第3章 数字程控交换技术
第三章 程控数字交换与电话通信网课后答案
2、电话交换技术发展得三个阶段就是什么,各个阶段得交换设备得特点就是什么？电话交换技术得发展经历了三个阶段:人工交换阶段;机电式自动交换阶段;电子式自动交换阶段。
特点:人工电话交换机由人工完成接续,接续速度慢,用户使用不方便。
但这一阶段电话机得基本动作原理与用户线上得接口标准直到今天还在使用。
机电式自动交换阶段与人工交换机相比主要有两点不同:为每个用户指定唯一得电话号码,通过拨号盘自动拨号;使用电磁控制得机械触点开关代替人工操作,自动实现线路连接。
电子式自动交换阶段采用逻辑控制方式,这种方式灵活性差,控制逻辑复杂,很难随时按需要更改控制逻辑。
3、程控交换系统就是由哪几个部分组成得,各组成部分完成得功能就是什么？数字程控交换机系统结构由控制子系统与话路子系统构成。
控制子系统:就是交换机得指挥系统,交换机得所有动作都就是在控制系统得控制下完成得。
话路子系统就是由中央级交换网络与用户级交换网络以及各种接口设备组成得。
交换网络:实现不同线路端口上得话音交换。
接口设备:完成外部信号与交换机内部信号得转换。
4、设置远端用户模块有什么好处,远端用户模块与用户模块相比其工作特点有何不同？好处:远端用户模块得设置节省了用户线路得投资,将模拟信号传输改为数字信号传输,改善了线路得传输质量。
不同:远端用户模块与用户模块相比,首先信号传输码型不同。
远端用户模块距离远,需要采用HDB3码传输。
另外,它放置在远离中央级且用户比较集中得地方,而且其功能通常还有两点特殊要求:（1）远端用户模块一般具有模块内得交换功能;（2）当远端用户模块与母局之间得PCM链路出现故障无法进行任何通信时,模块内部得用户之间可以正常通话;能继续提供119、110、120与122等特种服务;至少能保存最近24小时得计费信息,一旦与母局恢复联系可将计费信息转至母局。
5、数字程控交换机得接口类型都有哪些？数字程控交换机用户侧接口V类与Z类接口,数字程控交换机与其她交换机得网络侧接口A类、B类、C类及网管接口Q3接口。
数字程控交换技术实验指导书14327解读
图Ⅰ交换系统组成与结构方框图程控交换状态设置电路的组成及工作过程记发器和信令处理器（U101）用来输出扫描信号到薄膜开关输入电路中去，以接收用户的输入命令，同时将当前工作状态以汉字或字符方式输出到液晶屏电路中。
记发器和信令处理器（U101）通过USB接口与PC机进行通信，用于控制下载学生的开发程序。
图1-1是记发器和信令处理器的方框图。
图1-1 记发器和信令处理器的方框图记发器和信令处理器（U101）同时也完成交换命令的转接任务，一方面将主、被叫号码等接续信息，在液晶屏上显示出来；另一方面将主被叫号码译成接续命令送往交换控制器U103。
本实验系统有多种交换方式：人工话务交换、空分交换、数字时分交换和与电信网络通信的市话接口等。
数字时分交换又有三种不同的实现手段：1.时分交换专用芯片实现-时分MT8980；2.数字可编程逻辑技术实现-时分CPLD；3.数字信号处理技术实现-时分DSP。
不同的交换方式和实现手段是通过液晶控制选择切换的。
它们的方框图如图1-2所示。
图1-2 实验系统交换方式方框图在实验箱加电后，液晶屏上显示“欢迎使用程控交换实验……”。
键盘输入电路采用6个按键的薄电话A电话B电话CD或市话膜开关，具体介绍如下。
RESET（复位）将中央处理器进行复位操作。
按键时,液晶背景灯及交换方式指示灯等闪动一下。
START（开始）进入实验中信息交换方式的选择界面。
按下时，即进入了主菜单。
UP（上移）对菜单中的项目进行选择。
按下时，可移动液晶的指示小箭头。
DOWN（下移）作用同上UP键，但移动方向相反。
RETURN（返回）返回上一级菜单。
ENTER（确认）对选中的项目进行确认，进入相应的选择。
交换方式设置的具体操作如下:按一下薄膜开关上“开始”键，进入主菜单状态，显示：图1-3 液晶主菜单项目显示内容按“上”键或“下”键，移动指示箭头，如箭头指向“2.空分MT8816”。
按“确认”键，进入对应的下一级菜单。
程控交换技术与设备
接口技术
1
接口技术用于程控交换机与其他通信设备之间的 连接和通信。
2
接口技术需要支持多种通信协议和接口标准，如 RS232、RS485、E1、以太网等，以满足不同设 备和网络的需求。
3
接口技术需要保证数据传输的可靠性和高效性， 同时还需要考虑接口的扩展性和兼容性，以便与 其他设备进行无缝连接。
作状态。
常见故障处理
硬件故障
如电源故障、线路故障 等，需要检查设备硬件 连接是否正常，电源是
否稳定。
软件故障
如系统崩溃、软件错误 等，需要重新启动设备
或更新软件版本。
通信故障
如呼叫阻塞、通话中断 等，需要检查网络连接 和通信协议是否正常。
