,一级标题1st level,二级标题2nd level,三级标题3rd level,*,现代交换技术,*,本页PPT标题,系,专业,一级标题1st level,二级标题2nd level,三级标题3rd level,本页PPT标题,*,*,2024/11/18,现代交换技术,1,第二章 电路交换技术,数字程控交换机的软件,4,3,数字程控交换机的硬件结构,数字交换网络,2,电路交换技术概述,1,电话通信网规程,6,5,呼叫处理的基本原理,2023/10/7现代交换技术1第二章 电路交换技术数字,2024/11/18,现代交换技术,2,第二章 电路交换技术,2.1,电话交换技术概述,2023/10/7现代交换技术2第二章 电路交换技术,2024/11/18,现代交换技术,3,电话通信的起源,线路利用率低,使用不方便,安装维护困难,能完成任意两个用户之间的通话接续，即具有任意性。,在同一时间内，能使若干对用户同时通话且互不干扰。,全互连方式,引入交换节点,2023/10/7现代交换技术3电话通信的起源 线路利用,2024/11/18,现代交换技术,4,电话交换机与电话通信网,终端设备,传输设备,交换设备,信令协议、标准,2023/10/7现代交换技术4电话交换机与电话通信网,2024/11/18,现代交换技术,5,终端设备,终端设备是电话通信网的源点和终点。它的主要功能是把待传送的信息和在信道上传送的信号之间相互转换。它利用发送传感器来感受信息，利用接收传感器将信号恢复成能被人感知的信息。它完成承载信号与传输信道之间的匹配。对应不同的电信业务有不同的终端设备，如电话业务的终端设备就是电话机终端，数据通信的终端设备就是计算机等。,2023/10/7现代交换技术5终端设备 终端,2024/11/18,现代交换技术,6,传输设备,传输设备是传输媒介的统称，它是电话通信网中的连接设备，是信息和信号的传输通路。它的主要功能是将用户终端设备与交换设备，以及多个交换设备相互连接在一起。传输链路的实现方式很多，如市内电话网的用户端电缆、局间中继设备和长途传输网的数字微波系统、卫星系统以及光纤通信系统等。,2023/10/7现代交换技术6传输设备 传输,2024/11/18,现代交换技术,7,传输设备,交换设备是整个电话通信网的核心，它的基本功能是根据地址信息进行网内链路的连接，以使电话通信网中的所有终端能建立信号通路，实现任意通信双方的信号交换。,2023/10/7现代交换技术7传输设备 交换,2024/11/18,现代交换技术,8,信令协议标准,仅包含上述三种设备的电话通信网还不能形成一个完善的通信网，还必须包括信令、协议和标准。从某种意义上说，信令是实现网内设备相互联络的依据，协议和标准是构成网络的规则。它们使得用户和网络资源之间，以及各交换设备之间具备共同的,“,语言,”,，通过这些,“,语言,”,使电话通信网合理地运转和正确地控制，达到全网互通的目的。,2023/10/7现代交换技术8信令协议标准,2024/11/18,现代交换技术,9,电话交换机的发展,1878,人工交换机,人工接续,磁石交换机,共电交换机,1892,步进制交换机,自动接续,机械直接控制,可靠性差,寿命低,1938,纵横制交换机,自动接续,机械间接控制,体积庞大,耗电量大,1965,空分式模拟程控交换机,话路空分,传输模拟信号,程序控制,1970,时分式数字程控交换机,话路时分,传输数字信号,程序控制,2023/10/7现代交换技术9电话交换机的发展1878,2024/11/18,现代交换技术,10,电话交换机视频资料,电话交换机, by step telephone switching system,第一个研究发明自动电话的人是一个名叫阿尔蒙,.B.,史端乔的美国人，他是美国堪萨斯城一家殡仪馆的老板。他发觉，电话局的话务员不知是有意还是无意，常常把他的生意电话接到他的竞争者那里，使他的多笔生意因此丢掉。为此他大力恼火，发誓要发明一种不要话务员接线的自动接线设备。从,1889,年到,1891,年，他潜心研究一种能自动接线的交换机，结果他成功了。,2023/10/7现代交换技术12步进制交换机step,2024/11/18,现代交换技术,13,步进制交换机,step by step telephone switching system,1891,年,3,月,10,日，他获得了发明“步进制自动电话接线器”的专利权。,1892,年,11,月,3,日，用史端乔发明的接线器制成的“步进制自动电话交换机”在美国印第安纳州的拉波特城投入使用，这便是世界上第一个自动电话局。从此，电话通信跨入了一个新时代。但是自动电话的大踏步发展是在,20,世纪。到,20,世纪,20,年代，世界上还只有,15,的电话是自动电话。随着自动电话技术的发展和进步，到,20,世纪,50,年代，世界上已有,77,的电话是自动电话了。,2023/10/7现代交换技术13步进制交换机step,2024/11/18,现代交换技术,14,步进制交换机,史端乔发明的自动电话交换机的制式，为什么叫做“步进制”？这是因为它是靠电话用户拨号脉冲直接控制交换机的机械作一步一步动作的。例如，用户拨号“,1”,，发出一个脉冲（所谓“脉冲”，就是一个很短时间的电流），这个脉冲使接线器中的电磁铁吸动一次，接线器就向前动作一步。用户拨号码“,2”,，就发出两个脉冲，使电磁铁吸动两次，接线器就向前动作两步，余类推。