第三章 程控数字交换机
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程控交换第3章
馈电B：向用户话机馈电是采用− 48V（或− 60V）的直流 电源供电。
过压保护O：用户外线可能受到雷电袭击，也可能和高压 线相碰。
振铃控制R：振铃电压为交流90±15V，频率为25Hz，1s 续，4s断。 监视S：监视用户线的通/断状态，及时将用户线的状态 信息送给处理机处理。摘机—环路闭合；挂机—环路断开 编解码和滤波C：编译码和滤波功能是完成模拟信号和数 字信号间的转换。 混合电路H：完成2/4线转换。编码之前和译码之后进行。 测试T：测试功能主要用于及时发现用户终端、用户线路 可能发生的故障
t ＝10ms，因此可以把700hz＋900hz叠加信号看作周期为
10ms的信号，一个周期内抽样为80个样值，因此ROM单元 数为80个，采用对称性，ROM采用21个单元可以了。
练习题
在程控数字交换机中产生单音频数字信号音的是 数字信号发生器，简要说明其组成结构。试计算 1800Hz＋700Hz的数字多频信号所需的ROM的容 量（要求写出计算过程）。
接收器一般采用数字滤波器滤波，然后由逻辑识别电路识
别。
接收器根据每个滤波器的输出大小来判决输入信号包含的
频率成分。
数字音频信号的接收
F1数字滤波器 数 字 逻 辑 识 别
输入
F2数字滤波器
输出
F3数字滤波器
数字双音频信号接收器框图
HW0 HW2
a TS8 串 并 转 换
SMA0 0 10 a TS64 255 a ITS10 0入 ITS138 0出 255 15 入 15 出 138 0
信号部件
节省ROM存储单元的方法是利用对称性，只存放1/4的抽
样值，读取时按照顺读、倒读、顺读加负号、倒读加负号。
双音频信号的产生和单音频信号产生的原理相同，可以通
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。
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）
程控交换复习第三章
1、程控数字交换机的数字交换网络中，经常采用的两种接线器是时分接线器和空分接线器。
2、模拟语音信号的数字化要经过抽样、量化、编码三个步骤。
3、时间接线器主要由话音存储器和控制存储器两部分组成。
4、输入工作方式的T接线器的话音存储器是按控制写入、顺序读出方式工作的。
5、输出控制方式工作的S接线器的控制存储器中所存储的是（接通的入线号码）。
6、PCM32系统中，每帧时长为（125）μs。
7、空间接线器完成（复用线之间）的交换。
8、空间接线器主要由电子交叉接点矩阵及控制存储器两部分组成。
9、时间接线器的话音存储器（SM）有顺序写入，控制读出及控制写入，顺序读出两种工作方式。
10、语音信号的数字化要经过______三个步骤。
（ C ）A.抽样、量化、译码B.抽样、滤波、编码C.抽样、量化、编码D.非均匀量化、滤波、编码11、时间接线器的输入控制方式是指话音存贮器( D )A.顺序写入，控制读出B.顺序写入，顺序读出C.控制写入，控制读出D.控制写入，顺序读出12、时间接线器是完成( B )A. 不同复用线上同一时隙号间的交换B. 同一复用线上不同时隙号间的交换C. 不同复用线上不同时隙号间的交换D. 同一复用线上相同时隙号间的交换13、当局间采用数字型线路信令时，第10帧(F10)的TS16传送( D )的线路信令。
A.话路9和话路26B.话路10和话路26C.话路9和话路25D.话路10和话路2514、时分接线器的输入控制方式是指( A )A.时分接线器的SM按控制写入，顺序读出方式工作B.时分接线器的CM按控制写入，顺序读出方式工作C.时分接线器的SM按顺序写入，控制读出方式工作D.时分接线器的CM按顺序写入，控制读出方式工作15、输出控制方式的T接线器在控制存储器中应写入（A）A.话音时隙的存储单元地址B.时钟C.输入时隙号码D.输出时隙号码16、控制存储器CM的工作方式为（C）A.顺入控出B.顺入顺出C.控入顺出D.控入控出17、交换网络中采用反相法，即两方向通路的内部时隙（ D ）A.相等B.任意C.差一帧D.差半帧18、我国No.7信令网的结构可分为（ C ）A.2级B.3级C.4级D.5级19、与OSI七层模型结构相应的No.7信令系统结构中，用于实现信令消息处理的是（ C ）A.第一功能级B.第二功能级C.第三功能级D.第四功能级20、某T-S-T网络，其HW线的复用度为128，已知A→B的方向占用了内部时隙26，B→A方向占用的时隙为（C）A.20B.29C.90D.10221、8×8矩阵的S接线器由______个控制存储器控制。
