数字交换原理和数字交换网络
现代交换技术第二次课
a
b
TS8 TS1
CPU向 CM发 “写”命 令，在8# 单元写入 “1”，便 于在TS8 时将SM的 CM 1#单元18内 容读出。
T接线器的工作是在中央处理机的 控制下进行。当中央处理机得知用户 A的要求（拨号号码）后，首先通过 用户的忙闲表，查被叫B是否空闲， 若空闲，就置忙，占用这条链路。中 央处理机CPU根据用户要求，向控制 存储器发出“写”命令，将控制信息 写入控制存储器。
息（控制读出） 在TS450时，读出的是TS50的话音信息，实现了话 音信息从TS50交换到TS450上去的作用。
25
SM CM
26
❖对于T接线器，需要弄清几个要点： (1)一级T接线器完成一条PCM复用线上
各时隙之间的交换。 SM的容量= 输入复用线上的时隙数 (2)每个话音时隙有8位编码，所以SM的 每个单元至少有8位。
每次只存储一帧的数字脉码信息。
8
• 控制存储器（CM）也由RAM构成， 用于控制话音存储器信息的写入或读 出。
话音存储器存储的是话音信息， 控制存储器存储的是话音存储器的地
址。
9
在话路已经建立期间，每帧按分 配的时隙存取信息，即发话时隙内容 周期的写入话音存贮器SM，保留到 另一时隙再读出。这样多次重复直至 通话结束才拆断此话路。
24
例：把TS50上的输入话音信号经过T接线器后交换 到TS450上去。以输出控制方式说明。
CM：CPU将50写入450号单元（控制写入） SM：在定时脉冲控制下，将TS50的话音信息写入50
号单元（顺序写入） CM：在TS450时，读出450号单元的50（顺序读出） SM：按CM给出的地址50，读出50号单元的话音信
复接原理：缩短每一信号（时隙）占用 的时长，以增加在这个时间单位中传 送信号的数量。
有关现代交换原理的技术
有关现代交换原理的技术
现代交换原理技术是指通过利用计算机和电子通信技术实现的高效、快速和可靠的通信交换方式。
以下是几种常见的现代交换原理技术：
1. 数字交换技术：数字交换技术通过将传输的信号转换为数字信息进行处理和传输，使得通信更稳定、质量更高。
常见的数字交换技术包括数字移位、数字时分多路复用、数字频分多路复用等。
2. 分组交换技术：分组交换技术是将待传输的数据分割成小块（即数据包或分组），每个分组携带有目标地址等信息，然后在网络中通过路由器等设备按照目标地址进行转发。
常见的分组交换技术包括IP（Internet Protocol）和ATM （Asynchronous Transfer Mode）等。
3. 虚拟交换技术：虚拟交换技术是指在物理网络之上构建虚拟网络，从而实现多个物理网络之间的互联。
常见的虚拟交换技术包括虚拟局域网（VLAN）和虚拟私有网络（VPN）等。
4. 软交换技术：软交换技术是指通过软件程序实现交换功能，取代传统的硬件设备。
软交换技术具有灵活性、扩展性好等优势，适用于大规模的通信交换场景。
常见的软交换技术包括软交换服务器和软交换平台等。
5. 融合交换技术：融合交换技术是指将不同类型的通信网络（如传统电信网、
互联网等）集成在一起，实现多种通信业务的共享和互联。
融合交换技术可以提高网络利用率和资源利用率，降低通信成本。
常见的融合交换技术包括NGN （Next Generation Network）和IMS（IP Multimedia Subsystem）等。
以上是几种常见的现代交换原理技术，随着技术的不断发展和创新，还可能出现更多新的交换原理技术。
3.数字交换网络TS
作业：
1.填表 功能 T接线器 S接线器 组成 工作方式 实质
2.下图所示为T接线器，工作方式为“控制写入，顺序读出”。若 其话音存储器有128个单元。现要求将输入复用线的TS35的信息X 交换到输出复用线的TS112上去，而输入复用线的TS112的信息Y 交换到输出复用线的TS35上去。回答问题： （1）SM和CM的单元数和位长； （2）在图中的“？”处填入正确的内容。
PCM0 a
入线
TS1
1
0
0 1
TS14
b PCM0
PCM1 b
TS14
0 1 2 3 1
a PCM1
TS1
出线
& 在TS1时刻，受CM0控制， 交叉点 “1”闭合， PCM0
时 隙 开关号、 输出线号
14
0
上信息a传至PCM1上
31
CM0
CM1
* 输出控制方式—
—即按输出复用线配置CM，由其决定哪条入线上 某时隙的信息交换到该出线
在一条复用线上进行时隙交换
在复用线之间进行同一时隙交换
TS21
TS22
PCM1
TS3
PCM1 数字 交换 网络
TS5
入线
PCM2
TS2
PCM2
TS21
出线
PCM n
PCM n
例： PCM2的TS3与PCM2的TS5交换(时分T) PCM1的TS21与PCMn的TS21交换(空分S) PCMn的TS2与PCM1的TS22交换(时分T ＋空分S)
以上分别是什么类型的交换？
（二）时分（T）接线器
