【正文】 換機(jī)除了作為一臺計(jì)算機(jī)控制的 電子設(shè)備具有一般電子設(shè)備的特點(diǎn)之外，還具有大量用戶線和 中繼線等外圍設(shè)備，要考慮系統(tǒng)中斷時還處于呼叫狀態(tài)的用戶線 和中繼線的數(shù)據(jù)失效問題、單個用戶線或中繼線的失效概率。 程控交換系統(tǒng)的可靠性指標(biāo)需考慮： ? 用戶線中斷 (交換網(wǎng)絡(luò) ) ? 中繼線中斷 (交換網(wǎng)絡(luò) )； ? 系統(tǒng)中斷 (CPU、電源 )： 單個用戶線中斷時間： ? 評價用戶使用電話 (單條電話線 )的可靠性，相當(dāng)于用戶線的 不可用度 U。 ? 用每一實(shí)裝用戶線平均一年中的服務(wù)中斷時間表示， 以小時計(jì)算， 1年 365天共 8760小時： 其中， n用戶線一年中斷次數(shù) Ny交換機(jī)在一年中實(shí)裝用戶線的平均數(shù) ki第 i次故障造成中斷的用戶數(shù) Ri第 i次故障的修復(fù)時間，即中斷時間 (小時 ) 單個中繼線中斷時間： 計(jì)算一年內(nèi)單個中繼線服務(wù)中斷平均 時間，與用戶線相似。 系統(tǒng)中斷：常用系統(tǒng)中斷的概率，即若干年 (或一年 )時間內(nèi)平均 系統(tǒng)中斷時間不超過若干小時 (或分鐘 )來評價換系統(tǒng)的可靠性。 ? 可維修系統(tǒng)的不可用度 U： 系統(tǒng)的總失效率 λs→ 不可用度 Us=1A=λs/(μs+λs) 是 單位時間 內(nèi)系統(tǒng)失效 (系統(tǒng)中斷 )的概率。 ? 如果單位時間擴(kuò)展到 20年，可算出 20年中的小時數(shù)為 (15 365十 5 366) 24=175320hr，即可算出 20年內(nèi)系統(tǒng)中斷時間 ? 一般要求局用電路交換機(jī)的系統(tǒng)中斷時間在一年內(nèi)不超過 3min ， 20年內(nèi)不超過 1hr。 ? 例，假設(shè)某交換系統(tǒng)中， 平均故障間隔時間 MTBFs=104hr → 失效率 λs=1/MTBFs=104hr1； 平均故障維修時間 MTTRs=1hr → 修復(fù)率 μs=1/MTTRs=1hr1 → λs171。μs → U=λs/(μs+λs)= 104(→0) 折合 20年內(nèi)系統(tǒng)中斷時間為 t20=104 175320=。 交換系統(tǒng)包含許多部件，如用戶電路、中繼電路、交換網(wǎng)絡(luò)、 信號設(shè)備及控制部件 (CPU)等，等效為串并聯(lián)的簡單混合系統(tǒng)： ? 用戶電路、中繼電路、交換網(wǎng)絡(luò)等包含多套設(shè)備，只有 在全部設(shè)備發(fā)生故障時才引起系統(tǒng)中斷，屬于并聯(lián)結(jié)構(gòu)。 ? 不同部件之間的組合屬于串聯(lián)結(jié)構(gòu)。 ? 計(jì)算可靠性參數(shù)時要考慮各部件的失效率，即 ? 其中， λi— 系統(tǒng)中部件 i的失效率； n— 系統(tǒng)中部件的總數(shù)。 ? 交換機(jī) λs =λCPU+λ交換網(wǎng)絡(luò) +λ用戶電路 +λ中繼器 +λ信號電路 +… ? 對并聯(lián)系統(tǒng)，一般隨著并聯(lián)部件的增加，等效不可用度按冪次 下降。所以并聯(lián)系統(tǒng)的等效失效率占系統(tǒng)總失效率的比例很小。 對總失效率起重要影響的是單套設(shè)備 (如 CPU，電源等 )的失效率。 尤其是 CPU，不同的組合方式和工作方式直接影響系統(tǒng)的可靠性 CPU（ 控制部件）可靠性指標(biāo)的計(jì)算 (1)單 CPU系統(tǒng) (集中控制 ) ? 對單機(jī)系統(tǒng)， CPU的可靠性參數(shù)可通過通用元器件計(jì)數(shù)法估 算再考慮降額使用的各種應(yīng)力所產(chǎn)生失效率降低的倍數(shù)。 例如，某 CPU的總失效率為 λCPU=103 ；修復(fù)率 μCPU=1→ 不可用度 UCPU=λCPU/(λCPU+μCPU)= 103 折合 20年內(nèi) CPU中斷服務(wù)時間為 t20=103 175320=175hr (2)雙 CPU系統(tǒng)可靠性參數(shù)計(jì)算 (集中控制 ) ? 為提高 CPU的可靠性，程控交換機(jī)常采用雙機(jī)結(jié)構(gòu)。 ? 