第3章程控数字交换机的硬件系统
*
0
#D
注： 有的只有12个键，无ABCD 有的多于16个键，如增加：
重拨、免提等
2020年5月19日星期二
6
3.2 数字交换机的硬件结构
实验室程控交换机房设备间
2020年5月19日星期二
7
3.2 数字交换机的硬件结构
2020年5月19日星期二
程控交换机正面
8
3.2 数字交换机的硬件结构
程控交换机背面
信号提取和插入电路：负责把CPU的通信信息从信 息流中提取出来（或插入）。
网络接口：实现和网络的接口。 扫描存储器：暂存从数字交换用户电路读取的信息。 分配存储器：暂存向用户电路发出的命令信息。 用户电路：实现与用户间的接口。
2020年5月19日星期二
17
3.3.2 用户电路
类型：模拟用户电路和数字用户电路
信令设备
话路部分
控制部分
存储器
中央 处理机
控制设备
I/O设备
2020年5月19日星期二
32
3.3.4 音频信号的产生与收发
音频模拟信号
各种信号音（拨号音、忙音、回铃音）， 由交换机—>用户
局间信令（多频信号）：交换机<—>交换机
注意：
1）音频模拟信号也必须经过“数字化”即PCM调制后才能在 数字网上传输。
交换机：根据主叫用户（话机）的拨号信号选择被叫， 使主被叫建立连接，实现通话。话毕断开连接
电话铜线：实现传输功能
2020年5月19日星期二
2
3.1 电话机—基本结构
发信部分
拨号电路
收信部分 振铃电路
送话器
音频发送电路
受话器
音频接收电路
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
NCEPU 14
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
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
程控交换第三章
机。（见图3-22 ，书上63页）
程控交换第三章
程控交换第三章
（4）、分布式控制系统 目前大中型交换机的控制部分多采用分
散控制下的分级控制系统或分布式控制 方式。 举大唐SP30的实例。
程控交换第三章
4、备用方式
（1）微同步方式
程控交换第三章
优点： 及时发现错误 中断时间短（20ms），不影响呼叫
配置数据 交换局的号码翻译规则 路由中继数据 No.7信令数据 计费数据 新业务提供情况
程控交换第三章
（2）用户数据
用户数据用来说明用户的情况，每个用户
都有其特有的用户数据。用户数据主要包 括以下内容：
用户电话号码、用户设备码
用户线类别
话机类别
用户的服务等级
用户对新业务的使用权及用户已登记的 新业务
失比较大，工作效率较负荷分担方 式低。 （4）有时采用N+1的配置方式，其 中一台处理机专作为备用机。
程控交换第三章
3.5 程控交换软件系统
3.5.1程控交换软件系统的组成
程控交换第三章
1、运行软件系统
运行软件： 指交换系统工作时运行在各种处理
机中，对各种交换的各种业务进行处理 的软件的总和。 （1）操作系统 （2）数据库系统 （3)应用软件 比例图见书上66页 图3-27
MFC系统
程控交换第三章
2、控制系统
交换机通常采用微处理器多机控制方式，采 用多机方式的一种基本方式是设置多级处理 机（两级或三级）。
第一级：电话外设控制级
采用用户处理机
第二级：呼叫功能处理级
采用呼叫处理机
第三级：维护测试级
采用主处理机
程控交换第三章
3、其他设备
（1）外围设备
程控交换第三章
程控交换第三章
（4）、分布式控制系统 目前大中型交换机的控制部分多采用分
散控制下的分级控制系统或分布式控制 方式。 举大唐SP30的实例。
程控交换第三章
4、备用方式
（1）微同步方式
程控交换第三章
优点： 及时发现错误 中断时间短（20ms），不影响呼叫
配置数据 交换局的号码翻译规则 路由中继数据 No.7信令数据 计费数据 新业务提供情况
程控交换第三章
（2）用户数据
用户数据用来说明用户的情况，每个用户
都有其特有的用户数据。用户数据主要包 括以下内容：
用户电话号码、用户设备码
用户线类别
话机类别
用户的服务等级
用户对新业务的使用权及用户已登记的 新业务
失比较大，工作效率较负荷分担方 式低。 （4）有时采用N+1的配置方式，其 中一台处理机专作为备用机。
程控交换第三章
3.5 程控交换软件系统
3.5.1程控交换软件系统的组成
程控交换第三章
1、运行软件系统
运行软件： 指交换系统工作时运行在各种处理
机中，对各种交换的各种业务进行处理 的软件的总和。 （1）操作系统 （2）数据库系统 （3)应用软件 比例图见书上66页 图3-27
MFC系统
程控交换第三章
2、控制系统
