数字交换网络课件

1、第四章第四章 数字交换网络数字交换网络 朱云鹏朱云鹏 第 1 页 第四章第四章 数字交换网络数字交换网络 n 4.1 数字交换原理数字交换原理 n 4.2 T型时分接线器型时分接线器 n 4.3 S型空分接线器型空分接线器 n 4.4 数字交换网络数字交换网络 第四章第四章 数字交换网络数字交换网络 朱云鹏朱云鹏 第 2 页 第四章第四章 数字交换网络数字交换网络 4.1 数字交换原理数字交换原理 4.2 T型时分接线器型时分接线器 4.3 S型空分接线器型空分接线器 4.4 数字交换网络数字交换网络 第四章第四章 数字交换网络数字交换网络 朱云鹏朱云鹏 第 3 页 4.1 数字交换原理数字交

2、换原理 一、交换网络概念一、交换网络概念 交换网络交换网络特指交换机内部能完成特指交换机内部能完成出入线上不同用户信息出入线上不同用户信息 相互相互 交换的接续网络交换的接续网络；交换网络是交换机实现用户间信息；交换网络是交换机实现用户间信息动态传输交换动态传输交换 的关键部件。的关键部件。 根据交换机传输信号的不同，交换网络有多种形式：根据交换机传输信号的不同，交换网络有多种形式： 模拟交换网络模拟交换网络：用机械式触点开关或半导体器件作为交换接点，：用机械式触点开关或半导体器件作为交换接点， 用于交换模拟信号。信号有损耗，时延较大。已淘汰用于交换模拟信号。信号有损耗，时延较大。已淘汰 1.

3、 数字式交换网络数字式交换网络：由数字逻辑器件构成，用于完成数字：由数字逻辑器件构成，用于完成数字PCM信信 号传输和交换的数字式网络。速度快，信号无损耗。号传输和交换的数字式网络。速度快，信号无损耗。 交 换 机 1 交 换 机 3 交 换 机 2 用户线中继线2中继线5用户线 A C BD A TS1 DCDC BAB TS2TS6TS3 B A D C B A D C TS1TS3TS2TS6 TS：Time Slot，时隙 1 2 3 6 5 4 第四章第四章 数字交换网络数字交换网络 朱云鹏朱云鹏 第 4 页 程控数字交换机的基本结构程控数字交换机的基本结构 数 字 交 换 网 络

4、用 户 电 路 用 户 集 线 器 用 户 电 路 模 拟 中 继 器 数 字 中 继 器 数 字 中 继 器 信 号 音 发 生 器 多 频 收 发 码 器 用 户 电 路 远 端 模 块 用 户 电 路 PCM PCM PCM PCM 收 号 器 至 数 字 交 换 机 至 模 拟 交 换 机 HDB3 HDB3 模 拟 信 号 选 组 级用 户 级 中 继 线 用 户 线 用 户 线 多 处 理 机 控 制 系 统 话 路 系 统 控 制 系 统 交 换 机 外 部 分 第四章第四章 数字交换网络数字交换网络 朱云鹏朱云鹏 第 5 页 二、知识回顾二、知识回顾 数字程控交换采用的是数字程

5、控交换采用的是同步时分复用同步时分复用技术来传输用户信息；技术来传输用户信息； 中继线的传输能力被分成若干中继线的传输能力被分成若干时隙时隙（TS：Time Slot）提供给）提供给 不同用户传输信息；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，信号传输， 每个时隙传输每个时隙传输8bit PCM编码；编码； PCM 30/32路系统一帧共有路系统一帧共有32个时隙，其中个时隙，其中TS0用来传帧同步用来传帧同步 信号，信号，TS16传信令信号，剩下的传信令信号，剩下的TS1TS15、TS17TS31共共 30个时隙提

6、供给用户作为个时隙提供给用户作为30个可以共用的话路。个可以共用的话路。 一次群数据传输速率一次群数据传输速率为为8000Hz328bit=2.048Mbit/s，每每 个时隙个时隙作为提供给用户使用的通信信道，其作为提供给用户使用的通信信道，其数据传输速率数据传输速率为为 8000Hz8bit64Kbit/s。 第四章第四章 数字交换网络数字交换网络 朱云鹏朱云鹏 第 6 页 三、功能分析三、功能分析 0号入线的号入线的TS1时隙分配给时隙分配给A发话音，发话音， 0号出线的号出线的TS1时隙分配给时隙分配给A收话音收话音 0号入线的号入线的TS2时隙分配给时隙分配给B发话音，发话音， 0号

7、出线的号出线的TS2时隙分配给时隙分配给B收话音收话音 1号入线的号入线的TS3时隙分配给时隙分配给C发话音，发话音， 1号出线的号出线的TS3时隙分配给时隙分配给C收话音收话音 1号入线的号入线的TS1时隙分配给时隙分配给D发话音，发话音， 1号出线的号出线的TS1时隙分配给时隙分配给D收话音收话音 2号入线的号入线的TS2时隙分配给时隙分配给E发话音，发话音， 2号出线的号出线的TS2时隙分配给时隙分配给E收话音收话音 2号入线的号入线的TS3时隙分配给时隙分配给F发话音，发话音， 2号出线的号出线的TS3时隙分配给时隙分配给F收话音收话音 交换机 A E C BB ED FDC A 0