所以，这种交换机就叫做“步进制自动电话交换机”。,2023/10/7现代交换技术14步进制交换机史端乔发明,2024/11/18,现代交换技术,15,步进制交换机,1909,年德国西门子公司对史端乔步进制电话交换机作了改进，主要是将三磁铁上升旋转型选择器改为二磁铁的选择器，制成西门子步进制电话交换机。英国在史端乔步进制电话交换机上增加了指挥机，使其具有间接控制的优点。中国于,1925,年在天津装用西门子步进制电话交换机，以后又陆续在青岛、南京等地装用史端乔步进制电话交换机。,50,年代后期起中国生产,JZB-1A,型步进制电话交换机。,2023/10/7现代交换技术15步进制交换机1909年,2024/11/18,现代交换技术,16,步进制交换机,步进制电话交换机的优点是,:,电路简单，每个选择器都有各自的话路部分和控制部分，发生故障时影响面小。,缺点是：接续速度慢，机键易磨损，杂音大，号码编排不灵活，线群利用度小。,步进制电话交换机不具备迂回中继性能，难以构成经济、安全、灵活的电话网，尤其难以构成规模较大的电话网，也不适应数据、传真等通信业务的需要。因此逐渐被纵横制电话交换机和存储程序控制电子交换机所代替。,2023/10/7现代交换技术16步进制交换机步进制电话,2024/11/18,现代交换技术,17,纵横制交换机,1919,年，瑞典的电话工程师帕尔姆格伦和贝塔兰德发明了一种自动接线器，叫做“纵横制接线器”，并申请了专利。,1929,年，瑞典松兹瓦尔市建成了世界上第一个大型纵横制电话局，拥有,3500,个用户。,“纵横制”的名称来自纵横接线器的构造，它由一些纵棒、横棒和电磁装置构成，控制通过电磁装置的电流可吸动相关的纵棒和横棒动作，使得纵棒和横棒在某个交叉点接触，从而实现接线的工作。,2023/10/7现代交换技术17纵横制交换机1919年,2024/11/18,现代交换技术,18,纵横制交换机,相对于步进制交换机，它有两方面重要改进：一是利用继电器控制的压接触接线阵列代替大幅度动作的步进接线器，从而减少了磨损和杂音，提高了可靠性和接续速度；二是由直接控制过渡到间接控制方式，这样用户的拨号脉冲不再直接控制接线器动作，而先由记发器接收、存储，然后通过标志器驱动接线器，以完成用户间接续。这种间接控制方式将控制部分与话路部分分开，提高了灵活性和控制效率，加快了速度。由于纵横制交换机具有一系列优点，因而它在电话交换发展上占有重要地位，得到了广泛应用，直到现在，世界上相当多的国家公用电话通信网仍在使用纵横交换机。,2023/10/7现代交换技术18纵横制交换机,2024/11/18,现代交换技术,19,纵横制交换机,“,纵横制”和“步进制”都是利用电磁机械动作接线的，所以它们同属于“机电制自动电话交换机”。但是纵横制的机械动作很小，又采用贵重金属的接触点，因此比步进制交换机的动作噪声小、磨损和机械维修工作量也小，而且工作寿命也较长。,另外，纵横制与步进制的控制方式也不同。步进制是由用户拨号直接控制它的机械动作的，叫做“直接控制式”；而纵横制是用户拨号要通过一个公共控制设备间接地控制接线器动作，因而叫做“间接控制式”。,2023/10/7现代交换技术19纵横制交换机“纵横制”,2024/11/18,现代交换技术,20,纵横制交换机,公共控制设备的功能就好比是人工电话交换中的话务员，担任着接收用户拨发的电话号码的任务，并进行存储、计数、转发等工作。它模仿话务员的工作过程，但是接线速度比人工快得多。公共控制设备是：由许多电子器件组成的一个极为复杂的电子电路。,这种，“间接控制方式”比“直接控制方式”有明显的优点。例如，它的工作比较灵活，便于在有多个电话局组成的电话网中实现灵活的交换，便于实现长途电话自动化，还便于配合使用新技术、开放新业务等等。因而，它的出现使自动电话交换技术提高到一个新的水平。,2023/10/7现代交换技术20纵横制交换机公共控制设,2024/11/18,现代交换技术,21,随着半导体器件和计算机技术的诞生与迅速发展，猛烈地冲击着传统的机电式交换结构，使之走向电子化。美国贝尔公司经过艰苦努力于,1965,年生产了世界上第一台商用存储程序控制的电子交换机，这一成果标志着电话交换机从机电时代跃入电子时代，使交换技术发生时代的变革。由于电子交换机具有体积小、速度快、便于提供有效而可靠的服务等优点，引起世界各国的极大兴趣。在发展过程中相继研制出各种类型的电子交换机。,2023/10/7现代交换技术21随着半导体器件和计算机,2024/11/18,现代交换技术,22,空分式模拟程控交换机,自动电话交换由“机电”方式向“程控”方式演变，是,20,世纪电话通信的又一次重大变革。程控电话交换机就是电子计算机控制的电话交换机。它是利用,电子计算机技术,，用预先编好的程序来控制电话的接续工作。,1965,年,5,月，美国贝尔系统的,1,号电子交换机问世，它是世界上第一部开通使用的程控电话交换机。但这还不是时分数字式的，而是所谓“空分”的。什么叫“空分”？,2023/10/7现代交换技术22空分式模拟程控交换机自,2024/11/18,现代交换技术,23,空分式模拟程控交换机,空分就是用户在打电话时要占用一对线路，也就是要占用一个空间位置，一直到打完电话为止。过去机电式的交换机都是空分方式的。从,1965,年到,1975,年这,10,年间，绝大部分程控交换机都是空分的、模拟的。