王善忠--TSST时分数字交换网的设计

现代交换原理课程设计报告题目TSST时分数字交换网的设计学院电子信息工程学院专业通信工程（本）学生姓名王善忠学号 201210315104 年级 2012级指导教师宋刚职称副教授二〇一五年六月二日TSST时分数字交换网络摘要：数字交换机的诞生不但使电话交换跨上了一个新的台阶，而且对开通非电话业务提供了有利条件。

在数字交换机上既能进行电路交换，又能进行分组交换，而且能实现话音和非话业务等多种业务通信，组成综合业务数字网(ISDN)。

随着通讯技术的飞速发展使得目前高速通讯网络性能的瓶颈集中在高速交换系统，研究、设计和制造高速交换系统对目前高速通讯网络具有极其重要的意义。

交换算法的研究与实现虽然是研究多年的老课题，但由于现在的交换机在不停的更新换代，所以对新的交换算法的需求也在不断增加，使我们更应对这些基础的东西增加更多的注意力。

而且随着电信网和计算机网络的高速发展，高速大容量的交叉连接或交换设备和芯片的性能也在大幅度的提高。

关键词：T接线器；S接线器；数字交换网络；TSST网络设计；网络阻塞目录第1章绪论 (1)1.1背景和意义 (1)1.1.1 背景 (1)1.1.2 意义 (1)1.2主要内容 (2)1.2.1课程设计的目的： (2)1.2.2 课程设计的要求 (2)第2章 T接线器、S接线器 (3)2.1 T接线器的工作原理 (3)2.2 S接线器的工作原理 (4)第3章数字交换网络 (6)3.1复用和分路、串→并和并→串变换 (6)3.2 TST数字交换网络 (6)第4章 TSST时分交换网络 (8)4.1 TSST交换网络的基本结构框图 (8)4.2 TSST交换网络工作原理 (9)4.3 时隙交换 (11)4.3.1 时隙交换单片机控制部分程序 (12)4.3.2 程序工作流程示意图 (14)第5章网络阻塞分析 (16)5.1 话务量基础知识 (16)5.1.1 话务量 (16)5.1.2 占用概率分布 (16)5.2 数字交换网络的空分等效 (16)5.3 无阻塞网络 (17)5.3.1 单级无阻塞网络 (17)5.3.2 多级无阻塞网络 (17)第6章总结 (19)参考文献 (20)第1章绪论1.1背景和意义1.1.1 背景自从1876年美国贝尔发明电话以后，社会需求不断增长和科技水平的提高，为了适应多个用户之间的电话交换出现了多种类型的交换机，电话交换网迅速的发展。

交换技术是通信网的核心技术，目前在语音通信领域中移动电话对固定电话的替代作用越来越明显，我国的移动电话用户数量在2005年开始超过固定电话用户；以软交换技术为核心的下一代网络技术开始从实验室走向商业化应用，我国的几大电信运营商都已组建NGN实验网并开始投入商业化运营；为了能够根据用户特性快速地向用户提供各种新业务，固定电话网进行了智能化改造。

采用分机控制方式的交换机的硬件基本结构中数字交换网络是整个话务部分的核心，连接外围的各种模块。

在处理机的控制下，为呼叫提供内部话音/数据通路，可以使任意两个用户之间、任意用户和任意中继线之间、任意两个中继线之间都通过数字交换网络完成连接。

另外，数字交换网络也提供信令、信号音和处理机间通信信息的固定或半固定的连接。

数字交换网络直接对数字信号进行交换，因此，所有发送到数字交换网络的信号都必须变换为二进制编码的数字信号。

交换技术正在从传统的数字程控交换向以宽带IP交换和软交换为中心的下一代网络发展，与传统的数字电话网相关的技术已不再发展，但采用电路交换方式的数字电话网仍然是语音通信的主体设备，它是电信运营商当前主要的收入来源，在向下一代网络发展的过程中必须考虑与传统数字电话网兼容问题，传统的交换技术仍须掌握。

1965年，美国开通了世界上第一台程控交换机，在电话交换机中引入了计算机控制技术，这是交换技术发展中具有重大意义的转折点。

程控交换机可分为模拟程控交换机和数字程控交换机。

模拟程控交换机的控制部分采用计算机控制，话路部分传送和交换仍然是模拟的话音信号。

20世纪70年代开始出现了数字程控交换机，数字程控交换机是数字通信技术、计算机与大规模集成电路相结合的产物。

数字程控交换机在话路部分交换的是经过脉冲编码调制后的话音信号，数字交换机的交换网络是狮子交换网络，用户模拟发出的模拟话音信号在数字交换机的用户电路要转换为PCM信号。

数字程控交换机的优点体积小、重量轻、功耗低、可靠性高；能灵活地向用户提供多种新服务功能；便于采用共路信令系统；操作维护管理自动化。

1.1.2 意义经过短时间的努力，我国数字电话网得到了很大发展，基本上实现传输数字化，交换程控化。

本设计在学习理解时间接线器和空间接线器的工作方式、原理的基础上，理解交换网络工作原理。

熟悉实现不同用户之间的通话，数字交换网络必须完成不同复用线之间不同时隙的交换过程。

1.2主要内容1.2.1课程设计的目的：（1）让学生的动手能力和创新精神发挥出来；（2）掌握以T、S接线器为核心的数字交换网络有一个全面的了解和认识；（3）使学生掌握TSST数字交换网络技术，并能运用于实践中，最终培养学生的综合应用能力。

课程设计的要求：按设计要求制定方案，选择T、S型接线器，设计构造一个数字交换网络，并且对网络的拥塞进行计算；T、S接线器的工作原理；系统组成含系统框图；举例分析系统工作原理；网络阻塞讨论。