8、1 2 0 1 2 TS1TS2TS3 F TS1TS2TS3 A用户与B用户交换话音 C用户与E用户交换话音 D用户与F用户交换话音 复用线 第四章第四章 数字交换网络数字交换网络 朱云鹏朱云鹏 第 7 页 三、功能分析三、功能分析 AB间的交换必须完成同号线的不同时隙间的交换间的交换必须完成同号线的不同时隙间的交换 CE间和间和DF间的交换必须完成不同线且不同时隙间的交换间的交换必须完成不同线且不同时隙间的交换 数字交换网络必须能完成两种交换数字交换网络必须能完成两种交换： 时分交换时分交换和和空分交换空分交换 时分交换时分交换就是就是时隙交换时隙交换，将话音从某个时隙搬移到另一个，将话音

9、从某个时隙搬移到另一个 时隙，不涉及空间线路间的交换。时隙，不涉及空间线路间的交换。 空分交换空分交换就是就是在某一时隙在某一时隙将话音从某一编号的入线交换到将话音从某一编号的入线交换到 另一编号的出线，不涉及时隙交换。另一编号的出线，不涉及时隙交换。 第四章第四章 数字交换网络数字交换网络 朱云鹏朱云鹏 第 8 页 四、时分交换的原理四、时分交换的原理 如何实现如何实现“时隙交换时隙交换”呢？呢？ 答：可以用答：可以用存储器暂存存储器暂存来实现时隙交换。顺序写入，延时控制来实现时隙交换。顺序写入，延时控制 读出。用来完成时隙交换功能的器件称为读出。用来完成时隙交换功能的器件称为“T接线器接线

10、器”。 0 1a 2b 3 . . . NPCM编码 a baab a b b TS1TS2TS1TS2 TS1 TS1 TS2 TS2 A B 混合电路 混合电路 0 12 21 N话音地址 话音存储器 控制存储器 PCM编码 PCM编码 PCM编码 PCM编码 第四章第四章 数字交换网络数字交换网络 朱云鹏朱云鹏 第 9 页 五、空分交换的原理五、空分交换的原理 如何实现如何实现“空分交换空分交换”呢？呢？ 答：可以用答：可以用交叉矩阵交叉矩阵来完成不同出入线的交换，控制不同的来完成不同出入线的交换，控制不同的 交叉点在交叉点在不同的时隙不同的时隙闭合。用来完成空分交换功能的器件称闭合。用

11、来完成空分交换功能的器件称 为为“S接线器接线器”。 0 1 N-1 01N-1 出线 入线 开关 控制电路 第四章第四章 数字交换网络数字交换网络 朱云鹏朱云鹏 第 10 页 第四章第四章 数字交换网络数字交换网络 4.1 数字交换原理数字交换原理 4.2 T型时分接线器型时分接线器 4.3 S型空分接线器型空分接线器 4.4 数字交换网络数字交换网络 第四章第四章 数字交换网络数字交换网络 朱云鹏朱云鹏 第 11 页 4.2 T型时分接线器型时分接线器 一、一、T型时分接线器的基本结构型时分接线器的基本结构 T型时分接线器型时分接线器又称时间接线器（又称时间接线器（Time Switch）

12、，简称），简称T 接线器，用来实现接线器，用来实现时隙交换时隙交换功能。功能。 它由它由话音存储器话音存储器（SM:Speech Memory）和）和控制存储器控制存储器 （CM:Control Memory）组成，都是随机存储器（）组成，都是随机存储器（RAM）。）。 话音存储器话音存储器用来存储抽样编码后的用来存储抽样编码后的PCM话音信息，其容量即话音信息，其容量即 存储单元个数与输入复用线上的时隙数相同（存储单元个数与输入复用线上的时隙数相同（32，128，256， 512等），每一个存储单元可以存储等），每一个存储单元可以存储8bit信息。信息。 控制存储器控制存储器用来控制话音存储

13、器的写入或读出地址，容量一用来控制话音存储器的写入或读出地址，容量一 般与般与SM相同，每个存储单元存储的是发话人的话音信息在相同，每个存储单元存储的是发话人的话音信息在SM 中的存储地址，所以每个存储单元可以存储中的存储地址，所以每个存储单元可以存储log2(N) bit信息，信息， 其中其中N为为SM存储单元个数。存储单元个数。 第四章第四章 数字交换网络数字交换网络 朱云鹏朱云鹏 第 12 页 二、二、T接线器的控制方式接线器的控制方式 T接线器的控制方式有两种：接线器的控制方式有两种：输出控制输出控制和和输入控制输入控制 输出控制：话音顺序写入输出控制：话音顺序写入SM ，由，由CM控

14、制读出控制读出SM中的内中的内 容，简称容，简称顺序写入，控制读出顺序写入，控制读出 输入控制：话音在输入控制：话音在CM控制下写入控制下写入SM，顺序读出，顺序读出SM中内容，中内容， 简称简称控制写入，顺序读出控制写入，顺序读出 例：输入复用线上共有例：输入复用线上共有32个时隙（个时隙（PCM30/32路系统），路系统），a要要 从从TS1交换到交换到TS8，b要从要从TS8交换到交换到TS1，c要从要从TS2交换到交换到 TS15，分别要求用输出控制和输入控制方式的，分别要求用输出控制和输入控制方式的T接线器实现交接线器实现交 换换 图示见下页图示见下页 第四章第四章 数字交换网络数字

15、交换网络 朱云鹏朱云鹏 第 13 页 T接线器的控制方式原理图接线器的控制方式原理图 参时序图参时序图 0 1a 2c 3 8b 31 0 18 81 152 31 WR bacbc a T S1T S2T S8T S15T S8T S1 SM CM 输出控制方式的T接线器 R 定时脉冲 A3-A7 定时脉冲 A3-A7 读地址读地址 顺序写顺序写 地址地址 顺序写入，控制读出顺序写入，控制读出 A3A7 0 1b 8a 15c 31 0 18 215 81 31 WR bacbc a T S1T S2T S8T S15 T S8 T S1 SMCM 输入控制方式的T接线器 定时脉冲 A3-A