为什么不直接实现数字化呢？这是因为交换机中的两大部分，即公共控制设备部分和通话电路接续部分中，随着电子器件、集成电路和电子计算机技术的发展解决公共控制设备的电子化、实现计算机控制比较顺利；而想要把通话接续部分的金属接点换成电子接点却比较困难，因为没有一种电子接点的开关性能（即开关断开时的电阻与接通时的电阻之比）能比得上金属接触点。,2023/10/7现代交换技术23空分式模拟程控交换机,2024/11/18,现代交换技术,24,空分式模拟程控交换机,由于程控空分交换机的接续网络（或交换网络）采用空分接线器（或交叉点开关阵列），且在话路部分中一般传送和交换的是模拟话音信号，因而称为程控模拟交换机，这种交换机无需进行话音的模数转换（编解码），用户电路简单，因而成本低，主要用作小容量模拟用户交换机。,2023/10/7现代交换技术24空分式模拟程控交换机,2024/11/18,现代交换技术,25,时分式数字程控交换机,程控时分交换机一般在话路部分中传送和交换的是数字话音信号，因而称为程控数字交换机，随着数字通信与脉冲编码调制（,PCM,）技术的迅速发展和广泛应用，先进国家自,20,世纪,60,年代开始以极大的热情竞相研制数字程控交换机。,2023/10/7现代交换技术25时分式数字程控交换机,2024/11/18,现代交换技术,26,时分式数字程控交换机,经过艰苦的努力，法国首先于,1970,年成功开通了世界上第一个程控数字交换系统,E10,，它标志着交换从传统的模拟交换进入数字交换时代。由于程控数字交换技术的先进性和设备的经济性，使电话交换跨上了一个新的台阶，而且为开通非话业务和实现综合业务数字交换奠定了基础，因而成为交换技术的主要发展方向，随着微处理器技术和专用集成电路的飞速发展，程控数字交换的优越性愈加明显地展现出来。,2023/10/7现代交换技术26时分式数字程控交换机,2024/11/18,现代交换技术,27,时分式数字程控交换机,20,世纪,90,年代后，我国逐渐出现了一批自行研制的、大中型容量的、具有国际先进水平的数字程控局用交换机，典型的如深圳,华为,公司的,C,C08,系列、西安,大唐,的,SP30,系列、深圳,中兴,的,ZXJ,系列等，这些交换机的出现，表明在窄带交换机领域，我国的研发技术已经达到了世界水平。随着时代的发展，目前的交换机系统逐渐融合,ATM,、无线通信、接入网技术、,HDSL,、,ASDL,、视频会议等先进技术。,2023/10/7现代交换技术27时分式数字程控交换机,2024/11/18,现代交换技术,28,电话交换机的分类,按交换机的使用对象分,局用交换机和用户交换机,按呼叫接续方式分,人工接续交换机和自动接续交换机,按所交换的信号表示形式分,模拟交换机和数字交换机,按交换机构的工作方式分,空分交换机和时分交换机,按控制器电路的结构分,集中控制、分级控制和全分散控制,2023/10/7现代交换技术28电话交换机的分类按交换,2024/11/18,现代交换技术,29,数字程控交换机的组成框图,2023/10/7现代交换技术29数字程控交换机的组成框,2024/11/18,现代交换技术,30,数字程控交换机的外围设备,数字程控,交换机,外围设备,备份设备,维护终端,测试设备,时钟,录音通知设备,监视告警设备,2023/10/7现代交换技术30数字程控交换机的外围设,2024/11/18,现代交换技术,31,数字程控交换机的任务,模拟用户线接口：,模拟电话用户间的接续与信息交换；,数字用户线接口：,完成数字话机间的接续与信息交换；,模拟用户线接口和,modem,：,完成数据终端间的数据通信；,配置硬软件：,提供诸多专门的应用功能；,话务台：,用户分机的呼叫转接、号码查询、故障受理等服务业务。,维护终端：,对程控交换系统或网络的配置以及对各类参数数据、话务统计、计费系统等的管理与维护。,2023/10/7现代交换技术31数字程控交换机的任务,2024/11/18,现代交换技术,32,数字程控交换机的功能,业务功能,控制功能,交换功能,接口功能,信令功能,公共服务功能,运行管理功能,维护诊断功能,计费功能,交换机功能,分机功能,来电显示,缩位拨号,热线服务,呼叫转移,恶意跟踪,会议电话,免打扰,2023/10/7现代交换技术32数字程控交换机的功能,2024/11/18,现代交换技术,33,呼叫处理过程,呼叫建立阶段,通过呼叫信令完成逐个节点的接续，建立起一条端到端的通信电路,通信阶段,在已建立的端到端的直通链路上，透明地传送和交换数字化的语音信号,电路拆除阶段,结束一次通信时，拆除电路连接，释放节点和信道资源,2023/10/7现代交换技术33呼叫处理过程呼叫建立阶,2024/11/18,现代交换技术,34,数字程控交换机的优越性,能提供许多新的用户服务性能；,维护管理方便，可靠性高；,灵活性大；,便于向综合业务数字网（,ISDN,）方向发展；,可以采用,No.7,信令；,便于利用电子器件的最新成果，使系统在技术上的先进性得到发挥。,2023/10/7现代交换技术34数字程控交换机的优越性,2024/11/18,现代交换技术,35,数字程控交换机技术的发展,软、硬件进一步模块化，软件设计和数据修改采用数据处理机完成；,控制系统采用计算机局域网技术，将控制系统设计成开放式系统，为今后适应新的业务和功能奠定基础；,在交换网络方面进一步提高网络的集成度和容量；,在接口电路方面进一步提高用户电路的集成度；,加强有关智能网、综合业务数字网性能的开发；,大力开发各种接口，包括各种无线接口和光接口；,通过专用接口，完成程控交换机与局域网,LAN,、分组数据网,PDN,、,ISDN,、接入网,AN,及无线移动通信网的互联；,加强接入网业务的开发,实现三网合一,从而给人们提供以宽带技术为核心的综合信息服务。