02 电路交换原理-合

S接线器由交叉点矩阵和控制存储器组成，交叉点矩阵就是开关阵列，控制 存储器是用于控制交叉点开关的，控制数据是由交换机的CPU在呼叫连接建立过 程中通过选路写入的。
图2.4.1 S接线器的结构示意图
根据控制存储器是控制输出线上交叉点的闭合还是控制输入线上交叉点的闭 合，S接线器分为输出控制方式和输入控制方式。
2. S接线器的工作原理
1）. 输出控制方式
假如每一条数据线传送1条PCM基群，每个输出线上都对应有一个控制存储 器，每个存储器都有32个存储单元。
图2.4.2 输出控制方式的原理图
2）. 输入控制方式
假如每一条数据线传送1条PCM基群，每个输入线上都对应有一个控制存储 器，每个存储器都有32个存储单元。
接口标准：交换单元需要规定自己的信号接口标准。
交换单元容量：交换单元所有入线可以同时送入的总的信息量。 容量不仅与输入端的数目有关，也和每一个输入端采用的信号复用方 式有关。
功能：根据交换信息的不同，可以完成点到点信息传送，也可以 实现点到多点的信息传送。
性能质量：交换单元能够交换的速度、经过交换单元的时延、可 能的误码率等。
图2.4.3 输入控制方式原理图
3.空间接线器的特点：
(1)只完成空间交换，不进行时隙的交换。即完成输入复用线与输出复用线相 同时隙内信息的空间交换。
(2)空间接线器按时分方式工作。空间交换单元的输入线和输出线都是时分复 用线，交叉点矩阵的各个开关均按照复用时隙而高速接通和闭合，因而我们说它 按照时分方式工作。
(3)空间接线器一般用于构成数字电话交换系统中的交换网络，用来完成对 PCM 信号的交换。
2.5 交换网络
• 2.5.1 T-S-T型交换网络 • 2.5.2 S-T-S交换网络 • 2.5.3 CLOS网络 • 2.5.4 DSN网络 • 2.5.5 BANYAN 网络
2.5 交换网络
•
交换网络是由若干个交换单元按照一定的拓扑结构和控制方式构成的网
SM
0
1
a
b TS17
图2.10 8 T接线器的结构
a
17
b
a
TS1 TS0
TS17
b TS1 TS0
…
31
0
定 时
1 2
17
脉
冲
17
1
31
CM
2）写入控制方式
T接线器采用写入控制方式时，T接线如图2.12所示，它的话音存储器SM 的 写入受控制存储器控制，它的读出则是在定时脉冲的控制下顺序读出。
1. 时间接线器的结构和功能
T型时间接线器简称T接线器。它由话音存储器(SM)和控制存储器(CM)两部 分组成，其功能是进行时隙交换，完成同一线路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。 图2.10是T接线器的基本结构 示意图，所有的数据都从数据入线进入，所有的数据都从出线输出。
2.4 空间(S)接线器基本原理
1. S接线器的结构和功能 2. S接线器的工作原理 3. S接线器的特点
2.4 空间(S)接线器基本原理
1. S接线器的功能
空间接线器用来完成对传送同步时分复用信号的不同复用线之间的交换功能， 而不改变其时隙位置，简称为S接线器。S接线器的功能是完成信息的空间交换。
• 图2.16 并行码示意图
TS1
TS0
HW7 HW6 HW5 HW4 HW3 HW2 HW1 HW0 HW7 HW6 HW5 HW4 HW3 HW2 HW1 HW0 D0 D1
D7
(3) 并路复用。
从串/并变换电路出来的是8路的并行PCM码，每一条PCM码之间要进行并/ 串复用。
2) 分路器
分路器一般由锁存器和移动寄存器组成。主要是完成并/串变换和分路输出。 图2.17是分路器的示意图。
图2.5 交换单元按入线和出线数量分类
2.根据不同的信息流向，可以分为两类： ① 有向交换单元：当信息经过交换单元时只能从入线进，出线出，不能
从入线出，出线进，具有唯一确定的方向，如图2.6(a)所示。 ② 无向交换单元：若将一个交换单元的相同编号的入线和出线连在一起，
每一条都既可入也可出，即同时具有发送和接收功能，如图2.6(b)所 示。
图2.2 M×N的交换单元
