第3章 电路交换系统硬件结构

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我国自行研制情况: 1. DS30:西安十所仿F-150生产,长途交换机 2. PABX机:长邮长虹、桂林542、珠海… 3. C5端局机:十所、重邮、万家乐、联想… 4. HJD-04:巨龙(537厂、515厂等) 5. SP30:大唐 6. ZXT10:中兴 7. C&C08:华为
四、电路交换技术的分类
3.2.3 分散控制
在系统给定的状态下,每台处理机只能 达到一部分资源和只能执行一部分功 能.
优点:模块化好,可靠性高; 缺点:分散的开销;
分散控制又可分为:分布控制和分级控制. 单级多机系统 图3.8 容量分担:每台处理机只承担一部分容量的 呼叫处理任务 功能分担:每台处理机只承担一部分功能 多级处理机系统 图3.9 分布式控制: S-1240的控制系统
所有连在交换机上的电话分机用户,都由交 换机向其馈电。数字交换机的馈电电压一 般为48V,在通话时的馈电电流在 20mA~50mA之间。
电容的特性:“隔直流,通交流” 电感的特性:“隔交流,通直流”
过压保护O (Over voltage protection) 二次过压保护
由于程控交换系统中大量使用集成电路组件,为了 保护这些元器件免受可能从用户线进来的高压 (如雷电、强电等)袭击,程控交换机一般采用 两级保护措施。第一级保护是在配线架上安装防 止高压的保安器(如气体放电管)和防止过流的 熔丝,但是,由于保安器在雷电袭击时仍可能有 上百伏的电压输出,这对交换机中的集成电路等 元件仍可能产生致命的损伤,因此,在用户电路 中一般还用4个二极管组成钳位电路来作为第二级 保护(或称为二次保护),以把用户线上来的电 压钳制在用户电路所允许的范围之内。
全分布控制方式
随着微处理机的迅速发展,分散控制程度 可以更高,而采用全微机的分布式控制方式, 可更好地适应硬件和软件的模块化,比较灵 活,适合于未来的发展,出故障时影响小。
在全分布控制中,每个用户模块或中继模 块基本上可以独立自主地进行呼叫处理。S1240数字程控交换机采用的是典型分布式控 制方式。
(1)扫描用来发现外部事件的发生或信令的到来。
(2)驱动用来控制通路的连接、信令的发送或终端接口的状态变化。
高层控制则是指与硬设备隔离的高一层呼叫 控制。
信令与终端接口、控制设备、连接设备间关系
3.2 控制系统
3.2.1 交换系统中控制方式的分类 按交换系统中处理机与话路设备的关系 可以将交换系统中控制方式分为: 集中控制 分散控制 混合控制
我国程控交换机的发展: 引进情况(七国八制) 1.F-150 日本。福州、厦门、成都、贵阳、桂林、南宁、 西安、兰州、西宁… 2.S-1240 比利时 1976。北京、上海、重庆、成都、广 州… 3.E10-B 法国 CIA-ALCATEL---阿尔卡特 1981。 4.DMS-100 加拿大。北京、重庆、西安 5.AXE-10 瑞典 爱立信。广州、重庆、浙江、辽宁 6.EWSD 德国 西门子。 7.NEAX-61 日本 NEC 。 8.5ESS-2000 美国 AT&T 1992。
3.2.2 集中控制
配备一对(也可为若干台)中央处理机,交换机的 全部控制工作都由中央处理机来承担。
集中控制的优点:处理机能掌握整个系统的 状态;可以达到所有资源,功能的改变一般 都在软件上进行,比较方便.
集中控制的缺点:软件包要包括各种不同特 性的功能,规模庞大不便于管理,而且易于 受到破坏.
3.3 接口系统概述
3.3.1 接口系统的作用 是交换机中唯一与外界发生物理连接的 部分.为了保证交换机内部信号的传送与处 理的一致性,任何外界系统原则上都必须通 过接口与交换机内部发生关系.
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。
二、电路交换技术的演进与发展