日常维护保养
清洁保养
定期对程控交换设备进行清洁保养，保持设备 外观整洁。
01
02
03
用户电路
提供用户接口，实现用户 线与交换网络的连接。
交换网络
实现不同用户电路之间的 信号交换。
控制设备
包括中央处理器和存储器 ，用于控制交换设备的运 行。
软件系统
操作系统
01
负责管理硬件资源，提供系统级服务。
数据库系统
02
存储交换设备的配置信息和运行数据。
呼叫处理软件
03
实现呼叫的建立、维持和释放等功能。
检查运行状态
定期检查设备的运行状态，包括各部件的工作 情况和系统性能等。
更新软件版本
及时更新软件版本，以修复可能存在的漏洞或 提高系统性能。
05
程控交换技术的发展趋势
大规模集成与高可靠性
01
集成电路技术的飞速发 展为程控交换设备的集 成度和可靠性提供了有
Chapter3_数字程控电话交换与电话通信网
第 3 章 数字程控电话交换与电话通信网
REVIEW 3.3
接 口 设 备
程控交换机由控制子系统和话路子系统构成，控制子系 统采取分级分散控制方式，设有中央处理机和用户处理 机；话路子系统由各种接口、交换网络组成。 接口设备是数字程控交换机与外围环境的接口，其功能 是完成外部信号与交换机内部信号的转换。
接 口 设 备
⑦ 检测和告警处理
检测：帧/复帧同步检测 误码检测 对端告警检测 告警处理：告警比特插入
第 3 章 数字程控电话交换与电话通信网
收
码型变换
帧定位
信令提取 信令 交 换 网 络
PCM 发
时钟提取
帧/复帧同步 告警检测
帧/复帧同步 信号插入
帧同步 指示 信令
复帧同步
码型变换
信令插入
内部时钟
接 口 设 备
用户侧
模拟
编码器
PCM 交换机侧 PCM
300～3400HZ
译码器
模拟
平滑
第 3 章 数字程控电话交换与电话通信网
3.3
⑥混合电路：完成二/四线的转换。 用户话机的模拟信号是二线双向的， PCM数字信号是四线单向，因此，在编 码以前和译码之后要进行二/四线的转换。
接 口 设 备
3.2
数 字 程 控 交 换 机 系 统 结 构
程控交换机的总体结构 话 控
路 子系 统 制 子系 统
第 3 章 数字程控电话交换与电话通信网
第 3 章 数字程控电话交换与电话通信网
3.2
几个概念
接口设备：是实现数字交换系统和外围环境的接口。 远端接口：是到集中维护操作中心、网管中心、计费中心 等的数据传送接口。
教学课件 程控数字交换技术(第二版)(刘振霞)
3) 交换设备
如果说传输设备是电信网络的神经系统，那么交换系统就是各个神经的中枢， 它为信源和信宿之间架设通信的桥梁。其基本功能是根据地址信息进行网内链路 的连接，以使电信网中的所有终端能建立信号通路，实现任意通信双方的信号交 换。对不同的电信业务，交换系统的性能要求不同，例如对电话业务网，交换系 统的要求是话音信号的传输时延应尽量小，因此目前电话业务网的交换系统主要 采用直接接续通话电路的电路交换设备。交换系统除电路交换设备外，还有适合 于其他业务网用的报文交换设备和分组交换设备等。
图1-3 有交换设备的通信
1.2 交换与通信网
当终端用户分布的地域较广时，可设置多个交换机(如市话分局交换机)，每 个交换机连接与之较近的终端，且交换机之间互相连接，如图1-4所示。
交换机
交换机
图1-4 交换机之间的通信
当终端用户分布的地域更广，多个交换设备之间也不便做到个个相连时， 就要引入汇接交换设备，构成典型的电信通信网，如图1-5所示。
1) 终端设备
终端设备的主要功能是把待传送的信息和在信道上传送的信号进行相互转 换。对应不同的电信业务有不同的终端设备，如电话业务的终端设备就是电话 机终端，数据通信的终端设备就是计算机等。
2) 传输设备
传输设备是传输媒介的总称，它是电信网中的连接设备，是信息和信号的 传输通路。传输链路的实现方式很多，如市内电话网的用户端电缆，局间中继 设备和长途传输网的数字微波系统、卫星系统以及光纤系统等。
终端设备一般置于用户处，故将终端设备与交换设备之间的连接线叫做 用户线，而将交换设备与交换设备的连接线叫做中继线。
用户交换机是由机关、企业等集团单位投资建设，供内部通信使用的交 换机。
用户线 中继线
汇接交换机 市话交换机 用户交换机
第3章-程控数字交换的基本原理PPT课件
定义：Δv 不为常数 思路：输入信号的特征是小信号出现的概率大，大信号出现
的概率小，因而重点要改善小信号的量化信噪比。
实现方法：将抽样值通过对数压缩(logarithm compress)再进行均匀量化
对数压缩方法： 15 折线μ率压缩 13 折线 A 率压缩
y
1
7 8
6 8
7
5 8
4 8
3 8
2 8
第3章 程控数字交换的基本原理
▪ 3.1 程控交换机概述 ▪ 3.2 语音信号数字化的基本原理 ▪ 3.3 数字交换的基本原理
