现代交换技术

我的交换摘要通信网是由用户终端设备、传输设备和交换设备组成的。

它是由交换设备完成接续，使网内任一用户可与其他用户通信。

数字程控交换机是数字电话网、移动电话网及综合业务数字网中的关键设备，在通信网中起着非常重要的作用。

数字程控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言道。

关键字：程控交换机、硬件系统、软件系统引言程控交换机是由硬件系统和软件系统组成。

其中程控交换机的硬件系统包括话路系统，中央处理系统（控制系统）、维护与操作系统三部分。

话路系统主要包括用户电路、用户集线器、中继线接口、信号部件、数字交换网络以及用户处理机等部件。

中央处理系统包括三级，分为电话控制外设级、呼叫处理控制级、维护测试级。

程控交换机的软件系统可分为两大部分，一部分是运行处理所必需的在线程序（也称为联机程序），另一部分是用于交换机的设计、调试、软件生产和管理的支援程序（也称为脱机程序）。

程控交换的特点是控制系统依靠事先存储的程序和数据引导微处理器对各种信令进行适当处理，对交换网络和接口进行必要的控制。

它能明显改善呼叫的处理速度、质量和效率外，其最大优点是系统只需要通过变动软件，就能改变交换系统的组成和功能，增添了许多方便用户的业务。

提高了系统硬件结构模块化和标准化水平，十分便于系统的升级和更新。

（一）话路系统2.1话路系统的组成2.1.1用户级话路用户级话路是由用户电路和用户集线器组成。

用户电路是用户线与交换机的接口电路，用户线连接的终端是模拟话机，则用户线称为模拟用户线，其用户电路称为模拟用户电路，应有模/数（A/D）和数/模(D/A)转换的功能。

若用户线连接的终端是数字话机，则用户线称为数字用户线，其用户电路称为数字用户电路。

用户电路有七大功能，分别是馈电、过压保护、振铃控制、监视、编译和滤波、混合电路和测试七大功能。

2.1.2用户集线器用户集线器是用来进行话务量的集中或分散的。

通常以120个用户为一群，出线为4套PCM链路。

每群有一个用户级T接线器，可以有多个用户群复接，从而将几百的用户或上千个用户共用的120条话路接到选组级。

通常将复接的用户群数称作集中比。

2.1.3中继器模拟中继器是数字交换机与其他交换机之间采用模拟中继线连接的接口电路，它是为数字交换机适应模拟环境而设置的。

对于传送音频信号的实线中继线，在模拟终端要进行模/数和数/模转换。

对于传送频分复用载波信号的模拟中继线，要进行FDM—TDM转换，直接变成PCM数字编码。

数字中继器是数字交换机与数字中继线之间的接口电路，数字中继线一般采用PCM作为传输手段，一般为PCM30/32.基群接口通常使用双绞线或同轴电缆传输信号，而高次群接口则逐步采用光缆传输方式。

2.1.3.1 数字中继器的作用数字中继器的主要作用是将对方局送来的30/32路PCM信号分解成30路64kbit/s的信号，然后送至数字交换网络。

同样，它也把从数字交换网络送来的30路64kbit/s的信号，复合为30/32路PCM信号，送到对方局。

虽然PCM 数字中继线传输的信号也是数字信号，但它的传输码型和数字交换机内传输和交换的信号码型是不同的，而且时钟频率和相位也会有差异，此外其信令格式也不一样。

为此就要求数字中继器应具有码型变换、时钟提取、帧定位、帧同步和复帧同步、信令提取和插入、告警处理等功能，以达到协调彼此之间的工作。

2.1.4信号部件交换机需要向用户发送各种信号音，也需要向其他交换局发送和接收各种局间信号，如多频信号，这些信号都是音频模拟信号。

信号部件主要有信号音发生器、多频接收器和发送器等。

数字交换机中信号音发生器一般采用数字音存储方法，将拨号音、忙音等音频信号进行抽样和编码后存放在只读存储器中，在计数器的控制下发出数字化信号音的编码，经数字交换网络发送到所需的话路上去。