16、7 R 定时脉冲 A3-A7 写地址写地址 顺序读顺序读 地址地址 控制写入，顺序读出控制写入，顺序读出 A3A7 第四章第四章 数字交换网络数字交换网络 朱云鹏朱云鹏 第 14 页 思考问题思考问题 n 串并转换和并串转换？串并转换和并串转换？ n SM容量？容量？ n CM容量？容量？ n SM中内容何时写入？中内容何时写入？ n CM中内容何时写入？中内容何时写入？ n SM读写冲突？话音传输有延时吗？读写冲突？话音传输有延时吗？ n 输入控制输入控制T接线器工作特点？接线器工作特点？ n 输出控制输出控制T接线器工作特点？接线器工作特点？ 第四章第四章 数字交换网络数字交换网络 朱云鹏

17、朱云鹏 第 15 页 问题解答问题解答 1. 串并转换和并串转换？串并转换和并串转换？ 答：进入答：进入SM前，前，PCM数据要经过数据要经过串并转换串并转换变成变成8位并行数据，因而位并行数据，因而 进入进入SM时速率降为时速率降为2.048Mb/s8=256Kb/s，SM和和CM的读的读 写周期都是写周期都是1/(256103)=3.9us； 2. SM容量？容量？ 答：因为复用线有答：因为复用线有32个时隙，所以个时隙，所以SM共有共有32个存储单元，需要个存储单元，需要5位位 地址线寻址地址线寻址(A3A7)，每单元存储，每单元存储8比特；比特； 3. CM容量？容量？ 答：答： CM

18、也有也有32个存储单元，因为用来控制个存储单元，因为用来控制SM的写入或读出，所以的写入或读出，所以 存储的是存储的是SM的地址，每单元存储的地址，每单元存储log2(32) =5比特；比特； 第四章第四章 数字交换网络数字交换网络 朱云鹏朱云鹏 第 16 页 问题解答问题解答 4. SM中内容何时写入？中内容何时写入？ 答：答： SM中每个单元的内容总是最新的话音样本信号，是随着新的输中每个单元的内容总是最新的话音样本信号，是随着新的输 入时隙中的内容而不断变化的入时隙中的内容而不断变化的，在通话过程中，每个用户的话音，在通话过程中，每个用户的话音 抽样信号总是固定地占用某个编号的时隙，同时

19、也固定写入对应抽样信号总是固定地占用某个编号的时隙，同时也固定写入对应 的存储单元，例：上图中输出控制方式下，的存储单元，例：上图中输出控制方式下，a占用占用TS1，所以总固，所以总固 定写入话音存储器的第定写入话音存储器的第1号单元。号单元。 5. CM中内容何时写入？中内容何时写入？ 答：答：CM中每个单元的内容是中每个单元的内容是在建立话路的时候在建立话路的时候由处理机控制写入的，由处理机控制写入的， 在通话过程中不变，直到通话结束才被改变，重新写入在通话过程中不变，直到通话结束才被改变，重新写入0，这时候，这时候 话路随之被拆除话路随之被拆除。 6. SM读写冲突？话音传输有延时吗？读

20、写冲突？话音传输有延时吗？ 答：答：SM的写入是在时钟脉冲的前半周期，读出是在时钟脉冲的后半的写入是在时钟脉冲的前半周期，读出是在时钟脉冲的后半 周期，所以在周期，所以在经过经过T接线器后话音会有时延接线器后话音会有时延，时延为：，时延为： (NO-NI) mod N+0.5个时钟周期长度（个时钟周期长度（cp），其中），其中NI为输入时隙号，为输入时隙号， NO为输出时隙号，为输出时隙号，N为总时隙数。所以最长时延为为总时隙数。所以最长时延为(N-1)+0.5个个 cp，最短为，最短为0.5个个cp。 第四章第四章 数字交换网络数字交换网络 朱云鹏朱云鹏 第 17 页 问题解答问题解答 7.

21、 输入控制输入控制T接线器工作特点？接线器工作特点？ 答：输出控制方式下：话音顺序写入答：输出控制方式下：话音顺序写入SM ，由，由CM控制读出控制读出SM 中的内容，中的内容， SM中每个存储单元的地址与中每个存储单元的地址与输入时隙号输入时隙号对应，对应， CM中每个存储单元的地址与中每个存储单元的地址与输出时隙号输出时隙号对应，存储器内容对应，存储器内容 是输入时隙号。是输入时隙号。 8. 输出控制输出控制T接线器工作特点？接线器工作特点？ 答：输入控制方式下：话音在答：输入控制方式下：话音在CM控制下写入控制下写入SM，顺序读出，顺序读出 SM中内容，中内容， SM中每个存储单元的地址

22、与中每个存储单元的地址与输出时隙号输出时隙号对应，对应， CM中每个存储单元的地址与中每个存储单元的地址与输入时隙号输入时隙号对应，存储器内容对应，存储器内容 是输出时隙号。是输出时隙号。 注：一个注：一个cp就是一个时隙的时间长度。就是一个时隙的时间长度。 第四章第四章 数字交换网络数字交换网络 朱云鹏朱云鹏 第 18 页 三、串并变换三、串并变换 在进入在进入SM前，前，PCM数据要经过数据要经过“串并转换串并转换”变成变成8位并行位并行 数据，才能存入数据，才能存入SM；而在读出数据时，也必须将；而在读出数据时，也必须将8位并行数据位并行数据 转换回串行数据，因而需要进行转换回串行数据，