1
3.1 程控交换机概述
3.1.1 程控交换机的优点
1、灵活性大 2、便于维护管理，可靠性高 3、体积小，耗电低 4、便于向综合业务数字网发展
2
3.1.2 程控交换技术的发展趋势
1 8
1 1 1
1
128 8 4
2
8
1x
20
13 折线 A 率压缩
13 折线分段时的 x 值与实际的 x 值比较
y
01
2
3
4
5
6
7
1
8
8
8
8
8
8
8
按折线分段的 x 0
1
1
1
1
1
1
1
1
128
64
32
16
8
4
2
实际 x 的计算值 0
1
1
1
1
1
1
1
1
128 60 . 6 30 . 6 15 . 4 7 . 79 3 . 93 1 . 98
折叠码优点：1）只需对单极性信号进行，再增加最高位来表 示信号的极性。
程控数字交换技术第3章PPT课件
• 本章学习内容：
– 介绍了单个交换节点（交换设备）的内部构成和工作 原理。 – 章节目录略
第3章 数字交换机的话路部分
第3章 数字交换机的话路分
• 3.1 数字交换机的系统结构 • 本节问题：
1.数字交换机包含了哪些基本模块？ 2.用户级如何跟选组级相连？ 3.用户级包括哪些模块？用户电路有哪些功能？ 用户模块有哪些功能？PCM编译码是在哪个 模块中实现的？ 4.数字中继器有哪些功能？
第3章 数字交换机的话路部分
4）监视S(Supervision) 通过监视用户直流电流来监视用户线回 路的通/断状态。可检测出：
a) 用户话机的摘挂机状态
b) 号盘话机发出的拨号脉冲
c) 投币话机的输入信号 d) 用户通话时的话路状态（话终挂机监视）
第3章 数字交换机的话路部分
监视电路与馈电电路合在一起
现低阻抗。
●
因为馈电电流影响送话器工作特性，所以为了使电话 机送话特性达到最佳，馈电电路应能把馈电电流限制 在20～50mA之间，既保证用户通话质量，又尽量降 低线路上的损耗。 一般公用交换机要求包括话机电阻在内的环路电阻小
●
于2000Ω，对少数远距离用户的馈电也可采取提高馈
电电压的做法，即在b线串接＋24V升压电池。
四、帧定位
帧定位是使输入的码流相位和局内的时钟相位同步。 帧定位原理图：
利用一个弹性存储器作为缓冲器，使输入的PCM码流在 存储器内延迟（暂存）一下，以完成帧调整功能。 为了保证一帧中每一时隙的内容正确地写到规定的存储 器内，弹性存储器的写入受输入PCM码流的帧同步信号 控制，读出则受本交换机的帧同步信号控制。
• 3.2 用户模块的组成
– 问题：用户模块有哪些功能？用户电路有哪些功能？PCM编译
第三章 程控数字交换与电话通信网(现代交换技术)
数字中继电路的基本功能
码型变换： 单极性不归零码 时钟提取： 就是从输入的数据流中提取时钟信号，作为输入数 据流的基准时钟。同时该时钟信号还用来作为本端系 统时钟的外部参考时钟源。 HDB3（高密度双极性码）
帧同步：
就是从接收的数据流中搜索并识别到同步码，并以 该时隙作为一帧的开始，以便接收端的帧结构排列和 发送端的完全一致。
振铃电路：接受交换机送来的25Hz铃流进行振铃 叉簧：不通话时，将外线与振铃电路接通，等待呼入；
通话时，将外线与拨号电路、通话设备接通。
按键式拨号盘
按键式拨号盘：与拨号集成电路配合发出双音频 (DTMF)信令。
高频 1209Hz 低频 697Hz 770Hz 852Hz 941Hz 1 4 7 * 1336Hz 2 5 8 0 1477Hz 3 6 9 # 1633Hz A B C D
第三章 程控数字交换与电话通信网
1
1、电话通信的基本原理
2
1.1 电话机的发展
1875年6月2日贝尔和沃森发明了电话
（原始的电磁式电话）
↓ 1877年爱迪生发明了碳精式送话器 +手柄+呼叫设备（电铃）+手摇发电机+干电池 （磁石式电话机） ↓ 1882年出现了共电式电话机
（没有手摇发电机和干电池，通话所用电源由交换机供给）
复帧定位 信号插入
2.8——1、数字音频信号的种类
信号分三种：
交换机到用户：
各种信号音（单频，信号源450Hz或 950Hz的正弦波） 交换机到交换机： 局间信号（MFC） 前向信号频率：1380Hz, 1500Hz, 1620Hz, 1740Hz, 1860Hz, 1980Hz（6中取2） 后向信号频率：1140Hz, 1020Hz, 900Hz, 780Hz, （4中取2）
程控交换技术课程设计
引言程控交换机，全称为存储程序控制交换机（与之对应的是布线逻辑控制交换机，简称布控交换机），也称为程控数字交换机或数字程控交换机。
通常专指用于电话交换网的交换设备，它以计算机程序控制电话的接续。
程控交换机是利用现代计算机技术，完成控制、接续等工作的电话交换机。
数字程控交换机分为长途交换机，本地交换机等。