1. 功能：完成相同PCM复用线上不同时隙间信息交换 2. 构成：话音存储器＋控制存储器
计算机网络 数据交换技术
计算机网络 数据交换技术经过编码后的数据要在通信线路上进行传输，最简单的数据通信形式是在两个互联的设备之间直接进行数据通信。
但在网络节点较多的情况下，在任意两节点之间建立一条连线几乎是不现实的，并且在广域网中，两个距离非常远的设备之间不可能有直接的连线，它们是通过通信子网建立连接。
通信子网由传输线路和中间节点组成，当数据源点没有直接到目的地点的直线连接时，数据源点发出的数据先到达与它相连的中间节点，再通过中间节点向下一个中间节点转发，直至到达目的地，这个过程称为数据交换。
在计算机网络中，常用的数据交换方式可分为两大类，即电路交换方式（Circuit Switching ）和存储转发交换方式（Store and Forward Switching ）。
存储转发交换方式按照被交换的信息单位不同，又可分为报文交换和报文分组交换两种。
另外，还有帧中继交换和信元交换技术。
1．电路交换电路交换方式多用于电话网络交换，它是在数据传输期间，数据源节点和目的节点之间有一条利用中间节点构成的专用物理连接线路，这条线路被通信双方独占，而不能被其他节点使用，直到数据传输结束。
利用电路交换技术完成的数据传输要经历建立电路、传输数据和拆除电路三个阶段。
● 建立电路 建立电路是指当数据源节点向网络发送带目的节点地址的请求连接信号时，该信号先到达连接数据源节点的第一个中间交换节点，该节点根据请求中的目的节点地址，按路由选择算法，将请求传送到下一个中间交换节点；依次类推，直到目的节点。
目的节点收到请求信号后，接受请求，从刚才的来路返回一个应答信号，此时，数据源节点与目的节点之间的通信电路即已建立。
如果中间交换节点或目的节点没有空闲的物理线路可以使用时，整个线路的连接无法实现。
只有数据源节点和目的节点之间建立起物理线路之后，才能够进行数据传输。
线路一旦被分配，在未释放之前，其他节点都无法使用该线路，即使该线路上没有数据传输。
如图3-19所示，为电路交换示意图。
现代交换原理
现代交换原理1.3 主要的交换方式现代通信网中采用的交换方式主要有电路交换、分组交换方式。
1.3.1 电路交换电话交换一般采用电路交换方式。
电路交换方式是指两个用户在相互通信时使用一条实际的物理链路，在通信过程中自始至终使用该条链路进行信息传输，并且不允许其它计算机或终端同时共享该链路的通信方式。
电路交换属于电路资源预分配系统，即在一次接续中，电路资源预先分配给一对用户固定使用，不管电路上是否有数据传输，电路一直被占用着，直到通信双方要求拆除电路连接为止。
电路交换的特点①在通信开始时要首先建立连接，在通信结束时要释放连接；②一个连接在通信期间始终占用该电路，即使该连接在某个时刻没有信息传送，该电路也不能被其它连接使用，电路利用率低。
③交换机对传输的信息不作处理，对交换机的处理要求简单，但对传输中出现的错误不能纠正。
④一旦连接建立以后，信息在系统中的传输时延基本上是一个恒定值。
电路交换适合传输信息量较大且传输速率恒定的业务，如电话通信业务，但不适合突发性要求高和对差错敏感的数据业务。
1.3.2分组交换分组交换原来是为完成数据通信业务发展起来的一种交换方式，由于分组交换技术的迅速发展，现在利用分组交换技术不仅可以用来完成数据通信业务，也可以用来完成话音和视频通信。
分组交换利用存储——转发的方式进行交换。
在分组交换方式中，首先将需传送的信息划分为一定长度的分组，并以分组为单位进行传输和交换。
在每个分组中都有一个3-10个字节的分组头，在分组头中包含有分组的地址和控制信息，以控制分组信息的传输和交换。
分组交换采用的是统计复用方式，电路的利用率较高。
但统计复用的缺点是可能产生附加的随机时延和丢失数据的可能。
这是由于用户传送数据的时间是随机的，若多个用户同时发送分组数据，则必然有一部分分组需要在缓冲区中等待一段时间才能占用电路传送，若等待的分组超过了缓冲区的容量，就可能发生部分分组的丢失。
另外，在分组交换中普遍采用逐段反馈重发措施，以保证数据传送是无差错的。
第二章数字交换原理与数字交换网络
(1)集中级 (2)分配级 (3)扩展级
集中级和扩展级，在实际的程控交换系
统中，一般置于用户级(机框或模块)内，例如， 将n个用户机框的输出总线物理地复连起来便 可实现n倍的集中比，这样做虽然服务等级在 特殊情况下降低了，但换取的是设备数量的 大大减少。而分配级即为由上述T、S接线器 构成的数字交换网络。
（1）S型接线器的基本组成
S型接线器由m×n交叉点矩阵和控制存储 器组成。在每条入线i和出线j之间都有一个交叉 点Kij，当某个交叉点在控制存储器控制下接通 时，相应的入线即可与相应的出线相连，但必 须建立在一定时隙的基础上。
（2）S型接线器的工作原理
根据控制存储器是控制输出线上交叉接 点闭合还是控制输入线上交叉接点的闭合， 可分为输出控制方式和输入控制方式两种。
2.2.1 时隙交换的基本概念