23、因而需要进行“并串转换并串转换”。 1. 时钟和定时脉冲时钟和定时脉冲 为了完成对信号的交换控制，需要准确的产生各种时钟和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。定时脉冲控制信号，见下图。PCM30/32路系统的每一时隙长路系统的每一时隙长 3.9us，每时隙传送，每时隙传送8bit，每比特长，每比特长488ns，设定时钟，设定时钟cp的脉的脉 冲宽度和间隔宽度均为冲宽度和间隔宽度均为244ns，TD0TD7分别代表每一个比分别代表每一个比 特的位脉冲，他们可以由特的位脉冲，他们可以由A0A2译码得到。（参见时序图）译码得到。（参见时序图） 第四章第四章

24、数字交换网络数字交换网络 朱云鹏朱云鹏 第 19 页 时时 序序 图图 A7 62.5us A631.24us A5 15.62us A47.808us A3 3.904us A2 1.952us A1 976ns A0 488ns TD7=A2A1A0 cp244ns TD0=A2A1A0 TD1=A2A1A0 TS0TS1 TS2 半周期半周期 时长时长 =125us3282 返回返回 第四章第四章 数字交换网络数字交换网络 朱云鹏朱云鹏 第 20 页 2. 串并变换电路串并变换电路 串并变换电路（串并变换电路（ S/P : Serial-Parallel Conversion）负）负 责

25、将串行码变成并行码。主要由责将串行码变成并行码。主要由“移位寄存器移位寄存器”和和“锁存器锁存器” 组成。组成。 移 位 寄 存 器 锁 存 器 PCM复用线 串行 D0 D7 D0 D7 进入SM CP 高电平驱动 CP TD7 串并转换原理图 第四章第四章 数字交换网络数字交换网络 朱云鹏朱云鹏 第 21 页 串并变换时序图串并变换时序图 cp 244ns D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 D0 D1 D2 TS0 TS2TS1 串行PCM 并 行 数 据 TS31TS0TS1D0 D7 CP TD7 TD7=A2A1A0 TS

26、31TS0TS1 488ns 488ns 3.904us （对比多线时的串并转换时序图）（对比多线时的串并转换时序图） 第四章第四章 数字交换网络数字交换网络 朱云鹏朱云鹏 第 22 页 3. 并串变换电路并串变换电路 并串变换电路（并串变换电路（P/S:Parallel-Serial Conversion）负责）负责 将并行码变成串行码。主要由将并行码变成串行码。主要由“锁存器锁存器”和和“移位寄存器移位寄存器”组组 成。锁存器是高电平锁存，移位寄存器由成。锁存器是高电平锁存，移位寄存器由CP和和S端控制，当端控制，当 S=1时处于置位状态，时处于置位状态，S=0时处于移位状态。时处于移位状

27、态。 移 位 寄 存 器 锁 存 器 至PCM复用线 串行 D0 D7 D0 D7 来自SM CP 高电平驱动 CP TD0 并串转换原理图 CP TD0 S 比较多路复用线时的并串转换电路比较多路复用线时的并串转换电路 第四章第四章 数字交换网络数字交换网络 朱云鹏朱云鹏 第 23 页 并串变换时序图并串变换时序图 cp 244ns D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 D0 D1 D2 TS0 TS2TS1 串行PCM 并 行 数 据 TS0TS1TS2D0 D7 CP TD0 TS0TS1TS2 488ns 488ns 3.904

28、us CP TD0 TD0=A2A1A0 D7 比较多路复用线时的时序图比较多路复用线时的时序图 第四章第四章 数字交换网络数字交换网络 朱云鹏朱云鹏 第 24 页 四、多端输入的四、多端输入的T接线器接线器 当需要对不同的一次群当需要对不同的一次群PCM信号中的各时隙进行交换时，可采用信号中的各时隙进行交换时，可采用多端多端 输入的输入的T接线器接线器，每一条输入的，每一条输入的PCM线称为线称为母线母线HW（highway）。例如，。例如， 有有8路路PCM复用线上的时隙需要相互进行时隙交换，可用如下结构实现。复用线上的时隙需要相互进行时隙交换，可用如下结构实现。 话音存储器 控 制 存

29、储 器 0 1 2 255 8328位 0 1 2 255 A0A7 串并 变换 复用 D0D7D0D7 并串 变换 分路 PCM30/32 PCM30/32 PCM30/32 PCM30/32 PCM30/32 PCM30/32 HW0 HW1 HW7 HW0 HW1 HW7 8328位 2.048Mb/s2.048MB/s2.048MB/s2.048Mb/s MUX：Multiplex复用器 DMUX： Demultiplex分路器 MUX DMUX PCM256PCM256 第四章第四章 数字交换网络数字交换网络 朱云鹏朱云鹏 第 25 页 说明说明 说明：说明： T接线器的容量：接线器

30、的容量： 因为有因为有8路路PCM30/32复用线，故而复用线，故而T接线器的话音存储接线器的话音存储 器需要器需要832=256个单元，而控制存储器也需要个单元，而控制存储器也需要256个个 单元，每单元单元，每单元8bit。 速率变换：速率变换： 经过复用器后，经过复用器后，8路路2.048Mb/s的的PCM30/32复用线上复用线上 的信号合成的信号合成1路路16.384Mb/s的的PCM信号，共有信号，共有256个时个时 隙，为了减少传输处理的难度（辐射、干扰、硬件速度隙，为了减少传输处理的难度（辐射、干扰、硬件速度 等），将这等），将这1路串行码流通过串并变换变成路串行码流通过串并变