另外还有专用于信令网和智能网的类型。
数字程控交换机的基本功能为：用户线接入，中继接续，计费，设备管理等。
程控交换机的优越性：1、技术上的优越性（1）能够提供许多新的用户服务功能，如缩位拨号、来电显示、叫醒业务、呼叫转移等业务，不再是单一的语音业务。
（2）维护管理方便，可靠性高。
程控交换机可以通过故障诊断程序对故障进行检测和定位，以发生故障时紧急处理迅速及时，因此它在维护管理上和可靠性上带来了好处。
（3）灵活性大。
为适应交换机外部条件的变化，增加的新业务往往只需要改变软件（程序和数据）就能满足不同外部条件（如市话局、长话局等的不同需求）的需要。
（4）便于利用电子器件的最新成果，使整机技术上的先进性得到发挥。
2、经济上的优越性（1）交换设备方面。
体积小，采用电子器件大减小了交换机的体积，这样占用机房的面积小；耗电省，用电子器件代替机械部件，大大减低了能量消耗；成本低，随着集成电路价格的减低，可以大幅度减低交换机成本。
（2）线路设备方面。
可以通过采用远端用户模块方式节省用户线，降低线路设备费用。
（3）维护生产方面。
由于检测和诊断故障的自动化，减少了维护工作量，节省了维护人员。
由于制造工艺简单了，生产效率也提高了。
设计的目的及要求一、设计目的数字程控交换技术课程是通讯类专业的基础课程之一。
本课程设计以行业的主流设备ZXJ10程控交换机为设备实例，通过本课程设计，学生不仅可以掌握数字程控交换的基本原理，了解当今现网的应用。
同时，还可以获得实训操作的机会，真正达到提高技能，培养职业素养的目的。
二、设计要求1、画出交换机硬件组成图，分别表示出控制部分，交换部分，接口部分。
程控数字交换技术原理教学设计
程控数字交换技术原理教学设计一、前言程控数字交换技术是现代通信领域最为重要的技术之一，更是计算机科学与通信科学的结合体现。
这种交换技术通过数字信号的传输、呼叫处理和路由等方面，将传统的电路交换逐渐淘汰。
本教学设计将介绍程控数字交换技术的原理，以及如何设计一门贯穿理论与实践的课程。
本教学设计适用于大学通信类的本科生，为其提供了系统的掌握程控数字交换技术的机会。
二、教学目标1.掌握程控数字交换技术的原理与基本概念。
2.理解话务量理论模型，掌握基本的呼叫路由策略。
3.掌握交换机的工作原理，能够分析交换机的性能与利用率。
4.了解数字局对数字交换机的要求。
5.能够进行实际的数字交换机安装与调试。
6.能够通过实验演示实现呼叫的建立。
三、教学内容1.程控数字交换技术的基础概念介绍。
2.话务量理论模型，基本的呼叫路由策略。
3.交换机的功能模块与工作原理，交换性能分析与利用率计算。
4.数字局对数字交换机的要求。
5.数字交换机的实际安装与调试。
6.数字交换机结构与实现原理的实验演示。
四、教学方法1. 理论教学理论教学主要通过课堂讲解和PPT演示进行。
由于程控数字交换技术具有一定的抽象性，因此教师需要采用生动易懂的语言和形象直观的图表来解释和演示，帮助学生理解和掌握知识点。
2. 实验教学实验教学是计算机科学和通信科学的重要教学方法。
在本课程中，实验教学将重点涉及到数字交换机的结构与实现原理的实验演示。
教师应该根据学生的实验资历设计一系列具有挑战性的实验，并且注重培养学生的解决实际问题的能力。
五、教材选择本教学设计建议使用以下教材：1.《通信原理》（第3版）/ 刘宋，人民邮电出版社 / 2014年2月2.《数字交换技术基础》（第2版）/ 徐江祥，吴长青 / 电子工业出版社 / 2014年3月此外，教师可以根据学生的具体情况，自由选择其他具有先进性、系统性、实用性的教材。
六、考核方式考核方式主要采用闭卷笔试和实验操作两种方式。
第3章 数字程控交换机的系统结构
3.3.3 存储器
中央控制系统中的存储器一般可划分为两个区域：数据存储 器和程序存储器。数据存储器也称暂时存储器，用来暂存呼 叫处理中的大量动态数据，可以写入和读出。
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3.4 数字程控交换机的常用外围设备
3.4.1 电话机
电话通信是通过声能与电能相互转换、并利用“电”这个媒 介来传输语言的一种通信技术。两个用户要进行通信，最简 单的形式就是将两部电话机用一对线路连接起来。 1. 当发话者拿起电话机对着送话器讲话时，声带的振动激励 空气振动，形成声波。 2. 声波作用于送话器上，使之产生电流，称为话音电流。 3. 话音电流沿着线路传送到对方电话机的受话器内， 4. 而受话器作用与送话器刚好相反，把电流转化为声波，通 过空气传至人的耳朵中。 以上就完成了最简单的通话过程。
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3.4 数字程控交换机的常用外围设备
