現(xiàn)代交換原理與通信網(wǎng)技術(shù)：2 交換網(wǎng)絡(luò)補(bǔ)充

第二章補(bǔ)充知識(shí)——話務(wù)量基礎(chǔ)關(guān)于“交換理論”

交換理論是隨著電話交換技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展而產(chǎn)生的一門學(xué)科。它的任務(wù)是研究電話負(fù)載、電話交換系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和服務(wù)質(zhì)量之間的數(shù)量關(guān)系,提供最優(yōu)系統(tǒng)設(shè)計(jì)理論和方法。交換理論的研究對(duì)象不僅限于電話交換系統(tǒng)，其原理和方法還應(yīng)用于其他各類信息交換系統(tǒng)。

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通信網(wǎng)絡(luò)與交換機(jī)是典型的服務(wù)系統(tǒng)。它們利用所擁有的資源（信道帶寬資源、計(jì)算資源、存儲(chǔ)資源等）或設(shè)備為用戶提供服務(wù)，并滿足特定的服務(wù)質(zhì)量要求。因?yàn)橛脩舻姆?wù)需求是隨機(jī)發(fā)生的，每次服務(wù)占用資源的時(shí)間也是隨機(jī)的，所以這是一種隨機(jī)服務(wù)系統(tǒng)，需要借助于概率論及隨機(jī)過程的理論。交換理論研究方法

3（1）在給定用戶條件（如用戶個(gè)數(shù)，電話使用的頻繁程度等）和希望達(dá)到的服務(wù)質(zhì)量后，如何確定交換網(wǎng)絡(luò)的容量（入、出線的數(shù)量）；（2）在已知網(wǎng)絡(luò)的容量后，如何設(shè)計(jì)網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)；（3）對(duì)于已知結(jié)構(gòu)，如何實(shí)現(xiàn)數(shù)字接續(xù)（即將任意指定入線上的數(shù)字信號(hào)傳遞到任意指定的出線）交換網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)包含三個(gè)方面：交換網(wǎng)絡(luò)的作用是將任一入線與指定的出線接通，從而獲得某種服務(wù)。如第一章交換網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖，任何時(shí)刻都只能有一條入線與中繼線接通。我們把：請(qǐng)求服務(wù)的用戶稱為源。請(qǐng)求對(duì)象（如中繼線、繩路、記發(fā)器）稱為服務(wù)器。實(shí)際中，源的數(shù)目>

>服務(wù)器的數(shù)目這是因?yàn)椋孩偎杏脩敉瑫r(shí)需要服務(wù)的可能性很??；②用戶偶爾得不到服務(wù)或短時(shí)間等待是可以容忍的。一個(gè)系統(tǒng)應(yīng)配備的服務(wù)器數(shù)量與用戶對(duì)服務(wù)的要求及所期望的服務(wù)質(zhì)量直接有關(guān)。通常，在設(shè)計(jì)交換設(shè)備（交換網(wǎng)絡(luò)）及局間中繼線配備數(shù)量時(shí)，主要根據(jù)這些設(shè)備所要承受的電話業(yè)務(wù)量及規(guī)定的服務(wù)質(zhì)量指標(biāo)。因此，有必要對(duì)服務(wù)需求和服務(wù)質(zhì)量加以定量的描述。

對(duì)于大量隨機(jī)發(fā)生的呼叫，有些呼叫可能遇到電話局忙。對(duì)于這類呼叫，不同的交換系統(tǒng)有不同的處理方法。一種系統(tǒng)是讓遇忙呼叫等待，一旦有了空閑的服務(wù)設(shè)備，呼叫就繼續(xù)進(jìn)行下去，這樣的系統(tǒng)叫作待接制系統(tǒng)或等待制系統(tǒng)。另一種系統(tǒng)，它對(duì)不能立刻得到服務(wù)的呼叫的處理方法是給用戶送“忙音”。用戶聽到忙音后，必須放棄這次呼叫，然后再重新呼叫。這種系統(tǒng)叫做明顯損失制系統(tǒng)。對(duì)于等待制系統(tǒng)來說，如果等待時(shí)間不限，那么流入系統(tǒng)的話務(wù)量都能被處理，只是有一些呼叫要等待一段時(shí)間才能得到接續(xù)。對(duì)于明顯損失制系統(tǒng)來說，流入系統(tǒng)的話務(wù)量有一部分被處理了，另外一部分則被“損失”掉了。等待制與明顯損失制

