程控数字交换技术第1章PPT课件
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程控交换第一章概述精品PPT课件
1878年，磁石式电话交换机 ――人工交换 1891年，共电式电话交换机 ――人工交换 1892年，最早的自动电话交换机在美国投入使 用，由史端乔发明。 --- 步进制 1919年，瑞典工程师比图兰得和帕尔默格林， 申请“纵横接线器”专利。
1926年，瑞典开通纵横制交换机
1938年，美国开通纵横制交换机
12.10.2020
switching theory of spc
7
中国科技信息网(CSTNET) 中国教育和科研计算机网(CERNET)
采用三级网络体系：主干网、地区网和校园 网。
网络中心设在清华大学。
分七个地区：北京地区、东北地区、华东地 区、华中地区、华南地区、西北地区、西南 地区。
辐射连接各高等学校和有关的研究院、所。
为使我国公用网或者专用网接入因特网，于 1994年建立的中国Internet骨干网。
金系列网络工程
为促进信息网络技术在国民经济各部门的推 广应用而建立。包括金桥工程（财政、经 济），金卡工程（货币、金融），金关工程 （外贸、海关），金税工程（税务），金海 工程（宏观决策），金卫工程（医疗、卫生）
公用分组交换数据网（CHINAPAC）
适用于数据信息交换及远程计算机网络互联， 但是一般数据率低，延时较大。
12.10.2020
switching theory of spc
6
公用数字数据网(CHINADDN)
基于高质量光纤等数字信道，可为用户接入 或网间互联提供高速、高质量的连接。
中国公用因特网(CHINANET)
2
时间安排：32学时上课（前12周），16 学时实验（后4周）。
成绩：平时（实验、考勤）＋考试
12.10.2020
程控与交换技术-PPT全文
一、模拟用户电路
在程控数字交换机中,用户电路 (Subscriber Line Circuit,SLC)应具有七大 功能,其框图如图3、2所示。
测
振
过
馈
混
试
铃
压
电
合 平衡网络
开
开
保
监
电
关
关
护
视
路
编码 解码
PCM PCM
图3、2 用户电路的功能框图
1、馈电(B)
向用户话机馈电是采纳− 48V(或− 60V) 的直流电源供电。
三、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纳四线制 方式时,应采纳S接口。
2、U接口
U接口是在网络终端到电话局之间的 ISDN用户线采纳二线制市话电缆的接口设 备。
5、编译码和滤波(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。
6、混合电路(H)
混合电路的功能是用来进行二/四线转 换。
7、测试(T)
测试功能主要用于及时发现用户终端、 用户线路和用户线接口电路估计发生的混 线、断线、接地、与电力线碰接以及元器 件损坏等各种故障,以便及时修复和排除。
二、用户集线器
(6)帧和复帧定位信号插入 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,如此就形成了完整的 帧和复帧的结构。
3、2、3 信号部件
一、数字音频信号的产生
1、单音频信号的产生
数字交换机中,单音频信号是由数字信 号发生器产生的数字信号音。
第1章绪论(程控数字交换)PPT课件
*
0 ＃D
22
1.1 自动电话交换机的发展:三个阶段
人工交换阶段：
磁石式电话交换机 共电式电话交换机
机电式自动交换阶段： 步进制交换机（Step by Step System）：
史端乔（Strowger）式自动电话交换机 德国西门子式自动交换机 特点：直接控制方式
23
电话交换技术发展的三个阶段
机动制交换机： 旋转制或升降制电话交换机 特点：间接控制方式
1
教材及参考书
❖ 《程控数字交换与交换网》（第二版），叶敏， 北京邮电大学出版社，2003年1月
❖ 《程控数字交换技术原理》，张文冬，北京邮电出版 社，2005年12月
❖ 《现代交换原理与通信网技术》，卞佳丽， 北京邮电大学出版社，2005年5月，第1版
❖《交换技术》，糜正琨 杨国民， 清华大学出版社，2006年7月，第1版
话筒 听筒
甲方
听筒
话筒
乙方
17
1.1 电话的发展
一、电话技术及发展：
a. 磁石电话： b. 脉冲电话： c. DTMF电话：
电子电话机的组成特点: 1. 均为共电制电话机； 2. 通话装置二/四线转换； 3. 被呼叫装置为90V，25Hz铃流信号； 4. 呼叫装置为电话机向交换机发送的选择信号，
PULSE/DTMF。
共同特点：
噪声大 易磨损 维护工作量大 接线速度慢 故障率高 电路技术简单 人员培训容易
24
电话交换技术发展的三个阶段
纵横制交换机（Crossbar System）： 特点：间接控制方式 接线器接点采用压接触方式
电子式自动交换阶段： 半电子交换机（准电子交换机）：
话路部分采用机械接点，控制部分采用电子器件。 全电子交换机：
程控交换技术PPT课件
2020/9/28 21
分组交换和报文交换比较
报文交换的时延
2020/9/28
分组交换的时延
22
分组交换实现的关键：分组长度的选择 分组越小，冗余量（分组中的控制信息等）在
整个分组中所占的比例越大，最终将影响用户数 据传输的效率；
分组越大，数据传输出错的概率也越大，增加 重传的次数，也影响用户数据传输的效率。
交换节点必须具备的基本功能： 能正确接收和分析从用户线或中继线发来的呼叫
信号、地址信号 能按目的地址正确地进行选路以及在中继线上转
发信号 能控制连接的建立与拆除
2020/9/28 10
用户终端:电话机 用户线:用户终端与交换机之间的连线 中继线:连接交换机之间的线路 用户交换机:集团或单位内部的交换机 本地交换机-市话交换机:直接连接用户终端或用户交换机 汇接交换机:仅连接各交换机的交换机
第一章 概述
1.1 交换的基本概念 1.2 交换方式 1.3 交换系统的基本结构
2020/9/28 1
1.1 交换的基本概念
通信的目的是实现信息的传递。自从1876年 Bell.A.G发明电话以来，一个通信系统至少应由终 端和传输媒介组成，如图下图所示。
电信号
电信号
信息
终端
传输媒介
终端
信息
图1.1 点对点通信系统
Fast Circuit Switching
FCS是电路交换的又一种形式，是为 了前述电路交换中固定分配带宽的缺点和 提高灵活性而提出的。
对系统的软件控制及硬件动作速度要 求较高,且灵活性不如帧中继和ATM交换.
