程控交换系统控制部件的组成特点(第四章)

4程控交换系统控制部件的组成特点第章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(MaximumNumberofBusyHourCallAttempts)：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。(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。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n台处理机组成，可实现f项功能，每一项功能由一个程序来提供，系统有r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。nrf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。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。处理机之间的资源和功能的分配原则：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。软、硬件接口复杂，可靠性差。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。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(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；二、三级可合并(中央)主处理机——故障诊断、OAM（运行、维护、管理）。(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MPTCP/IPSNMRSMRLMPSMMSMMPPSMPSMOMMRSMRLMRLM中心模块RLM第一级第二级第三级PSMPSMRSMPSMRSMPSMRSM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。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：①同步状态：正常工作状态②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。③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。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。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。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。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。①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：多总线效率高，但处理机和存储器增加时，交换矩阵成平方增长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②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。(2)环形结构token01111111A←01111101A01111100→01111101A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)。(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LAN总线的竞争。