1878;人工交换;人工交换机; 借助话务员进行电话接续; 效 率很低。 1893;机电交换;步进制交换机;话机拨号脉冲直接控制步进 接线器; 自动交换,但是效率低,速度慢,杂音大,机械磨损 严重 。 1938;机电交换;纵横制交换机;主要改进:压接触接线阵列 代替步进接线器, 直接控制过度到间接控制。灵活性.可靠 性.控制效率均增强 。 1965 ;电子交换;空分程控交换机;存储程序控制;话路部分采 用机械接点。 1970 ;电子交换;程控数字交换机;计算机软件控制;标志着交 换技术从传统模拟交换进入数字交换时代。

ET
B ET
V1
V2 ET
Z1 V1
字 交 换 网 络
通路转 换设备
中继器
转换
程控交换系统接口类型——模拟接口
Z1接口:连接单个模拟用户的接口
Z2接口:连接模拟远端集线器的接口
Z3接口:连接模拟PABX的接口
3.4 用户接口
3.4.1 功能: 用户终端与交换网络的接口电路. (UNI---User Network Interface) 3.4.2 分类: 模拟用户接口 数字用户接口
振铃控制R (Ringing control)
由于历史的原因,振铃电压比较高,国内规定为 90V±15V,25Hz正弦信号。因此,一些程控交换 机多采用振铃继电器,控制铃流接点。
振铃由用户处理机的软件控制。当需要向用户振铃 时,就发出控制信号,是继电器动作,控制接点 闭合,振铃电路发出铃流送至用户。当用户摘机 时,摘机信号可由环路监视电路检测或由振铃回 路监视电路检测,立即切断铃流回路,停止振铃。 有些交换机已将这部分功能由高压电子器件实现, 取消了振铃继电器。
数字交换机接口类型
模拟用户线 Z1 模拟远端集线器 模拟PABX NT 数字用户线 数字远端模块 LT 数字PABX LT m X (2B+D) LT n X E1 V5 LT ET ET V4 ET ET C22 本地 二线 V3 ET Z1 ET Z2 ET Z3 ET LT ET A LT 8,448kbit/s PCM 8,448kbit/s LT LT C11 ET C12 ET C21 34,368kbit/s FDM 实线 四线 2,048kbit/s
五、 电路交换呼叫接继过程
交换过程的三个阶段:呼叫建立、消息 传输、话终释放。
六、 对交换机在呼叫处理方面的5项基本功能要求
能随时发现呼叫的到来; 能接收并保存主叫发送的被叫号码; 能检测被叫的忙闲以及是否存在空闲通路; 能向空闲的被叫用户振铃,并在被叫应答时 与主叫建立通话电路; 能随时发现任何一方用户的挂机。
第三章 电路交换系统硬件结构
第三章 电路交换系统硬件结构





3.1 电路交换系统概述 3.2 控制系统 3.3 接口系统概述 3.4 用户接口 3.5 中继接口 3.6 数字信号音的实现方法 3.7 数字多频信号的接收方法与实现
3.1 电路交换系统概述
一、电路交换技术的特点
电路交换技术的特点是:当任意两个终端用 户需要通信时,可在两用户之间建立一条 临时通路,该通路在整个通信期间不论中 间是否停顿,都一直连通,直至通信结束 时方可释放。
振铃电压: 90+15v,25Hz
监视S (Supervision)
主要是监视用户线回路的通/断状态。
一般通过馈电线路中的测试电阻来实现。通过对 用户线回路的通/断状态的检测可以确定下列各种 用户状态 1、用户话机的摘/挂机状态 2、用户话机(号盘)发出的拨号脉冲 3、投币话机的输入信号 4、话终挂机状态
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。
数字交换系统接口类型
A:一次群PCM数字中继接口 B:二次群PCM数字中继接口 C:模拟中继接口 Z:模拟用户接口 V:数字用户接口 Q3:与电信管理网操作系统的接口
双机配置有三种形式:微同步方式,主 备用方式,话务分担方式(负荷分担方式) 多机配置:N+1备份;N+m备份;
负荷分担方式
优点:过负荷能力强;可以防止软件差错 引起的系统阻断;必要时可一机承担全部话 务。 缺点:双机同抢资源,双机通信复杂。 主备用方式 冷备用:备用机中没有呼叫数据的保存。 热备用:备用机中有呼叫数据的保存。
3、终端接口功能
用户线和中继线均通过终端接口而接至交换网,终 端接口是交换设备与外界连接的部分,又称为接 口设备或接口电路。 终端接口:中继侧接口和用户侧接口两大类。
终端接口还有一个主要功能就是与信令的配合,因
此,终端接口与信令也有密切的关系。
4、控制功能
--连接功能和信令功能都是按照接收控制功 能的指令而工作的。 控制功能可分为低层控制和高层控制: 低层控制主要是指对连接功能和信令功能的 控制。 概括起来有两种:
七、 功能结构要求 1、连接功能:
就是在需要通话的用户之间建立一条通路。连接功能 由交换机的核心部件——交换网络实现。
2、信令功能
Fra Baidu bibliotek