假設(shè)自動故障診斷時間和維修 (換板 )時間相對較小，其間產(chǎn) 生第二套 (備用 ) CPU故障的概率為 0，且不考慮雙機(jī)監(jiān)測和倒換 設(shè)備的可靠性。 ①話務(wù)分擔(dān)方式： 2個 CPU成為并聯(lián)結(jié)構(gòu)。 可用度 不可用度 U話 =1A話 =2(λ單 /μ單 )2=2(103/1)2=2 106； 折合 20年內(nèi)系統(tǒng)中斷時間 t20=2 106 175320=。 ②各種主備用方式：兩臺 CPU組成等待系統(tǒng)。 不可用度 U主備 =1A主備 =2(λ單 /μ單 )2=2(103/1)2=2 106； 折合 20年內(nèi)系統(tǒng)中斷時間 t20=2 106 175320=。 ? 考慮雙機(jī)倒換、 CPU間通信和監(jiān)視設(shè)備的可靠性時，實(shí)際的 t20值還要高。 (3)分散控制系統(tǒng)的可靠性計(jì)算 ①全部 (100％ )用戶服務(wù)中斷算作系統(tǒng)中斷： 從可靠性模型來看，是 n個 CPU并聯(lián)結(jié)構(gòu)。 λ171。μ時 單個模塊 /單一設(shè)備： 2個模塊 /雙套 CPU： 3個模塊 /2套 CPU： 4個模塊 /4套 CPU： =24(103/1)3=24 109； t20= 103hr ? 分散控制系統(tǒng)的可靠性較高。 ? 分散控制， CPU間通信增多了，將在軟件和硬件上降低可靠性。 ? 分散控制是一個 CPU只控制一個模塊，而集中控制 CPU控制一個 系統(tǒng)，一個模塊的控制部件比較簡單。這一因素能提高可靠性指標(biāo) ②認(rèn)為部分用戶服務(wù)中斷即是系統(tǒng)中斷：考慮部分用戶的百分比 ，應(yīng)該具體分析，與分散系統(tǒng)由幾個模塊組成有關(guān)。 ? 軟件可靠性 軟件故障主要是設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)階段由人為因素所產(chǎn)生的缺陷和錯誤造成的。與硬件故障有本質(zhì)區(qū)別，以上討論不適合軟件可靠性指標(biāo)計(jì)算。 軟件錯誤分類 ? 語法錯誤和語義錯誤 ? 運(yùn)行時錯誤 ? 規(guī)范錯誤 ? 性能錯誤 提高軟件可靠性的途徑 ? 軟件復(fù)雜度，包括軟件正確運(yùn)行所需時間及其所占空間， ? 和軟件測試技術(shù) ? 容錯技術(shù) ? 為提高程控交換系統(tǒng)軟件的可靠性，主要采用避錯技術(shù)和容錯 技術(shù)。 ? 硬件避錯：盡量減少硬件故障的發(fā)生概率，減小系統(tǒng)失效率。 主要方法是選用高可靠高集成度器件，提高可靠性設(shè)計(jì)水平， 提高耐環(huán)境設(shè)計(jì)和嚴(yán)格質(zhì)量控制。 ? 軟件避錯：包括尋求高可靠軟件的程序設(shè)計(jì)方法，如結(jié)構(gòu)化程 序設(shè)計(jì)和提高軟件測試技巧以排除軟件內(nèi)隱藏的錯誤。 ? 硬件容錯：用額外的冗余掩蓋故障的影響 1. 硬件 備用 2. 時間 校驗(yàn)，同一任務(wù)執(zhí)行兩次 ? 軟件冗余：尚不成熟 華為 Camp。C08交換機(jī)的可靠性指標(biāo)： ? 可用度 A=%，系統(tǒng)年平均中斷時間 t1= 分鐘 平均無故障運(yùn)行時間 MTBF=79955小時 (3331 天 )。 (1)分布式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，采用單板的主備份、負(fù)荷分擔(dān)、冗余配置等可靠性 設(shè)計(jì)方法，確保系統(tǒng)高可靠運(yùn)行。 (2)整機(jī)低功耗設(shè)計(jì)，單板部件的功耗小，有效延長單板器件的使用壽命 (3)提供任務(wù)監(jiān)控、數(shù)據(jù)校驗(yàn)、存儲保護(hù)等軟件設(shè)計(jì)，提高軟件容錯能力 (4)系統(tǒng)處理能力高，在系統(tǒng)忙時呼叫次數(shù)再增加 100%的設(shè)計(jì)冗余。有效 預(yù)防瞬間大話務(wù)量的沖擊。 (5) 對局部的或系統(tǒng)性的擁塞進(jìn)行自動話務(wù)控制，提高了系統(tǒng)在大話務(wù)量 沖擊下的自愈能力。 (6)BAM業(yè)務(wù)活動監(jiān)視服務(wù)器：數(shù)據(jù)庫功能；連接交換機(jī)和維護(hù)終端， 各維護(hù)終端是整個結(jié)構(gòu)中的客戶端。采用專用防護(hù)工具，有效地防止病 毒的入侵，并有告警檢測功能。