31、换变成8路并行码流，路并行码流， 同时降低了每条并行线上的速率同时降低了每条并行线上的速率2.048Mb/s，减小传输，减小传输 难度。难度。 第四章第四章 数字交换网络数字交换网络 朱云鹏朱云鹏 第 26 页 说明说明 多端脉码的排列：多端脉码的排列： 经过经过复用器（复用器（MUX）的串并转换后，并行线上共有的串并转换后，并行线上共有256个时隙，原来个时隙，原来8 条母线上的时隙需要重新排列，排列方式如下：条母线上的时隙需要重新排列，排列方式如下： HW0 HW7上的上的TS0作为总时隙的作为总时隙的TS0TS7， HW0 HW7上的上的TS1作为总时隙的作为总时隙的TS8TS15， H

32、W0 HW7上的上的TS31作为总时隙的作为总时隙的TS248TS255。 例如：例如：HW1上的上的TS20对应的总时隙号为：即对应的总时隙号为：即2081TS161。 通过复用器、分路器和通过复用器、分路器和T接线器的配合，既完成时分交换，又完成空分接线器的配合，既完成时分交换，又完成空分 交换。交换。 第四章第四章 数字交换网络数字交换网络 朱云鹏朱云鹏 第 27 页 多端输入的多端输入的T接线器框图接线器框图 话音存储器 控 制 存 储 器 0 1 2 161a 255 8328位 0 1 2 255161 A0A7 串并 变换 复用 D0D7D0D7 并串 变换 分路 HW0 HW1

33、 HW7 HW0 HW1 HW7 8328位 2.048Mb/s2.048MB/s2.048MB/s2.048Mb/s MUX：Multiplex复用器 DMUX： Demultiplex分路器 MUX DMUX PCM30/32PCM30/32 PCM256PCM256 a TS20 a TS161 a TS255a TS31 入线入线HW1上的上的TS20中的话音中的话音a交换到出现交换到出现HW7上的上的TS31中去中去 第四章第四章 数字交换网络数字交换网络 朱云鹏朱云鹏 第 28 页 1. 复用器的实现复用器的实现 移 位 寄 存 器 锁 存 器 PCM 复用线 串行 D0 D7 D

34、0 D7 进 入 SM CP 高电平驱动 CPTD7 移 位 寄 存 器 锁 存 器 PCM 复用线 串行 D0 D7 D0 D7 8选1 (D0) 8选1 (D7) HW0 HW7 HW0 HW7 A2A1A0 D0 D7 HW0 HW7 输入端复用器输入端复用器需要完成需要完成合路合路（复用）复用）和和串并转换串并转换功能。功能。 第四章第四章 数字交换网络数字交换网络 朱云鹏朱云鹏 第 29 页 串并转换和复用的时序图串并转换和复用的时序图（对比单线时的串并转换时序图）（对比单线时的串并转换时序图） 参时序图参时序图 图中图中HWn和和Wn代表母线。代表母线。 cp 244ns D0D7

35、 TS0 TS2TS1 HW0 并 行 数 据 D0 D7 488ns 488ns 488ns HW7488ns 原来的TS31 原来的TS1原来的TS0 W0 W1 W2 W3 W4 W5 W6 W7 W0 W1 W2 W3 W3 W5 W6 W7 W0 W1 W2 W0 W1 W2 W3 W4 W5 W6 W7 W0 W1 W2 W3 W3 W5 W6 W7 W0 W1 W2 TS0 TS1 TS2TS10TS9TS8TS7TS6TS5TS4TS3 TS248 TS255TS249 TS250 TS251 TS252 TS253 TS254 D0D7D0D7 D0D7D0D7D0D7 A2

36、A1A0 = 000 A2A1A0 = 111 A2A1A0 = 001 第四章第四章 数字交换网络数字交换网络 朱云鹏朱云鹏 第 30 页 时时 序序 图图 A7 62.5us A631.24us A5 15.62us A47.808us A3 3.904us A2 1.952us A1 976ns A0 488ns TD7=A2A1A0 cp244ns TD0=A2A1A0 TD1=A2A1A0 TS0TS1 TS2 半周期半周期 时长时长 =125us3282 返回返回 第四章第四章 数字交换网络数字交换网络 朱云鹏朱云鹏 第 31 页 2. 分路器的实现分路器的实现 移 位 寄 存 器

37、 锁 存 器 串 行 输 出 D0 D7 D0 D7 来 自 SM CP CP TD0 CP TD7 S 移 位 寄 存 器 锁 存 器 D0 D7 S CP TD7 HW0 HW7 输出端分路器输出端分路器需要完成需要完成分路（解复用）分路（解复用）和和并串转换并串转换功能功能 第四章第四章 数字交换网络数字交换网络 朱云鹏朱云鹏 第 32 页 并串转换和分路的时序图并串转换和分路的时序图 比较单一复用线时的时序图比较单一复用线时的时序图 cp 244ns HW0 并 行 数 据 D0 D7 CP TD7 488ns 488ns D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 D0 D1 D

38、2 D3 D4 D5 D6 D7 D0 D1 D2 HW7 488ns 原 来 的 TS0原 来 的 TS2原 来 的 TS1 W0W1 W2W3 W4W5 W6W7 W0W1 W2W3 W3W5 W6W7 W0W1 W2 W0W1 W2W3 W4W5 W6W7 W0W1 W2W3 W3W5 W6W7 W0W1 W2 CP TD0 TS0TS1TS31 488ns CP TD7 D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 D0 D1 D2 TS0TS1TS31 TS0 TS1 TS2 TS10 TS9TS8TS7TS6TS5TS4TS3 TS

