CN1256041A - 在一个交换装置中的负载调节 - Google Patents

Abstract

交换装置,其用于在至少二个接在该交换装置上的终端设备(3a、3b)之间建立连接,其中除了真正的语音信息之外传输例如象发出呼叫的终端设备的呼叫号码一类的涉及终端设备的附加信息。为了预防各个交换单元(1a－1c)的交换处理器设备(6a－6c)的过载,根据本发明建议,含有监控单元(7a－7c),其监控各个交换处理器设备(6a－6c)的加载率,并且在超过一个确定的加载率的情况下,依赖于相应的交换处理器设备(6a－6c)的加载率,延缓开放含有用于传输涉及终端设备的附加信息的第二传输单元(4a－4c)。

Description

在一个交换装置中的负载调节

本发明涉及一个按照权利要求1前序部分的交换装置。本发明特别涉及一个在至少二个(电话)用户之间的建立(电话)连接的交换装置。本发明不仅在一个公共的的交换中心中使用，在该交换中心中，除了局域用户外也接通中继线路用于到公共的电话网的连接，而且也在一个(私人)小电话交换机中使用。

众所周知，如此的交换装置用于在二个电话终端设备之间，或者在一个终端设备和一个与交换装置连接的用户线之间建立电话连接。对此，交换装置特别用于选择和用于转换相应的连接路径。由于一个连接建立，通过该交换装置在相应的用户之间交换或者传输语音信息或数据。对此，在一般情况下语音信息的传输是收费的，也就是说，用户必须为连接的建立与维持的期间向交换装置的以及与之连接的电话网的经营者支付费用。这些费用一般由呼叫者负担。

现代的交换中心附加于因语音传输的目的而真正建立的连接提供了另外的业务，这些业务可以由与之连接的用户负担费用地使用。一个这样的附加业务例如是传达呼叫号码，也就是说呼叫方的电话号码。通过这种方式，在建立电话连接之前或之间向被呼叫方或者接收机传达呼叫方的呼叫号码，并且例如在其电话终端设备的显示器上显示。被呼叫方因此可以在接受呼叫前识别呼叫方。再者已知了，把一个进入的呼叫接通到一个占线的用户上，该用户已经与一个另外的用户通话。这个过程一般称作“通话等候”，其中通过一个例如声音信号通知被呼叫方进入一个新的呼叫。被呼叫方因此可以决定，是否其结束当前的连接，将要接受这个新到达的呼叫。同样，在二个连接之间切换是可能的。在数字电话网中，比如ISDN，这些业务已经广泛地实现。

对于一个如此业务的要求，因此通过交换装置或者连接路径附加于语音信息传输另外的信息，在通常情况下升高了总额，例如每月的基本费用，这特别不依赖于连接建立持续时间。

一个如此的交换装置包含一个(下面简要地称作中央处理器或协调处理器)中央处理器设备或协调处理器设备，其控制在二个用户之间或一个用户与一个公共的用户线之间的语音和附加信息的传输。交换装置另外包含多个交换单元，在该交换单元上分别连接了多个用户，也就是说终端设备或者多个中继线路。这些交换单元中的每一个因此用于管理这样一些信息，这些信息分别涉及了与交换单元连接的用户。交换单元具有适合于语音和附加信息的分离的传输设备。在中央处理器协调各个交换单元期间，每个交换单元拥有一个(下面简要称作交换处理器)交换处理器设备，其含有用于控制相应的交换单元，并且在一个交换单元内部特别协调语音和附加信息的传输。

对此，例如如下实现呼叫方的呼叫号码的传输：通过相应的交换组件或者在其上面连接了呼叫方的交换单元通知中央处理器一个到达的呼叫，其中向中央处理器附加传送呼叫方的呼叫号码。中央处理器根据由呼叫方选择的目标呼叫号码确定相应的被呼叫用户，并且控制这样的交换单元，其主管被呼叫用户。在被控制的交换单元中存在的交换处理器访问一个表，在该表中，对于对每个连接在这个交换单元上的用户注明了，是否各个用户技术上准备接收和显示呼叫号码，并且因此也(例如通过缴纳每月的全部费用)是有权利的。交换单元以这种方式检查，呼叫方的呼叫号码是否可以传输到被呼叫的用户。该检查的结果由传输单元的交换处理器通知中央处理器。在通常情况下，每个交换单元可以具有一个或多个传输单元用于传输呼叫号码。如果通过交换单元关于呼叫方的呼叫号码的接收权利的检查的结果是肯定的，则中央处理器在任意一个交换单元上选出传输单元中的一个，并且通知该传输单元呼叫方的呼叫号码，因此选出的传输单元可以送出呼叫号码给所要求的用户。