2020/9/28 18
报文交换
为了克服电路交换中不适应 突发业务、通信电路利用率低 以及有呼损等方面的缺点，提 出了报文交换的思想。
分组交换和报文交换比较
报文交换的时延
2020/9/28
分组交换的时延
22
分组交换实现的关键：分组长度的选择 分组越小，冗余量（分组中的控制信息等）在
整个分组中所占的比例越大，最终将影响用户数 据传输的效率；
分组越大，数据传输出错的概率也越大，增加 重传的次数，也影响用户数据传输的效率。
交换节点必须具备的基本功能： 能正确接收和分析从用户线或中继线发来的呼叫
信号、地址信号 能按目的地址正确地进行选路以及在中继线上转
发信号 能控制连接的建立与拆除
2020/9/28 10
用户终端:电话机 用户线:用户终端与交换机之间的连线 中继线:连接交换机之间的线路 用户交换机:集团或单位内部的交换机 本地交换机-市话交换机:直接连接用户终端或用户交换机 汇接交换机:仅连接各交换机的交换机
第一章 概述
1.1 交换的基本概念 1.2 交换方式 1.3 交换系统的基本结构
2020/9/28 1
1.1 交换的基本概念
通信的目的是实现信息的传递。自从1876年 Bell.A.G发明电话以来，一个通信系统至少应由终 端和传输媒介组成，如图下图所示。
电信号
电信号
信息
终端
传输媒介
终端
信息
图1.1 点对点通信系统
Fast Circuit Switching
FCS是电路交换的又一种形式，是为 了前述电路交换中固定分配带宽的缺点和 提高灵活性而提出的。
对系统的软件控制及硬件动作速度要 求较高,且灵活性不如帧中继和ATM交换.
2020/9/28 18
报文交换
为了克服电路交换中不适应 突发业务、通信电路利用率低 以及有呼损等方面的缺点，提 出了报文交换的思想。
程控交换原理PPT电子课件教案-第1章
数据管理部分
总结词
数据管理部分具有高效性、可靠性和安全性的特点。
详细描述
高效性要求数据管理部分能够快速地处理大量数据，提高通信网络的效率；可靠 性要求数据管理部分能够保证数据的完整性和准确性；安全性要求数据管理部分 能够保护用户数据不被非法获取和篡改。
故障诊断与维护部分
• 总结词：故障诊断与维护部分负责对交换机进行故障检测、诊断和修复。 • 详细描述：故障诊断与维护部分通过实时监测交换机的运行状态和各种参数，及时发现并诊断故障，采取相应
模拟传输
指将信令信号转换为模拟信号进行 传输，其优点是传输距离较远，但 容易受到干扰和衰减。
数字传输
指将信令信号转换为数字信号进行 传输，其优点是抗干扰能力强、传 输质量高，但需要数字通信链路。
信令系统的工作原理
信令系统的基本组成
包括信令节点、信令链路和控制设备 等部分。
信令节点的作用
负责处理和传输信令，实现不同通信 设备之间的通信控制和管理。
预先设定好的路由，交换机按 照预定的路由进行接续。
动态路由
根据网络状态和通信需求动态 选择的路由，能够提高网络的 利用率和可靠性。
最短路由
选择最短的路径进行接续，能 够减少传输时延和开销。
负载均衡
根据网络负载情况选择路由， 能够平衡网络负载和提高网络
性能。
03
程控交换机的硬件组成
话路系统
01
02
。
模拟程控交换
20世纪70年代，模拟程控交 换技术开始出现，实现了电话
交换的自动化。
数字程控交换
进入20世纪80年代，数字程 控交换技术逐渐取代模拟程控 交换，成为主流交换技术。
程控交换的基本概念
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1章 程控交换技术概述PPT课件
请假条；
长沙学院 通信工程
7
最终成绩组成
• 卷面成绩: 70%
• 实验成绩 20%
• 作业情况
5%
• 课堂情况
5%
长沙学院 通信工程
8
特别重要提示：
• 1、缺课、逃课、迟到、早退对考试成绩会造成 什么恶劣影响？
• 2、我的课考前不划重点、不点题（不信可以问 原来上过我课的同学），成绩要靠平时努力。
• 3、考试中你不可能舞弊。
长沙学院 通信工程
9
长沙学院 通信工程
目录
电话通信的起源 电信网基础 电话网
电信网发展 作业与要求
电话通信的起源
• 1876年Bell发明了电话，从而开始了点到点的双 向会话通信 “沃森先生，请过来！我有事找你！”
• 最初的电话通信只能完成一部话机与一部话机的 固定通信。这种仅涉及两个终端的通信称为点对 点通信
• 话音具有连续性。通话双方一般是在较短的时
间内连续地表达自己的通信信息的。
长沙学院 通信工程
24
程控数字交换机的基本与原理
• 程控交换机的基本原理是一种电路交换原理，主 要包括以下三个通信阶段：
✓电路的建立阶段。通过呼叫信令完成逐个节点的 接续，建立起一条端到端的通信电路。
✓通信阶段。在已建立的端到端的直通电路上，透 明地传送和交换数字化的话音信号信息。
