第2章 同步时分交换网络

T-S-T交换网络原理图
两侧各有32个T单 元( 512×512 ） 每个T单元的PCM 线又可称母线HW 输入级T单元设为输 出控制方式，其话 音存储器用SMA1～SM-A32表示， 控制存储器用CMA1～CM-A32表示。 输出级T单元设为输 入控制方式，其话 音存储器用SMB1～SM-B32表示， 控制存储器用CMB1～CM-B32表示。 中间级S单元包括 32×32交叉点矩阵 和32个CM （ CMC1～CM-C32 ）， 采用输入控制方式。
时隙和帧
使用A律进行编码的30/32路PCM系统，32路复用，即在 125us有32个时隙TS（每个时隙＝125/32us≈3.9us），其 中TS1～TS15，TS17～TS31传输话路信息，称为话路， 即每帧有30个话路。对每一个话路来说，抽样值经过量化 以后可编成8位PCM码组，占用3.9us（一个时隙）进行传 输。 其余两个时隙（TS0和TS16）传送与话路有关的控制信 息。
码率：(基群) 一条PCM线的总码率为：256bit/帧 * 8000帧/s = 2048 Kbit/s 一条话路的码率为：8bit * 8000/s = 64 kbit/s
2.1 基本交换单元
同步时分交换网络由基本交换单元构成。 基本交换单元： ---时间交换（T）单元：完成同一时分复用线 不同时隙之间的交换 ---空间交换（S）单元：在同一时隙完成不同 时分复用线之间的交换 ---时/空结合（T/S）交换单元：同时完成时分 复用线之间和时隙之间的交换
32路PCM的帧结构


TS0: 帧定位码组（8位） 偶数帧：0011011；奇数帧：1 1 1/0 11111 TS16:按复帧传送各话路的标志信号码 F0：复帧定位码组，编码为 0000 1 0/1 1 1 F1~F15：各话路的标志信号码 每帧传送2个话路的标志信号，每路标志信号占4位，用 a, b, c, d表示。
输入控制（控制写入，顺序读出）
2.1.2 空间S交换单元
功能：实现同步时分复用信号在不同复用线之间的空间 交换，不改变其时隙位置。 基本结构： ---交叉点矩阵：控制话音信息是否通过，一般由数据选 择器组成。 ---控制存储器（CM）：数量等于出／入线数，每个CM 所含有的单元数等于出入线的复用时隙数，每个单元的 位数取决于入（出）线数。 控制方式： ---输出控制：按每条入线设置CM 。CM控制写入、顺 序读出。 ---输入控制：按每条出线设置CM 。CM控制写入、顺 序读出。
第2级和第3级各有16组，每组8个DSE，同一组号的第2级和第3级之 间进行交叉连接。第2级中各个DSE的0～7端由AS接入，8～15端接到 第3级。第3级中各个DSE的0～7端由第2级接入，8～15端接至第4级。
第4级分为8组，每组8个DSE（第4级的0～15端全部示于左侧，折 回到第3级各个DSE的8～15端），第3级与第4级是在不同组之间进 行交义连接。对于第3级任一个DSE而言，8～15分别连接到第4级 的8个组。从第4级看，则任一个DSE的0～15分别连接到第3级的16 个组。这样，对于第4级的任何一个DSE，通过0～15线，可以到达 整个网络的任何一个端口。 不同容量的网络结构
（2）Biblioteka Baidu入控制
2.1.3 时/空结合交换单元（T/S单元）
功能：实现任一入线 的任一时隙与任一出 线的任一时隙之间的 交换连接(时隙和空间交换) 举例：数字交换单元DSE ---容量：[16（双向 端口）*32（时隙 数）]2 =512×512 ---结构：图2.1.7 包括双向端口和TDM总线
2.1.1 时间交换单元
功能：实现某复用线上的时隙交换 基本结构 ---话音存储器（SM）：存放8比特的语音PCM编码，容量等 于复用线上的（每帧）时隙数。 ---控制存储器（CM）：存放时隙号（由处理机写入），用于 控制话音存储器信息的写入或读出，容量通常等于SM的容量。 控制方式 ---输出控制：SM顺序写入、控制读出；CM控制写入、顺序 读出。 ---输入控制：SM控制写入、顺序读出；CM控制写入、顺序 读出。