39、18 TS17 TS16 TS15 TS14 TS13 TS12 TS11 第四章第四章 数字交换网络数字交换网络 朱云鹏朱云鹏 第 33 页 五、集中、扩散式五、集中、扩散式T接线器和用户集线器接线器和用户集线器 程控数字交换机中都含有程控数字交换机中都含有“用户集线器用户集线器”，用户电路一般都通过用户，用户电路一般都通过用户 集线器连接到数字交换网络上，而不能直接连接到数字交换网络上。集线器连接到数字交换网络上，而不能直接连接到数字交换网络上。 数 字 交 换 网 络 用 户 电 路 用 户 集 线 器 用 户 电 路 模 拟 中 继 器 数 字 中 继 器 数 字 中 继 器 信 号

40、音 发 生 器 多 频 收 发 码 器 用 户 电 路 远 端 模 块 用 户 电 路 PCM PCM PCM PCM 收 号 器 至 数 字 交 换 机 至 模 拟 交 换 机 HDB3 HDB3 模 拟 信 号 中 继 线 用 户 线 多 处 理 机 控 制 系 统 话 路 系 统 控 制 系 统 交 换 机 外 部 分 用户集线器的作用用户集线器的作用 在于可以将用户的在于可以将用户的 话务量集中以后再话务量集中以后再 送到数字交换网络。送到数字交换网络。 第四章第四章 数字交换网络数字交换网络 朱云鹏朱云鹏 第 34 页 1. 集中、扩散式集中、扩散式T接线器和用户集线器接线器和用户集

41、线器 用户集线器中主要含有用户集线器中主要含有“集中式集中式T接线器接线器”和和“扩散式扩散式T接线器接线器”，只只 为通话的用户分配时隙后为通话的用户分配时隙后，再送到交换网络中去交换话音。，再送到交换网络中去交换话音。集中式集中式T接线接线 器器用于用户发信息端，主要作用是集中用户的话务量，用于用户发信息端，主要作用是集中用户的话务量，扩散式扩散式T接线器接线器用用 于用户收信息端，主要实现分话功能。于用户收信息端，主要实现分话功能。 用户电路 集 中 式 T 接 线 器 用户电路 扩 散 式 T 接 线 器 数字交 换网络 PCM入线 PCM出线 用户集线器 U0 U1023 PCM12

42、8 PCM128 时隙少了，时隙利用率较高时隙少了，时隙利用率较高 第四章第四章 数字交换网络数字交换网络 朱云鹏朱云鹏 第 35 页 1. 集中、扩散式集中、扩散式T接线器和用户集线器接线器和用户集线器 用户电路 复 用 器 用户电路 分 路 器 数字交 换网络 PCM入线 PCM出线 U0 U1023 PCM1024 PCM1024 时隙太多，时隙利用率太低！时隙太多，时隙利用率太低！ 使用复用器和分路器为使用复用器和分路器为每个用户分配一个时隙每个用户分配一个时隙进入交换网络行吗？进入交换网络行吗？ 第四章第四章 数字交换网络数字交换网络 朱云鹏朱云鹏 第 36 页 1. 集中、扩散式集

43、中、扩散式T接线器和用户集线器接线器和用户集线器 如果不通过用户集线器，而是通过一个复用器，固定的为每一个用户如果不通过用户集线器，而是通过一个复用器，固定的为每一个用户 分配一个时隙，然后直接连接到数字交换网络，那么：分配一个时隙，然后直接连接到数字交换网络，那么： 一方面，如果为每一个用户分配一个时隙直接进入交换网络，就会造一方面，如果为每一个用户分配一个时隙直接进入交换网络，就会造 成大量浪费。因为同时通话的用户比较少，只有通话用户的时隙真正有效成大量浪费。因为同时通话的用户比较少，只有通话用户的时隙真正有效 利用，而大量的未通话用户的时隙就没有有效话音信息传送，处于空闲状利用，而大量的

44、未通话用户的时隙就没有有效话音信息传送，处于空闲状 态，这些时隙的利用率非常得低，也就是这些时隙的话务量很低。态，这些时隙的利用率非常得低，也就是这些时隙的话务量很低。 另一方面，连接到数字交换网络的另一方面，连接到数字交换网络的PCM复用线需要大量时隙，造成数复用线需要大量时隙，造成数 据进入数字交换网络时的速率太高，并且因为有很多时隙上没有话音，所据进入数字交换网络时的速率太高，并且因为有很多时隙上没有话音，所 以数字交换网络的交换效率也不高；以数字交换网络的交换效率也不高； 所以一般需要通过用户集线器来连接用户电路和数字交换网络，所以一般需要通过用户集线器来连接用户电路和数字交换网络，用

45、户用户 集线器只需要为通话用户分配一对时隙集线器只需要为通话用户分配一对时隙，然后再连接到数字交换网络，这，然后再连接到数字交换网络，这 样一方面每一用户时隙的利用率大大的提高了，节约了设备成本，另一方样一方面每一用户时隙的利用率大大的提高了，节约了设备成本，另一方 面，时隙数量少了，数据进入数字交换网络时的速率降低了。面，时隙数量少了，数据进入数字交换网络时的速率降低了。 第四章第四章 数字交换网络数字交换网络 朱云鹏朱云鹏 第 37 页 1. 集中式集中式T接线器和扩散式接线器和扩散式T接线器接线器 0 1 . . 1023 SM 0 1 . 127 CM PCM1024PCM128 写速