存储器 CPU I/O设备
长沙学院 通信工程
电源 时钟
19
电话交换机的组成
用户电路 交
换
小王
用户电路
网 络
出中继 入中继 收号器
存储器 CPU I/O设备
入中继
交
换
网
出中继
长沙学院 通信工程
7
最终成绩组成
• 卷面成绩: 70%
• 实验成绩 20%
• 作业情况
5%
• 课堂情况
5%
长沙学院 通信工程
8
特别重要提示：
• 1、缺课、逃课、迟到、早退对考试成绩会造成 什么恶劣影响？
• 2、我的课考前不划重点、不点题（不信可以问 原来上过我课的同学），成绩要靠平时努力。
• 3、考试中你不可能舞弊。
长沙学院 通信工程
9
长沙学院 通信工程
目录
电话通信的起源 电信网基础 电话网
电信网发展 作业与要求
电话通信的起源
• 1876年Bell发明了电话，从而开始了点到点的双 向会话通信 “沃森先生，请过来！我有事找你！”
• 最初的电话通信只能完成一部话机与一部话机的 固定通信。这种仅涉及两个终端的通信称为点对 点通信
• 话音具有连续性。通话双方一般是在较短的时
间内连续地表达自己的通信信息的。
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24
程控数字交换机的基本与原理
• 程控交换机的基本原理是一种电路交换原理，主 要包括以下三个通信阶段：
✓电路的建立阶段。通过呼叫信令完成逐个节点的 接续，建立起一条端到端的通信电路。
✓通信阶段。在已建立的端到端的直通电路上，透 明地传送和交换数字化的话音信号信息。
存储器 CPU I/O设备
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电源 时钟
19
电话交换机的组成
用户电路 交
换
小王
用户电路
网 络
出中继 入中继 收号器
存储器 CPU I/O设备
入中继
交
换
网
出中继
现代交换技术(第二版)课件第1章-交换技术概述
1.1
交换的基本概念
1.1.1 交换的引入
实际上，每个用户话机 只有一对连接线。 引入了一种交换设备。
电话 交换机
1.1.1
一、什么是交换
交换就是利用交换 设备（交换机），将所 有用户话机都用一对线 接到交换设备上，由交 换设备完成任意两个或 多个用户话机连通。
交换的引入
电话 交换机
1.1.1
荷时呼损率增加。 不适于突发业务和对差错敏感的数据业务。
（一）电路交换
基本工作过程分为三阶段：
呼叫建立、信息传送、连接释放。
交换节点A 交换节点B 交换节点C
建立
传送
释放
（一）电路交换
2、多速率电路交换
其基本思路是：在传统电路交换基础上，对不同的 业务提供不同的带宽（基本速率的整数倍）。
主要特点（缺点）： ►基本速率较难确定。 ►速率类型不能太多。 ►固定带宽分配，不适应突发业务的要求。 ►控制较复杂等。
噪音源
已调信号
基带信号
模拟通信系统模型图
模拟信道
主要缺点：抗干扰能力弱、保密性差、设备不易大规模集成
1.2.1
模拟交换与数字交换
二、模拟通信与数字通信 ► 数字通信：以数字信号来传送消息的通信方式。
信息源 信源编码器 信道编码器 调制器
模拟信号
数字信号
已调信号
传输媒质
噪音源
数字信道
受信者
信源译码器
程控交换与通信网
学时安排:
总学时 48， 理论 36， 实验 12
参考书：
《程控数字交换与交换网（第二版）》 ， 北京邮电大学出版社，叶敏编著。 《程控交换技术与设备（第二版）》，电 子工业出版社，劳文薇主编。
程控交换技术.ppt
①由于数据进入交换结点后要经历存储、转发这一过程，从而引起 转发时延（包括接收报文、检验正确性、排队、发送时间等），而且网 络的通信量愈大，造成的时延就愈大，因此报文交换的实时性差，不适 合传送实时或交互式业务的数据。
①报文交换不需要通信双方预先建立专用线路，因此不存在连接 建立时延。
②由于采用存储转发的传输方式，使之具有下列优点： a.在报文交换中便于设置代码检验和数据重发设施，加之交换结点还 具有路径选择，就可以做到某条传输路径发生故障时，重新选择另一 条路径传输数据，提高了传输的可靠性； b.在存储转发中容易实现代码转换和速率匹配，甚至收发双方可以不 同时处于可用状态。这样就便于类型、规格和速度不同的计算机之间 进行通信； c.提供多目标服务，即一个报文可以同时发送到多个目的地址，这在 电路交换中是很难实现的； d.允许建立数据传输的优先级，使优先级高的报文优先转换。 ③通信双方不是固定占有一条通信线路，而是在不同的时间一段一段 地部分占有这条物理通路，因而大大提高了通信线路的利用率。
第二阶段：步进制电话交换机
步进制电话交换机是由选择器和 继电器组成的一种自动电话交换机。它 以机械动作代替人工电话交换机话务员 的接线动作。