2. CAS检测电路
3.3 数字程控交换机的控制系统
2. 话务分担工作方式 话务分担工作方式的两台处理机各自配备一个存储器，在两 台处 理机之间有互相交换信息的通路和一个禁止设备，如图 3-5所示。 3. 主/备用方式 这种方式的两台处理机，一台为主用机，另一台为备用机， 如图3-6所示。主用机发生故障时，备用机接替主用机进行 工作。备用方式有两种，即冷备用和热备用。
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3.2 数字程控交换机的用户话路
上行通路和下行通道的用户级 T 接线器分别采用读出控制方 式和写入控制方式。LCMU和LCMD的内容分别代表话音存 储器（ SMU和 SMD）的读出地址和写入地址，所以控制存 储器的单元数是 128个单元，与各话音存储器的单元数一样。
3.2.3 数字用户电路
数字用户电路（Digital Line Circuit，DLC）是数字用户 终端设备与程控数字交换机之间的接口电路。 1．S接口 数字用户终端的数字信息采用四线制方式时，应采用 S 接口。 2．U接口 U 接口是在网络终端到电话局之间的 ISDN用户线采用二线 制市话电缆的接口设备。
《程控交换技术》PPT课件
3.2 程控数字交换机的构成
程控数字电话交换系统
话路子系统
控制子系统
接口设备
交换网络
模拟/数字用户电路
数字/模拟中继器 信令设备 用户集中级
信号音发生器 DTMF接收器 MFC接收和发送器
CPU与存储器 外部设备 远端接口
NCEPU 15
程控数字交换机的系统结构
NCEPU 16
交换机中的几个概念
接口设备：是实现数字交换系统和外围环境 的接口。 远端接口：是到集中维护操作中心、网管中 心、计费中心等的数据传送接口。 用户集中级：完成话务集中功能，集中比一 般为2:1到8:1一般为单T交换网络。 用户模块：用户集中级+用户电路。 远端模块：设置在远端的用户模块。
NCEPU 17
数字交换系统接口类型
第三章 程控交换技术
华北电力大学通信技术研究所
第三章： 程控交换技术
3.1 程控交换技术概述 3.2 程控数字交换机的构成 3.3 交换网络 3.4 呼叫接续过程分析 3.5 程控交换机软件系统
NCEPU 2
3.1 程控交换技术概述
3.1.1 电话机概述 电话机的发明 电话机的构成 电话机的通话原理 电话机的分类
NCEPU 11
程控交换机的优越性
在技术上的： 能提供许多新的服务性能 维护管理方便、可靠性高 灵活性大、便于采用新技术 和增加新业务
在经济上的： 在交换设备上 在线路设备上 在维护和生产方面
NCEPU 12
程控交换机补充业务
缩位拨号 热线服务 呼出限制 免打扰服务 查找恶意呼叫 闹钟服务 截接服务 缺席用户服务
中继器
FDM 实线
四线
转换
本地
程控数字交换技术
第一章交换的概念·1.1 交换的概念通信作为信息产业的基础，在推进社会信息化进程中发挥着先导和带动作用。
随着通信技术的飞速发展，通信新业务不断涌现，电话通信和数据通信已成为现代社会应用最广泛的信息交流方式，是人们日常生活和工作中不可缺少的一部分。
通信是指利用有线、无线的电磁系统或者光电系统，传送、发射或者接收语音、文字、数据、图像以及其它任何形式信息的活动。
一个有效的通信，能够让用户不管在何时、何地都可与任何其它用户互相传递信息。
为了实现一个有效的通信就需要采用交换技术。
所谓交换，就是通过交换局的交换设备在通信网络大量的终端用户之间，根据用户的呼叫请求建立连接，相互传送话音、数据、图像等信息。
任何一个主叫用户的信息，可以通过通信网络中的交换设备和传输设备发送到任何一个或多个被叫用户。
1.1.1 通信系统基本模型所需的一切技术设备的总和称为通信系统。
通信系统的基本模型如图 1-1 所示图 1-1 通信系统模型通信系统由以下几个部分组成：( 1) 信源和信宿信源是指发出信息的信息源。
根据信源输出信号的性质可分为模拟信源 ( 如模拟电话机 ) 和数字信源(如计算机)。
模拟信源可通过抽样和量化变为数字信源。
信宿是指信息传送的终端，即收信者。
(2) 发信终端和收信终端发信终端用于将信源发出的信号变换成适合于在信道上传输的信号。
收信终端完成与发信终端相反的变换。
具有发信与收信功能的常见终端设备是调制解调器或数传设备。
(3) 传输信道传输信道是指连接发信终端和收信终端之间的传输系统。
按传输媒介不同可将传输信道分为有线信道和无线信道，如光纤通信使用有线信道传输，移动通信、微波通信使用无线信道传输；按传输信号型式不同将信分为模拟信道和数字信道，如载波通信使用模拟信道传输， PCM 通信使用数字信道传输，(4) 交换节点通信系统不仅要完成信息的传送，而且还要完成信息的交换。