因为在每个交换单元中含有的交换处理器也用于控制或者协调通过相应的交换单元的语音信息的传输，这是明显的，即通过提供这种可能性，除了语音信息外传输比如象呼叫方呼叫号码一类的附加信息，引起了相应交换单元的交换处理器的附加负载。因为每个交换处理器用于建立或撤销各个连接，所以在较短的连接持续时间内交换处理器的负载上升。特别是，一个含有用于传输呼叫号码的传输单元的占用时间是相对短的，总计例如少于3秒，因此相应的传输单元在输入用于传输呼叫号码的作业后在3秒内把该作业转换为相应的信号给所要求的用户。根据含有用于传输呼叫号码的传输单元的这个短的占用时间导致这个功率特性的紧张使用，因此可能出现交换处理器的过载。可是交换处理器的过载延伸到真正的交换技术的负载，也就是说语音信息的连接建立的负载，因为一个交换单元在相应的交换处理器过载的情况下必须以自动限制作出反应，也就是说拒绝新的占用要求，因此根据呼叫号码传输的可能性的紧张使用，可能排除了真正的交换技术，也就是说真正用于传输语音信息的连接。因为在过载的情况下相应的交换单元依赖于过载率否决一定的百分率(例如在25％与100％之间)新到达的占用要求，丢失了这些呼叫。因此经营者丢失了此外在这些呼叫中本应产生的费用。

本发明基于这个任务，如此设置一个按照权利要求1前序部分的交换装置，即附加信息的紧张使用的传输可能性不延伸到正常呼叫处理的负载，也就是说语音信息的传输。

根据本发明，通过根据权利要求1的交换装置解决了这个任务。

从属要求有益地说明了本发明的实施形式。

根据本发明含有监控单元，其监控各个交换处理器的加载率，并且在断定交换处理器的将要发生的过载后延缓开放一个任意交换单元的含有用于传输附加信息、也就是说例如呼叫号码的传输单元。

以这种方式，依赖于相应的交换处理器的加载率人为地特别延长了含有用于传输附加信息的传输单元的占用时间。中央处理器已知了一个交换处理器的含有用于传输附加信息的传输单元的占用。中央处理器在输入一个呼叫号码传输的作业后选出一个首先表明为空闲的传输单元，并且标记该传输单元为占用。在呼叫号码传输结束后，相应的传输交换单元告再知中央处理器该传输单元开放。因为在交换处理器过载的情况下含有用于传输附加信息的传输单元通知中央处理器比正常要求的占用相比要长，相应的交换单元的该传输单元不用于传输呼叫号码信息或此外涉及终端设备的附加信息，因此在这个相应的交换单元内通过这个延长占用的传输单元不可能出现由于传输如此的附加信息而交换处理器的附加过载。因此相应的交换单元的交换处理器恢复正常，并且始终存在足够的容量用于“正常”的呼叫处理，也就是说用于真正的交换技术以传输语音信息。

在相应的交换处理器的实际负载变得如此高，以致必须拒绝新到达的呼叫之前，已经有益地使上面所描述的防御措施生效。这意味着，在可能实际出现交换处理器的过载前，根据本发明的含有的监控单元已经认识到交换处理器的将要发生的过载。用于这个原因定义一个确定的负载极限值，在超过该值的情况下起动监控单元，并且人为地延长了含有用于传输附加信息的传输单元的占用时间。这个负载极限值在这样的加载率之下，该加载率实际上导致相应的交换处理器的过载。