当用户拨号时，交换机内相应的 选择器就随着拨号时发出的脉冲电流一 步一步地改变接续位置，将主叫和被叫 用户间的电话线路自动接通。
第三阶段：纵横制电话交换机
面向连接（在通信前要通过呼叫在主叫和被叫用 户之间建立一条物理连接），不会出现信息拥塞。
交换中心根据信令建立连接，连 接一旦建立，不论通信的双方是 否有信息传递，通信链路及有关 的系统资源都一直被通信双方占 用，不会出现拥塞。
实时交换，时延较小。
因为在通信前先建立了连接， 在通信过程中独占一个信道， 所以这种交换方式的信息传 送时延非常小。
程控数字交换技术第1章课件
数字交换技术
随着数字信号处理技术的发展，数字交换技术逐渐 取代模拟交换技术。
程控数字交换技术
在数字交换技术的基础上，通过计算机编程控制交 换过程，实现更加灵活和高效的通信交换。
程控数字交换技术的特点
01
02
03
04
高效性
程控数字交换技术采用数字信 号传输，具有更高的传输速率 和频谱利用率。
灵活性
程控数字交换技术通过编程控 制，可以实现各种不同的交换 方式和路由选择，满足不同通 信需求。
80%
专用网络
程控数字交换技术也可以用于构 建各种专用网络，如企业内部的 电话通信网络、政府部门的保密 通信网络等。
02
数字交换的基本原理
数字信号与模拟信号的区别
数字信号
离散的、不连续的信号，通常由 二进制数表示，具有抗干扰能力 强、可加密等优点。
模拟信号
连续变化的信号，如声音、图像 等，易受到干扰和损失信息。
程控数字交换技术第1章课件
目
CONTENCT
录
• 程控数字交换技术概述 • 数字交换的基本原理 • 程控交换机的硬件结构 • 程控交换机的软件系统 • 程控交换机的信令系统 • 程控数字交换技术的发展趋势
01
程控数字交换技术概述
交换技术的发展历程
模拟交换技术
早期的电话交换使用模拟信号，通过机械开关进行 交换。
光交换技术
光交换技术是一种基于光子技术 的交换技术，通过光子直接交换 实现高速、大容量的数据传输。
光交换技术采用波长选择器、空 间调制器等光器件，可以实现高 速、低延迟的数据传输，提高了
网络性能和可靠性。
光交换技术可以实现大规模的并 行处理能力，支持云计算、大数 据等应用的发展，提高了网络的
随着数字信号处理技术的发展，数字交换技术逐渐 取代模拟交换技术。
程控数字交换技术
在数字交换技术的基础上，通过计算机编程控制交 换过程，实现更加灵活和高效的通信交换。
程控数字交换技术的特点
01
02
03
04
高效性
程控数字交换技术采用数字信 号传输，具有更高的传输速率 和频谱利用率。
灵活性
程控数字交换技术通过编程控 制，可以实现各种不同的交换 方式和路由选择，满足不同通 信需求。
80%
专用网络
程控数字交换技术也可以用于构 建各种专用网络，如企业内部的 电话通信网络、政府部门的保密 通信网络等。
02
数字交换的基本原理
数字信号与模拟信号的区别
数字信号
离散的、不连续的信号，通常由 二进制数表示，具有抗干扰能力 强、可加密等优点。
模拟信号
连续变化的信号，如声音、图像 等，易受到干扰和损失信息。
程控数字交换技术第1章课件
目
CONTENCT
录
• 程控数字交换技术概述 • 数字交换的基本原理 • 程控交换机的硬件结构 • 程控交换机的软件系统 • 程控交换机的信令系统 • 程控数字交换技术的发展趋势
01
程控数字交换技术概述
交换技术的发展历程
模拟交换技术
早期的电话交换使用模拟信号，通过机械开关进行 交换。
光交换技术
光交换技术是一种基于光子技术 的交换技术，通过光子直接交换 实现高速、大容量的数据传输。
光交换技术采用波长选择器、空 间调制器等光器件，可以实现高 速、低延迟的数据传输，提高了
网络性能和可靠性。
光交换技术可以实现大规模的并 行处理能力，支持云计算、大数 据等应用的发展，提高了网络的
程控交换原理PPT电子课件教案-第1章_OK
程控交换原理
✓主讲：
✓院系：信息学院通信教研室302
✓地点：理论 周一6-7节A301；周三6-7节A301 周一8-9节A301；周三8-9节A301
实验 信息楼
✓Email：
2021/7/1
1
课程要求以及考核方式
✓作业－作业雷同者以0分记，每个班选一名课代表。课 堂练习。
✓实验－实验结果50％，实验报告50％，实验报告雷同者 以0分记。报告内容包括：实验目的、实验内容、实验器 材、实验原理、实验步骤、实验结果、实验总结。
2021/7/1
12
采用多个交换节点
2021/7/1
13
采用汇接交换节点
2021/7/1
14
电话交换机(交换节点)能 完成如下接续
✓本局接续：本局用户线之间的接续 ✓出局接续：在用户线和出中继接接续：在入中继线和出中继线之间的接续
2021/7/1
2021/7/1
5
你能试着回答下列问题吗？