46、率 122ns 并行线并行线 读速率 977ns 入出 集中式集中式T接线器接线器：出时隙数小于：出时隙数小于 入时隙数入时隙数 0 1 . . 127 SM 0 1 . 1023 CM PCM1024PCM128 写速率 977ns 并行线并行线 读速率 122ns 入出 扩散式扩散式T接线器接线器：入时隙数小于：入时隙数小于 出时隙数出时隙数 第四章第四章 数字交换网络数字交换网络 朱云鹏朱云鹏 第 38 页 复 用 器 U0 U1 U1023 0U0 1 . . 1023 SM 0 . 110 . 127 CM PCM1024PCM128 输出控制 至数字交换网络 写速率 122ns 并

47、行线并行线 读速率 977ns U0 TS0 U0 TS11 2. 用户发端集中式用户发端集中式T接线器接线器 由由CM控制从控制从1024个单元中读出个单元中读出128个话音数据完成时隙交换。个话音数据完成时隙交换。 U0对应对应TS0，U1对应对应 TS1， ，U1023对对 应应TS1023 第四章第四章 数字交换网络数字交换网络 朱云鹏朱云鹏 第 39 页 分 路 器 U0 U1 U1023 0 . 11U0 . 127 SM 011 1 . 1023 CM PCM1024PCM128 输出控制 从数字交换网络来 写速率 977ns 并行线并行线 读速率 122ns U0 TS11 U

48、0 TS0 3. 用户收端发散式用户收端发散式T接线器接线器 在在CM控制下，将控制下，将128个入时隙中的话音交换到出线上个入时隙中的话音交换到出线上1024个时隙中个时隙中 真正通话的用户时隙中去，再由分路器将话音分发到对应的用户接口上去。真正通话的用户时隙中去，再由分路器将话音分发到对应的用户接口上去。 TS0对应对应U0，TS1对应对应 U1， ，TS1023对对 应应U1023 第四章第四章 数字交换网络数字交换网络 朱云鹏朱云鹏 第 40 页 本局呼叫信号流程本局呼叫信号流程 假设一共假设一共1024个电话个电话 用户：用户：U0U1023 用 户 电 路 用 户 电 路 数 字

49、交 换 网 络 U0 U1023 复 用 器 0U0 1U1 . 1023 SM 0 . 101 110 . 127 PCM1024PCM128 输 出 控 制 并 行 线 并 行 线 U0 TS0 U0 TS11 U1 TS1 U1 TS10 CM 分 路 器 0 10U0 11U1 . 127 SM 011 110 . 1023CM PCM1024 PCM128 并 行 线 并 行 线 U0 TS10 U0 TS1 U1 TS11 U1 TS0 交 换 网 络 完 成 TS10到 TS11 TS11到 TS10 的 时 隙 交 换 扩 散 式 T接 线 器 集 中 式 T接 线 器 用 户

50、 集 线 器 由 SP给 摘 机 用 户 分 配 用 户 电 路U1 主 叫 被 叫 第四章第四章 数字交换网络数字交换网络 朱云鹏朱云鹏 第 41 页 第四章第四章 数字交换网络数字交换网络 4.1 数字交换原理数字交换原理 4.2 T型时分接线器型时分接线器 4.3 S型空分接线器型空分接线器 4.4 数字交换网络数字交换网络 第四章第四章 数字交换网络数字交换网络 朱云鹏朱云鹏 第 42 页 4.3 S型空分接线器型空分接线器 当交换网络的容量增大时，只有当交换网络的容量增大时，只有T接线器就不能满足要求接线器就不能满足要求 了，因为了，因为1级级T接线器容量有限（最多接线器容量有限（最

51、多2048单元），要扩大容单元），要扩大容 量还需要量还需要S型空分接线器配合型空分接线器配合T接线器组成多级交换网络来完成。接线器组成多级交换网络来完成。 一、一、S型空分接线器的基本结构型空分接线器的基本结构 S型时分接线器型时分接线器又称空间接线器（又称空间接线器（Space Switch），简），简 称称S接线器，用来实现接线器，用来实现“空分交换空分交换”功能。功能。 即可以实现任意输入线和任意输出线的连通。它与一般的即可以实现任意输入线和任意输出线的连通。它与一般的 空间接线器空间接线器不同的是不同的是入线和出线的连接只是入线和出线的连接只是在某一时隙内接通在某一时隙内接通， 每个

52、交叉接点都是每个交叉接点都是时分复用时分复用的。的。 第四章第四章 数字交换网络数字交换网络 朱云鹏朱云鹏 第 43 页 S接线器的控制方式原理图接线器的控制方式原理图 0 1 22 . 80 . 120 132 . 127 ba dc TS12TS8 TS13TS2 d TS13 b TS12 c TS2 a TS8 0 1 2 0 1 2 CM 输出控制 CM0CM2CM1 第四章第四章 数字交换网络数字交换网络 朱云鹏朱云鹏 第 44 页 一、一、S型空分接线器的基本结构型空分接线器的基本结构 它由它由交叉矩阵交叉矩阵和和控制存储器控制存储器（CM:Control Memory）组）组

53、成。成。 每条出线（或入线）都有一个每条出线（或入线）都有一个控制存储器控制存储器，用来控制出线，用来控制出线 （或入线）在不同时隙跟入线（或出线）的连接。（或入线）在不同时隙跟入线（或出线）的连接。CM内存储内存储 单元数等于出线或入线上的时隙数，每单元比特数等于出线或单元数等于出线或入线上的时隙数，每单元比特数等于出线或 入线编号的编码位数入线编号的编码位数。 每个存储单元的地址都与时隙号相对应，控制存储器的写每个存储单元的地址都与时隙号相对应，控制存储器的写 入受入受CPUCPU的控制，读出是按定时脉冲的时序进行控制。的控制，读出是按定时脉冲的时序进行控制。 第四章第四章 数字交换网络数

