CN1284241A - 交换站的超负荷防护方法 - Google Patents

Abstract

自动拥挤控制(ACC)是在网络范围内的方法用于对超负荷交换站的超负荷防护,根据这种方法经过网络范围确认的超负荷—值(ACL—值)将超负荷程度通报给超负荷交换站的相邻—交换站。对于ACL—值ACC当然只考虑了两个数值和因此导致负责,在上述相邻的—交换站上采取突然的防护措施。本发明是这样解决此问题的,在相邻—交换站上从多个ACL－值的信息中求出有效的超负荷—值(OCL－值)这个值被引用作为控制这个相邻—交换站涉及到超负荷的交换站的防护措施。

Description

交换站的超负荷防护方法

自动拥挤控制(ACC)是在网络范围上对交换站超负荷时进行保护的防护机理。ACC相对于其它标准化的方案来说其意义是重要的，因为制造商自己的方法-例如西门子的“延迟释放”-在未来将受到标准的限制。此外ACC是唯一的为宽带交换站安排的防护机理。然而ACC的作用是有缺点的，如通过网络仿真是可能证明的。在超负荷时很快降低交换站的功率。存在很大的缓冲溢出的危险。

下面根据标准叙述其机理。

根据ITU-标准的自动拥挤控制

在ITU-标准E.412，E.542，Q.763和Q.764中叙述了自动拥挤控制。基本思想是，在超负荷交换站(VST)方向上的通信已经在相邻-交换站上受到节制-即根本不让其到达超负荷的VST。这种方案避免了三个基本问题，这与解决方法的算法的质量有关：

●相邻节点的信息，

●在相邻节点上的反应的控制，

●关于措施的成功的返馈。

为了描述超负荷ACC考虑了2个数值：

●自动拥挤水平(ACL)为1时意味着超负荷。

●ACL为2时表示严重超负荷。

在超负荷的VST上确定ACL。将ACL与#7-消息REL(释放)，消息是在涉及到的交换站之间释放呼叫时被发送的，传输给相邻-交换站(见附图1)。VST从相邻-VST得到一个正的ACL，将计时器上到10秒，计时器应该用于，或许重新调整防护措施(也就是说取消)，如果计时器停止之后没有正的ACL到来时。

在超负荷VST的相邻-VSTn上根据ACL-值应该防护所有呼叫中的一定的百分数或者安排另外的路径。关于决策采取什么样的措施对于营销商来说可以自由选择。作为唯一规定的百分数必须是12.5％(1/8)的倍数。

在EWSD-执行中的自动防护控制

下面详细叙述在EWSD系统中执行ACC(见附图2)。

EWSD～执行是根据ACC-标准。关于超负荷被理解为CP-超负荷。在超负荷的VST上借助于STATOR-算法求出超负荷程度，考虑了所有在CP上来到的消息的数目和平均处理时间和运算容量。也可以将超负荷翻译成用超负荷程度0、1、2、3、4、5、6的超负荷优先级(OPL)。

在超负荷的VST上从CP上将OPL各自用“旅行背包方法”(“在背上的”)挂在具有JCl=0(工作编码1)的指令上和连续传输给LTG。具有JCl=0的指令是SET-IP-COMPLETE(当建立呼叫时)和COME-AGAIN(请求更多信息)。

这种方法意味着，在LTG上的OPL-值然后只被更新，如果经过LTG建立呼叫时。因此产生信息的扩散，这种扩散涉及到ACC的作用是不好的。在方法中有一些例外规则：当超负荷状态开始时-即如果STATOR具有正常负荷的一个阶段之后第一次被确认为超负荷时-，将OPL 3经过指令：ADJUST-OPL同时发送给所有的LTG。如果威胁到VT-输入表格(交换技术的输入表格)在CP上溢出(多于800登录)，则将OPL=6与指令：ADJUST-OPL输出。

在LTG上将OPL按照以下格式翻译成ACL。ACL-值0在这里表示超负荷小或很少。

OPL	ACL
	0	0
1	0
2	0
3	1
4	1
5	2
6	2

在超负荷VST上现在从LTG将ACL按照#7-标准与每个消息REL发送给相邻的(见附图3)。在那里将ACL同样在LTG上接收。与消息：REL-C(完全释放)，这个消息是经过释放呼叫时通知给CP的，将ACL从LTG的GP传输到相邻-VST的CP上，和在那里成束的登录在主数据库中。这意味着，在相邻-VST上被成束地防护以及有可能安排路径。此外还意味着，在相邻-VST上可能几乎同时将不同的-也就是说相互矛盾的-ACL-信息组成一束在超负荷的VST方向上接收。这些信息例如可以来源于超负荷的VST的不同的LTG。此时立即将正的ACL-值过户。