✓当你拿起电话时，听到“嘟嘟”的声音，这种声音意味着 什么 ✓电话号码由一串数字组成，你知道这些数字当中所蕴含的 信息吗？
✓你给你女朋友打的电话，为什么不会被你的男同学接到？ 你给你女朋友发的email，同样为什么不会被他人收到？
汗！我好像 都不知道！
没关系，且听 为师慢慢道来
布控交换和程控交换
✓布控：布线逻辑控制
✓程控：存储程序控制
✓布控交换：利用逻辑电路进行控制的一种交换方式。步进制、 机动制、纵横制等机电制交换机都是布控交换机。
✓程控交换：利用计算机软件进行控制的一种交换方式。包括模 拟程控交换（控制部分采用存储程序控制方式的模拟交换）和数 字模拟交换（采用存储程序控制方式的数字交换）。
✓主讲：
✓院系：信息学院通信教研室302
✓地点：理论 周一6-7节A301；周三6-7节A301 周一8-9节A301；周三8-9节A301
实验 信息楼
✓Email：
2021/7/1
1
课程要求以及考核方式
✓作业－作业雷同者以0分记，每个班选一名课代表。课 堂练习。
✓实验－实验结果50％，实验报告50％，实验报告雷同者 以0分记。报告内容包括：实验目的、实验内容、实验器 材、实验原理、实验步骤、实验结果、实验总结。
2021/7/1
12
采用多个交换节点
2021/7/1
13
采用汇接交换节点
2021/7/1
14
电话交换机(交换节点)能 完成如下接续
✓本局接续：本局用户线之间的接续 ✓出局接续：在用户线和出中继接接续：在入中继线和出中继线之间的接续
2021/7/1
2021/7/1
5
你能试着回答下列问题吗？
✓当你拿起电话时，听到“嘟嘟”的声音，这种声音意味着 什么 ✓电话号码由一串数字组成，你知道这些数字当中所蕴含的 信息吗？
✓你给你女朋友打的电话，为什么不会被你的男同学接到？ 你给你女朋友发的email，同样为什么不会被他人收到？
汗！我好像 都不知道！
没关系，且听 为师慢慢道来
布控交换和程控交换
✓布控：布线逻辑控制
✓程控：存储程序控制
✓布控交换：利用逻辑电路进行控制的一种交换方式。步进制、 机动制、纵横制等机电制交换机都是布控交换机。
✓程控交换：利用计算机软件进行控制的一种交换方式。包括模 拟程控交换（控制部分采用存储程序控制方式的模拟交换）和数 字模拟交换（采用存储程序控制方式的数字交换）。
程控数字交换技术第1章ppt课件讲义
控制系统采用软件和硬件相结合的方 式实现，软件部分主要包括操作系统 、通信协议和应用程序等。
它通常由中央处理器、存储器和输入 /输出接口等组成，能够实现各种交 换控制和管理功能。
中央处理器是控制系统的核心，负责 执行各种指令和数据处理任务。
接口单元
接口单元是数字交换机与其他通信设备之间的连接点。
接口单元采用数字化技术实现，能够提供高可靠性和灵 活的接口配置。
数字交换的基本原理
数字信号的采集与处理
数字信号的接续与传输
将模拟信号转换为数字信号，并进行 必要的处理。
根据需要将数字信号接续到目标地址 ，并进行传输。
数字信号的存储与检索
将数字信号存储在存储器中，并根据 需要检索。
02
CATALOGUE
数字交换机的硬件结构
数字交换网络
01
02
03
04
数字交换网络是数字交换机的 重要组成部分，负责完成数字
数据库系统用于存储和管理数字 交换机运行过程中产生的数据， 包括用户信息、路由表、计费数
据等。
关系型数据库
数字交换机通常采用关系型数据库 （如MySQL、Oracle等），因为 它们能够提供高效的数据存储、查 询和管理功能。
数据备份与恢复
数据库系统应具备数据备份和恢复 功能，以防止数据丢失和保障系统 的可靠性。
控制系统的实现
硬件控制
采用专门的硬件设备实现控制系统的功能，如处理器、存储器、输 入输出设备等。
软件控制
通过软件编程实现控制系统的功能，包括时序控制、路由控制、资 源管理等。
通信协议
采用标准的通信协议实现控制系统各部分之间的通信和信息交互，如 H.323、SIP等。
05
它通常由中央处理器、存储器和输入 /输出接口等组成，能够实现各种交 换控制和管理功能。
中央处理器是控制系统的核心，负责 执行各种指令和数据处理任务。
接口单元
接口单元是数字交换机与其他通信设备之间的连接点。
接口单元采用数字化技术实现，能够提供高可靠性和灵 活的接口配置。
数字交换的基本原理
数字信号的采集与处理
数字信号的接续与传输
将模拟信号转换为数字信号，并进行 必要的处理。
根据需要将数字信号接续到目标地址 ，并进行传输。
数字信号的存储与检索
将数字信号存储在存储器中，并根据 需要检索。
02
CATALOGUE
数字交换机的硬件结构
数字交换网络
01
02
03
04
数字交换网络是数字交换机的 重要组成部分，负责完成数字
数据库系统用于存储和管理数字 交换机运行过程中产生的数据， 包括用户信息、路由表、计费数