根据本发明，真正付费的用于传输语音信息的交换技术以这种方式承认在附加信息通常情况下总数预先给予的传输，比如呼叫方的呼叫号码的传输之前的某种优先权。

下面参考附图根据一个优选的实施例描述本发明。

图1示出了一个根据本发明的交换装置的优选实施例，

图2和图3示出了一个描述，其用于阐述在一个在图1中描述的交换装置中的交换处理器设备将要发生过载的确定，和

图4示出了一个用于描述使用根据本发明的原理所产生效果的表。

下面参考一个在图1中描述优选实施例说明本发明。对此，特别涉及一个按照一个公共的交换中心形成的交换装置。可是也暗示，本发明不局限于如此的公共交换中心，而且也完全可以在(私人的)小电话交换机上获得使用。

此外，本发明在下面说明了这种情况，即除了真正的语音信息外，呼叫方的呼叫号码也可以作为附加信息通过交换装置传输。可是，本发明同样不局限于这种实施形式，而且一般也可以在这里这样，即除了真正的语音信息的传输外，交换装置准备附加的业务，其中，由于这些业务附加信息可以传输到所连接的终端设备上，这些附加信息导致了各个交换单元的交换处理器的附加负载。因此例如可以已知，呼叫方的姓名等也可以代替呼叫方的呼叫号码传输。

在这个在图1中所描述的实施例中，含有一个(下面简要称作中央或协调处理器)中央或协调处理器设备8，其协调在多个交换单元1a-1c之间的全部信息的传输。因为在这个在图1中指出的实施例中涉及了一个作为公共的交换中心布置的交换装置，所以为了也能够通过公共的网络与远距离的用户建立连接，除了多个交换单元1a、1b外，在这些交换单元上直接连接了本地用户或终端设备3a、3b，至少含有一个交换单元1c，在其上面连接了一个或多个中继线路3c。终端设备3a、3b或者中继线路3c通过主要数字的接口2a-2c连接在相应的交换单元1a-1c上。

各个交换单元1a-1c基本上相同地建立，并且分别包含一个(下面简要称作交换处理器)交换处理器设备6a-6c和一个用于传输语音信息的第一传输单元5a-5c。每个交换单元1a-1c也特别拥有至少一个第二传输单元4a-4c，其用于传输附加信息，在本情况下特别用于传输呼叫方的呼叫号码。每个交换单元1a-1c有益地可以具有多个这样的第二传输单元以传输呼叫号码信息。可是根据本发明这足够了，即当另外的交换单元1a-1c可能没有配备一个如此的第二传输单元时，至少交换单元1a-1c中的一个拥有起码一个第二传输单元4a-4c以传输附加信息。

此外含有一个开关网络9，其用于在各个交换单元1a-1c之间的一个(电话)连接的电路技术的实现，其中依赖于参与要建立的连接的用户通过中央处理器8确定或者选出在开关网络9的内部的连接路径。

根据本发明含有监控单元，其监控各个交换处理器6a-6c的加载率，并且在超过交换处理器的一个确定的加载率的情况下延缓开放相应交换单元1a-1c的第二传输单元4a-4c。在这个在图1中所指出的实施例中，为每个单独的交换单元1a-1c含有分离的监控单元7a-7c，其特别集成在各个交换处理器6a-6c中。可是也可以考虑含有一个中央的监控设备，其监控全部的交换处理器6a-6c。并且在断定这些交换处理器中的一个将要发生过载的情况下相应地作出反应。

除监控单元7a-7c的功能以外，在图1中所指出的交换装置的工作原理基本上与这个开始描述的已知的交换装置一致。

通过接口2a-2c和第一传输单元5a-5c以及相应的交换单元1a-1c的交换处理器6a-6c，一个用户的到达的呼叫与一个所要求的用户的目标呼叫号码一起通知中央处理器8。中央处理器8根据以这种方式接收的目标呼叫号码确定这个交换单元1a-1c，在该交换单元上连接了相应的用户。中央处理器8依赖于因此所选出的交换单元如此控制开关网络9，即在负责呼叫方的交换单元与负责接收方的交换单元之间建立连接。每个交换单元此外1a-1c包含一个(为了简便起见在图中没有描述)内部的开关网，由相应的交换处理器相应地控制这个开关网，这是为了以这种方式控制用户通过内部的开关网到中央主开关网络9的连接。在建立连接和接受通过被呼叫的用户的连接后可以在用户之间进行所希望的谈话，其中由相应的交换单元的交换处理器控制地传输语音信息。