,2023/10/7现代交换技术35数字程控交换机技术的发,2024/11/18,现代交换技术,36,第二章 电路交换技术,2.2,数字交换网络,2023/10/7现代交换技术36第二章 电路交换技,2024/11/18,现代交换技术,37,话音信号数字化,话音信号数字化是将话音信号进行数字传输、数字交换的前提和基础，是话音信号进入数字交换网络之前必须完成的工作。,话音信号为模拟信号，将模拟信号转变为数字信号的过程叫做数字信号的调制。话音信号数字化过程中常用的调制方法有脉冲编码调制（,PCM,）和增量调制（,M,）。本小节着重讲述脉冲编码调制（,PCM,）的基本步骤和基本原理。,2023/10/7现代交换技术37话音信号数字化,2024/11/18,现代交换技术,38,PCM,模型,脉冲编码调制（,PCM,）模型,2023/10/7现代交换技术38PCM模型脉冲编码调制,2024/11/18,现代交换技术,39,1）目的：模拟信号在时间上离散化。,2）原理：每隔一定时间离散地抽取信号的一个瞬时幅度值。,3）样值特点：,时间等间隔,幅度变化,4）采样的实现：由取样脉冲电子开关控制,5）,采样频率：,fs=8000Hz,1. 采样,2023/10/7现代交换技术39 1）目的：模拟信号在,2024/11/18,现代交换技术,40,1,）,目的：使样值在幅度上离散化。,2,）,原理：用有限个电平表示模拟信号的样值。,PCM,系统中，,Q=256。（8bit）,3,）,方法：,均匀量化,非均匀量化,4,）,实现,：,信号压缩与扩张技术（压缩与扩张是互逆的）,2. 量化,2023/10/7现代交换技术40 1）目的：使样值在幅,2024/11/18,现代交换技术,41,均匀量化,2023/10/7现代交换技术41均匀量化,2024/11/18,现代交换技术,42,非均匀量化：压缩律均匀量化,律：,A,律：,x，y,分别是归一化后的输入电压和输出电压。,2023/10/7现代交换技术42非均匀量化：压缩律均,2024/11/18,现代交换技术,43,将量化后信号转变为二进制数字信号。, 单极性不归零码型,NRZ,（,适用于近距离传输，常用于交换机内部。）, 极性交替倒置码,AMI,码（,Alternate Mark Inversion）（,局内采用）, 三阶高密度双极性码,HDB3,码（,High Density Bipolar 3）,（,适用于远距离传输，常用于长途线路上。）,3. 编码,2023/10/7现代交换技术43将量化后信号转变为二进,2024/11/18,现代交换技术,44,PCM,信号的组成形式,极性码：,由高,1,位表示，用以确定样值的极性。,幅度码：,由,2,8,位共,7,位码表示，用以确定样值的大小。,段落码,是指将,13,折线分为,16,个不等的段（非均匀量化），其中正、负极性各,8,段，量化级为,8,，由高,2,4,位表示，用以确定样值的幅度范围。,段内码,是指将上述,16,个段的每段再平均分为,16,段（均匀量化），量化级为,16,，由低,5,8,位表示，确定样值的精确幅度。,2023/10/7现代交换技术44PCM信号的组成形式极,2024/11/18,现代交换技术,45,1,）目的：消除噪声和失真积累,。,2,）实现：再生中继器,放大均衡器,判决单元,定时线路,有畸变的,PCM,波,再生后的,PCM,波,4.,再生,2023/10/7现代交换技术45 1）目的：消除噪声和,2024/11/18,现代交换技术,46,5. 译码,将二进制数字信号还原成样值脉冲序列。,6.,重建,1）目的：将解码后的输出恢复为信号波形,。,2）实现：低通滤波器,译码和重建,2023/10/7现代交换技术46 5. 译码译码和重,2024/11/18,现代交换技术,47,频分复用,FDM,原理：,传输信道总带宽划分成若干个互不交叠的子频带，每一个子频带传输一路信号。,2023/10/7现代交换技术47频分复用FDM原理：传,2024/11/18,现代交换技术,48,时分复用,TDM,原理：,将信道的传输时间划分成若干时隙，各路信号轮流在自己的时隙内独占信道传输。,2023/10/7现代交换技术48时分复用TDM原理：将,2024/11/18,现代交换技术,49,联系：,二者都是多路复用技术。,区别：,FDM,信道以频率划分；,TDM,信道以时间段划分。,FDM,同一瞬间传送若干路话音信息；,TDM,同一瞬间传送一路话音信息。,FDM,多用于模拟通信；,TDM,多用于数字通信。,FDM,与,TDM,的区别与联系,2023/10/7现代交换技术49联系：二者都是多路复用,2024/11/18,现代交换技术,50,话音信号组装成帧,2023/10/7现代交换技术50话音信号组装成帧,2024/11/18,现代交换技术,51,PCM30/32,路帧结构,2023/10/7现代交换技术51PCM30/32路帧结,2024/11/18,现代交换技术,52,帧的概念,1,.,帧（,F）：,多路信息轮流被接通一次的总时间。