Ch4控制系统结构与程序管理.ppt
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控制系统的结构呼叫处理能力程控数字交换机软件程序的执行管理第4章控制系统的结构与程序管理1概述一台交换机通常由交换网络、接口、控制系统三部分组成。
交换网络的任务是实现各入线与出线上信号的传递或接续；接口的作用是将来自不同终端（如电话机、计算机等）或其它交换机的各种传输信号转换成统一的交换机内部工作信号，并按信号的性质分别将信令传送给控制系统，将消息传送给交换网络；控制系统则负责控制完成包括主叫用户摘机；接收与分折被叫用户电话号码；选择接通与拆除主叫、被叫用户的通话路由；向用户发送各种信号等控制任务，协调整个交换机的工作。
24.1控制系统的结构控制系统的结构交换机控制系统的结构方式：
交换机控制系统的结构方式：
集中控制、分散控制集中控制、分散控制多处理机结构：
多处理机结构：
按功能分担、按话务分担、备用工作（冷备用、热按功能分担、按话务分担、备用工作（冷备用、热备用）备用）备用方式：
同步方式、互助方式、主备用方式：
同步方式、互助方式、主/备方式备方式处理机间的通信方式：
处理机间的通信方式：
通过通过PCMPCM信道进行通信信道进行通信:
TS16:
TS16信道，无需额外硬件，开信道，无需额外硬件，开销小，容量较小销小，容量较小34.1控制系统的结构控制部分是程控交换机的核心，基主要任务是根据外部用户与内部维护管理的要求，执行存储和各种命令，以控制相应硬件实现交换及管理功能。
程控交换机控制设备的主体是微处理器，通常按基本配置与控制工作方式的不同，可分为集中控制和分散控制两类。
为了更好的适应软硬件模块化的要求，提高处理能力及增强系统的灵活性与可靠性，目前程控交换系统的分散控制程度日趋提高，已广泛采用部分或完全分布式控制方式44.1控制系统的结构控制系统由硬件与软件两部分组成。
存储程序控制系统由中央处理器单元（CPU）、程序和数据存储器（RAM）、动态数据存储器（ROM）和连接到接口（用户接口、中继接口、维护接口）系统和话路系统交换网络的若干输入/输出（I/O）单元组成。
1.CPU是系统的控制核心，它按照预定的程序进行各种信息的输入、输出、分折、运算和处理；2.RAM用于存储处理程序和永久性数据如：
系统配置、电话号码及路由设置等；3.ROM用于存储实时变化的数据,如：
线路忙闲状态，呼叫进行情况等；4.I/O单元作为控制系统接口有串口与并口之分；用于维护终端、计费终端和交换机之间的接口一般是串行的；而一般信令I/O及接续控制I/O是并行的。
见P64-Fig.5-15集中控制程控交换机中只配备一对处理机（称中央处理机），该交换机的全部控制工作都由中央处理机来承担，这种控制方式称为集中控制方式，早期的空分交换机多采用这种控制方式。
6集中控制优点优点：
处理机掌握整个系统的状态，可访问所有资源；改变功能一般在软件进行，较方便。
缺点缺点：
软件须包含不同特性的功能，庞大，不便管理；系统较脆弱，一旦故障会造成全局瘫痪。
7双机集中控制双机系统:
主备用方式冷备用热备用或同步工作方式负荷分担式8双机集中控制-主备用主主处处理理机机负负责责整整个个交交换换机机呼呼叫叫处处理理和和资资源源管管理理，故故障障时时倒倒换换到到备备用用机机。
结结构构简简单单，但但倒倒换换时时会会丢丢失失当当前前的的呼呼叫叫处处理理和和已已建建立立的的连连接接。
处理机都处于工作态，都接收当前处理机都处于工作态，都接收当前的资源状态和呼叫请求，但只一个的资源状态和呼叫请求，但只一个有效发布控制命令。
控制结构较复有效发布控制命令。
控制结构较复杂，但一般不会丢失当前的呼叫处杂，但一般不会丢失当前的呼叫处理和已建立的连接。
理和已建立的连接。
9双机集中控制-负荷分担10分散控制用于控制的每台处理机只能访问部分资源或控制部分功能。
按照其在管理任务中的关系，又可分为单级多机系统和多级多机系统和分布式控制。
