电信交换第二章讲义

信 当需要完成不同基群中不同时隙交换时，可采用 交 多路复用的方法，由一个T接线器来完成交换。 换 参见下图：
中国地质大学信息工程学院 郭金翠 2004年2月 5
32TS
32TS 8
SM
32TS 8
32TS
串8
现并
复
代8
用
电
串 并
器
并
分
串
路
8
器
并
串
信
交 2.048Mb/s 256Kb/s 256Kb/s*8
第二节 多级交换网络
交换机容量超过一定限度时，单级时间接线器不
现 能满足要求，必须采用 T 和 S 结合的多级网络。
代 1、T S T网络
电 采用三级接线器，两侧为 T 接线器，中间为空 间接线器
信
通话时话音信息要双向传送，因此在数字交换
交 网络中要建立来去两条通路
换
终端
数字交换
终端
网络
中国地质大学信息工程学院 郭金翠 2004年2月 14
代 推广到一般，三级CLOS网络结构如下：
电 信
1 1
n 1m
1
1
1
r
r
1
1
1n
m
交
1
1
nrm
1
1
r mr
1
1
mrn
换 于是可以得到，严格无阻塞的条件是：m
2n-1
由三级CLOS网络可扩展到五级、七级CLOS 网络
中国地质大学信息工程学院 郭金翠 2004年2月 24
第四节 同步时分交换网络的设计
t 小时
2004年2月 28
4) 忙时话务量
现 5) 影响话务量的因素
代
用户的性质、社会经济条件、电话普及率、收费 制度
电 6) 流入话务量和完成话务量
信 流入系统的话务量叫作流入话务量
交 完成了接续的那部分话务量叫作完成话务量
换
流入话务量等于在一个平均占用时长内负载源 （用户或上级线路，也称为话源）发生的呼叫
n
1
n
2
第二级
1
1
m
1
m
1
1
m
2
m
1
n
m
nn
1
1
m
n
m
mm
相当与一个 nm nm 的交换器
中国地质大学信息工程学院 郭金翠 2004年2月 19
内部链路：交换网络中级与级之间的连线。
现 网络内部阻塞：当网络的出入线空闲，但因交换 网络级间链路被占用而无法接通的现象。
代 电 二、无阻塞网络的条件 信 1、无阻塞网络的分类： 交 •严格无阻塞网络： 换 不管网络处于何种状态，只要所连接的入线和
出线是空闲的，任何时刻都可以在交换网络中建 立此连接
中国地质大学信息工程学院 郭金翠 2004年2月 20
•再配置无阻塞网络：
现 不管网络处于何种状态，总可以通过对已 建立连接所用的通路进行调整，以建立任何
代 新的无阻塞连接 电 •广义无阻塞网络： 信 指一个给定的网络存在着固有的阻塞的可
能，但有可能存在着一种精巧的选路方法，
作。
CM0
中国地质大学信息工程学院 郭金翠
30
0
1
6
31
CM1 CM2 CM3
2004年2月 8
四、数字交换单元（DSE）:具有时空交换功能
现
代 电0 信 交 换7
双向 端口
双向 端口
T D M
双向 端口
双向 端口
8
输入输出为16条双向 4Mb/s串行16位码，32
路；
端口包括发送端口和接 收端口；
0 TS5 TS1 1 BB 入 B A5 A
32TS
TS5 TS1
A B出
32TS
31 W R CP
控制写入 顺序读出
0 1 51 5 15
31
CM
CPU
中国地质大学信息工程学院
SM、CM单元数及单 元大小的确定；
T接线器的写入、读 出按空分方式工作。
CP
郭金翠
2004年2月 3
现 代 电 信 交 换
中国地质大学信息工程学院 郭金翠 2004年2月 12
因此只有TX8能接收信道总线上的信道号18和
现 数据总线上的话音信息S，并将话音信息S存入数 据RAM的18单元。
代
当TS18到来时，TX18用时隙号18作为数据RAM
电 信
的读出地址，读出话音信息S在TS18中传送，从 而完成了所需交换
交
换
中国地质大学信息工程学院 郭金翠 2004年2月 13
pcm 6 B
20
SMA6 B
ITS74 B
127
0
74 20
127
CMA6
S接线器 （输入控制）
0
0
10 6
127
CM1
74 1
127
CM6
次级T接线器 （输入控制）
SMB1
ITS74 0
TS5
B5
B
B
pcm1
127
0 输出
74 5
CMB1
ITS10 0 SMB6 A
20 A
TS20
A pcm 6
