电话交换的基本原理

电话交换的基本原理
1.1.1. 电话通信网的基本组成部件
电话通信网的基本组成设备是终端设备、传输设备、交换设备。

最简单的终端设备是电话机，电话机的基本功能是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。

传输设备的功能是将电话机和交换机、交换机与交换机连接起来。

常用的传输设备有电
缆、光纤等。

交换机的基本功能是完成交换，即将不同的用户连接起来，以便完成通话。

1.1.
2. 为什么要引入交换机
用户直接相连：用户数为N时，所需的互连线对数为N(N-1)12。

引入交换机：每个用户只要接入到一个交换机，就能与世界上的任一用户通话。

1.1.3. 数字交换原理
语音信号数字化：语音信号的数字化要经过抽样、量化和编码三个步骤。

抽样：抽样的功能是将时间上连续的模拟信号变为时间上离散的抽样值。

抽样频率取值为8000Hz,即抽样周期为125卩s。

编码：根据量化级的选取，有均匀量化和非均匀量化两种方法。

在PCM3系统中，采用8位码来表示一个样值，最高位是极性码，剩下的7位对应128
个量化级。

话音信号的PCM编码的传输速率=8000Hz/s x 8=64kb/s。

64kb/s是程控数字交换机中基本的交换单位。

每路信号的频谱占用其 (如话路)，各信道按照一
——同年控制—
PCM PI.KI 倍道N 信道I
ttdi
2
频分复用方式是将信道的可用频带划分为若干互不交叠的
频段, 中的一个频段，以实现多路传输。

时分制是把一条物理通道按照不同的时刻分成若干条通信信道 定的周期和次序
轮流使用物理通道，这样，从宏观上看，一条物理通路就可以‘同时’传送 多条信道
的信息。

PCM 时分多路通信系统的基本原理
PCM30/32系统的几个主要参数为：每秒传送 8000帧，每帧32个时隙，每个时隙 8比
特串行码，16帧构成一个复帧，其时间长度为 125卩s x 16 = 2ms 传送码率为8比特/时隙
X 32时隙/帧x 8000帧/秒=2048kb/s ，而每一路信号的速率为
64kb/s 。

交换机的几种类型 交换机的几种类型： 人工电话交换机、 机电制交换机、模拟程控交换机和数字程序交换 机。

人工电话交换机是由话务员完成转接的。

机电制电话交换机主要有步进制交换机和纵横
制交换机。

程控交换机可分为模拟程控交换机和数字程控交换机。

模拟程控交换机的控制部 分采用计算机控制，而话路部分传送和交换的仍然是模拟的话音信号。

数字程控交换机的控制部分采用计算机，话路部分交换的是经过脉冲编码调制( PCM ； PulseCodeModulation )后的数字化的话音信号，数字交换机的交换网络是数字交换网络，
用户话机发出的模拟话音信号在数字交换机的用户电路上要转换为
PCM 信号。

数字程控交换
机是数字通信技术、计算机技术与大规模集成电路相结合的产物。

数字程控交换机的主要优点是: 1） 能灵活地向用户提供多种新服务功能
2） 便于采用共路信令系统
3） 体积小、重量轻、功耗低、可靠性高
信道—
第一吊°
1.1.5. 几种主要的交换方式
一、电路交换
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。

电路交换的特点是：
1、在通信开始时要首先建立连接；
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。

二、分组交换
数据通信的一种交换方式。

它是利用存储一一转发的方式进行交换的。

分组交换机首先
将从终端设备送来的数据报文接收、存储，而后将报文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。

所谓逐
段反馈重发，是指数据分组经过的每个节点都对数据分组进行检错，并在发现错误后要求对
方重新发送。

三、ATM交换
ATM交换(asynchronoustransfermodeswitching )即异步传送模式，又叫异步转移模
式。

它是宽带ISDN中的一种基本交换方式。

异步转移模式的特征是传输、复用和交换都是以信元为基本单位进行的。

所谓异步，是指属于同一用户的信元不一定按固定的时间间隔周
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