程控交换系统控制部件的组成特点

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1、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 (Maximum Number of Busy Hour Call Attempts)，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

2、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

3、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。）

4、 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

5、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

6、：,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。,模块划分：基于功能分担方式、基于容量 分担方式、,自主控制：少量中央控制的自主控制、完全的 自主控制,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,通信机理,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

7、换机的功能。,处理机的分工方式：,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

8、：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

9、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,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,Y,N,Y,N,互助方式的故障处理方式和表现

10、,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

11、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

12、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。

13、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,P,P,P,M,M,存储器

14、,处理机,公共总线,总线判别法一：,P,P,P,M,M,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：,P,P,P,M,M,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：,P,P,P,M,M,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。

15、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,P,P,P,M,M,M,存储器,处理机,P,控制,3、多通道互连,P,P,M,M,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,发送信息,令牌,检查ACK 回收信息,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,