7電話業(yè)務(wù)量簡(jiǎn)稱話務(wù)量；

服務(wù)質(zhì)量指標(biāo)指的是交換設(shè)備未能完成接續(xù)的電話呼叫業(yè)務(wù)量與用戶發(fā)出的電話呼叫業(yè)務(wù)量之比，即呼叫損失率，簡(jiǎn)稱呼損。呼損愈低，服務(wù)質(zhì)量愈高。話務(wù)量、呼損及交換設(shè)備的（服務(wù)器數(shù)量）之間存在著固有的關(guān)系，研究這三者之間固有關(guān)系的理論即是話務(wù)理論。1話務(wù)量話務(wù)量（AT）又稱話務(wù)負(fù)載或電話負(fù)載。電話交換中，源對(duì)服務(wù)器的需求量稱為源的話務(wù)量；服務(wù)器所負(fù)擔(dān)的話務(wù)量稱為話務(wù)負(fù)荷。定義：在時(shí)間T內(nèi)，一個(gè)源（或服務(wù)器）所產(chǎn)生（所負(fù)荷）的話務(wù)量等于該期間內(nèi)各次服務(wù)持續(xù)時(shí)間之總和。顯然，話務(wù)量和兩個(gè)因素有關(guān)：需求的頻繁程度和每次服務(wù)所持續(xù)的時(shí)間，我們分別稱為呼叫強(qiáng)度和呼叫保持時(shí)間。（h）單位：小時(shí)其中：n為在所考察的時(shí)間T內(nèi)，所發(fā)生的呼叫次數(shù)；：每次呼叫的平均保持時(shí)間。為了計(jì)算話務(wù)量密度，定義了話務(wù)流量：影響話務(wù)量的因素（1）影響呼叫強(qiáng)度的因素：時(shí)間：隨一年中不同的月份，一周中不同的日子，一天中不同小時(shí)而變化。見下圖。突發(fā)事件：如舉辦大型會(huì)議，發(fā)生地震等話機(jī)普及率：每話機(jī)的呼叫強(qiáng)度與普及率成反比。費(fèi)率：每天晚上9：00以后，長途費(fèi)減半；會(huì)出現(xiàn)長途呼叫高峰。用戶遇忙時(shí)的表現(xiàn)：用戶呼叫時(shí)遇到網(wǎng)絡(luò)或受話方忙時(shí)，有些立即放棄呼叫，有些會(huì)不斷地重?fù)?，造成系統(tǒng)擁塞時(shí)呼叫的強(qiáng)度猛增，這些遇阻地呼叫稱為呼損。（2）影響的因素：

1.費(fèi)率

2.用戶習(xí)慣（說話快慢、長短）

3.通話性質(zhì)：對(duì)同一電話而言公務(wù)電話簡(jiǎn)潔；私人電話通話時(shí)間比較長。

4.通話距離：與距離成正比。2服務(wù)等級(jí)交換網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)的一個(gè)重點(diǎn)問題：在給定平均話務(wù)量和希望達(dá)到的呼損率后，服務(wù)器的個(gè)數(shù)如何確定？換句話講，已知平均話務(wù)量和服務(wù)器的個(gè)數(shù)后，系統(tǒng)的呼損率是多少？呼損率有兩種定義：時(shí)間擁塞率——服務(wù)器全忙的概率呼叫擁塞率——呼叫產(chǎn)生但無服務(wù)器空閑的概率若服務(wù)器的個(gè)數(shù)為M一般時(shí)間擁塞率P（M）>呼叫擁塞率P（