交换机通常采用微处理器多机控制方式，采 用多机方式的一种基本方式是设置多级处理 机（两级或三级）。
第一级：电话外设控制级
采用用户处理机
第二级：呼叫功能处理级
采用呼叫处理机
第三级：维护测试级
采用主处理机
程控交换第三章
3、其他设备
（1）外围设备
第三章 程控数字交换机的硬件系统
2. S接线器的基本组成
S接线器主要由一个连接n条输入复用线和n 条输出复用线的n×n的电子接点矩阵，控制存 贮器组以及一些相关的接口逻辑电路组成。 控制存储器共有n组，每组控制存储器的存 储单元数等于复用线的复用度。 第j组控制存储器的第I个单元用来存放在时 隙I时第j条输入（输出）复用线应接通的输出 （输入）线的线号。 设控制存储器的位元数为i，S接线器的输入 （输出）线的数目为n，则控制存储器的位元 数应满足以下关系：2i≥n。
控制存储器的内容是在呼叫建立时由计算机写入的。
（2）
输入控制方式
控制写入 顺序读出
输入控制方式也叫做控制写入，顺序读出。
在采用输入控制方式时， T接线器的输入复用线上某 个时隙的内容，应写入话音存储器的哪个单元，由控 制存储器相应单元的内容来决定。控制存储器的内容， 是在呼叫建立时由计算机控制写入的。
两种压扩律
两种压扩律――A律和μ律。欧洲和我国均采用A律， 在 PCM30/32 系统中采用； μ 律通用于北美和日本，在 PCM24系统中采用。 A律的输入电压和输出电压的关系如下式所示：
uy Au x 1 ln A 0 ux 1 (小信号 ) A
μ 律的输入电压和输出电压的关系如下式所示：
3-1-1 采用分级控制方式的交换机的硬件的基本 结构
远端用户模块
各部分的基本功能
采用分级控制的交换机的硬件由用户模块，远端用 户模块、数字中继器、模拟中继器、数字交换网络、 信令设备和控制系统组成。 1．用户模块 2．远端用户模块 3．中继模块 4．数字交换网络 5．信令设备 6．控制部分是计算机系统，由处理器、存贮器和输入/输 出设备组成，通过执行预定的程序和数据，来完成规 定的话音通路接续、维护和管理的功能逻辑。
第三章_程控数字交换机的硬件系统要点
17
3.2 数字交换原理和数字交换网络
3.2.1 语音信号数字化和时分多路通信 1．语音信号的数字化 语音信号的数字化要经过抽样、量化和编码三个步骤。 （1）抽样
图3-4 模拟信号法基本原理图
（3）编码
19
将信道的可用频带划 分为若干互不交叠的 频段，每路信号的频 谱占用其中的一个频 2．时分多路通信 段实现多路传输
3
数字程控交换机的硬件结构可以分为分级控制方式,全 分散 控制方式和基于容量分担的分布控制方式
3.1.1 采用分级控制方式的交换机的硬件基本结构 采用分级控制方式的交换机的硬件基本结构如图 3-1所示。 ① 数字交换网络 ② 用户模块 ③ 远端用户模块 ④ 中继模块 ⑤ 信令设备 ⑥ 控制系统
4
是终端设备和数字程 控交换机的接口。通 过用户线路直接连接 终端设备。向用户终 端提供接口电路，完 成用户话务的集中和 扩散，对用户侧的话 路进行必要的控制。
写
②.
的第20时隙。
CM
6
10100
CPU
写
读
CLK
30
两种控制方式都是相对于话音存储器而 言的。因为控制存储器只有一种控制方 式，即控制写入，顺序读出方式。
31
四.空间接线器 S
1.功能：它完成在不同复用线之间同一时隙内容的交换， 即将某条输入复用线上某个时隙的内容交换到指定的输出复用 线的同一时隙。交换前后发生的变化是被交换内容所在的复用 线，而其所在的时隙并没用发生变化。故称为“空间交换” 2.基本组成： 它由一个连接n条输入复用线和n条输出复用线的n×n电 子接点矩阵、控制存储器组以及相关的接口电路组成。
23
3.2.2 数字交换原理和数字交换网络
一. 数字交换的基本概念
3.2 数字交换原理和数字交换网络
3.2.1 语音信号数字化和时分多路通信 1．语音信号的数字化 语音信号的数字化要经过抽样、量化和编码三个步骤。 （1）抽样
图3-4 模拟信号法基本原理图
（3）编码
19
将信道的可用频带划 分为若干互不交叠的 频段，每路信号的频 谱占用其中的一个频 2．时分多路通信 段实现多路传输
3
数字程控交换机的硬件结构可以分为分级控制方式,全 分散 控制方式和基于容量分担的分布控制方式
3.1.1 采用分级控制方式的交换机的硬件基本结构 采用分级控制方式的交换机的硬件基本结构如图 3-1所示。 ① 数字交换网络 ② 用户模块 ③ 远端用户模块 ④ 中继模块 ⑤ 信令设备 ⑥ 控制系统
4
是终端设备和数字程 控交换机的接口。通 过用户线路直接连接 终端设备。向用户终 端提供接口电路，完 成用户话务的集中和 扩散，对用户侧的话 路进行必要的控制。
写
②.