在这个在图1中所描述的实施例中，为了通知被呼叫用户呼叫方的呼叫号码，除了语音信息外在各个用户之间也传输一个呼叫号码信息。呼叫方的呼叫号码与一个用户的到达的呼叫一起通知中央处理器8。正如上面所说明的，在中央处理器8选出负责目标用户的交换单元1a-1c后，中央处理器8通知相应的交换单元1a-1c的交换处理器6a-6c，存在一个呼叫号码信息。相应的交换单元的交换处理器6a-6c接着访问一个内部表，在该表中对于每个由相应的交换单元控制的用户注明了，是否赋予相应的用户接收呼叫方的呼叫号码，并且此外是否有权接收呼叫号码信息。用户在通常情况下通过向交换装置的经营者支付每月的总计费用获得该权利。以这种方式相应的交换处理器6a-6c通知中央处理器8，是否可以或应当给被呼叫的用户传输呼叫号码信息。假如回答得出肯定的结果，中央处理器8在自己方面访问一个表，在该表中对于每个交换单元1a-1c注明了，布置在其内部的第二传输单元4a-4c中的哪一个在此刻是被占用的或空闲的。中央处理器8以这种方式确定一个任意的、在该表中标记为空闲的第二传输单元，并且选出该传输单元以传输呼叫方的呼叫号码信息。中央处理器8把相应的呼叫号码信息传送给这个第二传输单元。主要通过调制解调器音频发生器形成各个第二传输单元，其含有用于传输呼叫号码信息，在与调制解调器音频发生器相连接的终端设备上具有例如多个发射器用于发射呼叫号码信息。这些调制解调器音频发生器中的每一个可以特别具有三个FSK发射器(频移键控)。此外，每个调制解调器音频发生器可能配备一个含有用于测试目的的接收机。根据通过相应的交换处理器6a-6c的控制，由中央处理器8选出的第二传输单元4a-4c把要传输的呼叫号码信息转换为一个FSK信号，并且把该信号传输给所要求的目标用户。在用户通过拿起听筒接受相应的谈话前，呼叫号码信息首先传输给所要求的用户。因此例如可以在被呼叫的终端设备上的第一和第二振铃之间传输呼叫号码信息。

在中央处理器8选出用于传输呼叫号码信息的第二传输单元4a-4c中的一个之后，在中央处理器8的相应的内部表中注明，被选出的第二传输单元在此刻被占用。通常情况下，在输入传输呼叫号码信息的作业和把呼叫号码信息转换为一个相应的信号以及把该信号传输给在一个第二传输单元内所要求的用户之间的中间占用时间总计大约为3秒。在结束呼叫号码的传输之后，相应的交换处理器6a-6c通知中央处理器8，事先所选出的第二传输单元4a-4c重新用于以后的呼叫号码信息的传输，也就是说预处理器6a-6c重新开放了相应的第二传输单元4a-4c，因此中央处理器8在其内部表中可以注明，这个第二传输单元4a-4c重新提供使用。中央处理器因此已知了目前全部的可以提供使用的或者被占据的第二传输单元4a-4c。

从上述的说明中明显地看出，交换处理器6a-6c不仅含有用于控制第一传输单元5a-5c，而且也含有用于控制第二传输单元4a-4c，因此当这些传输单元4a-4c或者5a-5c中的一个被占用时，引起相应的预处理器6a-6c加载。

根据本发明建议，监控交换单元的预处理器的加载率。为了这个目的含有监控单元7a-7c，其监控相应的预处理器6a-6c的加载率，并且在了解一个确定的加载率的情况下考虑，相应的交换单元1a-1c的全部的第二传输单元4a-4c比开始含有的保持中断的时间长。为了这个目的监控单元7a-7c通过预处理器6a-6c在了解相应的交换处理器6a-6c的一个超过确定的加载率的负载后延缓开放相应的交换单元的全部第二传输单元4a-4c。

特别依赖于相应的交换处理器的加载率选择这个延缓的持续时间，也就是说随着相应的交换处理器的不断升高的加载率通过监控单元越长时间地延缓开放相应的第二传输单元。以这种方式根据发明保证，-因为一个交换单元的人为延长时间中断的第二传输单元在中央处理器8中标记为不可支配-，相应的交换处理器可能没有负载用以呼叫号码传输，因此相应的交换处理器可能重新恢复正常，并且可以提供足够的交换处理器的容量用于真正的交换技术，也就是说控制语音信息的传输。