在CP的主数据库上随着每个来到的正的ACL将计时器上到10秒上。如果计时器停止，不需要接收新的正的ACL，在主数据库中将ACL的计数减小1和-当新的ACL-值为1时-重新设置计时器。

在相邻交换站上将反应的方式和强度记录在表格上，这些是可以手动调整的。如在标准中规定的防护是总计地进行的。这样就有可能例如当ACL为1时所有呼叫的50％被防护和当ACL为2时100％被防护。

ACC-算法的三个主要问题

对于在仿真时确定的在ACC上的功率不足首先由算法的三个薄弱点负责。所有的都导致其负责，突然的供应波动的后果为使表格满了和溢出，等待时间变长和减少通过能力。

问题1：粗的控制

只有两个ACL-值很粗的控制防护和相应的防护率导致负责供应波动，因此在CP上的输入表格变得很长和降低通过能力。

问题2：“粮仓门-效应”

如果VST成为超负荷时，则这个VST向所有相邻-VSTn(几乎)同时发送同样的ACL。因此在所有相邻-VSTn上总计的同样的通信成分在超负荷的VST方向受阻。在ACL为1时，则“正常的”超负荷常常意味着，超负荷的VST现在得到比其实际上可以进行的比较少的通信供应。它变成低负荷和在STATOR上计算出OPL为0。相邻的然后堵塞通信至少10秒，直到所有相邻的计时器停止，在那里将ACL在主数据库上重新设置和重新允许完全的通信。因此重新打开“粮仓门”。VST立即重新确定超负荷和过程重复。

防护周期可以长于计时器的10秒，如果ACL在超负荷的VST的一些LTG上停留，这些不能长于由指令：SET-UP-COMPLETE/COME-AGAIN的更新。将这些不正确的ACL继续经过REL-消息分配给相邻的和在那里将零值过户在主数据库上。当高的超负荷ACL为2时计时器失去作用，因为将正确的ACL-值立即登录在主数据库上。然后由于停留的没有更新的ACL产生相似的不适当的效应。

“粮仓门效应”因此同样导致负责突然的供应波动。出现长的排队和在CP上的等待时间和中断通过能力。

问题3：当高的防护率时信息不足

将ACL传输，如果人们将它与属于呼叫的(SET-UP-COMPLETE，COME-AGAIN，REL，REL-C)消息挂在一起。因此在成功地向超负荷的VST连续传送的呼叫中的某些部分有必要保证信息交换。但是在高的总共的防护率(100％)时产生情况，在其中几乎没有将呼叫路径安排到超负荷的VST上。过于少的指令：SET-UP-COMPLETE导致，超负荷的VST的在L1TG上的OPL和ACL不是更新的。过少的REL-消息在相邻交换站上引起老的ACL。为了避免无终止的产生超负荷值，如果使信息交换完全停顿，在超负荷的VST上的LTG每4秒钟OPL减少计数一次和与ACL相应的进行匹配。这种“紧急刹车”当然只能缓和问题。

如果人们试图解决上述问题，其中人们将相邻的VST的10秒-计时器缩短，同样显示出负面效应。但是现在如果附加地在大的超负荷时缩短防护阶段，则溢出的表格不再可能被减少。

本发明的任务是，解决上述问题。

此任务是通过按照权利要求1的方法解决的。

通过本发明改进了防护控制，不必要在VST之间改变以及伤害涉及到在网络范围内确定的信息交换。

下面将本发明的实施例借助于附图详细叙述，其中包括附图4。

附图1表示按照ITU-标准的ACC-方法。

附图2表示在超负荷VST上求出超负荷程度(ACL-值)。

附图3表示借助于被发送的ACL-值的相邻-VST的信息。

附图4表示在相邻-VST上成束处理ACL-值-信息。

按照本发明的方法从由相邻的交换站上接收的粗信息(ACL-值)中求出所谓的有效超负荷值(OCL-值)，这个超负荷值接近于超负荷交换站的实际的超负荷程度，因为这个有比较细的分级和当其计算时将过去的数值也考虑进去了。与实际的瞬时的超负荷程度的区别是，被求出的有效超负荷值当然是被平滑过了，以便比较缓和地控制防护(平滑表示，将峰值随着实际的超负荷值阻尼)。因此防护反应的波动也非常小。

特别是与其它的防护方法共同起作用(在超负荷的交换站本身上的防护按照“超负荷优先级OPL”)，这种方法是使用在西门子-交换站上，仿真显示出在超负荷交换站上很好的功率数据(接通呼叫，等待时间，等待排队，处理器负荷)。但是本发明除了ACC以外毫无问题地也起到防御措施的作用，使得交换站能够有效的减轻负荷。