的第20时隙。
CM
6
10100
CPU
写
读
CLK
30
两种控制方式都是相对于话音存储器而 言的。因为控制存储器只有一种控制方 式，即控制写入，顺序读出方式。
31
四.空间接线器 S
1.功能：它完成在不同复用线之间同一时隙内容的交换， 即将某条输入复用线上某个时隙的内容交换到指定的输出复用 线的同一时隙。交换前后发生的变化是被交换内容所在的复用 线，而其所在的时隙并没用发生变化。故称为“空间交换” 2.基本组成： 它由一个连接n条输入复用线和n条输出复用线的n×n电 子接点矩阵、控制存储器组以及相关的接口电路组成。
23
3.2.2 数字交换原理和数字交换网络
一. 数字交换的基本概念
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。
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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。
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3.2、程控交换机系统结构
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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
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数字程控交换机的优越性
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3.2.3.1 单频信号的产生
第3章 数字程控交换技术
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
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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。
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。
交换技术第3章
数字中继的基本功能
帧定位（再定时） 使输入的码流相位和局内的时钟相位同步。 帧和复帧同步信号插入
因为在交换网络输出的信号中，不包含帧和复帧的同步信 号，故在发送时，应将帧和复帧的同步信号插入，这样就
形成了完整的帧和复帧的结构。
数字中继的基本功能
双/单 码型变换 帧同步 复帧同步 告警检测 指示 帧定位 信令 提取 信令 接收 数字 交换 网络
链路
集中级
集中比为：3：1
（3）数字终端
常称为数字中继，是连接数字局之间的数字中继线与数字交 换网络的接口电路，它的输入端和输出端都是数字信号，因 此，不需要进行模/数和数/模转换。可适配一次群或高次群的 数字中继线。 具有码型变换、时钟提取、帧同步、帧定位、信令插入和提 取、告警检测等功能。
音频信号-附
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（随路）： 局间信号（MFC，Multi-Frequency Compelled，多频互控） 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） 用户到交换机： 拨号信息（直流脉冲、DTMF）
带通滤 波器
T,R
O
B,S
H
平衡 网络
编 译 码 器
振铃 测试
扫描
低通滤 波器
用户电路板
（2）用户集中级
一般用户不可能同时进行呼叫，所以为了节省成本，设置集中 级。 完成话务集中，将一群用户经用户集中级后以较少的链路接 至交换网络，提高链路的利用率。 集中比一般为2：1至8：1 如果用户集中级和用户电路设置在远端，常称为远端模块。 远端用户级和母局间用PCM（Pulse-code Modulation，脉冲 编码调制）链路连接，链路数与远端用户级容量及话务负荷 有关。
第3章 程控数字交换机的组成
负责建立呼叫接续并对呼叫进行监视、释放和计 费工作。它包括对用户线及中继线状态的扫描监 视；为呼叫接续分配软、硬件资源；处理和控制 硬件的接续和释放以及计费系统的工作。 2.管理程序： 对交换机的运行进行管理和控制度程序。包括对 话务量的观测、统计和分析；对用户和中继线进 行定期例行维护测试；对业务质量得检查，监视 用户通话业务情况和质量；对业务变更多处理， 包括用户的变动处理，如新用户登记、用户撤销、 用户改号、话机类别的更改、用户业务的登记、 更改和撤销。
和停送回铃音; • ·建立A、B用户间的通话路由,开始通话; • ·启动计费设备,开始计费; • ·监视主、被叫用户状态。
• （8）话终。 • 主叫先挂机: • ·交换机检测到主叫挂机后,释放复原路由; • ·停止计费; • ·向被叫用户送忙音。 • 被叫先挂机: • ·交换机检测到被叫挂机后,经过一定时限后,
3.维护程序： 包括故障检测、诊断和定位。对发生故障的设备 进行故障诊断，即确定故障的部位，打印输出诊 断结果。 维护人员可根据诊断结果更换硬件。 故障诊断程序也可按照维护人员的命令对交换系 统进行测试。
数据
为了适应不同的情况和要求，将交换机的软件中的 程序和数据分开。程序只要配以不同的数据即可适用于各 个交换局。对一个交换局而言，局数据的修改，不会影响 程序的结构，体现了软件的灵活性和可修改行。
4. 处理机间的通信管理： 对多处理机系统的交换机，处 理机间的信息 交换，由有关的通信控制程序负责控制。
5.系统的监视和故障处理： 对交换机的公用设备的工作 情况进行监视，对 故障及时进行识别、分析和处理。
6.人－机通信： 对维护人员的控制命令进行编辑 和执行。
应用程序
应用程序包括以下功能： 1.呼叫处理：
和停送回铃音; • ·建立A、B用户间的通话路由,开始通话; • ·启动计费设备,开始计费; • ·监视主、被叫用户状态。
• （8）话终。 • 主叫先挂机: • ·交换机检测到主叫挂机后,释放复原路由; • ·停止计费; • ·向被叫用户送忙音。 • 被叫先挂机: • ·交换机检测到被叫挂机后,经过一定时限后,
3.维护程序： 包括故障检测、诊断和定位。对发生故障的设备 进行故障诊断，即确定故障的部位，打印输出诊 断结果。 维护人员可根据诊断结果更换硬件。 故障诊断程序也可按照维护人员的命令对交换系 统进行测试。
数据
为了适应不同的情况和要求，将交换机的软件中的 程序和数据分开。程序只要配以不同的数据即可适用于各 个交换局。对一个交换局而言，局数据的修改，不会影响 程序的结构，体现了软件的灵活性和可修改行。
4. 处理机间的通信管理： 对多处理机系统的交换机，处 理机间的信息 交换，由有关的通信控制程序负责控制。
5.系统的监视和故障处理： 对交换机的公用设备的工作 情况进行监视，对 故障及时进行识别、分析和处理。
6.人－机通信： 对维护人员的控制命令进行编辑 和执行。
应用程序
应用程序包括以下功能： 1.呼叫处理：
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1.话务基础知识 (1)话务量 呼叫发生强度与平均占用时长的乘 就是单位时间内的话务量, 积 , 就是单位时间内的话务量 , 称为话 务量强度, 简称为话务量, 务量强度 , 简称为话务量 , 通常用爱尔 Erl)为单位. 兰(Erl)为单位.用公式表示为 A=λ×S
A为话务量强度,λ为呼叫发生强度 为话务量强度, ,S为平均占用时长. 为平均占用时长.