对此根据这种可能不出现过载情况，并且因此避免了，一个过载的交换处理器拒绝呼叫，由此经营者由于这个被拒绝的呼叫而丢失了费用，与实际拒绝呼叫相比更早地开始第二传输单元的延缓开放。

下面参考图2和3阐述通过监控单元确定开放第二传输单元的适当的延缓时间。

图2示出了时间上在多个时钟脉冲单位内出现在这些交换处理器中的一个上的负载值，该值由相应的监控单元监控。首先定义负载值的一个上面的极限值S₁和一个下面的极限值S₂。如果被监控的交换处理器的负载值超过上面的极限值S₁，则内部计数器增值，然而在超过下面的极限值S₂的情况下内部计数器减值。如果负载值处在二个极限值S₁和S₂之间，则计数状态保持不变。以该前提为出发点，对于交换处理器的在图2中所描述的负载过程因此得出相应描述的计数状态。只要计数状态大于零，相应含有的监控单元得出结论，被监控的交换处理器存在过载的危险，为了保证被监控的交换处理器恢复正常，引起相应的第二传输单元的延缓开放。对此，依赖于被监控的交换处理器的加载率或占用率调整第二传输单元的开放的延缓，也就是说依赖于过载计数器的计数状态延长或缩短延缓的持续时间。

在出现计数器大于零的时候，也就是说在了解被监控的交换处理器将要过载之后立刻开始第二传输单元开放的延缓。开始为了不必草率地拒绝进入的用户呼叫，首先还等待一个确定的时间间隔的持续时间，并且如果在这个时间间隔的过程之后还存在被监控的交换处理器的将要发生的过载，也就是说例如在这个时间间隔之后过载计数器还具有大于零的计数状态，在这个时间间隔的过程之后仅仅拒绝进入的用户呼叫。因此，在被监控的交换处理器的一个实际出现过载之前开始延缓开放第二传输单元。

下面根据图3对此详细解释。

正如在图2中已经示出的，由监控单元有规律地监控相应的交换处理器的占用率或者加载率。根据图3，相应的脉冲周期总计为2秒。在一个脉冲周期的过程之后监控单元分别确定由其监控的交换处理器的加载率，并且产生已经根据图2阐述的过载计数器的计数状态。对此，在图3中以此为出发点，即通过在图3中考虑的监控范围，被监控的交换处理器的占用率始终高于在图2中描述的上面域值S₁，因此过载计数器连续地增值。通常情况下，含有一个过载计数器的上限，该计数器仅仅可能接受在一个确定的范围内的计数器值，例如在0和9之间。

在这个在图3中所示出的实施例中，一个包含二个脉冲周期的时间间隔被认为是事前所说的时间间隔。所以，对于实际用于被监控的交换处理器的真正负载降低的计数器状态来说得出了在图3的第三行中所描述计数器过程，其以二个脉冲周期跟随过载计数器的计数器状态。在这二个脉冲周期的过程之后监控单元检查，在断定了事先出现的过载危险之后，对于被监控的交换处理器来说实际上是否还存在过载危险。如果还存在过载危险，则依赖于在图3的第三行中所描述的计数器状态拒绝进入的用户呼叫，因此依赖于在图3中所描述的计数器状态得出在图3的第四行中指出的被监控的交换处理器的按百分比的负载降低，其中例如对于大于三的所有计数器值出现百分之百的负载降低。

图4以表的形式指出了在完全利用在一个交换单元中存在的第二传输单元的情况下按百分比衰减的呼叫号码信息通信。对此，对于中间的第二传输单元(没有延缓开放)的占用持续时间tm来说一次确定为1.5秒的时间，一次确定为3秒的时间。

对于第二传输单元的每个延缓值来说，从这个在图4中所描述表中描述了第二传输单元的相应的全部占用时间和因此得出的、由第二传输单元处理的全部数量的呼叫请求BHHCA(繁忙时间半呼叫尝试)。在各自的第三列中此外按百分比描述了从负载延长时间中得出的通过第二传输单元的相应交换处理器的负载衰减。从图4中明显看出，由第二传输单元处理的呼叫请求随着第二传输单元的不断增加的开放延缓、也就是说不断增加的占用持续时间而减少，因此相应交换处理器的负载下降。