级交换器相通。再假设第二级交换器的其余4条
出线均已占用，而它们使用的入线又恰好是一、
二级之间剩余5条链路中的4条，但还剩下一条链
路可用,即此网络不存在内部阻塞问题。
中国地质大学信息工程学院 郭金翠 2004年2月 23
由此例可知，第一、二级之间的链路数满足：
现
9=（5-1）+（5-1）+1 可确保无阻塞
读出地址，得到端口号码8，并置于端口总线P；
电 同时用时隙号12作为信道RAM的读出地址，得
信 交
到信道号18，并置于信道总线P； TS12中的话音 信息S则由RX5置于数据总线D。
所有发送端口对端口总线上的端口号码进行
换 比较，只有当端口总线上的端口号码与自身端
口号码一致时，才接收有关总线上的信息。
交 下面根据完成话务量的定义和性质说明其意义： 换 根据完成话务量的定义，A= 70 e 意味着，在
或 A nh 单位：(小时呼）
T
av
换 2) 话务量强度（话务流量）：
单位时间内的话务量。
中国地质大学信息工程学院 郭金翠 2004年2月 27
A
A T
h
（erl)
现
T
1 av
代 1
n T
称呼叫强度，即单位时间内的平均呼叫次数
电 3) 话务量的特性：
信
随机性和波动性
交
A
换
忙时
9 10
1718
中国地质大学信息工程学院 郭金翠
交 使得所有的阻塞均可避免，而不必调整网络 换 中已建立的连接
中国地质大学信息工程学院 郭金翠 2004年2月 21
2、CLOS网络
现 为了降低多级交换网络的成本，减少交叉点 总数而同时具有严格的无阻塞网络，CLOS C.
代 首次推出了严格无阻塞的条件并构造了一种无 电 阻塞网络，即CLOS网络 信 交 换
练习：A用户占用一条PCM 基群线上的时隙 6，现欲交
换到时隙 20，试分别画出采用输出控制方式和输入控制方 式的时间接线器的接续示意图。
中国地质大学信息工程学院 郭金翠 2004年2月 4
SM、的读写周期为一个时隙的长度一般 在前
半周期写入，后半周期读出。
现
交换时延：
代
D k j(TS)
电
输出 输入
（ i 、j ）选择采用反相法，即i 、j相差半帧， 记为 j=i N/2 （N为PCM复用线上总时隙数）
中国地质大学信息工程学院 郭金翠 2004年2月 15
现 代 电 信 交 换
pcm1
初级T接线器 （输出控制）
TS5 0 A5
SMA1
A
ITS10 A
127
输入
0 10 5
127
CMA1
TS20 0
为增大交换网络的容量，需要引入空分接线器。
电
信 三、空分接线器（S）
交 换
功能：完成不同PCM线之间同时隙信息的交换。
组成： n n 的交叉点矩阵、控制存储器。
控制方式：输入控制、输出控制。
中国地质大学信息工程学院 郭金翠 2004年2月 7
现 代 电 信 交 换
PCM 0 PCM 3
TS6 TS1 TS1
换1 2
n
m
n
中国地质大学信息工程学院 郭金翠 2004年2月 17
多级网络
现 用两级交换器构成一个 n x nm 容量的交换网络。
代
第一级
1
1
第二级 1
2
2
2
电
n
1
n
1
m
信 交
1
2
2
m
换
nn
1
2
n
m
1 m
中国地质大学信息工程学院 郭金翠 2004年2月 18
现 代 电 信 交 换
第一级
1
1
n
1
书的数学期望（平均值）
中国地质大学信息工程学院 郭金翠 2004年2月 29
完成话务量等于线路中平均同时占用的线路数。
现 也就是同时处于工作状态的线路数目的平均值。 代 完成话务量的性质： 电 •性质1：完成话务量在数值上等于单位时间内一
群线路中各线路占用时间的总和。
信 •性质2：完成话务量在数值上等于一群线路中一 交 个平均占用时长内发生的平均占用次数。 换
来自百度文库
256Kb/s*8 256Kb/s 2.048Mb/s
换
串并变换及复用以后速率的计算、时隙数的确定 复用后时隙序号的确定：原时隙号*总线数+线号
中国地质大学信息工程学院 郭金翠 2004年2月 6
单个时间接线器的容量增加，存储器的读取速
现 度就要提高，单个时间接线器的容量通常不超过 1024路。
代
中国地质大学信息工程学院 郭金翠 2004年2月 22
现 代 电 信 交 换
以下图为例，说明无阻塞条件 同一交换器中其
它入线占用
5
93
39
5
3
9
3
5
93
39
5