,2,.,时隙（,TS）：,每个话路接通一次所占的时间。,30/32路：每帧32个时隙,30个话路信息,帧同步信号,TS0,复帧同步与标志信号,TS16,24,路：每帧24个时隙,24个话路信息,3,.,复帧：每16帧构成一个复帧。,2023/10/7现代交换技术52帧的概念 1. 帧（,2024/11/18,现代交换技术,53,PCM30/32,路帧结构的时间特性,1. 1,帧时间：,ts = 1/ fs = 125 s,( fs = 8000 Hz ),2. 1,时隙：,t = ts / 32 3.9 s,3.,1位码：,t = 3.9 s / 8 488 ns,4. 1,复帧：,t = ts,16,= 2 ms .,2023/10/7现代交换技术53PCM30/32路帧结,2024/11/18,现代交换技术,54,PCM30/32,路帧结构的位码特性,1. 1,时隙传 8,bit,2. 1,帧传 832,= 256 bit,3. PCM 30/32,路制式码率：,2568000 = 2.048,Mb/s,2023/10/7现代交换技术54PCM30/32路帧结,2024/11/18,现代交换技术,55,PCM30/32,路帧结构的时隙分配,1.TS0,帧同步时隙,作用：保证收、发两端同时工作,D1：,留作国际通用，目前固定为,“,1,”, 偶数帧,D2,D8,：帧同步码,“,0011011,”, 奇数帧,D2：,监视码,“,1,”,，区分奇数帧和偶数帧, 奇数帧,D3,：帧失步告警码，同步时发,“,0,”,失步时发,“,1,”, 奇数帧,D4,D8,：其他信息，未占用时固定发,“,1,”,2023/10/7现代交换技术55PCM30/32路帧结,2024/11/18,现代交换技术,56,2.TS16,复帧同步和标志信号时隙, F0,中,D1,D4：,复帧同步码，,“,0000,”,F0,中,D6：,复帧失步告警码，同步时发,“,0,”,失步时发,“,1,”,F0,中,D5.D7.D8,：备用比特,，,未占用时固定发,“,1,”,F1,至,F15,中,D1,D4,：分别传第 1 15路的话路标志信号码。不能同时为0，区分复帧同步码。,F1,至,F15,中,D5,D8,：分别传第1630路的话路标志信号码。,PCM30/32,路帧结构的时隙分配,2023/10/7现代交换技术562.TS16 复,2024/11/18,现代交换技术,57,3.,话路时隙,TS1 TS15 ：,第1,15路的话音信息码组,TS17TS31 ：,第16,30路的话音信息码组,D1：,极性码,D2D4,：段落码,D5D8：,段内码,PCM30/32,路帧结构的时隙分配,2023/10/7现代交换技术57 3. 话路时隙 PC,2024/11/18,现代交换技术,58,PCM,一次群,PCM30/32,路：,30个话路，,传输速率：2.048,Mb/s,PCM 24,路：,24个话路，,传输速率：,1.544Mb/s,2023/10/7现代交换技术58PCM一次群,2024/11/18,现代交换技术,59,1）意义：提高信号传输速率和交换容量,2）高次群构成规则：,通过复用器，四个一次群复用成二次群；四个二次群复用成三次群；四个三次群复用成四次群,PCM,高次群,2023/10/7现代交换技术59 PC,2024/11/18,现代交换技术,60,交换网络示意图,主叫用户,被叫用户或中继接口,接线器,2023/10/7现代交换技术60交换网络示意图主叫用户,2024/11/18,现代交换技术,61,线束利用度,全利用度线束,1,2,15,1,50 51,100,2023/10/7现代交换技术61线束利用度全利用度线束,2024/11/18,现代交换技术,62,线束利用度,部分利用度线束,1,2,15,1,50 51,100,6,7,2023/10/7现代交换技术62线束利用度部分利用度线,2024/11/18,现代交换技术,63,nnm,的两级接线器结构,2023/10/7现代交换技术63nnm的两级接线器结,2024/11/18,现代交换技术,64,nmnm,的两级接线器结构,2023/10/7现代交换技术64nmnm的两级接线器,2024/11/18,现代交换技术,65,nmnm,的两级接线器,（简化图）,2023/10/7现代交换技术65nmnm的两级接线器,2024/11/18,现代交换技术,66,nmknmk,的三级接线器结构,2023/10/7现代交换技术66nmknmk的三级接,2024/11/18,现代交换技术,67,扩大级间链路数,2023/10/7现代交换技术67扩大级间链路数,2024/11/18,现代交换技术,68,混合级交换网络,2023/10/7现代交换技术68混合级交换网络,2024/11/18,现代交换技术,69,三级无阻塞网络举例,2023/10/7现代交换技术69三级无阻塞网络举例,2024/11/18,现代交换技术,70,CLOS,网络,无阻塞网络,对于一般情况，,Clos,已证明，当第一级有,m,个交换器，每个交换器有,n,条入线，而第三级有,k,个交换器，每个有,j,条出线时，一个三级无阻塞网络应满足。,第一级有,m,个,n(nj1),交换器,第二级有,nj1,个,mk,交换器,第三级有,k,个 （,nj1）j,交换器,上述原则可推广到任意奇数级网络。