(2)多频接收器 No. (3)No.7信令系统硬件的一般结构
图3-38 信令终端电路的一般结构
3.4 控制系统的一般结构 1.微同步方式
图3-39 微同步方式的基本结构
2.互助方式 3.主/备用方式 4.N+m备用方式 3.4.2 处理机的控制结构 1.分级控制方式 2.全分散控制方式 3.容量分担的分布控制方式
3.空间(S)接线器 空间( 接线器的基本功能( (1)S接线器的基本功能(2)S接线器的基本组成
S接线器的组成结构 图3-11 S接线器的组成结构
(3)两种控制方式和控制原理
输出控制方式下工作的S 图3-12 输出控制方式下工作的S接线器的工作原理
复用和分路, 并和并→ 3.2.3 复用和分路,串→并和并→串变换
3.2 数字交换原理和数字交换网络
3.2.1 语音信号数字化和时分多路通信 1.语音信号的数字化 语音信号的数字化要经过抽样, 语音信号的数字化要经过抽样,量化和编码三个 步骤. 步骤. (1)抽样
图3-4 模拟信号的抽样
(2)量化
图3-5 压扩法基本原理图
(3)编码
2.时分多路通信 时分多路通信常用的复用方式有频分复用 和时分复用两种. 和时分复用两种.它们分别按频率和时间划 分信道. 分信道.
图3-6 频分复用和时分复用方式
PCM通信是典型的时分复用多路通信系统, PCM通信是典型的时分复用多路通信系统, 通信是典型的时分复用多路通信系统 基本原理图如图3 所示. 基本原理图如图3-7所示.
PCM通信的基本原理 图3-7 PCM通信的基本原理
3.2.2 数字交换的基本概念和基本接线器 1.数字交换的基本概念
3.4.3 处理机之间的通信 1.通过数字交换网络进行通信 (1)利用TS16进行通信 利用TS (2)通过数字交换网络的任一 话音信道传送
2.采用计算机网络常用的通信结构方式
(1)多总线结构 (2)环形结构 当分散的控制系统中的多处理机处于平级关 系时,可以采用环形结构互连, 系时,可以采用环形结构互连,每台处理机相当 于环内的一个节点,和环通过环接口连接. 于环内的一个节点,和环通过环接口连接. (3)以太网结构 以太网结构同令牌环一样, 以太网结构同令牌环一样,也是一种局域网多 处理机的通信技术,但是其应用更加普遍. 处理机的通信技术,但是其应用更加普遍.
(2)T单元的扩展 ) 单元的扩展 容量扩展后所需T单元的数量 的值是按照扩展倍数的 容量扩展后所需 单元的数量k的值是按照扩展倍数的 单元的数量 平方增长的.即 平方增长的.
扩展的容量 k= 单个T单元的容量
2
图3-19 T单元的扩展
(3)TTT型交换网络 TTT型交换网络
TTT三级交换网络的结构 图3-20 TTT三级交换网络的结构
TST网络的工作原理 图3-17 TST网络的工作原理
(3)TST网络的初,次级T接线器共用控制 TST网络的初,次级T 网络的初 存储器的问题
2.T接线器集成电路芯片,单T级和TTT交 接线器集成电路芯片, 级和TTT交 TTT 换网络 (1)T接线器集换的T 图3-18 256×256时隙交换的T接线器的芯片结构原理
图3-8 数字交换机中两用户通话经数字交换网络连接的简化示意图
2.时间(T)接线器 时间( (1)T接线器的基本功能 (2)T接线器的基本组成
T接线器的结构 图3-9 T接线器的结构
(3)T接线器的工作方式和工作原理 ① 输出控制方式 ② 输入控制方式
图3-10 时间(T)接线器的工作原理图 时间(
3.1.3 基于容量分担的分散控制方式的交换 机的基本结构 基于容量分担的分散控制方式的交换机 主要由交换模块(SM),通信模块(CM) ),通信模块 主要由交换模块(SM),通信模块(CM) 和管理模块(AM)三部分组成. 和管理模块(AM)三部分组成. 1.交换模块 交换模块(SM)主要完成交换和控制功能, 交换模块(SM)主要完成交换和控制功能, 并提供用户线和局间中继线的接口电路. 并提供用户线和局间中继线的接口电路.
图3-27 用户模块的基本结构
(1)馈电
图3-28 用户馈电原理图
(2)过压保护
图3-29 过压保护电路
(3)振铃控制
图3-30 振铃控制电路
(4)监视:监视功能通过用户直流回路的通 监视: 断来判定用户线回路的接通和断开状态. 断来判定用户线回路的接通和断开状态.
图3-31 用户线监视
(5)编译码和滤波 编译码是两个相反方向上的转换. 编译码是两个相反方向上的转换. (6)混合电路
3.时/空结合的交换单元(T/S) 空结合的交换单元(T/S) DSE的基本功能和组成 (1)DSE的基本功能和组成
DSE的基本结构 图3-21 DSE的基本结构
(2)DSE的工作原理 DSE的工作原理
DSE交换示例 图3-22 DSE交换示例
DSE工作原理 图3-23 DSE工作原理
3.2.5 交换网络的阻塞计算
3.无阻塞网络 (1)单级无阻塞网络 网络显然是无任何内部阻塞的交换网络. 单级的n×n网络显然是无任何内部阻塞的交换网络.
