程控与数据交换技术S第6章 程控数字交换机的指标体系

程控与数据交换--程控数字交换机的指标体系----程控数字交换机的指标体系信息科学与工程学院通信工程教研室穆欣侃程控与数据交换--程控数字交换机的指标体系6.1话务量基本概念•6.1.1话务量定义1.话务量电话用户进行通话要占用电话交换机的机键设备，用户通话次数的多少和每次通话所占用的时间都从数量上说明了用户需要使用电话的程度，或者说交换机机键被占用的程度。从数量上表明用户占用交换网络和交换机机键程度的量叫做“话务量”。话务量与用户的呼叫次数和每次呼叫的平均占用时间有关。用公式表示为：A=C×t【A—话务量；C—呼叫次数；T—每次呼叫的平均占用时间】程控与数据交换--程控数字交换机的指标体系6.1话务量基本概念若t以小时为单位时，话务量的单位叫“爱尔兰（Erlang）”，简写为Erl。例如在某一小时内用户共发生250次呼叫，并且每次呼叫的平均占用时间为3分钟，则认为在这一小时内该交换机所承受的话务量为：A=C×t=250×3/60=12.5Erl单位时间内流过的话务量叫话务强度，它表示在单位时间T内形成的话务量。用公式表示为A=C×t/T。其中单位时间T可以是一小时，也可以是若干小时，但其结果都是一小时(单位时间)形成的话务量。程控与数据交换--程控数字交换机的指标体系6.1话务量基本概念2.忙时、忙时呼叫和忙时话务量对某个交换局来说，一昼夜期间所承受的话务量是变化的。而且变化范围很大。一般夜间达到最低值，而在上午工作繁忙时间达到某一最高值，中午休息期间有所减弱，到下午某一时间出现另一峰值。我们在考虑交换局的机键数量时，总是以忙时话务量为基本数据。程控与数据交换--程控数字交换机的指标体系6.1话务量基本概念3.呼损概率如果在用户的一次呼叫时，由于在交换网络中找不到空闲出线而未能完成通话，把它叫做“呼叫损失”，简称“呼损”。呼损是偶然事件，所以应该叫做呼损概率。有两种对待呼损的不同处理方法：明显损失制和等待制。在呼损中如果遇到出现全忙而找不到空闲出线时，用户立即听到忙音，表示本次呼叫遭到损失，这是明显损失制。在等待制中，当用户找不到空闲出线时，不是立即听忙音而是等待有空闲出线时给予接续。程控与数据交换--程控数字交换机的指标体系6.1话务量基本概念4.原发话务量和完成话务量加入到交换网络的输入线上的话务量称作原发话务量；而在输出端输出的话务量叫做完成话务量。它们之差叫做损失话务量，即由交换网络阻塞而遭受损失的话务量。三者的关系表示为：Ac=Ao(1-B)=Ao–AoBAc—完成的话务量；Ao—原发话务量B—呼损；AoB—损失的话务量程控与数据交换--程控数字交换机的指标体系6.1话务量基本概念•6.1.2线束的概念交换网络是一个将若干入线和能被这些入线达到的若干出线之间的交叉矩阵。这些出线可以组成一个或几个线束。有两类不同的线束：全利用度线束和部分利用度线束。交换网络入线出线线束程控与数据交换--程控数字交换机的指标体系6.1话务量基本概念1.全利用度线束线束中的任一条出线能被任一条入线所达到，这样的线束叫全利用度线束。121515051100程控与数据交换--程控数字交换机的指标体系6.1话务量基本概念2.部分利用度线束任一条入线不能达到所有出线的任一条，只能达到部分出线，这就是部分利用度线束。15151505110061011程控与数据交换--程控数字交换机的指标体系6.1话务量基本概念•6.1.3爱尔兰呼损公式及其应用1.爱尔兰呼损公式在已知话务量和规定呼损情况下要计算出线需要使用呼损公式。在工程中有不同的呼损公式，常用的为爱尔兰呼损公式。爱尔兰呼损公式适用于明显损失制全利用度系统。爱尔兰呼损公式表示为：!!)(iAnAAEinnEn(A)----呼损A--原发话务量（爱尔兰）n----出线数程控与数据交换--程控数字交换机的指标体系6.1话务量基本概念2.爱尔兰公式的应用爱尔兰公式计算起来十分麻烦，为了工程上计算方便，有人已将公式制成表格，叫做“爱尔兰呼损公式表”，简称“爱尔兰表”。