第二章 话务量及呼叫处理能力
第一节 话务量
2.1.1话务量的基本概念 一、话务量的引入
通信网中，在设计电话局交换设备（交换网络）及局间中继线设备数量时，主要根据这些设备所要承受的电话业务量及规定的服务质量指标。为此，在实际应用中，引入了电话业务量简称话务量这个概念。
二、话务量的定义
话务量是反映电话用户在电话通信使用上的数量要求。在满足一定服务质量指标的前提下，话务量越大，则需要的通信设备就越多；反之，话务量越小，需要的通信设备也就越少。话务量取定是否正确，亦即是否合乎实际情况，这直接关系到投资的大小及用户的服务质量的好坏。通过对话务量的研究，可使设计交换局时做到既能满足一定的服务质量，又能使投资成本趋于经济合理。
三、影响话务量大小的因素 1、时间范围
时间范围又称为考察时间。由于话务量是反映用户在电话通信使用上的数量要求，所以话务量在数值上的大小，首先取决于所考察时间的长短，和所考察时间的长短成正比。考察时间越长则话务量也就越大；反之，话务量也就越小。比如一小时的话务量与一天的话务量显然是不同的。
2、呼叫强度
呼叫强度是指单位时间内平均发生的呼叫次数。一般单位时间通常定义为一小时。单位时间内发生的呼叫次数越多，则话务量就越大；单位时间内发生的呼叫次数越小，则话务量也就越小。其中，话务量最繁忙的一个小时，称为“忙时话务量”。
3、占用时长
占用时长亦称每次呼叫占用的时间。在相同的考察时间和呼叫强度条件下，每次呼叫所
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占用的时间越长，则话务量应越大；反之，话务量也就越小。
实际上，以上时间范围、呼叫强度、占用时长这三个因素综合作用的结果，在电话局内表现为设备的繁忙程度。
2.1.2话务量的计算
由于话务量既和用户呼叫次数有关，又和每次呼叫的占用时间有关，因此，话务量的基本公式是：A=c·t
公式中：参数A表示话务量
参数c表示单位时间内平均发生的呼叫次数（一般为一小时）， 参数t表示每次呼叫的平均占用时间。
话务量的单位叫：“爱尔兰”（Erlang）或“小时呼”。
【例1】：某交换系统一小时内总共发生250次呼叫，平均呼叫占用时间为3分钟，则在这
一小时内该系统所承受的话务量为：
A?c?t?250?3?12.5Erl 60注意：公式中除基本单位小时呼外，有时也可以用分钟呼（cm）、百秒呼（ccs）等，它们与爱尔兰（小时呼）的换算关系为：1小时呼=60分钟呼=36百秒呼。
即：1Erl=60cm=36ccs cm：callminute分钟呼 ccs：callcenti-second百秒呼
话务量虽然是由电话用户进行呼叫并占用交换设备形成的。但是，每一个呼叫的进程也不完全相同，有些呼叫以完成通信而结束，有些呼叫则因种种原因不能达到通话目的，最终离开系统。归纳起来，一个呼叫会遇到下列几种最基本的，也是最重要的情况：
（1）主叫用户与被叫用户接通，实现通话； （2）被叫用户忙，未能接通； （3）被叫用户久不应答，未能通话；
（4）主叫用户由于各种原因（如拨错号码）中途挂机，未能通话； （5）由于电话交换机设备忙，不能与被叫用户进行通话，造成呼损。 注：第五种情况，在程控数字交换机中概率很小，可以忽略不计。
因此，每个用户话务量是四种状态下的话务量之和。
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第二节 呼叫处理能力
2.2.1呼叫处理能力的基本概念
评价一台交换机性能如何，除了话务量这一质量指标以外，还有一个重要指标就是控制部件的呼叫处理能力。呼叫处理能力以忙时试呼次数——BHCA来表示(BHCA：BusyHourCallAttempts)。
2.2.2影响交换机呼叫处理能力的因素 一、系统容量的影响
系统容量和呼叫处理能力直接有关。一个处理机所控制的系统容量越大，它用于呼叫处理所花费的开销也就越大，尤其是用于例如扫描的固有开销越大，从而降低了处理机的呼叫处理能力。
二、系统结构的影响