据等。
关系型数据库
数字交换机通常采用关系型数据库 （如MySQL、Oracle等），因为 它们能够提供高效的数据存储、查 询和管理功能。
数据备份与恢复
数据库系统应具备数据备份和恢复 功能，以防止数据丢失和保障系统 的可靠性。
控制系统的实现
硬件控制
采用专门的硬件设备实现控制系统的功能，如处理器、存储器、输 入输出设备等。
软件控制
通过软件编程实现控制系统的功能，包括时序控制、路由控制、资 源管理等。
通信协议
采用标准的通信协议实现控制系统各部分之间的通信和信息交互，如 H.323、SIP等。
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程控交换原理 学习课件教学课件教案PPT
3)基站收发器将收到的三组号码发给BSC，BSC再收 到后再转发给主叫用户所在地区的MSC。
4)MSC在收到三组号码后，首先分析IMSI来判断用户身份的合 法性，如果用户是合法用户；则继续分析IMEI来判断用户 手机的合法性，如果用户手机是合法手机；则分析主叫用户 所拨叫的号码，即被叫方号码。
5)MSC通过分析被叫方号码，判断出被叫用户所在大致区域。 然后MSC将被叫号码传输给TMSC，进行数据汇接。
电路交换是一种实时交换，固定分配带宽，主 被叫建立连接后，一直占用电路，直到一次通 话结束，才释放这条电路。电路交换必须事先 建立连接，对传送的信息不进行差错控制，适 合实时传送信息的要求。交换的基本功能是在 任意的入线和出线之间建立连接，或者说将入 线上的信息分发到出线上去。在交换系统中完 成这一基本功能的部件就是交换单元。交换单 元是交换系统的核心，而各种交换单元组成了 交换网络。
10)当被叫用户接通电话后，双方电路接通开始通话，通话结束 后一方挂机，整个移动电话通话过程结束。
3. 电话通信所需设备
电话通信网的基本组成设备：
➢ 终端设备：完成声电转换和信令功能，将人的话音 信号转换为交变的话音电流信号，并完成简单的信 令功能
➢ 传输设备：连接 ➢ 交换设备：交换
电话通信网组成图
图2.2 M×N的交换单元
4.2.2 时间(T)接线器基本原理
时间接线器用来完成在一条复用线上时隙交换的基本功能，可简称为Ｔ接线器。 交换网络是交换 机能实现任意两个用户通话最关键的部件，数字交换网络的基本单元都是接线器。接线器按其功能不同，可 分为时间接线器和空间接线器。本节主要讲述时间接线器。
对于读写的控制方式，从图2.21我们可以看出，由于输入级和输出级的T接线器使用了 不同的控制方式，所以它们的控制存储器可以合并使用。图2.22是T接线器的控制 存储器的合用。
4)MSC在收到三组号码后，首先分析IMSI来判断用户身份的合 法性，如果用户是合法用户；则继续分析IMEI来判断用户 手机的合法性，如果用户手机是合法手机；则分析主叫用户 所拨叫的号码，即被叫方号码。
5)MSC通过分析被叫方号码，判断出被叫用户所在大致区域。 然后MSC将被叫号码传输给TMSC，进行数据汇接。
电路交换是一种实时交换，固定分配带宽，主 被叫建立连接后，一直占用电路，直到一次通 话结束，才释放这条电路。电路交换必须事先 建立连接，对传送的信息不进行差错控制，适 合实时传送信息的要求。交换的基本功能是在 任意的入线和出线之间建立连接，或者说将入 线上的信息分发到出线上去。在交换系统中完 成这一基本功能的部件就是交换单元。交换单 元是交换系统的核心，而各种交换单元组成了 交换网络。
10)当被叫用户接通电话后，双方电路接通开始通话，通话结束 后一方挂机，整个移动电话通话过程结束。
3. 电话通信所需设备
电话通信网的基本组成设备：
➢ 终端设备：完成声电转换和信令功能，将人的话音 信号转换为交变的话音电流信号，并完成简单的信 令功能
➢ 传输设备：连接 ➢ 交换设备：交换
电话通信网组成图
图2.2 M×N的交换单元
4.2.2 时间(T)接线器基本原理
时间接线器用来完成在一条复用线上时隙交换的基本功能，可简称为Ｔ接线器。 交换网络是交换 机能实现任意两个用户通话最关键的部件，数字交换网络的基本单元都是接线器。接线器按其功能不同，可 分为时间接线器和空间接线器。本节主要讲述时间接线器。
对于读写的控制方式，从图2.21我们可以看出，由于输入级和输出级的T接线器使用了 不同的控制方式，所以它们的控制存储器可以合并使用。图2.22是T接线器的控制 存储器的合用。
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第1章 概 述 由于交换系统的设备承担了所有终端设备的汇接及转 接任务，在通信网中成为了关键点，因此在网络的结构图 中，常将含交换系统的点称为节点。 电信网仅有上述设备往往不能形成一个完善的通信网， 还必须包括信令、协议和标准。从某种意义上说，信令是 实现网内设备相互联络的依据，协议和标准是构成网络的 规则。因为它们可使用户和网络资源之间，以及各交换设 备之间有共同的“语言”，通过这些“语言”可使网络合 理地运转和正确地控制，从而达到全网互通的目的。