11单级多机控制方式12多级多机处理机系统13分布式控制分布式控制分布式控制每个功能板均配置单片机和处理程序，构成完整的基础模块，通过相互通信对消息加工，协调完成所承担的功能或作用。
结构类似单级多机系统。
优点优点标准组件化，设计和编程规整，易组成更大容量、更复杂功能系统；方便引入新技术、新元件，系统持续发展性好；可靠性高，故障只影响局部。
144.2呼叫处理能力和可靠性呼叫处理能力和可靠性评价一台程控交换机的性能一般有两个基本参数：
评价一台程控交换机的性能一般有两个基本参数：
1.单位时间控制设备能处理的呼叫数，用忙时呼叫次单位时间控制设备能处理的呼叫数，用忙时呼叫次数（数（BHCA）来衡量）来衡量;2.电话通信应具有不间断性，因此要求交换机控制设电话通信应具有不间断性，因此要求交换机控制设备具有一定的可靠性。
备具有一定的可靠性。
一般而言，交换网络的阻塞率很低，能通过的话务一般而言，交换网络的阻塞率很低，能通过的话务量较大，因此交换机的话务能力受量较大，因此交换机的话务能力受控制设备呼叫处控制设备呼叫处理能力的限制。
理能力的限制。
154.2.1呼叫处理能力分析呼叫处理能力分析BHCA（忙时试呼次数）计算公式忙时试呼次数）计算公式系统开销系统开销：
处理机时间资源的占用率：
处理机时间资源的占用率固有开销固有开销：
与呼叫处理次数（话务量）无关的系统开销：
与呼叫处理次数（话务量）无关的系统开销非固有开销非固有开销：
与呼叫处理次数有关的系统开销。
：
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：
单位时间内处理机用于呼叫处理的时间开销为：
t=a+bNt：
系统开销系统开销a：
固有开销固有开销b：
处理一次呼叫的平均开销（非固有开销）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（单位时间内所处理的呼叫总数，即处理能力值（BHCA）16例：
某处理机忙时用于呼叫处理的时间开销平均为例：
某处理机忙时用于呼叫处理的时间开销平均为0.85，固有开销固有开销a=0.29，处理一个呼叫平均需时处理一个呼叫平均需时32ms，求求其其BHCA为多少？
为多少？
解解:
0.85=0.29+（32X10-3/3600）XNBHCA:
N=63000次次/小时小时BHCA（BusyHourCallAttempts）174.2.2处理机的可靠性处理机的可靠性描述系统、设备、部件等在时间方面的稳定性程度或性质，描述系统、设备、部件等在时间方面的稳定性程度或性质，理解为系统、设备、部件的可靠性理解为系统、设备、部件的可靠性（可用性可用性），它的反面是，它的反面是不可用性。
不可用性。
可用性可用性（Availability）用用A表示表示不可用性不可用性（Unavailability）用用U表示：
表示：
A=MTBF/（MTBF+MTTR）其中，其中，MTTR是平均修复时间是平均修复时间MTBF是平均故障间隔时间。
是平均故障间隔时间。
U=1-A=MTTR/（MTBF+MTTR）MTTR/MTBF（因为通常因为通常MTBFMTTR）184.2.2处理机的可靠性处理机的可靠性考虑单处理器和双处理器情况:
单处理机：
USMTTR/MTBF双处理器:
UD2MTTR2/MTBF2【例】设某处理机的MTBF=1000小时，MTTR=2小时，试计算单处理机和双处理机配置时的不可用性。
解：
UsMTTR/MTBF=2/1000=210-3即20年中有350小时故障。
UD2MTTR2/MTBF2=2*22/10002=810-6即20年中有1.4小时故障。
194.2.2处理机的可靠性处理机的可靠性失效率和平均故障间隔时间：
失效率失效率：
单位时间内出现的失效次数，记作。
平均故障间隔时间：
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。
平均故障修复时间：
MTTR=1/可用度和不可用度：
可用度：
A=/（+）不可用度：