不同的系统结构其开销也不相同。当前的程控交换机多半属于多处理机结构。处理机之间的通信方式、不同处理机之间的负荷（或功能）分配，多处理机系统的组成方式都和系统的呼叫处理能力有关。系统结构合理，各级处理机的负荷（功能）分配合理，使所有的处理机都能充分发挥效率，这相当于提高了处理机的处理能力。相反，若某一个或某一级处理机的负荷过重，其他处理机的效率不能得到充分发挥。显然系统的呼叫处理能力就相对降低了。在多处理机系统中，在处理机通信上往往要花费一定开销。处理机越多，系统开销越大。通信方式也直接影响系统的能力。效率低的通信方式（如串行口通信）有时会形成高效能处理机能力的“瓶颈”，而使系统处理能力降低。
不同的处理机备用方式其开销也不相同。例如同步方式的结构要增加校对额外开销；话务分担方式的结构要求增加单机处理能力和余量，以便在故障状态时有单机工作的可能性，这些都直接影响其系统处理能力。
三、处理机能力的影响
处理机的处理能力包括指令系统功能的强弱、主时钟频率的高低、能访问的存储空间范围以及I/O口的数量及类别等等都影响呼叫处理能力。
同样处理一个呼叫，功能强的指令系统要执行的指令数来得较少，因此所需开销少一些；相反则要花费较多的开销。主时钟频率高的处理机处理速度较快、能力强。处理机能
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访问的存储空间范围越大，也就是说可能配置的内存空间越大，则程序执行的效率越高，时间资源也越能得到充分利用。
处理机的I/O口主要用来控制外设和处理机间的通信，部分用于维护运行等功能。不同的I/O口其控制和通信的效率不同。处理机提供的I/O口效率越高，其呼叫处理能力也越强。
2.2.3呼叫处理能力的计算方法 一、三个基本概念 1、系统开销
系统开销是指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。
处理机运行处理软件的时长时间资源的占用率＝
统计时长[例3]以一小时为一个统计时间长，其中处理机的运行时间为45分钟，则：
系统开销?3/4小时?75%
1小时2、固有开销
固有开销是指与呼叫处理次数（话务量）无关的系统开销。（如各种扫描的开销）。 3、非固有开销
非固有开销是指与呼叫处理次数（话务量）有关的系统开销。 二、一个基本计算公式
通常人们对控制部件的呼叫处理能力，使用一个线性模型来粗略估算。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
式中：a—为与话务量无关的固有开销，主要用于非呼叫处理的机时，它与系统结构、系统容量、设备数量等参数有关。
b—为处理一次呼叫的平均开销。不同呼叫其执行的指令数是不同的，它和呼叫的不同结果（如中途挂机、被叫用户忙、完成通话等）、不同的呼叫类型（如局内呼叫、局间呼叫等）有关。这个参数取它们的平均值。
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N—为单位时间内所处理的呼叫总数，即处理能力值（BHCA）。
[例4]假设某处理机忙时占用率为85％（即处理机忙时用于呼叫处理的时间开销平均为
32?10?30.85），固有开销a＝0.29，平均处理一个呼叫需时32ms。则：0.85?0.29??N
3600N?
(0.85?0.29)?3600?63000次/小时 ?332?10这就是该处理机忙时的呼叫处理能力可达63000次，即：BHCA＝63000次。 三、处理机时分配和系统开销
时间是一种资源，在实时系统中时间更是一种重要的资源。在程控交换机运行期间，其控制系统的机时主要由操作系统和呼叫处理软件来占用，其它软件的执行时间可忽略不计。
在操作系统和呼叫处理软件中占用的机时有固有开销和非固有开销之分。 1、固有开销
所谓固有开销是不随话务负荷的大小变化而变化的那一部分开销。如操作系统的任务调用。
2、非固有开销
非固有开销和话务负荷成正比，如话务负荷越大，则开销也就越大；话务负荷越小，则开销也就越小。如存储器管理、处理机管理、进程管理、文件管理等。
3、余量开销
在通常情况下，处理机的占用率不设计成100％，而是留有一定的余量以备必要时能够进行调整，这部分余量我们称之为“余量开销”。
4、三者之间的关系
固有开销、非固有开销和余量开销这三者和BHCA的关系如下图所示。 图中：a1—操作系统的固有开销部分 a2—呼叫处理的固有开销部分
a1、a2不随话务负荷的变化而变化，或说不随BHCA的变化而变化。
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