信息交换功能是由交换节点实现的，交换节点的主要设备是节点交换机，如电话通信系统中的程控数字交换机，数据通信系统中的分组交换机、 DDN 节点机，宽带通信系统中的 ATM 交换机、帧中继交换机，光纤通信系统中的光交换机等。
第三章 程控数字交换与电话通信网 现代交换技术课件
2020/6/16
通信网安全研究小组 周贤伟
19
模拟用户电路
模拟用户电路的功能可归纳为BORSCHT七个功能：
——B(Battery feeding)馈电
——O(Overvoltage protection)过压保护
——R(Ringing control)振铃控制
——S(Supervision)监视
将两个双音频信号按125μs间隔进行抽样（也 就是8kHz的PCM抽样频率），然后进行量化和 编码，得到各抽样点的PCM信号，放到ROM中， 使用时对ROM按一般PCM信号读出。
2020/6/16
通信网安全研究小组 周贤伟
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双音频信号的产生举例
例如要产生1500Hz和1620Hz的双音频信号，首先我 们在1500Hz、1620Hz和8000Hz的三个频率中取最大 公约数20Hz，它是重复频率，重复周期为50ms，即 在50ms内， 1500 Hz重复了75次，1620 Hz重复了81 次，8000 Hz重复了400次。因此在50ms周期内，要 取400个抽样值存放在ROM中。在需要时按序读出即 形成了数字双音频信号。
2020/6/16
通信网安全研究小组 周贤伟
9
3.2、程控交换机系统结构
2020/6/16
通信网安全研究小组 周贤伟
10
3.2.1 电话交换技术的发展
电话交换技术的发展经历了三个阶段：
人工交换阶段 机电式自动交换阶段 电子式自动交换阶段
2020/6/16
通信网安全研究小组 周贤伟
11
数字程控交换机的优越性
2020/6/16
通信网安全研究小组 周贤伟
34
3.2.3.1 单频信号的产生
第3章 数字程控交换技术
使维护量大大降低。 l 可靠性得到提高。在出现故障时可及时进行处理。 l 灵活性大。新业务的开展可以通过软件的更改就可以实现，而硬件设备不需要进
行任何更改。 l 便于实现综合业务数字网。综合业务数字网的基础就是数字网，数字网的核心设
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2 现代交换技术
的共同点是机械触点开关动作由拨号盘产生的拨号脉冲直接控制，所以这种交换机的控制 方式属于直接控制。从此电话交换进入自动化的时代。
在这之后出现了旋转制和升降制自动交换机，在这类交换机中，用户的拨号脉冲由“记 发器”接受，然后通过“记发器”控制接线器的工作。所以这种交换机的控制方式属于间 接控制。“记发器”的使用为电话交换中的话路部分与控制部分的分离打下基础。
3.2 数字程控交换机的硬件组成
数字程控交换机的硬件组成如图 3.1 所示，数字程控交换机的硬件系统由话路子系统 和控制子系统组成。
3.2.1 话路子系统
话路子系统是由中央级交换网络、用户级交换网络、各种接口电路以及信号音收发设 备组成的。中央级交换网络主要完成交换的功能，在第 2 章中我们已经介绍过，在此将重 点介绍其它三部分。
不管是直接控制还是间接控制，统称为步进制交换机(step by step system)。步进制 交换机有电路技术简单，人员培训容易等优点，但由于在步进制交换机中接续过程是机械 动作，也存Байду номын сангаас着噪声大，易磨损，话音质量欠佳，维护工作量大，呼叫接线速度慢，故障 率高等缺点。
在 20 世纪 30 年代末，40 年代初，出现了纵横制交换机。纵横制交换机有两个特点： 一是接线器接点采用挤压接触方式代替滑动接触，减少了磨损，并且由于采用贵金属提高 了接点接触的可靠性，减少了维护工作量；二是采用公共控制方式，即将话路部分与控制 部分分开，交换机的控制由“标志器”和“记发器”来完成。采用公共控制方式，使控制 部分与话路部分分离，控制部分可独立设计，灵活方便，功能强，接续速度快，更为重要 的是，公共控制方式的实现使计算机程序控制电话交换成为可能。
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数字程控交ห้องสมุดไป่ตู้机的全数字化，必然带来早期其它交换机无法比拟的优越性，这种优越 性体现在经济和技术两个方面上。
1．经济方面的优越性 l 数字程控交换机采用电子器件，可以节省大量的有色和黑色金属。
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2 现代交换技术