,2023/10/7现代交换技术70CLOS网络无阻塞,2024/11/18,现代交换技术,71,CLOS,网络,无阻塞网络,2023/10/7现代交换技术71CLOS网络无阻塞,2024/11/18,现代交换技术,72,数字交换的实质,数字交换实质：,时隙内容在时间位置上进行搬移,A,TS1,B,TS2,A,TS2,B,TS1,A,TS1,B,TS2,B,TS1,A,TS2,2023/10/7现代交换技术72数字交换的实质数字交换,2024/11/18,现代交换技术,73,时隙交换,入线,数字交换网络,出线,HW1,HW2,B,TS1,TS3,A,HW1,HW2,B,TS1,TS3,A,时隙交换：,同一,HW,上不同,TS,的交换,HW2 TS1 HW2 TS3,2023/10/7现代交换技术73时隙交换入线数字交换网,2024/11/18,现代交换技术,74,线间交换,入线,数字交换网络,出线,HW1,HW2,B,TS1,TS1,A,HW1,HW2,B,TS1,TS1,A,线间交换：,同一,TS,在不同,HW,间的交换,HW1 TS1 HW2 TS1,2023/10/7现代交换技术74线间交换入线数字交换网,2024/11/18,现代交换技术,75,数字交换网络,入线,数字交换网络,出线,HWi,HWj,B,TSm,TSn,A,HWi,HWj,B,TSm,TSn,A,数字交换网络：,将任一条输入母线(,HW,)上的任一时隙(,TS,)交换到所需的任一输出母线（,HW）,上的任一,TS,的接续网络。,HWi TSm HWj TSn,2023/10/7现代交换技术75数字交换网络入线数字交,2024/11/18,现代交换技术,76,1,2,n,TS1,TS2,TS3,A,B,TS1,TS2,TS3,B,A,暂存经过,PCM,编码的话音信息,暂存话音存储器的单元地址，用来控制话音存储器,的写,入,或读出,话音存储器,1,2,n,控制存储器,话音信息,单元地址,容量：,SM,单元数,HW,线上,TS,数,T,接线器的构成,内容：,数字话音信息,字长：,8bit,容量：,CM,单元数,SM,单元数,内容：,SM,的单元地址,字长：,由,SM,的单元数决定,log,2,n bit,2023/10/7现代交换技术7612nTS1TS2T,2024/11/18,现代交换技术,77,例：,设,HW,上有,1024,个时隙，则：,（,1,）,SM,的单元数是多少？,每个单元的字长是多少？,（,2,）,CM,的单元数是多少？,每个单元的字长是多少？,1024,8,1024,10,2023/10/7现代交换技术77例：设HW上有1024,2024/11/18,现代交换技术,78,时隙交换举例分析,T,接线器,HW,入,HW,出,A: TS1 TS3,B: TS3 TS1,B,空,A,TS1,TS3,TS2,TS1,TS3,TS2,（,2,）,CM,和,SM,的读写周期由定时脉冲控制,（,1,）定时脉冲,CP,的周期一个时隙的长度,A,空,B,2023/10/7现代交换技术78时隙交换举例分析T接线,2024/11/18,现代交换技术,79,A: TS1 TS3,B: TS3 TS1,TS1,TS2,TS3,A,TS1,TS2,TS3,话音存储器,控制存储器,1,2,3,1,2,3,CPU,控制写入,TS2,TS3,A,TS1,B,TS3,空,TS2,B,TS3,A,B,空,TS1,TS2,TS3,A,空,空,TS1,TS2,TS3,B,T,接线器的工作原理,（输出控制）,定时脉冲,CP,CP,3,1,TS1,TS2,TS3,SM,单元号,输入,TS,号,SM,内容,话音信息,CM,单元号,输出,TS,号,CM,内容,输入,TS,号,2023/10/7现代交换技术79A: TS1 TS3,2024/11/18,现代交换技术,80,A: TS1 TS3,B: TS3 TS1,TS1,TS2,TS3,A,TS1,TS2,TS3,话音存储器,控制存储器,1,2,3,1,2,3,CPU,控制写入,TS2,TS3,B,TS3,空,B,A,B,空,TS1,TS2,TS3,A,空,空,TS1,TS2,TS3,B,T,接线器的工作原理,（输入控制）,定时脉冲,CP,CP,3,1,TS1,TS2,TS3,CM,单元号,输入,TS,号,CM,内容,输出,TS,号,SM,单元号,输出,TS,号,SM,内容,话音信息,A,2023/10/7现代交换技术80A: TS1 TS3,2024/11/18,现代交换技术,81,T,接线器的工作原理,（补充说明）,两种控制方式话音信息交换的结果一样。,T,接线器具有,“,空分,”,意义。,修改,CM,内容就可改变时隙交换的结果。,话音在,SM,中暂存时间最短为一个时隙,，,最长不会超过一帧,。,2023/10/7现代交换技术81T接线器的工作原理（补,2024/11/18,现代交换技术,82,形成定时脉冲和位脉冲,2023/10/7现代交换技术82形成定时脉冲和位脉冲,2024/11/18,现代交换技术,83,SM,的数字电路实现原理,2023/10/7现代交换技术83SM的数字电路实现原理,2024/11/18,现代交换技术,84,CM,的数字电路实现原理,2023/10/7现代交换技术84CM的数字电路实现原理,2024/11/18,现代交换技术,85,单端,PCM,设备与,T,接线器连接,码型变换与逆变换：完成机内码型与线路码型之间的变换（,NRZ/HDB3,）。