54、字交换网络 朱云鹏朱云鹏 第 45 页 二、二、S接线器的控制方式接线器的控制方式 S接线器的控制方式也有两种：接线器的控制方式也有两种：输出控制输出控制和和输入控制输入控制 输出控制输出控制：控制某条输出线在需要的时隙与相应的输入线连：控制某条输出线在需要的时隙与相应的输入线连 接，控制存储器各单元存储的是接，控制存储器各单元存储的是输入线号输入线号。当不同控制存储器。当不同控制存储器 的相同存储单元内写入同一线号时，可实现的相同存储单元内写入同一线号时，可实现信息同发信息同发。 输入控制输入控制：控制某条输入线在需要的时隙与相应的输出线连：控制某条输入线在需要的时隙与相应的输出线连 接，控

55、制存储器各单元存储的是接，控制存储器各单元存储的是输出线号输出线号。当不同控制存储器。当不同控制存储器 的相同存储单元内写入同一线号时，会造成的相同存储单元内写入同一线号时，会造成出线冲突出线冲突。 第四章第四章 数字交换网络数字交换网络 朱云鹏朱云鹏 第 46 页 S接线器的控制方式原理图接线器的控制方式原理图 0 1 22 . 80 . 120 132 . 127 ba dc TS12TS8 TS13TS2 d TS13 b TS12 c TS2 a TS8 0 1 2 0 1 2 CM 输出控制 CM0CM2CM1 0 1 21 . 82 . 121 130 . 127 ba dc TS

56、12TS8 TS13TS2 d TS13 b TS12 c TS2 a TS8 0 1 2 0 1 2 CM 输入控制 CM2CM0CM1 输入线号输入线号输出线号输出线号 信息同发信息同发出线冲突出线冲突 例：设有例：设有33的交叉矩阵，每条输入线或输出线上总共有的交叉矩阵，每条输入线或输出线上总共有128时隙，若：时隙，若：a要在要在TS8从从0号入号入 线交换到线交换到2号出线，号出线，b要在要在TS12从从0号入线交换到号入线交换到1号出线，号出线，c要在要在TS2从从2号入线交换到号入线交换到1号出号出 线，线，d要在要在TS13从从2号入线交换到号入线交换到0号出线，传输过程见下图

57、。号出线，传输过程见下图。 第四章第四章 数字交换网络数字交换网络 朱云鹏朱云鹏 第 47 页 三、交叉矩阵和控制存储器的实现三、交叉矩阵和控制存储器的实现 例：输出控制的例：输出控制的88交叉矩阵，输入线时隙数等于交叉矩阵，输入线时隙数等于256 8选 1 （ 0） S选 通 B0 B1 B2 来 自 CM 0 8选 1 （ 1） S选 通 B0 B1 B2 来 自 CM 1 8选 1 （ 7） S选 通 B0 B1 B2 来 自 CM 7 HW0入 HW7入 HW0出 HW1出 HW7出 输出控制的输出控制的88交叉矩阵交叉矩阵 请思考请思考： 1. 输入控制的交叉矩阵如输入控制的交叉矩阵

58、如 何实现（分配器）？何实现（分配器）？ 2. 控制存储器如何实现？控制存储器如何实现？ 第四章第四章 数字交换网络数字交换网络 朱云鹏朱云鹏 第 48 页 第四章第四章 数字交换网络数字交换网络 4.1 数字交换原理数字交换原理 4.2 T型时分接线器型时分接线器 4.3 S型空分接线器型空分接线器 4.4 数字交换网络数字交换网络 第四章第四章 数字交换网络数字交换网络 朱云鹏朱云鹏 第 49 页 4.4 数字交换网络数字交换网络 由若干级由若干级T接线器或接线器或S接线器可以组成大型的数字时分交换接线器可以组成大型的数字时分交换 网络，不仅实现时分交换而且实现空分交换，称为网络，不仅实现

59、时分交换而且实现空分交换，称为“选组级选组级”。 一、一、TST型三级数字交换网络型三级数字交换网络 TST网络两侧各为一个网络两侧各为一个T接线器，中间一级是一个接线器，中间一级是一个S接线器，接线器， S级接线器出入线数取决于两侧级接线器出入线数取决于两侧T接线器的数量，时隙数跟第一接线器的数量，时隙数跟第一 级级T接线器出线的时隙数（或跟第三级接线器出线的时隙数（或跟第三级T接线器入线的时隙数）接线器入线的时隙数） 一样多。一样多。 1. 读写方式的读写方式的TST型交换网络型交换网络 输入级输入级T接线器和接线器和S接线器采用输出控制，而输出级接线器采用输出控制，而输出级T接线接线 器

60、采用输入控制，在器采用输入控制，在S接线器内部需要传输接线器内部需要传输8位并行码，因而是位并行码，因而是 8套套S接线器并行工作。接线器并行工作。 在在S接线器上的时隙称为接线器上的时隙称为内部时隙内部时隙（ITS：Internal Time Slot） 第四章第四章 数字交换网络数字交换网络 朱云鹏朱云鹏 第 50 页 2. 写读方式的写读方式的TST型交换网络型交换网络 2. 写读方式的写读方式的TST型交换网络型交换网络 输入级输入级T接线器采用输入控制，而接线器采用输入控制，而S接线器和输出级接线器和输出级T接线接线 器采用输出控制。器采用输出控制。 3. 内部时隙的选择内部时隙的选