程控交换基础知识及基本原理

3.根据使用范围分类 （1）局用交换机 （2）用户交换机
市话· 汇接市话· 国内长话· 国际长话· 县内电话 用于组建企事业内部的电话系统
SIIT Sห้องสมุดไป่ตู้gnal communication 15C1
主要内容
一、电话交换机原理
二、电话交换机的发展和分类
三、电话通信网
四、语音信号的数字化技术
五、程控交换机硬件 六、程控交换机软件 七、总结
1920 7680
34.368
139.264 564.992
480
1140 5760
32.064
97.728 397.200
672
4032 8064
44.736
274.176 560.160
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程控交换机硬件结构
程控交换机的硬件由话路系统和控制系统两个部分组成，交换机运行所需的软件存放 在控制系统的存储器中。
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时分多路复用
时分多路复用（TDM）是按传输信号的时间进行分割的，它使不同的信号在不同的时间内传 送，将整个传输时间分为许多时间间隔（Time Slot，TS，又称为时隙），每个时间片被一 路信号占用。TDM就是通过在时间上交叉发送每一路信号的一部分来实现一条电路传送多路 信号的。电路上的每一短暂时刻只有一路信号存在。因数字信号是有限个离散值，所以TDM 技术广泛应用于包括计算机网络在内的数字通信系统，而模拟通信系统的传输一般采用FDM。
程控交换基础知识及基本原理
庄政 周演
通信15C1
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主要内容
一、电话交换机原理
二、电话交换机的发展和分类
三、电话通信网
四、语音信号的数字化技术
五、程控交换机硬件 六、程控交换机软件 七、总结
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（5）提取和重新排列随路信号：由于PCM中继线上传输的随路信号和交换网络中的格式不一样，所以随路信号一般要提取后重新排列， 以供交换网络使用。
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3.扫描电路
扫描电路用于在呼叫的各个阶段收集信息并传送给控制系统。目前，交换机中广泛使用的是光电耦合器和 差分放大器。 光电耦合器可用来进行电源检测，它由一个发光二极管和一个光电三极管封装而成。当有电流流过发光二 极管时，发光二极管发光并照射在光电三极管上，使其集电极和发射极导通，从而产生检测信号。光电耦合器 最大的优点是使外线电路与用户电路在电气上完全隔离，用它作为扫描器可完全防止高压串入内线电路。、 差动放大器通过检测电压的积极性行扫描。当输入端1的电压大于输入端2的电压时，输出端取逻辑值“1”； 当输入端1的电压小于输入端2的电时，输出端取逻辑值“0”。该器件的优点是易于集成，多个这种器件集成在 一起即可构成扫描矩阵。当交换机内要检测的点很多时，需要大量扫描器件，此时采用差动放大器组成的扫描 矩阵尤为合适。 4.信号音的产生 在模拟交换机中，信号音是由单独的模拟信号发生器产生的。在数字交换机中，信号音要经过A/D转换器转换 为数字信号后才能通过数字交换网络。采用这种方法不仅需要配备专门的A/D转换设备，而且所生成信号的频 率和幅度都不稳定。因此，数字交换机多使用数字信号发生器直接产生数字信号音。数字信号发生器由可编程 只读存储器（PROM）实现。对要求产生的信号音每隔125
PCM高次群系列 等级 一次群 二次群 30 120 中国、欧洲各国 话路数 传输速率/（Mb/s） 话路数 2.048 8.448 24 96 日本 北美各国
传输速率/（Mb/s） 话路数 传输速率/（Mb/s） 1.544 6.312 24 96 1.544 6.312
三次群
四次群 五次群
480
手动 自动 电子 简化
目前通信网上常见的程控交换机类型
1. No.5 ESS 2. S1240 3. AXE-10 4. HiPath 5. NEAX 6. SoftCo 7. ZXJ10 8. SP30 9. HJD-04 (Lucent) (上海贝尔 ) (ERICSSON) (SIEMENS) (NEC) (华为) (中兴) (大唐) (巨龙)