Y =n2
(2)三级CLOS无阻塞网络 三级CLOS无阻塞网络 CLOS
三级CLOS CLOS网络的结构 图3-26 三级CLOS网络的结构
3.3 数字程控交换机的终端与接口
数字程控交换机的终端与接口主要包括 用户模块,中继器和信令设备. 用户模块,中继器和信令设备. 1.用户模块的基本结构 用户电路:与模拟用户线的接口. 用户电路:与模拟用户线的接口. 用户级交换网络:由一级T接线器组成, 用户级交换网络:由一级T接线器组成, 完成话务量的集中和扩散. 完成话务量的集中和扩散. 用户处理机:完成对用户电路,用户级T 用户处理机:完成对用户电路,用户级T 接线器的控制及呼叫处理的低层控制. 接线器的控制及呼叫处理的低层控制. 2.模拟用户电路
混合, 图3-32 混合,编译码和滤波功能的示意图
(7)测试控制
图3-33 测试功能的示意图
图3-34 模拟用户接口电路的总体框图
3.用户话务的集中和扩散 3.3.2 中继器 中继器是数字程控交换机与其他交 换机的接口. 换机的接口. 1.模拟中继器 模拟中继器的功能框图如图3 35所 模拟中继器的功能框图如图3-35所 示.
3.管理模块
管理模块(AM) 管理模块(AM)用来完成呼叫处理的 支援功能(包括系统范围内的维护访问, 支援功能(包括系统范围内的维护访问, 诊断,控制和调度,软件恢复和初始化, 诊断,控制和调度,软件恢复和初始化, 故障检测和恢复等, 故障检测和恢复等,这些都是集中控制 ),同时完成管理功能 同时完成管理功能, 的),同时完成管理功能,提供访问软 件的外接数据链路和磁盘存储器. 件的外接数据链路和磁盘存储器.
图3-3 基于容量分担的分散控制方式交换机的基本结构
2.通信模块
通信模块(CM) 通信模块(CM)的主要功能是完成管理 模块( AM) 与交换模块( SM) 之间, 模块 ( AM ) 与交换模块 ( SM ) 之间 , 各交 换模块之间的连接与通信, 换模块之间的连接与通信 , 它还完成管理模 AM) 与交换模块( SM) 块 ( AM ) 与交换模块 ( SM ) 之间的呼叫处 理和管理信息的传送, 理和管理信息的传送 , 同时完成各交换模块 之间的功能话音时隙交换. 之间的功能话音时隙交换.
第三章 程控数字交换机 的硬件系统
3.1 程控数字交换机硬件的基本结构 3.2 数字交换原理和数字交换网络 3.3 数字程控交换机的终端与接口 3.4 控制系统的一般结构
3.1 程控数字交换机硬件的基本结构
程控交换机是电话交换网的核心设备, 程控交换机是电话交换网的核心设备,其主要功能 是完成用户之间的接续. 是完成用户之间的接续. 3.1.1 采用分级控制方式的交换机的硬件基本结构 采用分级控制方式的交换机的硬件基本结构如图 所示. 3-1所示. ① 数字交换网络 ② 用户模块 ③ 远端用户模块 ④ 中继模块 ⑤ 信令设备 ⑥ 控制系统
8/l复用和串 复用和串→ 图3-13 8/l复用和串→并变换
3.2.4 数字交换网络 TST数字交换网络 1.TST数字交换网络 TST数字交换网络的结构 (1)TST数字交换网络的结构
典型的TST TST交换网络的结构 图3-16 典型的TST交换网络的结构
(2)TST交换网络的工作原理 TST交换网络的工作原理
图3-40 以太网结构
(2)占用概率分布 )
Ax p( x) = m x! i A i! i =0
∑
Am E = p ( m) =
∑
m! = E ( A) m m i A i! i =0
2.数字交换网络的空分等效 (1)T接线器的空分等效
T接线器的空分等效 图3-24 T接线器的空分等效
(2)S接线器的空分等效
S接线器的空分等效 图3-25 S接线器的空分等效
图3-35 模拟中继器的功能框图
2.数字中继器 数字中继器是程控交换机和局间数字 中继线的接口电路,它的入/ 中继线的接口电路,它的入/出端都是数 字信号. 字信号. 数字中继器的主要功能有: 数字中继器的主要功能有: ① 码型变换和反变换 ② 时钟提取 ③ 帧同步 ④ 复帧同步 ⑤ 信令的提取和插入
图3-36 数字中继器的功能框图
3.3.3 信令设备 信令设备的主要功能是接收和发送信令. 信令设备的主要功能是接收和发送信令. 程控数字交换机中主要信令设备有: 程控数字交换机中主要信令设备有: 信号音发生器: 信号音发生器:用于产生各种类型的 信号音,如忙音,拨号音,回铃音等. 信号音,如忙音,拨号音,回铃音等. DTMF接收器 接收器: DTMF接收器:用于接收用户话机发 出的DTMF信号. DTMF信号 出的DTMF信号. 多频信号发生器和多频信号接收器: 多频信号发生器和多频信号接收器: 用于发送和接收局间的MFC信号. MFC信号 用于发送和接收局间的MFC信号. No. 信令终端:用于完成No No. No.7 信令终端:用于完成 No.7 信令 的第二级功能. 的第二级功能.
A为话务量强度,λ为呼叫发生强度 为话务量强度, ,S为平均占用时长. 为平均占用时长.