图2-10 30 话路交换的随机存储器
在同一条PCM复用线内进行时隙交换，对于 30／32路PCM的一次群来说，最多只能提供30个 话路时隙。数字交换机给每个用户分配一个固定 时隙，因此，要在任意两个用户(两个不同时隙) 间进行数字交换。数字交换网络需具有两种基本 功能：
（3）T接线器的工作原理 ①读出控制方式
读出控制方式的T接线器是顺序写入控制 读出的，如图2-16所示，它的话音存储器SM 的写入是在定时脉冲控制下顺序写入，其读出 是受控制存储器的控制读出的。
SM
0
1
a
2
c
3
b
ca
8
b
TS8
TS2 TS1 TS0
…
31
ca
b
TS15 TS8 TS1
W
R
0
定1
8
图2-26 T-T-T型三级时分交换网络
第5章 信息交换技术
式的电信号。光交换是对光信号直接进行的交换，它不需将光缆
送来的光信号先变成电信号，经过交换后再复原为光信号。由于 被交换的信息载体从电变成了光，从而使光交换具有宽带特性，
且不受电磁干扰。光交换系统被认为是可以适应高速宽带通信业
务的新一代交换系统。 实现光交换的主要设备是光交换机，它在功能结构上可分为 光交换网络和控制回路两大部分。目前的光交换机严格地说，应 该称为“电控光交换机”。随着光器件技术的发展，光交换技术 最终的发展趋势将是光控光交换
《通信技术基础》
第5章 信息交换技术 (2) 存储程序控制（SPC：Stored Program Control）交换机。所 谓程 控，是存储程序控制的简称，程控交换是一种用计算机控制 的电话交换技术，它将对交换机话路设备的控制功能预先编制好程 序存到存储器中，然后用计算机启动运行程序，再通过接口电路控 制交换机话路设备接续。程控交换机具在以下特点： 1）灵活性大，适应性强。程控方式能适应通信网的各种网络 环境、 性能要求和各种变化。 2）能方便地提供各种新业务。 3）便于采用公共信道信令系统。公共信道信令是在与话路完 全分开 的信令数据链路上集中大量的传送，传输速度快，信息容量 大，且便于信令的控制与管理。 4）易于实现维护自动化和集中化。 5）便于维护管理。
实现时隙交换功能的部件称为时间（T）接线器，实现空间交换 功能的部件称为空间（S）接线器，T接线器与S接线器的适当组
合就构成了数字交换网络
1) T接线器。 T接线器结构和工作原理如图5.8所示
《通信技术基础》
第5章 信息交换技术
信息存储器 0 1 2
TS30
TS2
0 1 2
信息存储器
TS30
TS2
网络或最终用户负责在接收点重新组装分组。
tsst 数字交换网
程控交换课程设计题目：TSST时分数字交换网姓名：高文星班级：2006级电信1班学号：200610320132学院：电子信息工程学院指导老师：宋刚老师TSST 时分数字交换网姓名：邓 勇 学院：电子信息工程学院 班级：2006级1班 学号：200610320131 关键字：T 接线器，S 接线器，TSST 网络，阻塞概率摘要：1、T 接线器的作用是完成在同一条复用线（母线）上的 不同时隙之间的交换。
2、S 接线器的作用是完成在不同复用线之间同一时隙内容的交换 3、A B 的交换：将用户A 的话音信息的PCM 编码由交换网络的上行通路HW1的TS1，交换到用户B 占用的下行通路HW3的TS3，交换网络的内部时隙选用ITS2 一、TSST 系统组成图 1、 网络结构图：CMA16输入控制输出控制CMB162、 系统框图：二、网络的工作原理 1、 T 接线器 （1）基本功能T 接线器的作用是完成在同一条复用线（母线）上的 不同时隙之间的交换。
即将T 接线器中输入复用线上的某个内容交换到输出复用线上的指定时隙。
（2）基本组成 如图所示T 接线器主要由话音存储器SM ，控制存储器CM 以及必要的接口电路（串并转换等）组成。
CM 和SM 都包含若干个存储单元，存储数量等于复用线的复用度。
（3）工作方式和工作原理T 接线器由两种控制方式：输出控制方式和输入控制方式。
在这两种控制方式下，SM 的写入和读出地址按照不同的方式确定。
A ：输出控制方式T 接线器的输入线的内容按照顺序写入话音存储器的相应单元，即输入复用线上第I 个时隙的内容就写入SM 的第I 个单元；输出复用线某个时隙应读出话音存储器哪个单元的内容由控制存储器的相应单元来决初级T 次级TS1S2输出侧控制存储器CM定，即控制存储器第J 个单元存放的内容K ，就是输出复用线第J 个时隙应读出的话音存储器的地址。
控制存储器的内容是在呼叫建立时由计算机写入的，在此呼叫期间，控制存储器第J 单元内容保持不变。
数字交换网络T&S
整个控制字由两部分组成。 整个控制字由两部分组成。一部分用来确 定语音存储器的存储单元的地址， 定语音存储器的存储单元的地址，指出由哪 个存储单元读出，另外一部分是确定由哪个 个存储单元读出， 语音存储器读出。字长格式如下图所示。 语音存储器读出。字长格式如下图所示。
空分接线器