2. 交换单元信息交换的方式
1）时分复用方式
同步时分复用信号中只携带用户信息，没有指定出线地址，交换单 元依靠外部送人的命令，在交换单元内建立通道连接该入线与出线。
2）统计复用方式
统计复用信号中不仅携带有用户信息，还有出线地址，交换单元根 据信号所携带的出线地址，在其内部建立通道。
电路交换基础 交换单元 T型接线器 S型接线器 交换网络
2.1 电路交换基础
电路交换方式是指两个用户在相互通信时使用一条物理链路，在 通信过程中自始至终使用该条链路进行信息传输，同时不允许其他用 户终端设备共享该链路的通信方式。电路交换的基本过程如图2.1所示。 图2.1 电路交换的基本过程
电路交换具有严格的三个阶段：（1）呼叫建立；（2）传送信息； （3）呼叫拆除。
在不同的阶段，用户线或中继线中所传输的信号的性质是不同的， 在呼叫建立和释放阶段，用户线和中继线中所传输的信号称为信令， 而在消息传输阶段的信号称为消息。下面是一个完整的本局呼叫的电 话交换过程。
下面是一个完整的本局呼叫的电话交换过程。
Tel A
交换机
Tel B
用户摘机 送拨号音 用户拨号，交换机收号
2.2.1. 交换单元的概念及功能 2.2.2 交换单元的分类 2.2.3 交换单元的连接特性
2.2.1 交换单元的基本概念
交换单元是构成交换网络的最基本的部件，用若干个交换单元按 照一定的拓扑结构和控制方式就可以构成交换网络。连接特性是交换 单元的基本特性，它反映交换单元入线到出线的连接能力。
用图形表示某一时刻交换单元的入、出线连接关系。
2. 交换单元常用的连接函数
✓ (1) 直线连接。
✓ (2) 交叉连接。
✓ (3) 均匀洗牌连接。
图2.7 直线连接
图2.8 交叉连接
图2.9 均匀洗牌函数
（a）N=4的洗牌连接
(b) N=8的洗牌连接
3.交换单元的性能
交换单元的性能一般用接口、容量、功能和质量来描述。
第2章 电路交换原理
教学提示：电路交换是一种实时交换，固定分配带宽，主 被叫建立连接后，一直占用电路，直到一次通话结束，才 释放这条电路。电路交换必须事先建立连接，对传送的信 息不进行差错控制，适合实时传送信息的要求。交换的基 本功能是在任意的入线和出线之间建立连接。在交换系统 中完成这一基本功能的部件就是交换单元。交换单元是交 换系统的核心，而各种交换单元组成了交换网络。
图2.13 8输入T接线器
HW0 HW1 HW7
…
TS31
…
TS31
…
TS31
TS0 TS0 TS0
0 复 用 器
255
SM
… …
HW0
分
HW1
路
器
HW7
0
255
CM
1) 复用器
复用器的基本功能是串/并变换。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，使 在每条数字通道中能够传送更多的信息，提高数字通道的利用率。复用器 的结构示意图如图2.14所示，它由移位寄存器和8选1选择器组成。
图2.17 分路器的示意图
…
D0 D7
锁 存 器
A0
HW0 HW0
…
D0 D7
(0)
移 位 寄 存 器
HW0
锁 存 器
A7
HW7 HW7
…
D0 D7
(0)
移 位 寄 存 器
HW7
4. 时间接线器的容量
时间接线器的容量等于话音存储器的容量及控制存储器的容量，也即等于
输入复用线上的时隙数，一个输入N路复用信号的时间接线器就相当于一个 N×N交换单元。因此，增加N就可以增加交换单元的容量。在输入复用信号帧 长和并行数据位数确定时，N越大，存储器读写数据的速度就要越快，所以，N 的增加是有限的。
图2.6 交换单元按信息流向分类
2.2.3 交换单元的连接特性
交换单元的连接特性 1. 连接的表示形式
连接是指交换单元连接入线和出线的“内部通道”。交换单元 的基本特性是连接特性，它反映交换单元入线到出线的连接；对连接 特性有效而正确的描述，就可以反映交换单元的特性。 ✓ (1) 函数表示形式。
图2.3 同步时分复用方式
图2.4 统计复用方式
(M N)
2.2.2 交换单元的分类
