第02章 数字交换和数字交换网络

程控交换与通信网
专业：电子与通信工程 专业：
任课教师： 任课教师：程细柱
第二章 数字交换和数字交换网络
（一）教学内容：介绍数字交换的相关概念与T 教学内容：介绍数字交换的相关概念与 型时分接线器、 型时分接线器与多级时分接线 型时分接线器、S型时分接线器与多级时分接线 器的基本组成和工作原理以及阻塞的概念与计算 方法 。 教学目标与要求：通过对本课的学习， （二）教学目标与要求：通过对本课的学习，使 学生掌握程控数字交换的工作原理与阻塞的计算 方法 。 教学重点与难点： 型时分接线器与 型时分接线器与S型时 （三）教学重点与难点：T型时分接线器与 型时 分接线器的工作原理 。 教学方法：讲授法。 （四）教学方法：讲授法。
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1．串行码和并行码 如图2.7（ ） 所示， 如图 （ a） 所示 ， 串行码是指各时 隙内的8位码 位码D 隙内的 位码 0～D7是按时间的顺序依次排 列。 如图2.7（ ） 所示， 如图 （ b） 所示 ， 并行码是指各时隙内 位码D 的 8位码 0，D1，…，D7 分别同时出现在 位码 ， 分别同时出现在8 条线上。 条线上。
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SM 0 1 2 3
a c b
…
b
TS 8
c
a
8 31
c
a
b
TS 1
TS TS TS 2 1 0
TS TS 15 8
W
0 1 8 定时脉冲 定时脉冲 定时脉冲 定时脉冲
R 8 1 2
A ～A 15 4 0 31
CM
图2.3 读出控制方式的T接线器 读出控制方式的 接线器
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话音存储器中每个存储单元内存入的 话音存储器中每个存储单元内存入的 通常是8位编码 位编码。 是发话人的话音信息编码，通常是 位编码。 T接线器的工作是在 中央处理机 的控 接线器的工作是在中央处理机 接线器的工作是在 中央处理机的控 制下进行。 制下进行 。 当中央处理机 得知用户的要求 （ 拨号号码 ） 后 ， 首先通过 用户的忙闲表 ， 查被叫是否空闲，若空闲 ， 查被叫是否空闲 ， 若空闲， 就置忙 ， 占用 这条链路。中央处理机CPU根据用户要求， 根据用户要求， 这条链路 。 中央处理机 根据用户要求 向控制存储器发出“ 写 ” 命令 ， 将控制信 向控制存储器发出 “ 息写入控制存储器。 息写入控制存储器。
…
…
…
HW0
D7
HW0
D7
S TD7∧CP HW7 锁 存 器 HW 7 (7) CP D0 S 移位寄存器 移位寄存器 移位寄存器 移位寄存器 TD0∧CP
输出 输出 输出 输出 输出 输出 输出 输出
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SM 0 1 8
b a c
…
b
TS 8
c
a
15
c
a
b
TS1
TS TS TS 2 1 0 31
TS15 TS 8
W
0 1 2 8 31
R
定时脉冲 定时脉冲 定时脉冲 定时脉冲
8 15 1
A ～A 4 0 CM
图2.4 写入控制方式的T接线器 写入控制方式的 接线器 韶关学院计算机系程细柱
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二、分路器
分路器由锁存器和移位寄存器组成， 分路器由锁存器和移位寄存器组成， 如图2.9所示。其功能与复用器正好相反， 如图 所示。其功能与复用器正好相反， 所示 完成并/串变换和分路输出功能。 完成并 串变换和分路输出功能。 串变换和分路输出功能
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TD0∧CP D0 输入 输入 输入 输入 HW0 锁 存 器 (0) D0 移位寄存器 移位寄存器 移位寄存器 移位寄存器
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最简单的数字交换方法是给这两个要 最简单的数字交换方法是给这两个要 求通话的用户之间分配一个公共时隙（ 求通话的用户之间分配一个公共时隙（时 分通路）， ），两个用户的模拟话音信号经数 分通路），两个用户的模拟话音信号经数 字化后都进入这个特定的时隙（ 字化后都进入这个特定的时隙（Time Slot， ， TS），这就是动态分配时隙的方法。 ），这就是动态分配时隙的方法。 ），这就是动态分配时隙的方法
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2.1.3 数字交换网络
包括时分接线器和空分接线器两种基本 部件，分别用于时间交换和空间交换。 部件，分别用于时间交换和空间交换。
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2.2 T型时分接线器 型时分接线器
2.2.1 T接线器的基本组成
T型时分接线器（Time Switch）又称 型时分接线器（ 型时分接线器 ） 接线器。 时间型接线器， 简称T接线器 时间型接线器 ， 简称 T 接线器 。 它 由 话音 存储器（ 存储器（Speech Memory，SM）和控制存 ， ） 储器（ 储器 （ Control Memory，CM） 两部分 组 ， ） 两部分组 功能是进行时隙交换 进行时隙交换， 成 ， 其 功能是 进行时隙交换 ， 完成同一母 线不同时隙的信息交换， 线不同时隙的信息交换 ， 即把某一时分复 用线中的某一时隙的信息交换至另一时隙。 用线中的某一时隙的信息交换至另一时隙 。
