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
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 ( Busy Hour Call Attempts )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。
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• 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。
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• 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
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• 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
重不大，还比较好办。
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• 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。
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------程控数字交换机的指标体系 沈阳理工大学 信息科学与工程学院 2016年5月
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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
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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，
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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
级是集中的，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
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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。
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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。
入 线
交百度文库网络
线 束
出 线
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“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。
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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。
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。
1 2
15 1 50 51 100
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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。
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。
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。
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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。
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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
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。
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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 。
En(A)---- 呼损 A --原发话务量（爱尔兰） n ----出线数
A En ( A) n! i A i!
n
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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
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)/3600 N=(0.85-0.29) ×3600/(32×10-3)=63000次/小时
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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
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(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。
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• 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”。
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(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。
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• 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：
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。
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。
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• 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400 ms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、
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】
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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
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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 – AoB Ac—完成的话务量；Ao—原发话务量 B—呼损；AoB—损失的话务量
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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。