,同步：取出同步时隙，在定时脉冲控制下做同步检查。,定时：用来产生各种定时脉冲，如：采样时用的采样脉冲、编码时用的位脉冲和同步时用的帧同步脉冲等。,标志信号收,/,发：插入或取出,TS16,传输的标志信号（控制信令）。,汇总：将话音信号、同步信号和标志信号汇总在一起，然后通过码型变换电路送至输出端。,串,/,并变换：在,T,接线器的数据总线上连接了一个输入串,/,并（,S/P,）变换电路和一个输出并,/,串（,P/S,）变换电路。目的是将传输线上的串行码变换成并行码后存入,T,接线器,RAM,中。,2023/10/7现代交换技术85单端PCM设备与T接线,2024/11/18,现代交换技术,86,PCM,设备与,T,接线器连接的电路框图,2023/10/7现代交换技术86PCM设备与T接线器连,2024/11/18,现代交换技术,87,多端,PCM,设备与,T,接线器连接,单端,PCM,终端设备接入,T,接线器时只能处理,30,个用户的话音交换。如果将多端,PCM,终端设备接入,T,接线器，就会大大扩大,T,接线器所交换的信息容量。,因此，多端,PCM,终端设备和,T,接线器连接时其接口除了需要串,/,并、并,/,串电路外，还需要增加复用和分路电路，实现多端,PCM,复用线的合并。,复用器的作用是将多条,HW,线合并成一条,HW,线；分路器的作用是将一条,HW,线分路成多条,HW,线。,2023/10/7现代交换技术87多端PCM设备与T接线,2024/11/18,现代交换技术,88,8,条,HW,线与,T,接线器的连接图,2023/10/7现代交换技术888条HW线与T接线器的,2024/11/18,现代交换技术,89,S,接线器的构成,交叉节点：,负责接通母线之间的通路,CM:,控制电子交叉点的通或断,2023/10/7现代交换技术89S接线器的构成交叉节点,2024/11/18,现代交换技术,90,对应每一条入线、出线（入线,m,出线,n）,每一条输入、输出母线都是时分复用的，由很多个时隙组成。（全复用度的交叉点）,每一条输入、输出母线接通，交叉点必须接通。,交叉点在,CM,控制下接通。,每一条入线都可以与任意一条出线接通，但必须,在同一时隙内。,交叉节点：电子接点矩阵,2023/10/7现代交换技术90 对应每一条入线、出线,2024/11/18,现代交换技术,91,CM,的个数对应输出（入）母线的线数；,CM,的单元数对应输出（入）母线上的时,隙数；,CM,单元内的内容填写要交换的输入(出),母线的线号。,S,接线器,（,CM,）,2023/10/7现代交换技术91 CM的个数对应输出（,2024/11/18,现代交换技术,92,1,2,3,2,1,3,2,3,1,原理：,每一个,CM,控制同号输出线上的所有交叉点。,S,接线器的工作原理,（输出控制）,2023/10/7现代交换技术92123213231原理,2024/11/18,现代交换技术,93,2,1,3,1,2,1,3,3,2,S,接线器的工作原理,（输入控制）,原理：,每一个,CM,控制同号输入线上的所有交叉点。,2023/10/7现代交换技术93213121332S接,2024/11/18,现代交换技术,94,（1）有多少个交叉点？,（2）有多少个,CM？,（3）每个,CM,有多少个单元？,（4）单元内的字长有几位？,例：,某,HW,线有32个,TS，S,接线器矩阵为44,16,4,32,2,2023/10/7现代交换技术94（1）有多少个交叉点？,2024/11/18,现代交换技术,95,S,接线器的,“,时分,”,意义。,S,接线器在每一时隙时，不允许矩阵中一行或一列同时有两个以上的交叉点闭合，否则会造成串话（三方通话例外）。,在一帧的时间内，,CM,的全部内容执行一遍。,CM,的内容每秒执行8000遍。,线路的复用度不能无限制的增大。,S,接线器的工作原理,（补充说明）,2023/10/7现代交换技术95 S接线器的“时分”意,2024/11/18,现代交换技术,96,二级交换网络,A：HW0TS1HW2TS6,TS1,TS6,2023/10/7现代交换技术96二级交换网络A：HW0,2024/11/18,现代交换技术,97,二级交换网络,（结论）,TS,网：内部,TS,= 被叫,TS,内部,HW,= 主叫,HW,ST,网： 内部,TS,= 主叫,TS,内部,HW,= 被叫,HW,2023/10/7现代交换技术97二级交换网络（结论）,2024/11/18,现代交换技术,98,TST,三级交换网络,（控制原则）,两级,T,接线器的工作方式必须不同。,中间,S,级用两种方式（入控、出控）均可。,主被叫通话占用的两个内部时隙相互制约。,2023/10/7现代交换技术98TST三级交换网络（控,2024/11/18,现代交换技术,99,TST,网络举例,有一,TST,交换网络，输入输出均有两条,HW,线，网络的内部时隙总数,32,。完成下列信号的双向交换：,HW1TS18,（,A,）,HW2TS24,（,B,）。要求：,（,1,）输入级,T,接线器采用输出控制方式，,S,接线器采用输入控制方式，输出级,T,接线器采用输入控制方式；,（,2,）,CPU,选定的内部正向时隙为,20,；,（,3,）画,TST,交换网络图并在相关存储器中填写数据。