6) 录音通知设备 录音通知设备用于需要话音通知用户的业务，如气象 预报、号码查询、空号或更改号码提示等业务。 7) 监视告警设备 监视告警设备用于系统工作状态的告警提示，一般为 可视(灯光)信号和可闻(警铃、蜂音)信号。
第1章 概 述 3. 程控数字交换机的任务 程控数字交换机必须具备能够正确接收与分析从用户 线和中继线发来的呼叫信号及地址信号，按目的地址正确 地进行选路，控制交换网络连接的建立，按照所收到的释 放信号拆除连接等功能。通过本局接续、出局接续、入局 接续、转接接续可建立各种呼叫类型。 目前，程控数字交换机的基本任务包括以下内容： (1) 通过模拟用户线接口完成模拟电话用户间的拨号 接续与信息交换。
第1章 概 述 (3) 话音对实时性要求较高。话音通信中，时延应尽 量小，用户双方应像面对面一样进行交流。 (4) 话音具有连续性。通话双方一般是在较短的时间 内连续地表达自己的通信信息的。 随着通信技术的发展，通信的业务将越来越丰富，传 统的电话网正在向综合业务数字网(ISDN)发展。
第1章 概 述
第1章 概 述 2. 程控数字交换机的外围设备 程控数字交换机除上述三部分外，还有一些外围设备。 1) 信号设备 信号设备负责产生和接收程控数字交换机工作所需要 的各种信令。信令处理过程需用规范化的一系列协议来实 现。 2) 备份设备 备份设备指磁带机或磁盘机，用于存储备份各类数据、 话务统计以及计费信息等。
第1章 概 述 4. 程控数字交换机的功能 程控数字交换机的功能分为交换机业务功能和用户(分 机)功能两类。 1) 交换机业务功能 程控数字交换机应提供的业务功能有以下八类： (1) 控制功能。控制设备应能检测是否存在空闲通路以 及被叫的忙闲情况，以控制各种电路的建立。 (2) 交换功能。交换网络应能实现网中任何用户之间的 话音信号交换。 (3) 接口功能。交换机应有连接不同种类和性质的终端 接口。
第1章 概 述 (2) 通过数字用户线接口完成数字话机或数据终端间 的拨号接续及数据信息交换。 (3) 经模拟用户线接口和Modem完成数据终端间的数 据通信。 (4) 经所配置的硬件和应用软件，提供诸多专门的应 用功能。 (5) 借助话务台等设备完成对用户(分机)的呼叫转接、 号码查询、故障受理等服务业务。 (6) 借助维护终端等设备完成对程控交换系统或网络 的配置，以及对各类参数数据、话务统计、计费系统等的 管理与维护。
第1章 概 述
图1-5 典型的电信通信网
第1章 概 述 1. 电信网的构成要素及主要功能 基本的电信网由终端、传输和交换等三类设备组成。 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。
第1章 概 述
图1-1 点对点通信
第1章 概 述 点对点通信存在如下缺点： (1) 任意两个用户之间的通话都需要一条专门的线路 直接连接，当存在N个终端时，需要的传输线数为N(N 1)/2条，传输线的数量随终端数的增加而急剧增加，如图 1-2所示。 (2) 每个终端都有N -1条线与其他终端相连接，因而 每个终端需要N -1个线路接口。 (3) 增加第N + 1个终端时，必须增设N条线路。 (4) 当终端间相距较远时，线路信号衰耗大。
第1章 概 述 2) 接口电路 接口电路分为用户接口电路和中继接口电路，其作用 是把来自用户线或中继线的消息转换成交换设备可以处理 的信号。
第1章 概 述 3) 控制系统 控制系统是程控数字交换机工作的指挥中心，它由处理 机、存储器、I/O接口等部件组成。控制系统的功能通常分为 三级。第一级为外围设备控制级，主要对靠近交换网络侧的 端口电路及交换机的其他外围设备进行控制，跟踪监视终端 用户、中继线的呼叫占用情况，向外围设备送出控制信息。 第二级为呼叫处理控制级，主要对由第一级控制级送来的输 入信息进行分析和处理，并控制交换机完成链路的建立或复 原。第二级的控制部分有较强的智能性，所以这一级称为存 储程序控制。第三级为维护测试控制级，用于系统的操作维 护和测试，定期自动地对交换系统的各个部分进行状态检测 或试验，诊断各种可能出现的故障，并及时报告(输出)异常 情况信息。
第1章 概 述 (4) 信令功能。信令设备应能监视并随时发现呼叫的到 来和呼叫的结束，应能向主、被叫发送各种用于控制接续的 可闻信号，还应能接收并保存主叫发送的被叫号码。 (5) 公共服务功能。交换机应能向用户提供诸如银行业 务、股市业务、交通业务等各种公共信息服务。 (6) 运行管理功能。交换机应具有对包括交换网络、处 理机以及各种接口等设备的管理功能。 (7) 维护、诊断功能。交换机应具有对交换机定期测试、 故障报警、故障分析等功能。 (8) 计费功能。交换机应具有计费数据收集、话费结算 和话单输出等计费功能。