(2)多频接收器 No. (3)No.7信令系统硬件的一般结构
图3-38 信令终端电路的一般结构
3.4 控制系统的一般结构 1.微同步方式
图3-39 微同步方式的基本结构
2.互助方式 3.主/备用方式 4.N+m备用方式 3.4.2 处理机的控制结构 1.分级控制方式 2.全分散控制方式 3.容量分担的分布控制方式
3.空间(S)接线器 空间( 接线器的基本功能( (1)S接线器的基本功能(2)S接线器的基本组成
S接线器的组成结构 图3-11 S接线器的组成结构
(3)两种控制方式和控制原理
输出控制方式下工作的S 图3-12 输出控制方式下工作的S接线器的工作原理
复用和分路, 并和并→ 3.2.3 复用和分路,串→并和并→串变换
3.2 数字交换原理和数字交换网络
3.2.1 语音信号数字化和时分多路通信 1.语音信号的数字化 语音信号的数字化要经过抽样, 语音信号的数字化要经过抽样,量化和编码三个 步骤. 步骤. (1)抽样
图3-4 模拟信号的抽样
(2)量化
图3-5 压扩法基本原理图
(3)编码
2.时分多路通信 时分多路通信常用的复用方式有频分复用 和时分复用两种. 和时分复用两种.它们分别按频率和时间划 分信道. 分信道.
图3-6 频分复用和时分复用方式
PCM通信是典型的时分复用多路通信系统, PCM通信是典型的时分复用多路通信系统, 通信是典型的时分复用多路通信系统 基本原理图如图3 所示. 基本原理图如图3-7所示.
PCM通信的基本原理 图3-7 PCM通信的基本原理
3.2.2 数字交换的基本概念和基本接线器 1.数字交换的基本概念
3.4.3 处理机之间的通信 1.通过数字交换网络进行通信 (1)利用TS16进行通信 利用TS (2)通过数字交换网络的任一 话音信道传送
2.采用计算机网络常用的通信结构方式
(1)多总线结构 (2)环形结构 当分散的控制系统中的多处理机处于平级关 系时,可以采用环形结构互连, 系时,可以采用环形结构互连,每台处理机相当 于环内的一个节点,和环通过环接口连接. 于环内的一个节点,和环通过环接口连接. (3)以太网结构 以太网结构同令牌环一样, 以太网结构同令牌环一样,也是一种局域网多 处理机的通信技术,但是其应用更加普遍. 处理机的通信技术,但是其应用更加普遍.
(2)T单元的扩展 ) 单元的扩展 容量扩展后所需T单元的数量 的值是按照扩展倍数的 容量扩展后所需 单元的数量k的值是按照扩展倍数的 单元的数量 平方增长的.即 平方增长的.
扩展的容量 k= 单个T单元的容量
2
图3-19 T单元的扩展
(3)TTT型交换网络 TTT型交换网络
TTT三级交换网络的结构 图3-20 TTT三级交换网络的结构
TST网络的工作原理 图3-17 TST网络的工作原理
(3)TST网络的初,次级T接线器共用控制 TST网络的初,次级T 网络的初 存储器的问题
2.T接线器集成电路芯片,单T级和TTT交 接线器集成电路芯片, 级和TTT交 TTT 换网络 (1)T接线器集换的T 图3-18 256×256时隙交换的T接线器的芯片结构原理
图3-8 数字交换机中两用户通话经数字交换网络连接的简化示意图
2.时间(T)接线器 时间( (1)T接线器的基本功能 (2)T接线器的基本组成
T接线器的结构 图3-9 T接线器的结构
(3)T接线器的工作方式和工作原理 ① 输出控制方式 ② 输入控制方式
图3-10 时间(T)接线器的工作原理图 时间(
3.1.3 基于容量分担的分散控制方式的交换 机的基本结构 基于容量分担的分散控制方式的交换机 主要由交换模块(SM),通信模块(CM) ),通信模块 主要由交换模块(SM),通信模块(CM) 和管理模块(AM)三部分组成. 和管理模块(AM)三部分组成. 1.交换模块 交换模块(SM)主要完成交换和控制功能, 交换模块(SM)主要完成交换和控制功能, 并提供用户线和局间中继线的接口电路. 并提供用户线和局间中继线的接口电路.
图3-27 用户模块的基本结构
(1)馈电
图3-28 用户馈电原理图
(2)过压保护
图3-29 过压保护电路
(3)振铃控制
图3-30 振铃控制电路
(4)监视:监视功能通过用户直流回路的通 监视: 断来判定用户线回路的接通和断开状态. 断来判定用户线回路的接通和断开状态.
图3-31 用户线监视
(5)编译码和滤波 编译码是两个相反方向上的转换. 编译码是两个相反方向上的转换. (6)混合电路
3.时/空结合的交换单元(T/S) 空结合的交换单元(T/S) DSE的基本功能和组成 (1)DSE的基本功能和组成
DSE的基本结构 图3-21 DSE的基本结构
(2)DSE的工作原理 DSE的工作原理
DSE交换示例 图3-22 DSE交换示例
DSE工作原理 图3-23 DSE工作原理
3.2.5 交换网络的阻塞计算
3.无阻塞网络 (1)单级无阻塞网络 网络显然是无任何内部阻塞的交换网络. 单级的n×n网络显然是无任何内部阻塞的交换网络.