当接至数字交换网的PCM复用线为 条或 复用线为2条或 当接至数字交换网的 复用线为 条或2 条以上时，就需要完成PCM复用线之间的交 条以上时，就需要完成 复用线之间的交 这一任务由空分接线器（ 接线器 接线器） 换。这一任务由空分接线器（S接线器）来 完成。 完成。
中间S接线器由 接线器由32组 TS511 中间 接线器由 组
空分开关和控制存储 器组成， 器组成，每个控制存 储器有512个单元。 个单元。 储器有 个单元
该TST交换网络可完 交换网络可完 成512×32个时隙话 × 个时隙话 路的交换连接。 路的交换连接。
TST交换网络工作原理 TST交换网络工作原理
ITS7
输出级T接线器也由 输入级T接线器由 输出级 接线器也由 输入级 接线器由32 接线器由 32组512单元的话音 组512单元的话音存 组 单元的话音存 单元的话音 存储器和控制存储器 储器和控制存储器组 组成。 组成 成。。
TS 2
ITS263
TS2
TS511
ITS 263
ITS7
TS511
顺序写入和顺序读出中的“顺序” 顺序写入和顺序读出中的“顺序” 系指按照SM的地址顺序， SM的地址顺序 系指按照SM的地址顺序，由时隙计数器 来控制SM的写入或读出； SM的写入或读出 来控制SM的写入或读出； 而控制写入和控制读出中的“控制” 而控制写入和控制读出中的“控制” 是指按CM中已规定的内容（即SM的地址） 是指按CM中已规定的内容（ SM的地址） CM中已规定的内容 的地址 来写入或读出SM SM的 来写入或读出SM的
数字调度通信系统
输入控制方式
n 例：A、 B两用户 分别占 用TS1、 TS25两 时隙。
q AB 方向交 换
q BA 方向交 换
控制写入 0
1
HW入 B TS25
A。
。
TS1
。
25
。 。
写。 地 31 址
CM
0 1 25
。 。 。
CPU 25 1
。 。
控制写入 。
31
SM 顺序读出
B
A
B
HW出
A
TS25 TS1
q RAM
T接线器的工作方式
n 根据CM对SM的控制方式
q 输出控制方式（读出控制）
n SM的写入受定时脉冲控制 n 读出受CM控制（顺序写入，控制读出）
q 输入控制方式（写入控制）
n SM的写入受CM控制 n 读出受定时脉冲控制（控制写入，顺序读出）
输出控制方式
n 例：A、B两用户 分别占用TS1、 TS25两时隙。
自然 二进码 1111 1110 1101 1100 1011 1010 1001 1000 0111 0110 0101 0100 0011 0010 0001 0000
反射 二进码 1000 1001 1011 1010 1110 1111 1101 1100 0100 0101 0111 0110 0010 0011 0001 0000
量化后的信号与原信号相比有误差，称为量化 误差，或量化噪声
量化后信号与原信号的近似程度常用量化信噪 比来衡量
编码的概念
编码是模拟信号数字化的第三步。
编码是将量化后的信号电平转换成二进制 码组。 二元码PCM可以有几种编码方式： 自然二进制码、格雷码（在图像通信中是个 典型应用 ）、折叠二进制码（广泛用于PCM 通信系统）
时隙交换
如图2.9所示。其功能与复用器正好相反，
完成并/串变换和分路输出功能。
TD0∧CP D0 HW0 锁 存 器 (0) D0
输 入
D7
HW0
D7
移 位 寄 存 器
S TD0∧CP S
(0)
„
„
„
HW0
TD7∧CP HW7 锁 存 器 HW7 (7)
CP D0
输 出
D7
移 位 寄 存 器
(0)
„
HW7
31
W 0 1 2 8 31 8 15 1 CM
„
TS 2 TS 1 TS 0
R
定 时 脉 冲 A4～A0
图2.4 写入控制方式的T接线器
当中央处理机（Central Processing
Unit，CPU）得知用户要求后，即向控制 存储器下“写”令，命令在控制存储器的 1#单元写入“8”，在8#单元写入“1”。
2.3 S型时分接线器
S型时分接线器是空间型接线器(space
switch)，其功能是完成“空间交换”。即
在一根入线中，可以选择任何一根出线与 之连通。
2.3.1 S型接线器的基本组成
S型接线器由m×n交叉点矩阵和控制 存储器组成。在每条入线i和出线j之间都有 一个交叉点Kij，当某个交叉点在控制存储 器控制下接通时，相应的入线即可与相应 的出线相连，但必须建立在一定时隙的基 础上。
R 0 1 8 1 2 CM
定 时 8 脉 冲 A4～A0 15 31
图2.3 读出控制方式的T接线器
话音存储器中每个存储单元内存入的 是发话人的话音信息编码，通常是8位编码。 T接线器的工作是在中央处理机的控 制下进行。当中央处理机得知用户的要求 （拨号号码）后，首先通过用户的忙闲表， 查被叫是否空闲，若空闲，就置忙，占用 这条链路。中央处理机CPU根据用户要求， 向控制存储器发出“写”命令，将控制信 息写入控制存储器。
1概述11交换的概念