的共同点是机械触点开关动作由拨号盘产生的拨号脉冲直接控制，所以这种交换机的控制 方式属于直接控制。从此电话交换进入自动化的时代。
在这之后出现了旋转制和升降制自动交换机，在这类交换机中，用户的拨号脉冲由“记 发器”接受，然后通过“记发器”控制接线器的工作。所以这种交换机的控制方式属于间 接控制。“记发器”的使用为电话交换中的话路部分与控制部分的分离打下基础。
3．电子式电话交换 机电式交换机的控制系统采用布线逻辑控制方式，即硬件控制方式，简称为布控。这 种控制方式灵活性差，控制逻辑复杂，很难随时按需更改控制逻辑。随着电子计算机技术 的产生和发展，人们在交换机中引入电子技术，称作电子交换机。早期的电子交换机只是 在控制部分引入电子技术，我们称为“半电子交换机”和“准电子交换机”。 随着微电子技术和数字技术的发展，特别是 1946 年第一台电子计算机的诞生，全电子 交换机，即交换机的话路部分和控制部分均采用了电子器件，取得了迅速的发展。这种交 换机中采用计算机软件控制交换，即存储程序控制(SPC)。这种交换机被称作程控交换机。 1965 年 5 月美国开通了第一台程控交换机(ESSNo.1)，该交换机为模拟程控交换机， 其话路部分传送和交换的信号是模拟信号。随着数字传输技术的发展，人们希望交换机能 够直接交换数字信号。1970 年法国开通了第一台数字程控交换机(E10)，其话路传送和交 换的信号是数字信号。 数字程控交换机能提供许多新的服务，它的维护管理更方便，可靠性更高，灵活性更 大，便于采用新技术和灵活增加各种新业务，具有以往任何交换机所无法比拟的优越性， 因而在电话网中得到普遍的应用。
后面具体介绍。 l 易于实现维护自动化和集中化。数字交换机可通过软件进行故障处理和故障诊断，
使维护量大大降低。 l 可靠性得到提高。在出现故障时可及时进行处理。 l 灵活性大。新业务的开展可以通过软件的更改就可以实现，而硬件设备不需要进
行任何更改。 l 便于实现综合业务数字网。综合业务数字网的基础就是数字网，数字网的核心设
2．补充业务 要想使用新服务项目的用户，需要事先向话局申请，经话局同意后予以登记，并通过 人机命令赋予该用户线使用该项业务的权利。以下对常用的补充业务进行简要的介绍 （1）缩位拨号 主叫用户在呼叫经常联系的被叫用户时，可用 1-2 位的缩位号码来代替原来的多位被 叫号码，再由交换设备将缩位号码译成“完整的被叫用户号码”，据此完成接续，缩位拨 号不仅在市话接续中使用．也可在长途接续和国际接续中使用。该业务在交换机中所占比 例为 10%。 （2）热线服务 热线服务又叫“免拨号接通”。当用户摘机后无需拨号，即可接通到事先指定的某一 被叫用户。如果该主叫用户不想呼叫热线用户而要呼叫网中其它用户时，只需在摘机后的 规定时间内(5 秒)迅速拨出第一个号码，接着再拨完其它号码即可呼叫网中其他用户，热 线电话的用户也可以被网中其他用户呼叫。 一个电话用户所登记的热线服务，只能登记一个对方电话号码，但登记的热线服务电 话号码可以根据用户需要随时改变。该业务在交换机中所占比例为 5% （3）呼出限制 呼出限制又叫呼出加锁，类似给用户的电话机加了一把“电子密码锁”，这个密码只 有用户单位有关人员知道，主要作用是限制不知道密码的人随意使用电话，有利于加强电 话费管理。呼出加锁分类：第一类，限制全部呼出(打特种电话除外)。第二类，限制国际 和国内长途全自动呼出。第三类，限制国际长途全自动呼出。 用户需用此项业务时，可向电话局申请选用的 4 位密码数字，以便使用此项业务。该 业务在交换机中所占比例为 10%。 （4）闹钟服务 闹钟服务又叫叫醒服务，在预定的时间，对用户振铃起闹钟作用，以提醒用户去办计 划之中的事情。闹钟服务是—次性服务，只要交换机提供这次服务，此后即自动撤销。预 定的响铃时间限定为登记之时算起的 23 小时 59 分之内。该业务在交换机中所占比例为 1%。 （5）免打扰服务 免打扰服务又叫暂不受话服务。当用户在某一段时间里不希望来话呼叫对他干扰时， 他可以请求将他的呼叫转移到话务员或录音通知设备。该业务在交换机中所占比例为 5%。 （6）转移呼叫 转移呼叫又称随我来。程控局的某用户，若有事外出他处，为了避免耽误受话，可以 事先向电话局登记一个他临时去处的电话号码。此后若有其他用户呼叫该用户时，数字程 控交换机可将这次呼叫转移到他的临时去处。该业务在交换机中所占比例为 5%。 （7）呼叫等待 某一用户(简称 A)发起呼叫，并与被叫用户(简称 B)建立了接续，就在 A、B 用户通话
3 第 3 章 数字程控交换技术
l 数字程控交换机体积小，占用的机房面积小。 l 重量轻，可节省基建费用。 l 采用远端用户模块，可降低线路费用。 l 维护中采用智能控制，可以节省工作人员，提高工作效率。 2．技术方面的优越性。 （1）控制子系统数字化带来的优越性 l 可提供众多新用户服务功能。如缩位拨号，三方通话，遇忙回叫等。具体内容在