Y =n2
(2)三级CLOS无阻塞网络 三级CLOS无阻塞网络 CLOS
三级CLOS CLOS网络的结构 图3-26 三级CLOS网络的结构
3.3 数字程控交换机的终端与接口
数字程控交换机的终端与接口主要包括 用户模块,中继器和信令设备. 用户模块,中继器和信令设备. 1.用户模块的基本结构 用户电路:与模拟用户线的接口. 用户电路:与模拟用户线的接口. 用户级交换网络:由一级T接线器组成, 用户级交换网络:由一级T接线器组成, 完成话务量的集中和扩散. 完成话务量的集中和扩散. 用户处理机:完成对用户电路,用户级T 用户处理机:完成对用户电路,用户级T 接线器的控制及呼叫处理的低层控制. 接线器的控制及呼叫处理的低层控制. 2.模拟用户电路
混合, 图3-32 混合,编译码和滤波功能的示意图
(7)测试控制
图3-33 测试功能的示意图
图3-34 模拟用户接口电路的总体框图
3.用户话务的集中和扩散 3.3.2 中继器 中继器是数字程控交换机与其他交 换机的接口. 换机的接口. 1.模拟中继器 模拟中继器的功能框图如图3 35所 模拟中继器的功能框图如图3-35所 示.
3.管理模块
管理模块(AM) 管理模块(AM)用来完成呼叫处理的 支援功能(包括系统范围内的维护访问, 支援功能(包括系统范围内的维护访问, 诊断,控制和调度,软件恢复和初始化, 诊断,控制和调度,软件恢复和初始化, 故障检测和恢复等, 故障检测和恢复等,这些都是集中控制 ),同时完成管理功能 同时完成管理功能, 的),同时完成管理功能,提供访问软 件的外接数据链路和磁盘存储器. 件的外接数据链路和磁盘存储器.
图3-3 基于容量分担的分散控制方式交换机的基本结构
2.通信模块
通信模块(CM) 通信模块(CM)的主要功能是完成管理 模块( AM) 与交换模块( SM) 之间, 模块 ( AM ) 与交换模块 ( SM ) 之间 , 各交 换模块之间的连接与通信, 换模块之间的连接与通信 , 它还完成管理模 AM) 与交换模块( SM) 块 ( AM ) 与交换模块 ( SM ) 之间的呼叫处 理和管理信息的传送, 理和管理信息的传送 , 同时完成各交换模块 之间的功能话音时隙交换. 之间的功能话音时隙交换.
第三章 程控数字交换机 的硬件系统
3.1 程控数字交换机硬件的基本结构 3.2 数字交换原理和数字交换网络 3.3 数字程控交换机的终端与接口 3.4 控制系统的一般结构
3.1 程控数字交换机硬件的基本结构
程控交换机是电话交换网的核心设备, 程控交换机是电话交换网的核心设备,其主要功能 是完成用户之间的接续. 是完成用户之间的接续. 3.1.1 采用分级控制方式的交换机的硬件基本结构 采用分级控制方式的交换机的硬件基本结构如图 所示. 3-1所示. ① 数字交换网络 ② 用户模块 ③ 远端用户模块 ④ 中继模块 ⑤ 信令设备 ⑥ 控制系统
8/l复用和串 复用和串→ 图3-13 8/l复用和串→并变换
3.2.4 数字交换网络 TST数字交换网络 1.TST数字交换网络 TST数字交换网络的结构 (1)TST数字交换网络的结构
典型的TST TST交换网络的结构 图3-16 典型的TST交换网络的结构
(2)TST交换网络的工作原理 TST交换网络的工作原理
图3-40 以太网结构
(2)占用概率分布 )
Ax p( x) = m x! i A i! i =0
∑
Am E = p ( m) =
∑
m! = E ( A) m m i A i! i =0
2.数字交换网络的空分等效 (1)T接线器的空分等效
T接线器的空分等效 图3-24 T接线器的空分等效
(2)S接线器的空分等效
S接线器的空分等效 图3-25 S接线器的空分等效
图3-35 模拟中继器的功能框图
2.数字中继器 数字中继器是程控交换机和局间数字 中继线的接口电路,它的入/ 中继线的接口电路,它的入/出端都是数 字信号. 字信号. 数字中继器的主要功能有: 数字中继器的主要功能有: ① 码型变换和反变换 ② 时钟提取 ③ 帧同步 ④ 复帧同步 ⑤ 信令的提取和插入
图3-36 数字中继器的功能框图
3.3.3 信令设备 信令设备的主要功能是接收和发送信令. 信令设备的主要功能是接收和发送信令. 程控数字交换机中主要信令设备有: 程控数字交换机中主要信令设备有: 信号音发生器: 信号音发生器:用于产生各种类型的 信号音,如忙音,拨号音,回铃音等. 信号音,如忙音,拨号音,回铃音等. DTMF接收器 接收器: DTMF接收器:用于接收用户话机发 出的DTMF信号. DTMF信号 出的DTMF信号. 多频信号发生器和多频信号接收器: 多频信号发生器和多频信号接收器: 用于发送和接收局间的MFC信号. MFC信号 用于发送和接收局间的MFC信号. No. 信令终端:用于完成No No. No.7 信令终端:用于完成 No.7 信令 的第二级功能. 的第二级功能.