反相法：i+n/2（模n） 奇偶法：2j+1
2.2.2 T/S结合型
1）T/S结合型的多级交换网络
T/S 单 元 通 过 复 接 扩 展 容 量 ， 但 是 复 接 的 单 元 数 不 能 太 多 （<4K），当网络容量超过4k，就要采用3级交换网络。 T/S结合型3级网络（图2.2.10） 网络两侧各有16个T/S单元，中间8个T/S模块（容量为 2K×2K，由4个1K×1K 的T/S单元复接）。 若容量继续扩大，可以增加两侧的T/S单元数，另外也可增加级 数，如图2.2.12所示的5级网络，容量可达64K×64K。
线器。
•（输出级）32# 线的SM在CM控制下将TS7中的话音信息写入到511#单 元(输入控制)，于是在SM-B32顺序读出时，即TS511时将A话音信息a输 出送给B用户。
T-S-T网络反向通路的建立
通话时话音信息要双向传送，在数字交换网络中应建 立来去两条通路。 为此，必须再选用一个内部时隙建立B到A的通路 为便于选择和简化控制，可使两个方向的内部时隙具 有一定的对应关系，可采用反相法或奇偶法。
模拟信号的抽样和抽样定理
抽样定理：传送限带连续信号时，只要传送信号的单个抽样值 （脉冲）的序列就足够了。这些抽样值的幅度等于连续信号在 抽样时刻的瞬时值，而重复频率ƒc至少等于所传交流信号f的2倍。 通常的通话频带是4KHz（话音频带规定为300~3400Hz）,故抽 样频率取为8000Hz。 下图给出了如何将模拟信号抽样的原理，每一路信号先经过低 通滤波器，使之变成只有4kHz带宽的限带信号，然后由抽样门 进行抽样，抽样门出来的脉冲是经过脉冲调制过的信号，称为 脉冲幅度调制（简称脉幅调制PAM）信号。
（1）输出控制
输出控制方式的S型接线器，每条输入线上都配 有一个控制存储器，控制该输入线与输出线的所有 交叉接点。 每个控制存储器与以前的一样为“控制写入、 顺序读出”。 S接线器中每一个交叉点只接通一个时隙，下个 时隙要由其他交叉点接通，因此空间接线器是以时 分方式工作的，也常称为时分复用接线器（time multiplexed switch，TMS）。
2）网络结构
由入口级和选组级构成。 入口级是DSN的第1级，由成对的入口接线器(Access Switch, AS)构成，每个AS就是一个DSE，可接16条32路的 PCM链路。其中12条（0~7、12~15）可接各种终端模块 （称为控制单元CE，Control Element），另4条（8~11） 分别接到4个平面的第2级（一对AS分别接到第2级某个DSE 8 个端口中的n和n+4，第2级1个DSE可接4对AS）。 选组级可有2～4个平面（由话务负荷而定，各平面结构相同）。 根据容量大小，可有1级至3级（相当于整个网络的第2、3、4 级）。
输出控制（顺序写入，控制读出）
“输出控制方式”工作原理：
CM（控制存储器）的写入是中央处理机CPU根据用户要求，查找 被叫用户的忙闲表后，将控制信息写入控制存储器(称为“控制写入”)； CM的读出是在定时脉冲的控制下，按时隙号顺序读出相应单元的 内容。如：TS0读出0＃单元内容； TS1读出1＃单元内容…… (称为“顺 序输出”) 。 SM（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。在定时脉冲控制下，按顺序将不同时隙的话音 信号写入到相应的单元，写入的单元号和时隙号对应（“顺序写入”）； 而读出时则要按照控制存储器中的内容进行（“控制输出”） 。 如: 用户A（占用时隙TSi）的话音信息a存入SM的i号存储单元。其读 出受CM的控制，CM的第j号单元已由CPU写入了i，则在TSj到来时会 将SM的i号单元的内容读出。而第j号时隙（ TSj ）实际上是用户B占用 的时隙，故实现了将A用户的话音信息交换到了B用户。



T-S-T网络正向通路的建立
工作原理：
假设有一对用户HW1TS2(A) 首先来看一下A A HW32TS511(B)互相通话。 B B方向路由的接续：