/2）通信技术课件图4-1 点对点通信的实例）用户间通过交换设备连接图4-4 交换方式分类通信技术课件图4-5 电路交换通信技术课件（b）最简单的上升旋转型选择器图4-7 步进制交换机实例图通信技术课件（a）步进制交换机通信技术课件通信技术课件图4-8 纵横制交换机（a）交换机整体图通信技术课件（b）交换机正视图图4-9 数字程控1240交换机实例图图4-10 T接线器的工作原理通信技术课件通信技术课件通信技术课件图4-12 输入控制型S接线器通信技术课件图4-13 输出控制型S接线器通信技术课件通信技术课件通信技术课件通信技术课件图4-15 TST网络通信技术课件图4-16 数字程控交换机基本结构（1）话路系统通信技术课件图4-17 程控交换机的软件系统通信技术课件图4-18 电话接续基本信令流程们在用户线上传输。
用户线信令从功能上又可分为三种。
通信技术课件图4-19 随路信令和共路信令示意图图4-20 信令系统结构示意图通信技术课件通信技术课件图4-21 报文交换工作原理图报文交换的主要优点2、分组交换的概念通信技术课件图4-23 分组交换的工作原理通信技术课件图4-24 数据报方式原理图通信技术课件图4-25 虚电路方式原理图分组交换方式的主要优点是：逐段链路的差错控制(差错校验和重发)，而且对于分组型终端，在用户线部分也可以同样进行差错控制。
所以，分组在网内传输中而分组交换方式则不同，报文中的每个分组可以自由选择传输途径。
由于分组交换机至少与另外两个交换机相连接。
当网中发生故障时，分组仍能自动选择一条避开故障地点的迂回路由传输，不会造成通信中断。
(3)为不同种类的终端相互通信提供方便分组交换网进行存储一转发交换工作，并以X．25建议的规程向用户提供统一的接口，从而能够实现不同速率、码型和传输控制规程终端间的互通。
信息的传输时延较小，而且变化范围不大，能够较好地适应会话型通信的实时性要求。
程控数字交换原理-网络结构
1
集 中 器
1 2 Mv 1 2 MT 1 2 MS 主交换 网络 M× M
1 2 Mv 1 2 MT 1 2 MS
1 扩 张 器 2
Nv
Nv
控制系统 信令发送设备 图2-16 具有集中和扩张的交换网络 信令接收设备
输入折叠：
接口的发送端连接集中器的第I根入线，则的接收端必连接扩张器的第I 条出线。
k
a ( 2 a ) a B i 2
级数越多，内部阻塞越严重。
n
m
m
k
k
图2-12 一个nmk×nmk三级网络
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L
1 2
n 1 2 n
1 1 n 1 2 n 1 m n L L
1 1 Lm 1 2 Lm 1 n／ L Lm
1 2 Lm 1 2 Lm
增加级间链路减小内部阻塞。
内部阻塞等于所需链路被占用的概率：
nm×nm二级网络
aA /nm Bi a
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n (m) n
n
m (n)
m
k (m)
k
任何两个级间交换器 间只有一条链路。
aA /nmk
k
2 B 1 ( 1 a ) i 3
n (k)
m
m
k (n)
n (m) n
n
m (n)
m
k (m)
第二级：17 个 100 ×90 交换器 第三级：90 个 17×8 交换器
第二级：19 个 10 ×9 交换器 第三级： 9 个 19×10 交换器
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二、集中与扩张
多台话机共用一条交换网络入线。 集中比 中继线一般不集中
网络阻塞率的计算：主网络无阻塞。
数字交换原理
数字交换原理
数字交换原理是一种常用的排序算法，在进行数据处理和计算时很有用。
它的基本原理是在待排序的数字序列中，比较相邻两个数字的大小，并根据需要进行交换，从而达到将数字序列按照一定的规则进行排序的目的。
具体来说，数字交换原理可以通过以下步骤来实现：
1. 设定一个待排序的数字序列，可以是一个数组或者列表。
2. 从序列的第一个数字开始，依次与其后的数字进行比较。
3. 如果当前的数字大于后面的数字（升序排序），则进行交换。
4. 继续比较并交换，直到序列中所有相邻的数字都被比较过。
5. 重复以上步骤，直到整个序列都被遍历完毕，并且没有需要交换的数字为止。
通过这种方式，数字交换原理可以将待排序的数字序列逐步调整为有序的序列。
这种算法的时间复杂度为O(n^2)，其中n
表示待排序序列的长度。
在实际应用中，数字交换原理常常被用于对简单的数字序列进行排序。
但是在处理大规模数据时，由于其时间复杂度较高，往往会选择其他更高效的排序算法来替代。
总的来说，数字交换原理是一种简单但是有效的排序算法。
它通过比较和交换数字的方式，将待排序的数字序列转化为有序的序列。
通过理解和运用数字交换原理，可以更好地处理和排序数字数据。