当然，在需要的时候，也可通过指定的时隙（如TS0,TS16）传送。

多频信号发送器和接收器主要用于接收和发送多频（MF）信号，它包括音频话机的双音多频信号和局间多频信号。

这些双音多频信号在相应的话路中传送，都是以数字化的形式通过交换网络而被接收和发送的。

故在数字交换机中的多频接收器和发送器应能接收或发送数字化的多频信号。

（二）控制系统3.1程控数字交换机是在程控模拟交换机的基础上发展而成的，程控模拟交换机的控制系统，一般采用单一中央处理器的集中控制方式。

程控数字交换机开始出现并迅速发展时，各种微处理器也相继问世。

因此，数字交换机通常采用引入微处理器的多机控制方式。

采用多机控制方式的一种基本方式是设置多级处理机，程控交换的控制系统一般可分为以下三级：第一级是电话外设控制级。

这一级是靠近交换网络以及其他电话外设部分，也就是与话路设备硬件的关系比较密切的部分，其控制功能主要是完成扫描和驱动。

器特点是操作简单，但工作任务非常繁重，工作量很大。

第二级是呼叫处理控制级。

它是整个交换机的核心，是将第一级送来的信息进行分析处理，在通过第一级发布命令来控制交换机的路由接续或复原。

这一级的控制功能具有较强的智能性，所以这一级均为存储程序控制。

第三级是维护测试级。

主要用于操作维护和测试，它包括人机通信。

这一级需要更强的智能性，所以需要的软件数量最多，但对实时性要求低。

3.1.2 处理机的控制方式数字程控交换机采用微处理控制方式，根据处理机所在控制范围可分为集中控制和分散控制两大类。

所谓集中控制系统，是指电话交换机控制系统中的任一台处理机都可以使用系统中的所有资源（包括硬件资源和软件资源），执行系统中的所有功能。

它的优点是处理机能了解整个系统状态，控制系统的全部资源，功能的改变只须在软件上进行，教易实现。

缺点是软件规模较大，系统管理相当困难，且系统比较脆弱，一旦控制部件发生故障，就有可能导致整个系统瘫痪。

除小容积程控电话交换机外，目前很少使用这种方式。

所谓分散控制系统，是指交换机控制系统中的每台处理机只能使用系统的部分资源，执行系统中的部分功能。

分散控制又可分为以下两种方式：分级控制系统和分布式控制系统。

多个处理机之间独立工作，分别完成不同的功能和对不同的资源实施控制，这些处理机之间不分等级，不存在控制与被控制关系，各处理机有自主能力，称为分布式控制系统。

分布式控制系统具有以下特点：a）.程控交换机各处理机处于同一级别；b）.每台处理机只完成部分功能，各处理机要协调配合共同完成整个系统的功能，因而各处理机之间通信接口较复杂。

c) 每台处理机上运行的应用软件只完成该处理机所承担的功能，故单个处理机上的应用软件相对简单。

d)程控交换机系统具有良好的扩充能力。

控制系统由多个处理机构成，各处理机分别完成不同的功能和对不同的资源实施控制，处理机之间是分等级的，高级别的处理机控制低级别的，协调完成整个程控电话交换机系统的功能,称为分级控制系统。

分级控制系统具有以下特点：a）程控交换机的处理机是按控制功能的高低层次而分别配置的。

b)每一级采用话务量分担的方式c）外围处理机采用一般的微处理器，呼叫处理机和主处理机用速率高，功能强的处理器。

程控交换机的软件组成程控交换系统中的硬件动作均由软件进行控制完成。

软件是运行于交换系统各处理机中完成各项功能的程序和数据的集合；程控交换机的软件系统可分为两大部分，一部分是运行处理所必需的在线程序（也称为联机程序），另一部分是用于交换机的设计、调试、软件生产和管理的支援程序（也称为脱机程序）。

