程控交换系统控制部件的组成特点

第四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§4.2交换机控制系统的结构方式§4.3多处理机结构§4.4备用方式§4.5故障的处理方式和表现§4.6处理机间通信方式§4.1对控制部件的要求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(MaximumNumberofBusyHourCallAttempts)，是标识系统性能指标之一。可靠性：要求故障率尽可能低，一旦出故障很快恢复。灵活性和适用性：及时适应新的服务要求和技术发展。经济性§4.2交换机控制系统的结构方式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。多处理机结构控制方式：集中控制分散控制实际应用方式分级分散控制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。集中控制处理机1处理机2处理机n资源1资源2资源r功能1功能2功能f结构示意图每一项功能由一个程序来提供。每一台处理机均能达到全部资源。每一台处理机均能执行所有功能。集中控制优点处理机对整个交换系统状态有全面了解各功能间接口为软件间接口，改变功能简单、容易。（只改软件）缺点软件复杂、规模大。（因为包括所有功能）系统管理困难。系统脆弱，处理机故障则影响全局。分散控制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。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。静态分配：资源和功能的分配一次完成优缺点：提高了可靠性，降低了灵活性；简单，可模块化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。）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。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。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。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）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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。按话务分担：每台处理机负责一部分话务处理备用工作：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处理机的分工方式：按功能分担用户处理机：控制用户级中央处理机：控制选组级前/后台处理机：直接控制硬件工作负责管理、调度、维护的处理机控制各种中继器、信号设备的多用处理机§4.4备用方式根据呼叫处理的数据，分：热备用和冷备用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。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，但必须内容完全一致。比较器：保证两处理机一致。与电话外设的联系：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输出数据。当它故障时，才由备用机发命令和输出数据。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）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，一旦有一台处理机故障，则它负责的话务量由其它处理机分担。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。主/备机方式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。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备用机准备就绪主备机存储器内容一致比较数据出错、修改软件或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YNYN互助方式的故障处理方式和表现工作方式：正常情况下，两台或多台处理机各自按话务量分担工作。当一台故障时，立即退出服务，呼叫由其它处理机处理。造成的影响：正在振铃、通话阶段的呼叫不丢失。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工作方式：平时，备用机不参与呼叫处理。当主用机故障，备用机直接换上而不作校验。造成的影响：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。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工作方式：备用机不保留呼叫处理数据。造成的影响：故障时，全部呼叫将中断。需重新初始化、重新启动。几种故障处理方式的比较(1)同步方式：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。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。互助方式：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。缺点：软件复杂。几种故障处理方式的比较(2)主/备机方式：优点：软件复杂度降低（因为公用存储器，无校对，无双写入）缺点：可靠性低，维护工作复杂（倒换后使用公用存储器）。冷备用方式：优点：软、硬件简单。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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。由于有远端模块（用户处理机），因此涉及到远距离通信。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通过TS16进行通信优点：附加软、硬件少，可以方便地和远端（模块）通信。缺点：信息量少，速度慢。通过数字交换网络的PCM信道直接传送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。优点：传输信息量大，可提高速度。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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：紧耦合系统：处理机之间通过共享存储空间传送信息。松耦合系统：处理机间通过I/O结构传送信息。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。因此必须有组总线协议和决定总线控制权的判优电路，判别总线是否可用。紧耦合系统若干处理机和若干存储器互连，共享存储器。互连方式：1、时分总线互连2、交换矩阵互连3、多通道互连1、时分总线互连所有存储器与处理机均连在同一总线上需要一种方法分配总线控制权采用一个集中式总线判别器实现PPPMM存储器处理机公共总线总线判别法一：PPPMM存储器处理机公共总线判别器请求线允许线优点：灵活缺点：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：PPPMM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：控制线减少缺点：判别复杂度增加总线判别法三：PPPMM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：控制线减少（允许线）缺点：处理机判别难度增加，且有一定延时2、交换矩阵互连每台处理机和存储器都有独立总线，交换矩阵由一台专用处理机控制。优点：避免总线结构造成的“瓶颈”缺点：当处理机和存储器增加，矩阵容量以平方增长PPPMMM存储器处理机P控制3、多通道互连PPMM存储器处理机存储器有多个通道，分别接不同处理机。优点：提供较高的速度和通信量缺点：对存储器要求较高，要有双向端口松耦合系统一台处理机把对方处理机看做一般的输入/输出端口（并行口或串行口）特点：适用于通信量和速率都不高的场合物理距离可远于串行口环型结构各处理机连成一个环状，每台处理机相当于环内一个节点。发送节点令牌接收节点复制传送传送01111100—01111101令牌标志码组工作方式：通过令牌实现（令牌环）特点：适用于大型系统，特别是处理机多的分散控制系统令牌环需解决的问题令牌的产生和维护令牌必须唯一令牌的丢失问题发送如何提高效率？监控站的产生如何提高可靠性？采用双环