Claims (12)

1.交换装置，其用于在至少二个接在该交换装置上的终端设备(3a、3b)之间或在一个接在该交换装置上的终端设备(3a、3b)和一个与交换装置连接的用户线路(3c)之间建立连接，

具有至少二个交换单元(1a-1c)，其各至少分配了一个终端设备(3a、3b)或至少分配了一个用户线路(3c)，

其中，每个交换单元(1a-1c)具有一个用于传输语音信息的第一传输单元(5a-5c)，并且这些交换单元(1a-1c)中的至少一个具有至少一个第二传输单元(4a-4c)用于把涉及终端设备的附加信息传输给至少一个另外的交换单元，并且

其中分配给每个交换单元(1a-1c)一个交换处理器设备(6a-6c)，以控制交换设备，

其特征在于，

含有监控单元(7a-7c)，其监控交换处理器设备(6a-6c)的加载率，并且在断定交换处理器设备(6a-6c)的一个确定的加载率(S₁)的情况下，延缓开放传输涉及终端设备的附加信息的相应交换单元(1a-1c)的至少一个第二传输单元(4a-4c)。

2.按照权利要求1的交换装置，其特征在于，每个交换单元(1a-1c)具有监控单元(7a-7c)，其用于监控相应交换处理器设备(6a-6c)的加载率。

3.按照权利要求2的交换装置，其特征在于，监控单元(7a-7c)集成在相应于交换单元(1a-1c)的交换处理器设备(6a-6c)中。

4.按照上述权利要求之一的交换装置，其特征在于，

用于控制在交换单元(1a-1c)之间的语音和附加信息传输的中央处理器设备(8)，

其中各个交换单元(1a-1c)的交换处理器设备(6a-6c)通知中央处理器设备(8)开放用于传输涉及终端设备的附加信息的相应交换单元(1a-1c)的第二传输单元(4a-4c)，并且

其中中央处理器设备(8)仅仅选出一个由相应交换处理器设备(6a-6c)开放的用于传输涉及终端设备的附加信息的第二传输单元(4a-4c)。

5.按照上述权利要求之一的交换装置，其特征在于，监控单元(6a-6c)随着相应交换处理器设备(6a-6c)的不断增加的加载率延长了相应交换单元(1a-1c)的第二传输单元(4a-4c)的延缓开放时间。

6.按照上述权利要求之一的交换装置，其特征在于，每个交换单元(1a-1c)包含多个用于传输涉及终端设备的附加信息的第二传输单元(4a-4c)，其中监控单元(7a-7c)在断定相应交换处理器设备(6a-6c)的确定的加载率之后，延缓开放相应交换单元(1a-1c)的全部第二传输单元(4a-4c)。

7.按照上述权利要求之一的交换装置，其特征在于，涉及终端设备的附加信息包含发出呼叫的终端设备(3a、3b)的呼叫号码。

8.按照上述权利要求之一的交换装置，其特征在于，监控单元(7a-7c)包含计数器单元，其中监控单元以有规律的间隔询问交换处理器设备(6a-6c)的加载率，并且在超过确定的加载率(S₁)之后计数器单元增值。

9.按照权利要求8的交换装置，其特征在于，在低于交换处理器设备(6a-6c)的一个确定的下面的加载率(S₂)之后，监控单元(7a-7c)使计数器单元减值。

10.按照权利要求8或9的交换装置，其特征在于，监控单元(7a-7c)在断定超过相应交换处理器设备(6a-6c)的确定的加载率(S₁)之后，随着计数器单元的不断增加的计数器状态延长了延缓开放交换单元(1a-1c)的至少一个第二传输单元(4a-4c)的持续时间。

11.按照上述权利要求之一的交换装置，其特征在于，在断定超过一个交换处理器设备(6a-6c)的确定的加载率(S₁)之后，监控单元(7a-7c)立刻实施相应交换单元(1a-1c)的至少一个第二传输单元(4a-4c)的延缓开放。

12.按照上述权利要求之一的交换装置，其特征在于，确定的加载率(S₁)低于这样一个加载率，在该加载率的情况下实际出现交换处理器设备(6a-6c)的过载，其导致拒绝连接询问。

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