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3．串/并变换 在图2.6所示的复用器中 每一条HW 所示的复用器中， 在图 所示的复用器中，每一条 接一个移位寄存器， 接一个移位寄存器 ， 移位寄存器的输入端 为一条线，线上传输的是32个时隙的串行 为一条线 ， 线上传输的是 个时隙的串行 码。 4．并路复用 在图2.6所示的复用器中，8选1的电子 在图 所示的复用器中， 选 的电子 所示的复用器中 选择器的功能是把8个 选择器的功能是把 个HW的并行码按一定 的并行码按一定 的次序进行排列，一个一个地送出。 的次序进行排列，一个一个地送出。
当中央处理机（Central Processing 中央处理机（ Unit，CPU）得知用户要求后，即向控制 ， 用户要求后 ）得知用户要求 存储器下“写”令，命令在控制存储器的 存储器下 1#单元写入“8”，在8#单元写入“1”。 单元写入“ ” 单元写入“ ” 单元写入 单元写入
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2.2.3 T接线器的电路组成
时分接线器的交换容量主要取决于组 时分接线器的交换容量主要取决于组 交换容量主要取决于 成该接线器的存储器容量 速度，多以8端 存储器容量和 成该接线器的存储器容量和速度，多以 端 或16端PCM交换来构成一个交换单元，每 端 交换来构成一个交换单元， 交换来构成一个交换单元 一条PCM线称 线称HW（Highway）。 一条 线称 （ ） 端脉码输入的T接线器 图 2.5是 8端脉码输入的 接线器 方框 是 端脉码输入的 接线器方框 复用器、话音存储器（ 图，由复用器、话音存储器（SM）、控制 ） 存储器（ 所组成。 存储器（CM）和分路器所组成。 ） 分路器所组成
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SM
…
HW0 HW1 TS 1 TS 1
0 TS 0 TS 0 复 用 器 分 路 器
HW0 HW1
… …
…
HW7
TS 1
TS 0
255
HW7
A7～A0
0
CM 255 图2.5 8端输入的 接线器 端输入的T接线器 端输入的 韶关学院计算机系程细柱
一、复用器
复用器的基本功能是 复用器的基本功能是串/并变换和并路 基本功能 目的是 复用 。 其 目的 是 减低数据传输速率 ， 便于 半导体存储器件的 存储和取出操作 ； 尽可 能利用半导体器件的高速特性， 能利用半导体器件的高速特性 ， 使在每条 数字通道中能够传送更多的信息， 数字通道中能够传送更多的信息 ， 提高数 字通道的利用率。
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用户B的 如何传送， 用户 的回话信息b如何传送，也要由 如何传送 中央处理机控制，向控制存储器下达“ 中央处理机控制，向控制存储器下达“写” 命令，令其在1#单元中写入 ” 单元中写入“ 命令，令其在 单元中写入“8”。
二、写入控制方式
T接线器采用写入控制方式时 ， 如 图 接线器采用写入控制方式时， 接线器采用写入控制方式时 2.4所示 ， 它的话音存储器 所示， 所示 它的话音存储器SM的 写入受控 的 制存储器控制 ， 它的 读出则是在定时脉冲 的控制下顺序读出。
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TS 1 D7 HW 0 输 入 HW 7 TS 1 （a）串行码 输 出 D7 （b）并行码 HW 1 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 D7 D6 D5
TS 0 D4 D3 D2 D1 D0
TS 0
HW 7 HW 6 HW 5 HW 4 HW 3 HW 2 HW 1 HW 0 HW 7 HW 6 HW 5 HW 4 HW 3 HW 2 HW 1 HW 0 D0 D1
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2.1 数字交换原理 2.2 T型时分接线器 2.3 S型时分接线器 2.4 多级时分交换网络 2.5 阻塞的概念与计算
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2.1 数字交换原理
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ2.1.1 数字交换
程控数字交换机的根本任务是通过数 字交换来实现任意两个用户之间的语音交 字交换来实现任意两个用户之间的 语音交 换 ， 即 在这两个用户之间建立一条数字话 音通道。 音通道。
图2.7 8端脉码输入的串行码和并行码 端脉码输入的串行码和并行码
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每一端的脉码传输速率是2.048Mbit/s，若 ， 每一端的脉码传输速率是 8端PCM脉码输入以串行传输时，其传输速率 脉码输入以串行传输时， 端 脉码输入以串行传输时 将达到16.384Mbit/s，若16端输入时，其传输 端输入时， 将达到 ， 端输入时 速率将达到32.768Mbit/s，这样高的传输速率 速率将达到 ， 会带来许多问题。 会带来许多问题。 2．控制时序 8端 PCM脉码输入的 脉码输入的256个时隙排列方式 端 脉码输入的 个时隙排列方式 应 是 HW0 的 TS0，HW1 的 TS0，HW2 的 TS0，…，HW7 的 TS0；HW0 的 TS1，HW1 的 ， TS1，HW2的TS1，…，HW7的TS1等等。 等等。 ，