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。
数字交换网络
在进入SM前，PCM数据要经过“串并转换”变成8位并行数据，才能存入SM；而在读出数据时，也必须将8位并行数据转换回串行数据，因而需要进行“并串转换”。
1
2
1.时钟和定时脉冲
三、串并变换
半周期时长
=125us÷32÷8÷2
返回
时序图
2.串并变换电路
串并变换电路（ S/P : Serial-Parallel Conversion）负责将串行码变成并行码。主要由“移位寄存器”和“锁存器”组成。
集中式T接线器：出时隙数小于入时隙数
多端输入的T接线器框图
入线HW1上的TS20中的话音a交换到出现HW7上的TS31中去
1.复用器的实现
输入端复用器需要完成合路（复用）和串并转换功能。
（对比单线时的串并转换时序图）
1
参时序图
2
图中HWn和Wn代表母线。
3
串并转换和复用的时序图
时序图
半周期时长
=125us÷32÷8÷2
返回
2.分路器的实现
问题解答
为了完成对信号的交换控制，需要准确的产生各种时钟和定时脉冲控制信号，见下图。PCM30/32路系统的每一时隙长3.9us，每时隙传送8bit，每比特长488ns，设定时钟cp的脉冲宽度和间隔宽度均为244ns，TD0~TD7分别代表每一个比特的位脉冲，他们可以由A0~A2译码得到。（参见时序图）
数字程控交换采用的是同步时分复用技术来传输用户信息；
中继线的传输能力被分成若干时隙（TS：Time Slot）提供给不同用户传输信息；
不同用户信息位于不同中继线上的不同时隙，以PCM信号传输，每个时隙传输8bit PCM编码；
PCM 30/32路系统一帧共有32个时隙，其中TS0用来传帧同步信号，TS16传信令信号，剩下的TS1～TS15、TS17～TS31共30个时隙提供给用户作为30个可以共用的话路。
程控交换原理电子课件教案-第2章-数字交换和数字交换网络
✓空分交换网络的入线和出线在整个通话期间一直接通，属于 空分交换；而空分接线器的入线和出线只在某个特定时隙接通， 因此空分接线器还需要CM来控制在哪个时隙接通，属于时分 交换。
我可以单独使用T型接线器 来组建交换机吗？如果能， 为什么还需要S型接线器呢？
✓只用T型时分接线Байду номын сангаас完全可以组建数字交 换网络，但其交换容量有限制。
✓为形象说明时隙交换原理，用两个时序开关 代替控制机构，控制话音信息的交换。
✓话音存储器：32个存储单元，单元地址顺序排列。 ✓输入侧时序开关K入 ：32接点，按序号与SM的存储单元相连。 ✓输出侧时序开关K出 ：32接点，非顺序，而是按用户要求连接。 ✓K入和K出：8000/s，T=125μs，周而复始的同步旋转。话音信息不断存入 和读出，每125μs交换一次，每次只传送一个抽样值。 ✓两用户交换信息，采用暂存的方法。
NOTICE
✓S型接线器完成的是不同PCM复用线语音信息之间的交换， 但这种交换仅在相同时隙间进行，不同时隙间不能进行交 换，所以S型接线器不能在交换网络中单独使用(为什么？)， 这是和T型接线器之间最大的区别。 ✓S型接线器以时分方式完成复用线之间的空间交换。还记 得T型接线器是按空间位置的划分来实现时隙交换吗？
✓当连接到交换网络的PCM复用线超过2条 的时候，就需要采用S型接线器来完成复用 线之间的交换。
✓S型接线器也分为两种工作方式，如果CM是控制输入线上的 交叉点闭合，则工作在输入控制方式；如果CM是控制输出线 上的交叉点闭合，则工作在输出控制方式。
✓每条出线或入线上的所有节点的闭合都由一个CM来控制。
T接线器的原理我明白了， 那么实用的T接线器的构
造是什么样子的呢？
第三章 程控数字交换机的硬件系统
2
30/32路PCM基群帧结构
PCM时分多路通信可以组成数千路的复用。 我国采用30/32路制式为基群，简称基群或 一次群。
30/32路PCM基群帧结构图
30/32路PCM基群帧周期TS=125μ s，即抽样频率
fS=1/TS=8kHz，帧长为256bit。 各时隙安排如下。 （1） TS1～TS15，TS17～TS31 TS1～TS15分别传送CH1～CH15路语声信号，TS17～ TS31分别传送CH16～CH30路语声信号。
（3）TTT型交换网络
图3-20 TTT三级交换网络的结构
3．时／空结合的交换单元（T/S） （1）DSE的基本功能和组成
图3-21 DSE的基本结构
（2）DSE的工作原理
图3-22 DSE交换示例
图3-23 DSE工作原理
3.2.5 交换网络的阻塞计算 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， 通常用爱尔兰（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，S为平均占
3．无阻塞网络 （1）单级无阻塞网络 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