信令功能是交换与通信网中十分重要的概念,信令 是通信网的神经系统。在呼叫建立的过程中,离不 开各种信令的传送和监视,可以简单的概括如下: 监视:呼出监视、应答与接收监视。 号码:脉冲接收、音频信号接收。 音信号:拨号音、铃流与回铃音、忙音。 终端信令(用户--网络信令):用户终端和本地交换 机之间的信令。 局间信令:交换机之间通过中继线传递的信令。
混合电路H (Hybird circuit) (二/四线转换)
用户话机送出的信号是模拟信号, 采用二线进行双向传输。而PCM 数字信号,在去话方向上要进行编 码,在来话方向上又要进行译码, 这样就不能采用二线双向传输,必 须采用四线制的单向传输,所以要 采用混合电路与编译码器的连接情 况。
监视S (Supervision)
编译码和滤波C (CODEC & filters)
数字交换机只能对数字信号进行交换处理,而模拟 用户接口电路输入的话音信号是模拟信号,因此, 需要用编码器( Coder )把模拟信号话音转换成数 字信号话音在交换网络中交换。或者通过解码器 (Decoder) 把从交换网络来的数字话音转换成模 拟话音送向模拟用户终端。 同时为避免在A/D中由于信号抽样而产生混叠失真 以及50Hz电源的干扰影响,模拟话音在进行编码以 前要通过一个带通滤波器,以滤除50Hz电源干扰 和3400Hz以上的频率分量信号。而在接收方向, 从解码器输出的脉冲幅度调制(PAM)信号,要通 过一个低通滤波器以恢复原来的模拟话音信号。
3.2.4控制系统的容错设计: 3.2.4.1基本概念:
所谓容错,包含两层意思:
其一,允许系统中某些部件或软件程序出 现故障; 其二,即使在出现故障的情况下也不能影 响整个系统的正常运行。
3.2.4.2 硬件的冗余配置和数据的容 错编码是两种用得最为广泛的容错 技术。
冗余配置一般有两种形式:一是双机配置, 一是多机配置。

BORSCHT功能仅需使用用户线接口电路 (SLIC)和编解码电路(CODEC)两片专 用集成电路及少量的的外围辅助电路便可 实现。SLIC是用户线接口电路的缩写,它 一般完成BORSTH功能,C功能则需由独立 的CODEC提供。
模拟用户电路功能框图
馈电B (Battery feeding)
三、电路交换机(程控交换机)发展过程中的典型 机型: 时间 电路交换技术的发展 1878 人工电话交换机 1892 步进制史端乔式自动电话交换机 1938 美国NO.1纵横制交换机 1965 美国1ESS模拟程控交换机 1970 法国E10A数字程控交换机 1976 美国4ESS数字程控长途交换机 1980 加拿大DMS-100全数字程控市话交换机 1982 S1240、5ESS分布式数字程控交换机
3.4.3 模拟用户接口的基本(七大)功能
模拟用户电路的功能可归纳为BORSCHT七个功能:
——B(Battery feeding)馈电
——O(Over voltage protection)过压保护 ——R(Ringing control)振铃控制 ——S(Supervision)监视 ——C(CODEC & filters)编译码和滤波 ——H(Hybird circuit)混合电路(二/四线转换) ——T(Test)测试
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