实际的超负荷程度的反向获得和平滑化

下面的实施例全部是建立在以下思想基础上的，将实际的超负荷程度从粗的ACL-值1和2和从REL-消息中没有ACL(意思是没有超负荷)的间接信息中重新获得和将这些附加地进行平滑化，以便使防护措施比较平稳。为了这个目的将有效的超负荷程度，所谓的OCL(超负荷拥挤水平)，从被接收的ACL的滞后中，也就是说从更多的已经发生的ACL信息中，确定和将这些构成为防护控制值，根据这个数值对相邻交换站用一个比较细的分级进行防护。其中可以将细分级恰当地设计在ITU-标准中(见实施例)。

下面是用于计算被平滑化的超负荷程度OCL(超负荷拥挤水平)的实施例

例子1：从一定时间内的所有被接收的ACL中计算超负荷程度单个的ACL值虽然只给出很粗的关于超负荷状态的信息，但是人们同时分析在这之前到来的数值和确定一个合理的平均值，人们得到比较精确的经过平滑化的结果。将后面的观点在仿真中进行了试验和导致功率很大的改善。

以每一秒为间距构成了在预先过去的秒间隔中来到的所有的ACL的平均值。其中将没有ACC-信息到来的REL-消息的伪-ACL-值从属于0。用这种方法也利用空的REL-消息的负信息，也就是说“没有出现超负荷”的信息。A(j)应该表示在其开始之前过去了j秒的时间间隔内的ACL和伪-ACL的平均值。将平均值进行加权和相加和这样将新的超负荷程度(OCL-超负荷拥挤水平)构成为被加权的平均值。OCL是被交换构成的OPL和可以假设为0和2之间的所有的数值。 $\mathrm{OCL}=\underset{j=1....n}{\mathrm{\Σ}}w\left(j\right)\·A\left(j\right),n=20,w\left(j\right)=\frac{1/\sqrt{j}}{\underset{k=1}{\overset{20}{\mathrm{\Σ}}}1/\sqrt{k}}$

公式1：从最后20秒间隔中的ACL-平均值中确定-OCL(每秒)。

利用上述加权w(j)在仿真中得到好的结果。当然原则上其它加权也是可能的，其中对于平滑化重要的是，用上升指数j的加权不会下降得太快。

作为其它的可能性可以将OCL确定为一半递归的。这以OCL的开始为先决条件．为此应该使用第一个ACL-平均值。 ${\mathrm{OCL}}_{\mathrm{neu}}=\mathrm{\α}\·{\mathrm{OCL}}_{\mathrm{all}}+(1-\mathrm{\α})\·A\left(1\right)$

公式2：伪递归确定-OCL

如果选择α=l/2，人们得到几何级数的项作为加权。用α=0.9人们在仿真中得到与本方法同样好的的功能方式，如使用在公式1中的公式和。借助于仿真可以确定α的最佳数值。

按照以下表格：

超负荷程度	防护％
	0.00-0.249	0
0.25-0.499	12.5
0.50-0.749	25
0.75-0.999	37.5
1.00-1.249	50
1.25-1.499	62.5
1.5-1.749	75
1.75-1.999	87.5
2.00	100

表2：根据OCL-值的防护

将每个OCL按照表2构成为一个数值用于控制防护程度，这个数值在下面也被称为防护控制值。

例子2：借助于计时器计算被平滑化的OCL

在这里对于OCL安排了OPL的8个分级：0、1、2、3、4、5、6、7、8。此外涉及到防护有两个(相邻的)VST的基本状态：

-“不拥挤检测”，

-“拥挤检测”。

如果第一次在正常负荷的一个阶段之后接收一个ACL＞0，基本状态变化成为“拥挤检测”。随后将OCL例如在数值4开始。同时将计时器上到1秒。计时器停止之后将所有ACL的平均值A(1)使用在过去了的秒间隔中，以便与OCL相匹配：

A(1)≥α-＞OCL新的=min(OCL老的+1.8)，A(1)≤β-＞OCL新的=max(OCL老的-1.0)。

公式3：根据计时器停止进行OCL-匹配

对于α和β建议其数值为α=1.5和β=0.5。最佳参数可以通过仿真找到。然而目前的仿真表示，本方法-大约通过引入其它阈值-必须细化，以便达到与前一章叙述的方法可以比较的功率能力。

