电话交换原理

电话交换原理

第三章电话交换原理

第一节电话交换概述

张运旺编辑

2012年2月11日13:20:42

我国公用电话交换网（PSTN）是我国发展最早的电信网，主要为用户提供电话业务。就目前来看，PSTN仍然是规模最大、业务量最高的电信业务网。

一、交换系统在电话网中的作用

电信交换的基本含义是在公用网大量的终端用户之间，按所需目的地相互传递信息，也就是说，任何一个主叫用户的信息，可以通过电信网中的交换节点发送到所需的任何一个或多个被叫用户。电话交换是电信交换中最基本的一种交换方式。

自从贝尔发明电话以来。就产生了在一群人之间相互通话的要求。这意味着其中任意两个用户在需要时都可以进行通话。在用户数很少时，可以采用个个相连的方法（见图3－1）再加上相应的开关控制。显然，当用户较多时这种个个相连的方法，是很不经济的，甚至根本就无法实现。于是引入了交换节点（其核心设备是交换系统），所有的用户线都连到交换系统，由交换系统控制任意用户之间的接续，（见图3－2）。

图3－l 用户个个相连图3-2 交换节点的引

入

因此，交换系统应具有下述的三个功能：

l、为两个用户通过话音信号进行会话临时提供一条双向传输的媒介，其通频带应

在300－3400HZ之间。

2、提供并传输用户线和网内各种信号。这些信号包括摘挂机信号、电话号码以及为呼叫的建立、监视和释放所必须的控制信号。这些控制信号要在网络内的相关节点予以执行。

3、为了提高电话网络的运行和管理效率，网内还需要互相和处理一些命令和信息（如话务餐测量、计费、设备故障检测、故障诊断、故障应急处理和故障排除后的重新运行组织等）。

由此可见，交换系统实际上是电话网络的指挥执行中心。

二、电话网的技术结构

在电话网中，要在两部川户话机问建立双向语音传输路由所需的设备是相当多的，电话网的技术结构就反映了所需要的设备和它们之间的相互连接关系（见图3-3），它可以分为下述三部分：

1、用户环路：它是用户话机和交换机之间的连接部分，也叫配线网络。

2、交换部分：它是电话网的“智能”部分。有了它，每一个主叫用户才能与被叫用户连接起来。如果主被叫双方在同一交换局内，交换机可以通过用户环路把它们直接连接起来。如果主被叫双方不在同一电话局内，则交换机可以通过交换局之间的连接线路（通常叫中继线路），使主叫用户的交换局和被叫用户的交换局连接后，再将主被叫用户间接连接在一起。

3、局间传输设备：这是各交换局之间的电话网部分。它既包括了发送和接收设备，包括了各种多路传输媒体。

图3－3 电话网的技术结构

第二节程控数字交换机

程控数字交换系统是由硬件和软件两大部分组成的。

一、硬件

程控数字交换系统的硬件可以分为三个系统：话路系统、控制系统和输入输出系统。（见图3－4）。

图3－4 程控数字交换机的基本组成话路系统是指与话音接续有关的设备，它又包括用户级、远端用户级、各种中继接口、信号部件和选组级，其中选组级为交换系统的核心设备。

控制系统的功能包括两个方面：一方面是对呼叫进行处理，另一方面对整个交换系统的运行进行管理、监测和维护。控制系统的硬件由两部分构成：一个是处理机（CPU），另一个是存储器。其中处理机是控制系统的核心。

输入输l出系统一般包括打字机、显示器、打印机、以及磁盘和磁带机等外存储器。

打字机是用来输入维护、测试、运转管理等方面的人机命令、显示器和打印机是交换机的输出设备。外存储器中存放了交换机的全部程序和数据。

二、软件

程控交换机的软件是用来实现交换机的各种控制，是交换机必不可少的一个重要组成部分。软件又分成程序和数据两大部分。

第三节数字交换原理

一、时隙交换的基本概念

图3-5 时隙交换示意图

现在用图3—5来说明时隙交换概念。设有n套PCM系统进入数字交换网络，任一套PCM系统的任一个话路时隙的8比特编码信息，通过交换网络交换到其它PCM系统或本系统的任一时隙中去。图3．5中表示了第一套PCM中的第2时隙与第n套PCM的第3时隙、第二套PCM中的第3时隙与第一套PCM的第22时隙、第n套PCM的第21时隙与第2时隙之间实现交换。数字交换网络的功能是完成时隙交换，在具体实现时应具备以下两种基本功能：

1、在一条复用线上进行时隙交换功能。

2、在复用线之间进行同一时隙的交换功能。

二、复用器和分路器

前面简述进入数字交换网络的是一次群PCM系统，仅有32个时隙，实际应用上价值不大。一般，进入数字交换网络至少由4组一次群PCM构成的时分复用线来传输才有实用价值。那么怎样才能使用若干个一次群PCM合并起来，在一条（或一组）母线

上传送呢?这需要采用多路复用技术。同样，从数字交换网络输出后，最终还是要还原成一次群PCM，这需要分路技术。

进入数字交换网络的时分复用线的复用度，也就是时隙数，各交换系统并不相同。一般来说，在技术经济条件允许的情况下，尽量增加复用度，可以扩大容量。30/32系统的PCM一次群，每帧125微秒，每个时隙3.9微秒，8位码串行传送，故每位码为488毫微秒，传送码率为2.048Mbit/s。如果将复用度提高到512时隙。8位码仍串行传送，码率将提高16倍，达到每秒32Mbit以上。为使复用度高而不使码率太高，一般可进行串/并变换，将每个话路的8位串行码变为8位并行码。这样当复用度为512时，码率仅为4.096Mbit/s。

三、时分（T）接线器

T接线器的作用是完成在同一条复用线（母线）上的不同时隙之间的交换，即将输入侧复用线上的时隙内容交换到输出侧复用线上的指定时隙上。T接线器的结构见图3-6所示。由图可见，T接线器主要由话音存储器SM、控制存储器CM，以及必要的接口电路（如串/并，并/串转换等）组成。为了简化，通常我们只将SM和CM用示意图的形式表示出来。顾名思义，话音存储器SM的作用是用来存储用户的话音信号，控制存储器CM的作用是用来存储处理机的控制命令字：其格式在各种程控交换机中会有所不同，这里我们只关心它们的主要内容，而不管具体格式。