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。
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。 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。 2．模拟用户电路
（1）模拟用户模块（ASM） （2）数字中继模块（DTM） （3）ISDN用户模块（ISM） （4）ISDN中继模块（ITM） （5）服务电路模块（SCM） （6）ISDN远端用户单元接口模块（IRIM） （7）高性能公共信道信令模块（HCCM） （8）外设与装载模块（P&L） （9）时钟与信号音模块（CTM） （10）辅助控制单元模块（ACE）
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学习重点： 理解数字交换的原理 熟悉时分接线器和空分接线器的交换原理 了解串/并、并/串变换电路原理 掌握三级数字交换网络的交换原理 重点掌握T-S-T网络
第三章数字交换原理和数字交换网络
3.1 数字程控交换概念 3.2 数字接线器 3.3 复用和分路器 3.4 T接线器和S接线器的实现电路 3.5 T-S-T数字交换电路
3.3 复用和分路器
由T接线器与复用器结合构成的交换网络 对容量不大的数字交换机，在交换网络接 收侧加入复用器，在发送侧加入分路器，就可 以只用时分接线器构成单T级的数字交换网络， 来完成多套32路PCM之间的时隙交换。 图3.8中有8条输入/输出时分复用线，每条 线的复用度为32。假定输入HW1 TS3的语音A 要交换到输出HW7 TS17去，交换过程是：按 照前面讲的复用原理，输入HW1 TS3的语音A 复用后的时隙是TS25，经T接线器交换到 TS143，分路后就送到输出HW7 TS17上。
3.1数字程控交换概念
1. 数字交换和数字交换网络 时隙交换的概念可用图3.1示意说明,当 PCM入端某个时隙（对应一用户）信息 需要交换（传送）到PCM出端的另一时 隙（另一用户）中去时,相当于通过数字 交换网络将时隙的内容“搬家”。即 PCM入端TSi 时隙中的话音信息A经过数 字交换网络后,在PCM出端的TSj时隙中出 现。
3.1数字程控交换原理
TSi
PCM 入 A 数字交换网络
TSj
A
PCM 出
图3.1 时隙交换的概念
3.1数字程控交换概念
TSi
TSi
1 2 3 4
A 数字交换网络
B
1 2
TSj
TSj
3 4
B
A
图3.2 多复用线时隙交换示意图
3.1数字程控交换概念
终 端 数字交换网络
终 端
图3.3 双向通信示意图
3.2 两种基本的数字接线器
1
1
…
N
A TS13 … N 13 N … 2 1
图3.5 输出控制方式S接线器组成结构
…
N
2
A TS13
2
3.3 T-S-T数字交换网络
TST交换网络 在大型程控交换机中,数字交换网络的 容量要求较大,只靠T接线器或S接线器是不能实 现的,必须将它们组合起来,才能达到要求。 各级的分工如下: TA接线器负责输入复用线的时隙交换; S接线器负责复用线之间的空间交换; TB接线器负责输出复用线的时隙交换。
3.2 两种基本的数字接线器
以第1条输入复用线为例，其第1个时隙可能选 通第2条输出复用线的第1个时隙，其第2个时隙 可能选通第3条输出复用线的第2个时隙，其第3 个时隙可能选通第1条输出复用线的第3个时隙， 等等。因此，对应于一定出入线的交叉点是按 一定时隙做高速启闭的。从这个角度看，空分 接线器是以时分方式工作的。各个交叉点在哪 些时隙应闭合，在哪些时隙应断开，是由CM控 制的，CM起同步作用。
时钟
控制信号 W：写入 R：读出 a) 输出控制
图3.4 T接线器原理示意
(a)输出控制型；(b)输入控制型
3.2 两种基本的数字接线器
空分接线器属于空分阵列交换单元。 1) 空分接线器组成 空分接线器(Space Switch)简称S接线器， 它由交叉点矩阵和控制存储器CM组成，如图 3.19所示。N×N的电子交叉点矩阵有N条输入 复用线和N条输出复用线，每条复用线上有若干 个时隙。每条输入复用线可以选择到N条输出复 用线中的任一条，但这种选择是建立在一定的 时隙基础上的。
3.3 复用和分路器
b1 PCM0
…
1 16 16→1 b1
…
S/P
b8
…
b1 PCM15
…
1 16 16→1 b8
…
S/P
b8
图3.6 复用器的组成
…
3.3 复用和分路器
复用器包括串/并变换和合路复用功能。假设图 3.16中有16条PCM分别经串/并变换后进入“16 选l”的多路选择器进行合路。8个16选1的选择器 中的每一个选择器接16个串/并变换器输出的同 名比特位。 图3.6说明16套PCM系统进行串/并变换后 在8条并行线上的时隙进行合路的过程。在3.9 μs中，原来每一时隙的8位串行码，现在变为并 行码排列在b1～b8 8条线的同一码位，成为变 换后的一个时隙。16套并行PCM合路后，原来 一个串行时隙的时间间隔内排有16个不同时隙 的16位码。变换前后时隙的对应关系为：