第1章 概 述
1.4 程控数字交换机简介
1. 程控数字交换机的组成 一台程控数字交换机主要由三部分组成：交换网络、 处理机控制系统和接口电路，如图1-6所示。
第1章 概 述
图1-6 程控数字交换机的组成框图
第1章 概 述 1) 交换网络 交换网络可看成是一个有M条入线和N条出线的网络。其 基本功能是根据需要使某一入线与某一出线连通，提供用户 通信接口之间的连接。此连接可以是物理的，也可以是逻辑 的。物理连接指通信过程中，不论用户有无信息传送，交换 网络始终按预先分配方法，保持其专用的接续通路；而逻辑 连接即虚连接(Virtual Connection)，只有在用户有信息传 送时，才按需分配提供接续通路。
第1章 概 述 2) 用户(分机)功能 程控交换机为用户(分机)提供了诸如缩位拨号、热线 服务、呼叫转移、禁止呼叫、追查恶意呼叫等20多种服务 功能。这些服务功能的实现为办公室工作和日常生活提供 了许多方便。
第1章 概 述 5. 程控数字交换机的基本原理 程控数字交换机的基本原理是一种电路交换原理，主 要包括以下三个通信阶段： (1) 电路的建立阶段。通过呼叫信令完成逐个节点的 接续，建立起一条端到端的通信电路。 (2) 通信阶段。在已建立的端到端的直通电路上，透 明地传送和交换数字化的话音信号信息。 (3) 电路的拆除阶段。结束一次通信时，拆除电路连接， 释放节点和信道资源。
1.3 电话交换机的发展与分类
1. 电话交换机的发展 早期的交换设备有人工交换机、步进制交换机、纵横制 交换机、空分式模拟程控交换机等，目前先进的交换机有时 分式数字程控交换机、ATM交换机等。 不同阶段的电话交换机简介如表1.1所示。
第1章 概 述 表1.1 不同阶段的电话交换机简介
名 称 人工交换机 步进制交换机 (模拟交换) 纵横制交换机 ( (模拟交换) ) 空分式模拟程控交换机 时分式数字程控交换机 年代 1878 1892 特 点 借助话务员进行电话接续，效率低，容量受限 交换机进入自动接续时代。系统设备全部由电磁器件构成，靠 机械动作完成“直接控制”接续。接线器的机械磨损严重，可靠 性差，寿命低 系统设备仍然全部由电磁器件构成。靠机械动作完成“间接控 制”接续，接线器的制造工艺有了很大改进，部分地解决了步进 制的问题 交换机进入电子计算化时代。靠软件程序控制完成电话接续， 所交换的信号是模拟信号，交换网络采用空分技术 交换技术从传统的模似信号交换进入了数字信号交换时代，在 交换网络中采用了时分技术
1938 1965 1970
第1章 概 述 2. 电话交换机的分类 (1) 按交换机的使用对象，电话交换机可分为局用交换 机(用于电信部门)和用户交换机(用于企、事业集团)。 (2) 按呼叫接续方式，电话交换机可分为人工接续交换 机和自动接续交换机。 (3) 按所交换的信号特征，电话交换机可分为模拟信号 交换机和数字信号交换机。 (4) 按接线器的工作方式，电话交换机可分为空分交换 机(接线器采用空间开关方式)和时分交换机(接线器采用时 间开关方式)。 (5) 按控制器电路的结构，电话交换机可分为集中控制、 分级控制和全分散控制。
第1章 概 述
第1章 概 述
1.1 1.2 1.3 1.4 电话通信的起源 交换与通信网 电话交换机的发展与分类 程控数字交换机简介
1.5 程控数字交换机的优越性与技术发展
第1章 概 述
1.1 电话通信的起源
1. 电话的问世 电话通信是我们生活中应用最广泛、使用最频繁的一 种通信方式。电话通信于1876年由美国科学家贝尔发明。 最初的电话通信只能完成一部话机与一部话机的固定通信， 如图1-1所示。这种仅涉及两个终端的通信称为点对点通信。
第1章 概 述 2. 电话网的特点 电话网最初的设计目标很简单，就是要支持话音通信， 因此话音业务的特点也就决定了电话网的技术特征。话音 业务具有如下特点： (1) 速率恒定且单一。每个用户的话音经过抽样、量 化、编码后都形成了64 kb/s的速率，网中只有这种单一的 速率。 (2) 话音对丢失不敏感。电话通信中允许一定的信息丢 失，因为话音信息的相关性较强，可以通过通信的双方用 户来恢复。
第1章 概 述
图1-2 多个终端的点对点通信
第1章 概 述 2. 交换设备的诞生 1878年，美国人阿尔蒙·B·史端乔提出了交换的设想， 其基本思想是将多个终端与一个转接设备相连，当任何两 个终端要传递信息时，该转接设备就把连接这两个用户的 有关电路接通，通信完毕再把相应的电路断开。我们称这 个转接设备为交换机，如图13 有交换设备的通信