北京 上海 广州