交换单元的分类 1.根据入线和出线的数目不同，可以大致分为三类(如图2.5所示)： ① 集中型：入线数大于出线数（M＞ N），可称集中器； ② 分配型：入线数与出线数相等（M= N），可称连接器； ③ 扩散型：入线数小于出线数（M＜ N），可称扩展器。
教学要求：通过本章的学习，读者能够了解电路交换发展 的历史，正确理解电路交换特点和功能，电路交换的接续 过程，了解适用的范围。熟悉交换单元基本概念和组成。
熟练掌握时间(T)接线器，空间(S)接线器，TST网络的工作
原理，掌握串/并变换电路的组成和工作原理。
第2章 电路交换原理
2.1 2.2 2.3 2.4 2.5
号码分析（局内），选路由
送回铃音
振铃信号（被叫空闲）
通话（被叫摘机）
复原（挂机）
复原（挂机）
电路交换简单地说要能随时发现呼叫的到来、能接收并保存主叫
发送的被叫号码、能检测被叫的忙闲以及是否存在空闲通路、能向空 闲的被叫用户振铃，并在被叫应答时与主叫建立通话电路、能随时发 现任何一方用户的挂机。
2.2 交换单元
图2.10 T接线器的结构
2. 时间接线器的工作原理
1) 读出控制方式
读出控制方式的T接线器是顺序写入控制读出的，如图2.11所示。它的话音 存储器SM的写入是在定时脉冲控制下顺序写入，其读出是受控制存储器的控制
读出的。话音存储器中每个存储单元内存入的是发话人的话音信息编码，通常是 8位编码。
图2.11 读出控制方式T接线器
如果用x 表入线编号(二进制表示），那么连接函数f(x) 表示出线编 号，其中0≤x ≤M-1, 0≤f(x) ≤N-1,一个连接函数对应一种连接。 ✓ (2) 排列表示形式。
输入线：t(0), t(1), …, t(n-1) 输出线：r(0), r(1), …, r(n-1) 上面的对应关系表示的入线t(i)对应出线r(i) ✓ (3) 图形表示形式。
图2.14 复用器的结构示意图
(1) 串行码。 所谓串行码，就是随时间的推移，按顺序传输的一串脉冲，它们按时隙号和
位号排列。
• 图2.15 串行码示意图
HW0 HW1
TS1
TS0
D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0
HW7
(2) 并行码。
所谓并行码是把每时隙的8位码分开在8条线上传送，8条线为一组，每条线 只传送8位码中的一位，而这8位码要同时传送，其传送顺序也是按时隙序号传送， 如图 2.16所示
2.3 时间(T)接线器基本原理
1. T接线器的结构和功能 2. T接线器的工作原理 3. T接线器的复用和分路 4. T接线器的容量
2.3 时间(T)接线器基本原理
交换网络是交换机能实现任意两个用户通话最关键的部件，数字交换网络的 基本单元都是接线器。接线器按其功能不同，可分为时间接线器和空间接线器。 本节主要讲述时间接线器。时间接线器用来完成在一条复用线上时隙交换的基本 功能，可简称为Ｔ接线器。
• 图2.12 写入控制方式T接线器
SM
0
1
b
b TS17
8
a
17
a
TS1 TS0
31
…
源自文库
a TS17
b TS1 TS0
0
1
17
定
2
时
17
1
脉 冲
31
CM
3. T接线器的复用和分路
对于输入为n条PCM时，为了在T接线器上实现时隙交换，就要采用了复用和 分路的方法。 在交换前，要将多个PCM低次群系统复用成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。在完成交换后，还要将复用的信 号还原到原来的PCM低次群上。这个还原的过程称为分路。图2.13是8端脉码输入 的T接线器方框图，由复用器、话音存储器、控制存储器和分路器等组成。
1. 交换单元的功能 交换单元的最基本功能也就是交换的功能，即在任意的入线和出
线之间建立连接，或者说是将入线上的信息传递到出线上去。图2.2中 的交换单元具有M条入线，N条出线，称为M×N的交换单元。其中入 线用0～M－1编号来表示，出线用0～N－1编号来表示。若入线数与 出线数相等且均为N，则称为N×N对称交换单元。