4.1程控交换机软件的组成4.1.1呼叫处理程序在线程序可分为系统程序和应用程序。

系统程序是交换机硬件与应用程序之间的接口，而应用程序包含呼叫处理、执行管理、系统恢复、故障诊断、维护管理等程序。

呼叫处理程序负责整个交换机所有呼叫的建立和释放，以及交换机各种新服务性能的建立和释放。

呼叫处理程序主要有以下功能。

1）交换状态管理：负责呼叫处理过程中的不同状态的转移和管理。

2）交换资源管理：对呼叫处理过程中的电话外设进行调试和调用。

3）交换业务管理：负责对程控交换机的许多新交换业务的管理。

4）交换负荷控制：监视交换业务的负荷情况、临时性控制发话或入局呼叫的限制。

4.2呼叫处理的基本原理在程控交换机中，呼叫接续过程都是在呼叫处理程序控制下完成的。

下面是呼叫处理过程：1、呼出接续：主叫摘机呼出的检测、查明主叫类型、选择一个空闲的收号器、发送拨号音，存储块的分配。

2、接收地址信号：有软件以足够快的扫描周期来检测和识别（8ms）。

3、数字（号码）分析：根据地址的前几位判定接续去向，有本局呼叫、出局呼叫、长途呼叫、特服业务等。

4、路由选择：对应于呼叫去向的路由选择一条空闲的中继线。

5、通路选择：发码结束或本局呼叫应答后由软件通过驱动命令完成，在主叫和被叫用户间通过网络选择一条空闲通路。

6、振铃：向被叫用户发铃流，向主叫用户送回铃音，监视主、被叫用户状态。

7、应答监视：应答识别、切断铃流及回铃音、启动计费系统。

8、通话和释放监视：通话接续、监视挂机信号、特殊处理。

9、话终释放：停止收发计费脉冲、向为拆线一方发送“释放”或“催挂”音、拆线处理。

4.2.1呼叫处理过程的状态迁移状态迁移：处理机接收输入信号，从一种稳定状态转变到另一种稳定的过程，此时需要处理机进行处理，且输入信号的激发是必不可少的。

稳定状态：在接续过程中稳定不变的状态，如空号，收号、振铃、通话、听忙音等。

4.2.2输入处理输入处理的任务是及时发现新的处理要求，并对用户线、中继线状态进行监视、检测和识别，然后将其放在队列中或相应的存储区，以便由其它程序进行分析处理。

输入处理一般是通过各种扫描程序进行的。

扫描程序可分为用户线扫描程序、脉冲号码扫描程序，双音频号码扫描程序、中继线扫描程序等。

一、用户线扫描程序1、任务：检测用户线状态，由处理机分析判断，识别摘机、挂机两种事件。

2、特点：检测回路的通、断，用“1”和“0”表示；摘机检测周期一般为100~200ms，挂机检测周期一般为300~500ms。

拨号周期一般为8~10ms。

3、原理：用户线只有两种状态，摘机或挂机。

如果仅仅读取用户回路的当前状态信息，并不能判断用户是否进行摘机动作，因为当前的摘机状态可能是刚刚摘机，也可能是已摘机呼出，因此必须结合上次扫描读取的状态来判别，只有当上次为断开，这次为合，才判断用户摘机。

挂机同理。

二、拨号脉冲扫描.组成：脉冲识别、脉冲计数、位间隔扫描1、脉冲识别：检测每个拨号脉冲的到来2、脉冲计数：个数字由一串脉冲构成（范围0～9），在对脉冲识别的基础上，应对一串脉冲中的个数进行计数,脉冲计数器占4位，即PC0、PC1、PC2和PC3，其数值为20、21 、22和23（可表示0～9）3、位间隔识别：识别两位号码之间的间隔；原理是在一定时间内无有发生脉冲变化（三）程控交换机的技术发展与趋势近年来，程控交换机在控制方式、程度软件、话路网以及接入业务等方面一直处于快速发展状态。