只要已知公式中A、n、E三个变量中任意两个就可查出第三个变量。程控与数据交换--程控数字交换机的指标体系6.2性能指标性能指标是评价电路交换机处理能力和交换能力的指标，可以反映电路交换机所具备的技术水平。性能指标主要包括电路交换机能够承受的话务量、呼叫处理能力和交换机能够接入的用户线和中继线的最大数量等。程控与数据交换--程控数字交换机的指标体系6.2性能指标•6.2.1用途程控数字交换系统主要用于市话交换、长话交换、汇接交换、国际长途交换、农话交换、用户交换机、远端用户单元等。程控与数据交换--程控数字交换机的指标体系6.2性能指标•6.2.2话务负荷能力话务负荷能力是指在一定的呼损率下，交换系统在忙时可以承担的话务量。程控交换机能够承受的话务量直接由交换网络可以同时连接的话路数量决定。现代的局用电路交换机的话务量指标通常可达到数万爱尔兰以上。例如：某交换网络能够提供6万条话路，每条话路所能承担的话务量为0.8Erl，由于每次通话要占用两条话路，故交换网络所能承担的话务量为60000×0.8÷2=24000Erl。程控与数据交换--程控数字交换机的指标体系6.2性能指标•6.2.3控制系统的呼叫处理能力话务量所衡量的是交换机话路系统能够同时提供的话路数目。交换机的话务能力往往受到控制设备的呼叫处理能力的限制。控制系统的呼叫处理能力用最大忙时试呼次数BHCA(BusyHourCallAttempts)来衡量，这是一个评价交换系统的设计水平和服务能力的重要指标，它表明处理机能处理的用户在忙时的摘机呼叫次数。程控与数据交换--程控数字交换机的指标体系6.2性能指标•计算BHCA的基本模型控制部件对呼叫处理能力通常用一个线性模型粗略估算。根据这个模型，单位时间内处理机用于呼叫处理的时间开销为：t=a+bN系统开销（t）：在充分长的统计时间内处理机用于运行处理软件的时间和统计时长之比，即时间资源的占用率。固有开销（a）：与呼叫处理次数（话务量）无关的系统开销，例如各种扫描开销。非固有开销（bN）：与呼叫处理次数有关的系统开销。程控与数据交换--程控数字交换机的指标体系6.2性能指标b为处理一次呼叫的平均开销。不同的呼叫其所执行的指令数是不同的，它和呼叫的不同结果有关，也和不同的呼叫类别有关，因此取的是他们的平均值。N为单位时间内所处理的呼叫总数，即处理能力值（BHCA）。例如，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，则可得该处理机忙时呼叫处理能力值：0.85=0.29+N×(32×10-3)/3600N=(0.85-0.29)×3600/(32×10-3)=63000次/小时程控与数据交换--程控数字交换机的指标体系6.2性能指标显然，交换机的BHCA数值越大，说明系统能够同时处理的呼叫数目就越大。影响这个数值的相关因素有很多，包括交换系统容量、控制系统结构、处理机能力、软件结构、算法等。甚至编程时选用的语言，都与之相关。(1)交换系统容量的影响。交换系统的用户容量越大，要求处理机付出的固定开销也就越大，这些开销主要是各种扫描程序的开销。这些扫描任务通常以时钟级程序的形式运行，需要占用系统的时钟中断，因此用户容量越大，在单位时间内能够进行呼叫处理的比例就会越小，处理呼叫的数目也就相应地减少了。程控与数据交换--程控数字交换机的指标体系6.2性能指标(2)控制系统结构的影响。现代的电路交换机普遍采用多处理机结构的控制系统。处理机间的通信方式、不同处理机间的负荷或功能的分配方式以及多台处理机的组成方式都会影响到呼叫处理能力。因此在电路交换机的控制系统的设计过程中，就必须考虑这些问题，选择合理和高效的多处理机间通信方式、负荷或功能分配方式，都可以提高控制系统的呼叫处理能力。程控与数据交换--程控数字交换机的指标体系6.2性能指标(3)处理机性能的影响。