第3章 电路交换系统硬件结构

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、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：
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
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。
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。

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)
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。
数
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X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
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。
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
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
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。
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。
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。
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



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。
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
（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
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
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。