如果OCL在10-秒间隔内(第二个计时器)为0和只接收ACL=0，VST回到基本状态“不拥挤检测”。与上述建议一样被堵塞。

超负荷程度	防护％
	0	0
1	12.5
2	25
3	37.5
4	50
5	62.5
6	75
7	87.5
8	100

表3：根据OCL-值的防护

考虑到来的ACL的频率的计算

重新得到信息的其它可能性是将到来的ACL的频率纳入进来：随着每个ACL接收时将OCL更新。重新使用OCL-值0、1、2、3、4、5、6、7、8和如在表3中进行防护。OCL的匹配如下调整(OCL alt的开始：OCL alt=0)。

OCL alt	ACL=0	ACL=1	ACL=2
	0,1,2	OCLnew=max(OCLall-1.0)	OCLnew=min(OCLall+1.8)	OCLnew=min(OCLall+2.8)
3,4	OCLnew=max(OCLall-1.0)	OCLnew=min(OCLall+1.8)	OCLnew=min(OCLall+2.8)
5,6	OCLnew=max(OCLall-1.0)	OCLnew=OCLall	OCLnew=min(OCLall+1.8)
7,8	OCLnew=max(OCLall-2.0)	OCLnew=max(OCLall-1.0)	OCLnew=min(OCLall+1.8)

公式4：OPL与每个来到的ACL相匹配(考虑频率)

用其它平滑化有可能达到，如果在一定的时间间隔内根据OCL的匹配，忽略所有来到的ACL。当然一个重要的平滑化方法与充分利用来到的正ACL-值的频率的愿望是矛盾的。

缩写

ACC    自动拥挤控制

ACL    自动拥挤水平

CP     协调处理器

GP     分组处理的LTG处理器

LTG    主线路组-接线组

OCL    超负荷拥挤水平

OPL    超负荷预先级

REL    指令：释放

REL-C  消息：完全释放

VST    交换站

Claims (12)

1．交换站超负荷-防护方法，按照这种方法，从被确认为超负荷的交换站上将经过网络范围确定的超负荷值(ACL-值)通报给相邻的交换站，超负荷处于什么程度，从而其特征为，在相邻交换站上从多个ACL-值的信息中求出有效的超负荷值(OCL-值)，这个值被引用到控制相邻交换站涉及到超负荷交换站的防护措施。

2．按照权利要求1的方法，其特征为，将ACL-值各自在呼叫-处理-消息中传输，其中当没有ACL-值到来的呼叫-处理-消息中将缺乏的超负荷信息翻译成为超负荷-值为0和在计算有效的超负荷值时考虑进去。

3．按照权利要求1或2的方法，其特征为，求出所谓有效的超负荷值，如果各自在一定的时间间隔过去之后借助于在时间间隔内接收的ACL-值形成一个平均值和将这个平均值使用在计算更新的有效超负荷值中。

4．按照权利要求1或2的方法，其特征为，求出所谓的有效的超负荷值，如果各自在一个时间间隔之后借助于在时间间隔内被接收的ACL-值的平均值和在以前的时间间隔过去之后被求出的有效的超负荷值按照一定的构成公式求出更新的有效的超负荷值。

5．按照权利要求1或2的方法，其特征为，通过两次求平均值求出有效的超负荷值，如果首先从连续的时间间隔的超负荷值中求出平均值和然后经过这些平均值形成第二个现在是加权的平均值。

6．按照权利要求5的方法，其特征为，加权的平均值是通过间隔平均值的一个加权的和构成的。

7．按照权利要求1或2的方法，其特征为，上述有效的超负荷-值是从后面的有效的超负荷-值中和在后面的时间间隔内被接收的ACL-值的平均值中求出的，其中如果上述平均值大于一定的第一个阈值时，构成了比后面有效的超负荷值高的有效的超负荷-值的一定的第一个值；并且如果上述平均值小于一定的第二个阈值时，构成比有效的超负荷-值低于有效的超负荷-值的一定的第二个值。

8．按照权利要求1或2的方法，其特征为，将上述有效的超负荷-值各自在接收ACL-值之后更新，其中借助于前面的有效的超负荷-值和被接收的ACL-值按照一定的构成公式求出更新的有效的超负荷值。

9．按照权利要求1至8之一的方法，其特征为，如果被确定超负荷时，只求出上述有效的超负荷-值，也就是说如果在一定的过去的时间里至少接收一个正的ACL-值时。

10．按照权利要求1至9之一的方法，其特征为，在上述ACL-值中涉及到根据ACC-标准的ACL-值。

11．按照权利要求1至10之一的方法，其特征为，在上述相邻交换站的防护措施中涉及到拒绝呼叫或者另外安排呼叫路径。

12．按照权利要求1至11之一的方法，其特征为，将上述有效的超负荷-值构成为防护控制值，根据防护控制值，一个相邻交换站控制由其执行的防护措施。

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