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二、电话交换机的发展和分类
三、电话通信网
四、语音信号的数字化技术
五、程控交换机硬件 六、程控交换机软件 七、总结
语音信号的数字化技术
模拟信号和数字信号 模拟信号(Analog signal)主要是与离散的数字信号相对的连续信号。模拟信号分布于自然界的各个角落，如每天温度 的变化。而数字信号是人为抽象出来的在时间上的不连续信号。电学上的模拟信号是主要是指振幅和相位都连续的 电信号，此信号可以以类比电路进行各种运算，如放大、相加、相乘等。 数字信号（Digital signal）是离散时间信号（discrete-time signal）的数字化表示，通常可由模拟信号（analog signal）获得。
电话交换介绍
1837年发明电报； 1876年贝尔发明电话；
电话 交换机机
N（N-1）/2
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电话交换机原理
电话交换机，英文名称为telephone exchange，是一种具有特殊功能的程控交换机。 电话交换机有若干个电话机外线，适用于团体、机关、中小企业等单位，也可用于住 宅和秘书电话。
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电话交换机的分类
1.根据信息传递方式分类 （1）模拟交换机 （2）数字交换机 对模拟信号进行交换的交换机 对数字信号进行交换的交换机
2.根据数控方式分类 （1）布线逻辑控制交换机 （2）存储程序控制交换机
将机电器件或电子元件做在一定的印制电路板上 采用计算机的方式编辑存储并控制整个交换机的工作
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一、电话交换机原理
二、电话交换机的发展和分类
三、电话通信网
四、语音信号的数字化技术
五、程控交换机硬件 六、程控交换机软件 七、总结
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交换机发展历程
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人工 机电式 模拟 数字
⑦ 测试（Test）:对用户线（外线）或用户电路（内线）进行测试。
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2.中继电路
中继器是中继线和交换网络以及控制系统间的接口电路。中继器上传输的不仅有语音信号，还有各种局 间信令。中继线是交换机间的连接设备，不同型号交换机中的中继器并不相同。此外，使用的中继器类型还 要适应于相应的传输设备。模拟交换机的中继器由保护电路、信号互换电路、用户线信号电路和隔离电路等 组成。其中，信号互换电路用来指定中继线工作方向（出中继或入中继）以及信号的形式。用户线信号电路 用来在出入中继期间用户段开时，代替用户电路完成向话机馈电、接通或切断铃流、传输信号等工作。隔离 电路用来分离开用户线、中继线以及交换网络内传输的电流。由于目前还存在模拟中继线，所以数字程控交 换系统都配置有模拟中继器AT（模拟口）和数字中继器DT（数字口）两种局间中继器。模拟中继器是模拟 中继线和数字交换网络的接口电路，在模拟中继线上传送的是模拟信号。数字中继器是局间PCM中继线的终 端电路，它的功能与PCM信号传输系统中的信号传输系统中的信道机制有很多相同之处，具体包括以下几个 方面。
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长途电话通信网
1.大区中心局C1 全国共有8个，分别设在上海、广州、北京、沈阳、南京、西安、成都和武汉，其职责是负责疏通该 交换中心服务区内的长途话务，包括长途去话、长途来话和转接业务。 2.省中心局C2 全国共有22个，设立在除C1所在的城市以外的各省会城市，其职责是疏通该交换中心服务区内的长途 去话、长途来话和转接业务。 3.地区中心局C4 全国约有350个，其职责是疏通该交换中心服务区内的长途去话、长途来话和转接业务。 4.县中心局C4 全国约有2200个，是长途通信网中最低一级的交换中心，即县长途端局，其职责是疏通该交换中心服 务区内的长途去话、长途来话和转接业务。