1．用户级交换网络 用户级包括用户模块和远端用户模块。用户级主要完成话务量集中和话音编译码的功 能。话务量的集中可以提高用户线的利用率。数字程控交换机的交换网络交换的是数字信 号，而从用户线传送来的信号是模拟信号，因此需在用户级中完成模/数转换，才可进入交 换网络，从交换网络中送出的信号也必须经过数/模转换才能进入用户线。用户级交换网络 既可以是空分方式，也可以是时分方式。编译码功能可以在用户集中以前进行，也可以在 集中之后进行。
（8）遇忙回叫 当 A 用户呼叫 B 用户遇忙，应用本项功能可以在 B 用户空闲时，自动地把这两个用户 接通，交换机在实现遇忙回叫时，先向主叫用户振铃，主叫摘机后改向被叫用户振铃(同时 让主叫用户听回铃音)。该业务在交换机中所占比例为 5% （9）缺席用户服务 根据用户要求，当该用户不在，恰有其他用户呼叫他时．可以提供事先录制的录音通 知，例如“今日外出，请明日来电话”等。该业务在交换机中所占比例为 5% 以上提供的是针对一般个人用户的补充业务。单位使用的小交换机如果是数字程控交 换还可以提供小交换机号连选，夜间服务，直接拨入分机以及多方会议电话等业务。在管 理与维护方面数字程控交换机还可以提供话务自动控制、话务自动统计、自动故障诊断、 自动设备测试、迂回路由寻找以及遥控遥测无人值守等业务。
1．人工电话交换 1876 年贝尔发明电话以来，为使许多用户中任何一个用户均可以与其它用户通话，就 需要将这些用户的线路引到同一地点，在那里有一个电话机的接线设备就称为电话交换机。 1878 年美国发明了第一部人工磁石式电话交换机，用户端采用磁石式电话机，即电话 机配有干电池作为通话电源，并且用手摇发电机产生呼叫信号。这种交换机又称为自给电 池交换机。随着电话用户的增加，磁石式电话交换机已不能适应需求。1891 年出现了共电 式电话交换机。共电式交换机与磁石式交换机的不同，主要是通话电源由交换局统一供给， 用户话机中不再使用干电池，因此又称为共用电池式。 人工电话交换机是第一代电话交换机，采用人工接续，存在接续速度慢，用户使用不 方便的缺点。 2．机电式电话交换 1892 年美国人史瑞乔(Strowger)为了克服人工接续中的人为干扰造成的接续错误，发 明了第一个自动交换机，叫做史端乔式自动电话交换机。用户通过话机的拨号盘自动拨号 直接控制交换机中的接线器的上升与旋转逐步完成电话的自动接续，因此这种交换机称为 步进制交换机。这后来又出现了德国西门子式自动交换机，它与史端乔式自动电话交换机
通知用户。 l 提供特种服务（例如 119、110、120 等）。
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4 现代交换技术
l 公用电话业务 l 呼叫禁止，用于设备有故障或用户欠费而暂停使用。 l 恶意呼叫跟踪，可以对恶意的呼叫进行追踪，从而制止这种行为。
3.1 数字程控交换机的发展及其特点
自从 1876 年贝尔发明了电话以来，话音通信已经是人们日常通信的重要手段。构成电 话交换的重要设备电话交换机也经历了从人工到自动，从只能简单的进行话音通信到综合 业务的开展。如今的数字程控电话交换机已经是信息交换中不可缺少的设备。
3.1.1 电话交换技术的发展
伴随着电话的产生，电话交换技术就随着人们对通信要求的不断提高而不断地发展。 在一定程度上，电话交换技术的发展代表着整个通信技术的发展。
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5 第 3 章 数字程控交换技术
期间，又有第三者(简称 C)呼叫 A，此时，尽管 A 处在通话状态；C 可听到回铃音．同时 A 听到呼入等待音，在此情况下，A 用户可作如下选择：①接收新呼叫结束原呼叫；②保留 原呼叫接收新呼叫。在与新呼叫者说话时保持原有的接续，随后并能根据需要在二者之间 进行转换；③拒绝新呼叫。当 A 用户听呼叫等待音超过 20～25 秒，交换机向 C 用户送忙音。 该业务在交换机中所占比例为 5%。
网。 l 易于进行话音加密。
3.1.3 数字程控交换机的业务性能
数字程控交换机采用事先编制的程序对交换进行控制，比原先任何形式的交换机的控 制都便利，用户可以使用许多新的业务。
1．基本业务 l 市话、国内长途及国际长途的自动接续服务。 l 提供话务员接入服务。 l 提供录音通知，将一些特殊业务（例如：报时、天气预报、用户改号等）用话音
第 3 章 数字程控交换技术
教学提示： 交换技术已经实现数字化，数字程控交换机是实现数字程控交换技术的载 体。它是电子技术和计算机技术相结合的产物。数字程控交换技术是实现综合业务数字网 （ISDN）的核心技术。