处理机是一个计算机系统，因此它的指令功能、工作频率、存储器寻址范围和I/O端口数量是影响处理机性能的重要指标。在成本允许的情况下，应尽量选用高性能的计算机系统。处理机性能的提升能够直接提高控制系统的处理能力。程控与数据交换--程控数字交换机的指标体系6.2性能指标(4)软件的设计水平。这是一个影响控制系统处理能力的重要因素。操作系统软件和应用程序的水平会在很大程度上影响系统的性能。由于程控交换系统的软件是一个实时系统，很多的任务都有严格的时间要求，因此，选择高效的算法和数据结构，采用高效的编程语言都是非常重要的。设计水平高的程控软件，不仅能够提高控制系统的处理能力，同时也可以提高系统的可靠性和可维护性。程控与数据交换--程控数字交换机的指标体系6.2性能指标•6.2.4交换网络的内部阻塞前面讲述了交换网络的入线和出线之间的关系，其呼损仅仅是由于出线全忙而引起的。但是在交换网络中，交换网络往往有若干级组成。在入线和出线之间还有内部各级之间的连线，叫做“链路”。当链路全忙时，由于入线找不到空闲链路而不能到达空闲出线，也可引起呼损，这种由于交换网络内部级间链路不空而导致呼叫损失的情况叫做交换网络的“内部阻塞”。程控与数据交换--程控数字交换机的指标体系6.2性能指标以前面章节所提到得TST三级交换网络，当使用无集中无扩散的网络在话务量较高（0.8Erl）时有较大的呼损。要减少内部阻塞，就要扩大链路数，输入级采用扩散方式，输出级时集中的，等到链路数是入出线数的2倍时，这时网络就没有内部阻塞了。当然这是以增加设备、提高成本为代价的。设计者要考虑的是如何折中，尤其在当今广泛采用的多级网络中更要核算。好在交换网络在整个交换机的成本中所占比重不大，还比较好办。程控与数据交换--程控数字交换机的指标体系6.2性能指标•6.2.5容量容量通常以用户线数和中继线数来表示。容量的大小取决于数字交换网络的规模，DSN的规模指的是终端的时隙数和话路数，话路数的多少大体上决定中继线的容量。但是所能接入的用户线数却要考虑用户数的平均话务量、出入中继的数量话务负荷能力以及呼叫处理能力等因素，因此不能笼统地以厂家所标的用户线数多少来比较容量的大小。程控与数据交换--程控数字交换机的指标体系6.2性能指标例如F-150数字交换机，交换网络的容量为65536TS/61440CH，假设每条话路的话务量为0.8Erl，若全部作为长途中继线可提供6万线；若全部接用户线，厂家标示为24万线，这是考虑用户线的话务量为0.2Erl，集线比为4:1的情况。但它并未考虑如话务负荷能力、呼叫处理能力等其它因素。有些厂家交换网络的容量与其相差无几，可接中继线条数也是6万条，但所接用户线数却标称10万。程控与数据交换--程控数字交换机的指标体系6.3服务质量指标•6.3.1．呼损指标呼损率是交换设备未能完成的电话呼叫业务量与用户发出的电话呼叫业务量的比值，常简称呼损。这个比率越小，交换机为用户提供的服务质量就越高。实际考察呼损的时候，要考虑到在用户满意服务质量的前提下，使交换系统有较高的使用率，这是相互矛盾的两个因素。因为若让用户满意，呼损就不能太大；而呼损小了，设备的利用率就要降低。因此要进行权衡，从而将呼损确定在一个合理的范围内。一般认为，在本地电话网中，总呼损在2％～5％范围内是比较合适的。程控与数据交换--程控数字交换机的指标体系6.3服务质量指标•6.3.2．接续时延接续时延包括用户摘机后听到拨号音的时延和用户拨号完毕听到回铃音的时延。前一个时延反映了交换系统对于用户线路的状态变化的反应速度以及进行必要的去话分析所需要的时间。当该时延不超过400ms时，用户不会有明显的等待感觉。后一个时延反映了交换系统进行数字分析、通路选择、局间信令配合以及对被叫发送铃流所需要的时间，一般规定平均时延应小于650ms。程控与数据交换--程控数字交换机的指标体系6.4可靠性指标可靠性指标是衡量电路交换机维持良好服务质量的持久能力的指标。程控交换系统的可靠性通常用可用度和不可用度来衡量。为了表示