其它交换器 占用
此例中，考虑最坏情况，当第一级交换器的入
线希望接通时，它的其余4条入线已占用了它9条
出线中的4条，于是这条入线尚有5条出线与第二
TS6 TS1 TS1
PCM 0 PCM 3
输 入 30 控 制
03
0
1
00 6
31
CM3 CM2 CM1 CM0
CM个数、CM单 元数的确定；
PCM 0 PCM 3
TS6 TS1 TS1
TS6 TS1 TS1
PCM PCM
CM单元内容对应
接点序号；
接点的闭合、断 开按时分方式工
输 出 03 控 00 制
中国地质大学信息工程学院 郭金翠 2004年2月 1
现 代 电 信 交 换
SM
0 TS5 TS1 1 A 入 B A5 B
32TS
TS5 TS1
A B出
32TS
CP
顺序写入 控制读出
31 WR
0 15 51
31
CM
CPU
中国地质大学信息工程学院
CP
郭金翠
2004年2月 2
现 代 电 信 交 换
SM
中国地质大学信息工程学院 郭金翠 2004年2月 30
例：假设在100条线的中继线群上，平均每小时
现 发生2100次占用，平均占用时长为1/30小时。求 这群中继线上的完成话务量。
代 依题意有： =2100呼叫/小时
电
hav=1/30 小时/呼叫
信
则有： A= hav =2100 1/30 =70 e
设进入第5端口的12时隙中的信息要传送到第8 端口的18时隙中去
DPC
端口RAM 信道RAM
0
0
TS12
12 8 12 18
S
数据RAM
0
18 8
18 S
TS18
S
S
31
31
RX5
31
TX8
中国地质大学信息工程学院 郭金翠 2004年2月 11
根据上述交换要求，在RX5的端口RAM中的
现 12单元写入8，在话路RAM中的12单元写入18 代 当TS12到来时，用时隙号12作为端口RAM的
TDM为39条时分复用 总线连接各个端口
15
中国地质大学信息工程学院 郭金翠 2004年2月 9
现 代 电 信 交 换
端口结构
输入同步 端口RAM
信道RAM
RX
缓冲器
数据RAM
控
制 器
TX
比较器
中国地质大学信息工程学院 郭金翠
TDM
DP T C
2004年2月 10
现 代 电 信 交 换
下面举例说明在DSE中进行信息交换的过程
第二章 同步时分交换网络
现 代 电 信 交 换
第一节 基本交换单元
一、数字交换：
我国采用欧洲制式，即 30/32 路 PCM 系统 数字交换即为时隙交换 采用时间接线器和空间接线器
二、时间接线器
功能：完成同一条PCM线上不同时隙之间的信息交换。 组成：话音存储器和控制存储器。
控制方式：顺序写入，控制读出；控制写入，顺序读出。
交 6、扩充方案
换 7、阻塞率的计算
中国地质大学信息工程学院 郭金翠 2004年2月 26
三、 话务理论基础
现 研究话务量、呼损与交换设备数量之间关系的 理论
代 1、话务量 电 1) 定义：在时间T内，一个源（或服务器）所产生
的（所负担的）话务量等于该期间内各次服务持
信 续时间的总和。
交 A h T
127
0 10 20
127
CMB6
中国地质大学信息工程学院 郭金翠 2004年2月 16
第三节 无阻塞网络
一、内部阻塞的基本概念
现 一个 n x m 的交换网络可表示为任意一条入线可
代 交换到任意一条出线上，共有 n x m 个交叉点。
电 交换器一般可用如下图示表示: 入1
1出
信
线n
线 m
交
12
m
下面举例说明其工作原理：
现 主叫用户 A 占用 PCM1 的时隙 5 ，被叫用户 B 占用 PCM 6 的时隙 20 ，要求建立双向路由，给
代 出正向内部空闲链路（内部空闲时隙）为时隙10。 网络输入输出线为 PCM 基群复用线。
电 正向路由：主叫到被叫 信 反向路由：被叫到主叫 交 为减少路由选择次数，正反向通路的内部空闲 换 链路一次选择成功，为此正反向内部空闲时隙
现 一、交换网络设计的基本要求 代 1、交换系统容量 电 2、话务负荷能力
3、可靠性
信 4、便于扩充 交 5、交换网络结构和控制简单 换 6、成本低
中国地质大学信息工程学院 郭金翠 2004年2月 25
二、交换网络设计的主要内容
现 1、网络结构
代 2、交换单元容量和级间连接方式
电 信
3、控制方式 4、选择方式 5、冗余结构