电话通信网的结构
电话通信网是提供电话业务的通信网络，包括本地网和长途网两部分。为了使全球哦范围内任 意两点之间都能进行通话，并且既保证话音质量，又经济合理，就需要将各个区域的话务流量逐级 汇聚起来，以提高通信电路的利用率。在电话通信网中，根据地理条件、行政区域、话务流量的分 布情况等因素设立了多级交换局，每一交换局负责一定区域内的话务量，然后逐级形成辐射的星形 网或网状网。我国电话通信网分为5级，其中1~4级为长途交换局，第5级为本地端局。
① 馈电:（Battery Feeling）：向用户话机送直流电。通常要求馈电电压为-48V或-24V，环路电流不 小于 18mA。 ② 过压保护（Overvoltage Protection）:防止用户外线受雷击或接触高压而损坏交换机。 ③ 振铃控制（Ringing Control）:向用户话机送铃流，通常为25Hz/90V±15V的正弦波。 ④ 监视（Supervision）:监视用户线的状态，检测话机摘机、挂机与拨号等信号，并送往控制系统和交换网络。 ⑤ 编解码与滤波（CODEC/Filter）:在数字交换中，完成模拟话音与数字码间的转换 ⑥ 混合（Hybird）:完成二线与四线的转换。用户话机的模拟信号采用二线双向传输方式，而数字交换网络的 PCM数字信号采用四线单向传输方式，两者必须进行转换。
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脉冲编码调制
脉冲编码调制就是把一个时间连续，取值连续的模拟信号变换成时间离散，取值离散的数字信号 后在信道中传输。脉冲编码调制就是对模拟信号先抽样，再对样值幅度量化，编码的过程。 脉冲编码调制原理 1.抽样，就是对模拟信号进行周期性扫描，把时间上连续的信号变成时间上离散的信号。该模拟 信号经过抽样后还应当包含原信号中所有信息，也就是说能无失真的恢复原模拟信号。它的抽样 速率的下限是由抽样定理确定的。抽样速率采用8Kbit/s。 2.量化，就是把经过抽样得到的瞬时值将其幅度离散，即用一组规定的电平，把瞬时抽样值用最 接近的电平值来表示。 一个模拟信号经过抽样量化后，得到已量化的脉冲幅度调制信号，它仅为有限个数值。 3.编码，就是用一组二进制码组来表示每一个有固定电平的量化值。然而，实际上量化是在编码 过程中同时完成的，故编码过程也称为模/数变换，可记作A/D。
（1）码型变换：实现信号单极性与双极性的变换，即完成交换机内部使用的单极性不归零码与适合线路传输的双极性HDB3码之间的转换。
（2）时钟提取：从PCM中继线上提取时钟信号作为系统同步信号。
（3）帧同步：从PCM中继线上提取帧定位信号，通过帧定位获得帧同步 （4）弹性存储的帧调整：数字中继器具有缓冲存储器，能够存储一帧数据容量，用它来调整帧相位，使PCM传输上的帧相位和交换网络 同步。
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本地电话通信网
1.单局制本地电话通信网 单局制本地电话通信网指只有一个电话局的市内电话通信网。市电话局一方面负责市内电话用 户间的通信，另一方面还要将电话用户与市内其他装有电话通信设备的处所进行连接。这些处 所包括设立在市内的长途电话局、用户小交换机、特种业务服务台等。hui 2.多局制本地电话通信网 当本地电话网发展到一定容量时，应该在市内进行分区，每区建立一个电话局，负责本区内电 话用户的通话。这样就构成了多局制电话通信网。 3.汇接制本地电话通信网 随着本地电话通信网容量的进一步增加，其网内所包含的分局数就越来越多，局间中继线的数 量和长度不断增加，使得中继线路的投资加大，甚至超过了用户线路的投资。因此，在分局数 很多时，局间中继通常不采用直接连接的方式，而是在分区的基础上，把若干分区组成一个大 的联合区，整个本地电话通信网由若干联合区构成，这种联合区叫做汇接区。每一汇接区内设 一汇接局，下设若干端局，还称为汇接制本地电话通信网。
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一、外围电路
1.用户电路 用户电路也可称为用户线接口电路（Subscriber Line Lnterface Circuit ，SLIC）。不论是模拟交换 机还是数字交换机，都具有用户电路。其中，数字交换机的用户电路又根据所连接电话机类型的不 同，被划分为模拟用户电路和数字用户电路两种。