,2023/10/7现代交换技术99TST网络举例,2024/11/18,现代交换技术,100,TST,三级交换网络,（交换过程）,2023/10/7现代交换技术100TST三级交换网络（,2024/11/18,现代交换技术,101,TST,三级交换网络,（网络结构）,A,级,T,接线器：将输入,HW,的,TS,交换到某一空闲的,内部,TS,上。,B,级,T,接线器：将内部,TS,交换到输出,HW,所要求的,外部,TS,上。,S,接线器：完成,HW,间的线间交换。,2023/10/7现代交换技术101TST三级交换网络（,2024/11/18,现代交换技术,102,STS,网络举例,有一,STS,交换网络，输入输出均有两条,HW,线，网络的内部时隙总数,32,。完成下列信号的双向交换：,HW1TS3,（,A,）,HW2TS6,（,B,）。要求：,（,1,）输入级,S,接线器采用输出控制方式，,T,接线器采用输出控制方式，输出级,S,接线器采用输入控制方式；,（,2,）画,STS,交换网络图并在相关存储器中填写数据。,2023/10/7现代交换技术102STS网络举例,2024/11/18,现代交换技术,103,STS,三级交换网络,（交换过程）,2023/10/7现代交换技术103STS三级交换网络（,2024/11/18,现代交换技术,104,STS,三级交换网络,（网络结构）,A,级,S,接线器：将输入,HW,交换到某一空闲的内部,HW,上，,TS,不变。,T,接线器：将主叫,TS,交换为被叫,TS。,B,级,S,接线器：将内部,HW,的,TS,交换到所要求的输,出,HW,上。,2023/10/7现代交换技术104STS三级交换网络（,2024/11/18,现代交换技术,105,第二章 电路交换技术,2.3,数字程控交换机的硬件结构,2023/10/7现代交换技术105第二章 电路交换,2024/11/18,现代交换技术,106,数字程控交换机的硬件结构,2023/10/7现代交换技术106数字程控交换机的硬件,2024/11/18,现代交换技术,107,B(Battery),：馈电。,O(Over-voltage Protection),：过压保护。,R(Ringing),：振铃。,S(Supervision),：监视。,C(Co-decoder),：编译码。,H(Hybrid),：混合电路、二,/,四线转换。,T(Test),：测试。,模拟用户接口,2023/10/7现代交换技术107 B(Battery,2024/11/18,现代交换技术,108,馈电,所有话机由程控交换机统一供电，称为中央馈电。交换机通过用户接口的馈电电路向电话机提供通话用的,-48V,馈电电压，馈电电流为,18,50mA,。馈电电路和传输语音信号共用一对传输线路。馈电电路一般采用恒流源电路方式，要求器件尽量对称平衡。,2023/10/7现代交换技术108馈电 所有,2024/11/18,现代交换技术,109,过压保护,过压保护电路是为保护交换机的内部电路不受外界雷击、工业高压的损害而设置的。由于外线进入交换机前，配线架上装配保安器,/,仿雷管，已做了一次保护，所以用户接口中的过压保护电路又叫做二次保护电路。用户接口电路入口串连压敏电阻，其阻值随电压的升高迅速增大，从而起到限流作用。过压保护电路采用了钳位电桥，钳位电桥将用户内线侧两端的正向高电压钳位到,0V,，负向高电压钳位到,-48V,。,2023/10/7现代交换技术109过压保护,2024/11/18,现代交换技术,110,振铃,程控交换机的信号发生器通过用户接口的振铃开关电路向用户话机馈送振铃信号。我国交换机规范振铃信号的标准是,25Hz,，（,9015,）,V,的交流电压。振铃电压信号用电子器件发送比较困难，因此采用振铃继电器，由继电器的接点转换来控制铃流发送，以,1s,通、,4s,断的周期方式向用户话机馈送。另外，铃流信号送到用户线时，考虑到较高的振铃电压，必须采用隔离措施，以免损坏内线电路，所以应将振铃电路设计在二次过压保护电路之前。,2023/10/7现代交换技术110振铃 程控,2024/11/18,现代交换技术,111,监视,监视电路用来监测环路直流电流的变化，以此判断用户摘,/,挂机状态和拨号脉冲信号，并向控制系统输出相应的信息。它通过检测用户环路上的电流变化来实现，由用户电路不断地循环扫描用户环路，一般扫描周期是,200ms,左右。,2023/10/7现代交换技术111监视 监视,2024/11/18,现代交换技术,112,编译码器,编译码器完成模拟话音信号以及模拟信令信号的,PCM,编码和解码。,CODEC,是编码器和译码器的缩写。每个用户接口电路内都包含有滤波器和编译码器，模拟话音信号首先经滤波器限频，消除带外干扰，再进行抽样量化，最后用编码器编码并暂存，待指定的时隙到来时以,64Kb/s,的基带速率输出。由交换网络返回的基带,PCM,信号进入译码器，完成模拟话音的恢复。,2023/10/7现代交换技术112编译码器,2024/11/18,现代交换技术,113,混合电路,模拟用户线是二线传输方式，而与之连接的数字交换网络是四线传输方式，所以信号在编码前和译码后一定由用户接口的混合电路完成二,/,四线转换。图,2.29,中的平衡网络是对用户线进行阻抗匹配的。,2023/10/7现代交换技术113混合电路,20