•CPU在512个内部时隙中找到一条空闲时隙，假设为TS7。 呼叫建立 •CPU向CM-A1的 7#单元送“2“； CM-A32的7#单元送”511“；CM-C1 的7#单元送”32“。 •（输入级）由于SM按顺序写入，故在TS2时将A的话音信息a写入到 SM-A1的2#单元，而在TS7时隙时，CM-A1的7#单元“２”在TS7读出， 即作为SM的读出地址，即将原来在TS2传输的话音信息a转换到了TS7 话音传送 •（中间级）CM-C32 的7#单元里的内容是“1”，即在TS7时隙将32# 输 出线(HW32) 和1#输入线(HW1)接通，这样就将话音信息a送到了B的T接
---DSE单元工作原理
假设进入第5端口的第12时隙中的信息要传送到第8端口的第 18时隙中去（涉及端口5的接收部分R5和端口8的发送部分T8）
（1）CPU在R5的端口RAM中对应于话路12的位置上写入8，话路 RAM中对应话路12的位置上写入18； （2）R5的TS12到来时，用时隙号12检索端口RAM，得到端口号8， 置于端口总线上；同时用时隙号12检索话路RAM，得到话路号18，置 于话路总线C； （3）TS12中的话音信息“S”则由R5置于数据总线上D。 只有端口8才能接收话路总线上的信息“18”和数据总线上的信息“S”， 并将话音信息存入数据RAM对应于话路18的位置上。 （4）当T8的TS18到来时，便取出话音信息“S”来，从而完成所需要的 交换功能。
2）T/S结合型单侧多级网络S1240 1）主要特点
单侧折叠式网络 所有端口（每个端口包括输入端和输出端）处于同一侧。DSN 的任何一个网络终端具有唯一的地址。选择通路时，应根据出入 线端的地址比较，决定接续通路的反射点。反射点可处于DSN 中的任何一级，这表明连接通路不一定通过DSN的所有级，可 在中间某一级折回。 硬件自选路由：硬件具有通路选择和控制功能（智能）。 逐级选择方式：可在某级受阻的情况下允许多次重新选择，降低 阻塞率。 多平面结构（最多4个） 扩充方便和平稳增长 当容量增加时，可逐步扩充DSN的级数（最多4级）以增加端 口数；当话务负荷增加时，可逐步扩充DSN的平面数。两种扩 充可以互相独立地进行，并且不影响原有的网络的结构，也不影 响运行服务。
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32时隙合成一个“帧”，16帧合成一个“复帧”。 一帧占125us，一个复帧占2ms。 偶数帧的TS0传送帧同步码，奇数帧的TS0传送失步 告警。F1～F15帧的TS16传各路的信令码，每路信 令码占4位。F0帧的TS16前4位传复帧同步码，后4 位中的第二位（即8位码中的第6位）传复帧失步告警
第2章 同步时分交换网络
程控交换机的基本结构分为两个部分:
话路部分和控制部分
程控交换机实质上是数字电子计算机控制的交换机。
控制部分： • 数字电子计算机，包括CPU、存储器、输入/输出设备 话路部分包括： • 交换网络：各种接线器或者电子开关矩阵（电子接线 器），由CPU送控制命令驱动。 • 出中继电路和入中继电路：与其它电话交换机的接口电 路。传输交换机之间的各种通信信号，也监视局间通话 话路的状态。 • 用户电路：是每个用户话机独用设备，只为一个用户服 务，包括用户状态的监视和用户直接有关的功能 (BORSCHT)。
2.2 多级交换网络
S单元不能单独构成数字交换网络；T单元和T/S 单元可以单独构成数字交换网络，但容量受到限制， 因此通常用基本交换单元构成多级交换网络。 多级交换网络结构有两类：T-S组合型（如T-S-T网 络）和T/S结合型（如S1240 DSN）
2.2.1 T-S组合型



又可分为两类：T－Sn－T型和S－Tn－S型（n 表示可有几个S或T级，一般为1~3） T-S -T网络 T-S-T是3级交换网络，两侧采用T单元，中间采 用S单元。S单元的入线/出线数=对应侧T单元 的个数。 在呼叫建立阶段处理机必须要选一个内部时隙 （内部链路的时隙）完成S级交换，两侧T单元完 成输入时隙与内部时隙的交换和内部时隙与输出 时隙的交换。