3.9s 2.44ns
图3.7 复用器的复用过程
3.3 复用和分路器
每套PCM系统串行码的传输速率为2 Mb/s，复用度为 32，串/并变换后速率只有原来的1/8，变成256 kb/s， 复用度不变。16套PCM合路复用后，速率增加15倍， 变成4 Mb/s，复用度增加15倍，变成16×32＝512。这 样交换网络以4 Mb/s的速度工作就可以满足512时隙的 交换要求。 如果不进行上述变换，每个时隙的8位编码仍按串 行码传送和交换，那么速率将提高16倍，达到32 Mb/s 以上，这样高的速率在早期是难以实现的。 分路器的功能和复用器的相反，它完成分路和并/ 串变换功能。
… …
16套PCM16套PCM 的TS0 的TS1 … …
16套PCM 的TS31
第1套PCM 串行码，2 Mb/s
TS0 TS1
…
…
TS0 TS1 b1 串/并变换后, 复 b2 用前, PCM并行 码, 256 Mb/s b8
…
复用后 4 Mb/s
…
b8
… 第16套 PCM TS31
第16套PCM TS0
3.3 复用和分路器
Flash 演示《复用器和分路器原理》 上一节我们已经介绍了数字交换网络的作用是 完成数字话音信号的时隙交换。在介绍数字交 换网络之前，我们先来学习复用器和分路器的 有关知识，它们是连接交换网络的接口。 信息以串行格式送入交换网络的入线并从 出线送出。入线和出线上一帧的时隙数定义为 复用度。在交换网络中，为了提高交换速度， 信息以并行方式交换，因此在交换网络接口处， 要进行串/并和并/串变换。复用器和分路器的作 用就是完成这种变换。
3.2 两种基本的数字接线器
显然，对于点到点的通信，同一条输入(输出)复 用线上的某一时隙，不能同时选通几条输出(输 入)复用线。对于图3.5来说，就是位于同一输入 线或同一输出线上的任何两个交叉点，不能在 同一时隙闭合。当然，任一输入复用线的不同 时隙，是可以选通到同一条输出复用线的。 交叉矩阵可由选择器组成。例如，16选 1 选择器可用来使 16条入线选通1条出线， 16×16的交叉矩阵可由16个16×1的选择器以 一定的复接方式组成。
3.2 两种基本的数字接线器
T接线器原理如图3.4所示,主要由话音存 储器（SM）和控制存储器（CM）组成。 SM用来暂存话音信息,其容量取决于复用 线的复用度（图中以32为例）。SM的存 取方式有两种:一种为“顺序写入,控制读 出”;另一种为“控制写入,顺序读出”。 从而形成两类T接线器:输出控制型和输入 控制型,分别如图3.4(a）和(b）所示。
3.2 两种基本的数字接线器
图3.5中，第1个控制存储器的第7个单元中由处 理机控制写入了2，表示第1条输入复用线与第2 条输出复用线的交叉点在第7时隙接通。在每一 帧期间，处理机依次读出控制存储器各单元的 内容，控制矩阵中对应交叉点的启闭。这里的 控制存储器就是控制接续的转发表。 控制存储器也可以按输出线设置，即每一 条输出复用线用一个控制存储器控制该输出复 用线上各个时隙依次与哪些输入复用线接通， 如图3.6所示。显然，在第2套控制存储器中， 写入的内容是输入复用线的号码。
3.2 两种基本的数字接线器
a 1 TS1 a PCM1 数字 TS1 交换 网络 PCM1 b TS1
甲 1 30
b TS1 b TS30
b PCM2 TS30
PCM2 a TS30
乙 30
a TS30
图3.4 数字交换系统的交换过程
3.2 两种基本的数字接线器
1）T接线器（Time Switch） T接线器实现时隙交换的原理是利用存 储器写入与读出时间（隙）的不同,即在 输入时隙写入,而在其他时隙（通话另一 用户占用时隙）读出来完成时隙交换的。
3.3 复用和分路器
变换后的并行时隙号 = 变换前的时隙号× 复用器串行输入线数量 + 变换前串行输入 线号 例如，变换前位于输入线5、时隙10 的语音，变换后的并行时隙是 165(10×16+5=165)。
3.3 复用和分路器
3.9s 4.88 ns 1 2 3 4 5 6 7 8 TS31 TS0 b1 b2 …
3.5.1 T-S-T数字交换网络结构 P44 图3.18数字交换网络结构示意图 工作原理见 Flash <T-S-T数字交换网络>
A HW1
TA（输出控制） CM SM A TS2 0 A A 2 A 7 2 31 TS7 A TS23 B
S（输入控制） CM
B
TB（输入控制） SM B 2 B TS2 B
3.2 两种基本的数字接线器
话音存储器 0 1 2
TS30
TS2
0 1 2
话音存储器
TS2
控制存储器
控制存储器
TS2
TS30
┇
29 30 31
30
0 1 2
TS2
┇
29 30 31
┇
2 29 30 31
30
0 1 2