1.2.2 课程设计的要求1、掌握课程设计涉汲到的相关知识，相关概念、原理清晰、明了。

2、弄明白T、S接线器的工作原理。

3、弄清TSST时分数字交换网的工作原理，并通过一个时隙交换的例子巩固交换的知识。

4、按照要求撰写课程设计报告。

第2章 T 接线器、S 接线器2.1 T 接线器的工作原理输入控制方式（a ）输出控制方式（b ）图2-1 T 接线器工作原理T 接线器是完成在同一条复用线（母线）上的不同时隙之间的交换，即将T 接线器中输入复用线上的某个时隙的内容交换到输出复用线上的指定时隙。

T 接线器主要由话音存储器、控制存储器以及必要的接口电路组成，存储单元数量等于复用线的复用度。

将同一复用线上的19TS 交换到26TS 。

T 接线器工作原理输入控制方式如图2-1（a ）所示，在建立交换时，计算机将控制存储器的19单元设置成26，在这个呼叫持续期间，由于控制存储器的19单元的值为26，就将输入线19TS 的内容A 写入话音存储器26单元，而在时隙26时，将话音存储器的26单元的内容A 读出并输出到输出线的26TS ，完成交换。

T 接线器工作原理输出控制方式如图2-1（b ）所示，在建立交换时，计算机将控制存储器第26单元的值设置为19，在呼叫持续期间输入复用线19TS 的内容按照顺序写入话音存储器的19单元，而在时隙26单元时，由于控制存储器的26单元的内容为19，就将话音存储器19单元内容A 输出到输出线的26TS 完成交换。

2.2 S 接线器的工作原理S 接线器是完成在不同复用线之间同一时隙内容的交换。

S 接线器交换的时隙信号通常是并行信号，它主要由一个连接ｎ条输入复用线和ｎ条输出复用线的n n 的电子节点矩阵、控制存储器组以及一些相关的接口逻辑电路组成。

每组存储器的存储单元数等于复用线的复用度，控制存储器的内容是在连接建立是由计算机写入的。

S 接线器工作原理输出控制方式如图2-2所示，控制存储器是为输出线配置的。

由图可见，由于控制存储器的1CM 的1号单元值为n ，输出线接通1HW 在时隙1时与输入线n HW 接通，将输入线n HW 1TS 上的内容c 交换到输出线1HW 的1TS 上，1CM 的2号单元的值为2，输出线1HW 在时隙2时与输入线2HW 接通，将输入线2HW 2TS 的内容e 交换到输出线的2TS ，以此类推。

S 接线器工作原理输入控制方式如图2-3所示，控制存储器是为输入线配置的，在控制存储器qCM 的第I 个单元中的存放内容是第q 条输入复用线在时隙I 时应接通的输出复用线。

2HW nHW 1HW 2HW nHW ...012331HW图2-2 S 接线器工作原理输出控制方式2HW nHW 1HW 2HW nHW ...012331HW图2-3 S 接线器工作原理输入控制方式第3章数字交换网络常见的类型有TSnT型，STS型和TTT型。

Sn表示有几个S级，n一般为1-3。

3.1复用和分路、串→并和并→串变换T接线器和S接线器的工作原理，是以PCM基群为例，实际交换中，为了达到一定的容量要求，在交换器件允许的条件下，尽量提高复用线的复用度。

这就要在交换前，将多个PCM低次群系复用成PCM高次群系统，然后一并进行交换。

这个复用的过程也称为集中。

例如，在FETEX-150程控系统中，选组级就是将32个PCM32系统复用为一个PCM1024系统后再进行交换，完成交换后，将复用的信号还原到原来的PCM低次群上，还原过程称为分路。

在T、S接线器工作过程中，进行存储和交换的都是并行的数字幸好，因此PCM复用线的串并码在交换前后要经过串并变换和并串变换。

在程控交换机中，这样的过程中通常和复用、分路的过程结合实现。

经过复用和串→并变换，原来的8路PCM32系统的2Mbit/s串行码转换成了有8条数据线、每条速率为2Mbit/s的并行码。

经过串并变换的信号有数字交换部件完成必要交换后，还需要由并串变换电路完成并→串转换，在经PCM系统传送出去。

如下图：图3-1 8/1复用和串→并变换3.2 TST数字交换网络TST数字交换网络的结构图3-1 典型的TST交换网络的结构TST交换网络是三级交换网络，两侧是T接线器，中间采用S接想起。

对于一个有n条输入复用线和n条输出复用线的交换网络而言，需要配置2n套T接线器。

其中一个n套在输入侧，称为初级T接线器，将输入线上某个时隙的内容交换到选定的交换网络内部的公共时隙；另一个n套在输出侧，称为次级T接线器，提交换网络内部的公共时隙的内容交换到输出线的指定时隙。

第4章 TSST时分交换网络4.1 TSST交换网络的基本结构框图TSST是四级交换网络，两侧是T接线器，中间两级是S接线器。

对于一个有n条输入复用线和n条输出复用线的交换网络需要配置2n套T接线器，其中n套在输入侧，称为初级T接线器，将输入线上某个时隙的内容交换到选定的交换网络内部的公共时隙；另一个n套在输出侧，称为次级T 接线器，将交换网络内部的公共时隙的内容交换到输出线的指定时隙。

中间级接线器主要由两级 的交叉接点矩阵和具有n个控制存储器的控存储来组，用来将交换网络内部运载用户信息的公n n共时隙，从一条输入侧复用线上交换到规定的一条输出复用线上。

初级T接线器和次级T接线器采用不同的工作方式。

TSST网络的结构框图如图3-1所示。