U=1-A=/（+）204.3程控数字交换机软件程控数字交换机软件交换软件组成程序设计语言21概述存储程序控制交换机（程控交换机）是指将交换机的控制功能先按一定的逻辑要求设计成软件形式，存放在计算机（存储器）中，然后由这台计算机来控制交换机的各项工作。
即把各种控制功能、步骤、方法编成程序，放入存储器，利用存储器所存储的程序控制整个交换机的工作。
整个交换机要在全部硬件设备（包括计算机）与交换软件的配合下才能工作。
若要改变交换机功能，增加交换机的新业务，只需要修改程序就可实现。
22程控交换机的优越性技术上的优越性能提供许多新的用户服务性能；如转移呼叫维护管理方便，可靠性高；具备故障诊断程序灵活性大；如需增加新业务，只需改变软件便于向综合业务数字网方向发展有可能采用公共信道信号系统便于利用电子器件的最新成果，使整机技术的先进性得到发挥23程控交换机的优越性经济上的优越性交换设备方面：
体积、重量轻、耗电省、集成化线路设备方面：
远端用户模块维护和生产方面：
制造工艺简单、故障诊断自动化服务性能给一般用户的服务基本业务补充业务给各种用户交换机用户的服务：
内部拨小号、外线加“0”在管理和维护上的新业务计费打印自动故障诊断自动设备检测244.3.1交换软件的组成程序运行程序支援程序系统软件应用软件呼叫处理维护管理设计子系统测试子系统OAM：
Operations,AdministraionandMaintenance生成子系统维护子系统交换软件数据25程控交换机数据系统数据：
各交换系统共有的数据，不随交换局及环境而变，为交换机设计人员使用交换机设计人员使用。
控制部件结构交换网络控制方式电源供电方式局数据：
用于描述交换局的类型、容量、状态及配置等数据。
如：
局号码、中继电路数、路由方向等。
用户数据：
反映用户属性如：
电话号码、用户类别、话机类别、接口位置或物理地址及服务功能等。
局数据及用户数据由系统维护或管理人员定义或修改局数据及用户数据由系统维护或管理人员定义或修改26支援程序软件设计子系统源文件的生成和程序的编译程序连接编辑程序调试程序测试子系统交换网规划程序话局工程设计程序装机工程设计程序安装测试程序生成子系统局数据生成程序用户数据生成程序交换机程序的组合维护子系统资料的搜集和分析交换局资料的更改资料的编辑和输出27呼叫处理程序负责所呼叫处理程序负责所有呼叫请求的接续电有呼叫请求的接续电路建立、监视与释放路建立、监视与释放处理，支持常规业务处理，支持常规业务和各种新业务。
和各种新业务。
系统资源参数、端口性能系统资源参数、端口性能参数、运行状态数据以及参数、运行状态数据以及其他表格数据等。
数据库其他表格数据等。
数据库管理系统负责提供存取数管理系统负责提供存取数据的操作机制。
据的操作机制。
系统程序，采用实时操作系统，系统程序，采用实时操作系统，是应用程序与硬件间的接口，功是应用程序与硬件间的接口，功能是任务调度、定时管理、进程能是任务调度、定时管理、进程间通信、处理机间通信、系统保间通信、处理机间通信、系统保障和恢复功能。
障和恢复功能。
运行程序软件维护和管理系统运行中维护和管理系统运行中资源分配和释放、参数资源分配和释放、参数存取、统计话务量、计存取、统计话务量、计费、发现和排除故障等。
费、发现和排除故障等。
284.3.2程序设计语言SDL语言:
用于系统设计阶段，描述功能块的进程、动作过程、状态变化、过程转移等。
MML语言:
用于系统维护，多采用图形化的图形界面语言。
处理过程的编程语言:
采用汇编语言、CHILL、C/C+等语言。
汇编语言，效率高，但可移植性差。
CHILL语言，推荐的标准语言，困难是编译环境。
C/C+语言，居中，编译环境容易，可移植，较普遍。
294.3.2程序设计语言304.4程序的执行管理程序的执行管理程控交换系统是一个实时控制系统，因此它的操作系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。
对于全点，因此其操作
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