交换技术茅正冲第3章

1、程控交换原理程控交换原理 河北科技大学信息学院河北科技大学信息学院 第第3章章 数字程控交换技术数字程控交换技术3.13.13.23.23.33.33.43.4程控交换原理程控交换原理 河北科技大学信息学院河北科技大学信息学院 3.1 数字程控交换机的特点及业务性能数字程控交换机的特点及业务性能3.1.1 数字程控交换机的特点 全数字化带来的优越性体现在经济和技术两个方面上。 1经济方面的优越性 2. 技术方面的优越性 1) 控制子系统数字化带来的优越性 2) 话路子系统数字化带来的优越性 程控交换原理程控交换原理 河北科技大学信息学院河北科技大学信息学院 3.1.2 3.1.2 数字程控交换

2、机的业务性能数字程控交换机的业务性能 采用事先编制的程序对交换进行控制，比原先任何形式的交换机的控制都便利，用户可以使用许多新的业务。 1基本业务 2补充业务 常用的补充业务: 1) 缩位拨号 2) 热线服务3) 呼出限制4) 闹钟服务5) 免打扰服务6) 转移呼叫7) 呼叫等待8) 遇忙回叫9) 缺席用户服务3.1 数字程控交换机的特点及业务性能数字程控交换机的特点及业务性能程控交换原理程控交换原理 河北科技大学信息学院河北科技大学信息学院 3.2 数字程控交换机的硬件组成数字程控交换机的硬件组成程控交换原理程控交换原理 河北科技大学信息学院河北科技大学信息学院 中央处理器中央处理器远端接口

3、远端接口存储器存储器数字中继数字中继数字数字中继中继模拟模拟中继中继信号设备信号设备3.2数字程控交换机的硬件组成数字程控交换机的硬件组成用户接口电路用户接口电路用户接用户接口电路口电路用户处理机用户处理机用户处理机用户处理机外设外设维护终端维护终端PCM程控交换原理程控交换原理 河北科技大学信息学院河北科技大学信息学院 一、话路系统一、话路系统3.2 程控交换机的硬件组成程控交换机的硬件组成程控交换原理程控交换原理 河北科技大学信息学院河北科技大学信息学院 中央处理器中央处理器远端接口远端接口存储器存储器数字中继数字中继数字数字中继中继模拟模拟中继中继信号设备信号设备用户接口电路用户接口电路

4、用户接用户接口电路口电路用户处理机用户处理机用户处理机用户处理机外设外设维护终端维护终端PCM程控交换原理程控交换原理 河北科技大学信息学院河北科技大学信息学院 中央级交换网络（数字交换网络）中央级交换网络（数字交换网络） 由多个基本交换单元按照一定的拓扑结构和控由多个基本交换单元按照一定的拓扑结构和控制方式构成，可以实现任意一条入线上的任意制方式构成，可以实现任意一条入线上的任意时隙到任意一条出线上任意时隙的信息交换，时隙到任意一条出线上任意时隙的信息交换，是话路系统的核心。是话路系统的核心。 功能：完成时隙交换，提供话音通道。功能：完成时隙交换，提供话音通道。 组成：组成：T 接线器、接线

5、器、S 接线器接线器 或或T 和和S 的组合。的组合。程控交换原理程控交换原理 河北科技大学信息学院河北科技大学信息学院 中央处理器中央处理器远端接口远端接口存储器存储器数字中继数字中继数字数字中继中继模拟模拟中继中继信号设备信号设备用户接口电路用户接口电路用户接用户接口电路口电路用户处理机用户处理机用户处理机用户处理机外设外设维护终端维护终端PCM程控交换原理程控交换原理 河北科技大学信息学院河北科技大学信息学院 用户级交换网络用户级交换网络用户级包括本地用户模块合远端用户模块；用户级包括本地用户模块合远端用户模块；组成：由用户电路和集线器组成。组成：由用户电路和集线器组成。 功能：用来连接

6、用户回路，完成功能：用来连接用户回路，完成用户话务的集中和扩用户话务的集中和扩散散，并完成话音，并完成话音编译码编译码功能。功能。 集线比：输入端信道数与输出端信道数之比。集线比：输入端信道数与输出端信道数之比。 常见常见的集线比多为的集线比多为 4:14:1。 例如：例如：120120个用户共用个用户共用3030个信道，个信道，只需一条只需一条PCM PCM 传输线。传输线。程控交换原理程控交换原理 河北科技大学信息学院河北科技大学信息学院 区别：用户模块：通过PCM链路与选组级相连远端用户模块：通过数字中继电路与选组级相连； 具有模块内的交换功能； 短时计费信息保存。用户级交换网络用户级交

7、换网络程控交换原理程控交换原理 河北科技大学信息学院河北科技大学信息学院 中央处理器中央处理器远端接口远端接口存储器存储器数字中继数字中继数字数字中继中继模拟模拟中继中继信号设备信号设备用户接口电路用户接口电路用户接用户接口电路口电路用户处理机用户处理机用户处理机用户处理机外设外设维护终端维护终端PCM程控交换原理程控交换原理 河北科技大学信息学院河北科技大学信息学院 接接 口口 电电 路路OAM交换网络交换网络控制系统控制系统模拟用户接口模拟用户接口用用户户侧侧接接口口中继侧接口中继侧接口数字用户接口数字用户接口数字中继接口数字中继接口模拟中继接口模拟中继接口数字中继接口数字中继接口操作维护

8、操作维护ZVABCQ3功能：完成外部信号与交换机内部信号的转换功能：完成外部信号与交换机内部信号的转换程控交换原理程控交换原理 河北科技大学信息学院河北科技大学信息学院 数字交换机接口类型数字交换机接口类型ETETETETETETETETETETETETETET数数 字字 交交 换换 网网 络络模拟用户线模拟用户线Z1模拟远端集线器模拟远端集线器Z2模拟模拟PABXZ3数字用户线数字用户线V1LTLTLTLTZ1V2V3V4V5数字远端模块数字远端模块Z1V1NT数字数字PABXm X (2B+D)n X E12,048kbit/sABLTC11C12C21C22LT本地本地转换转换二线二线中

9、继器中继器通路转通路转换设备换设备四线四线FDM实线实线PCM8,448kbit/sLT34,368kbit/s8,448kbit/sLT程控交换原理程控交换原理 河北科技大学信息学院河北科技大学信息学院 V接口：接口： V1：64kb/s，可为可为2B+D或或30B+D的终端的终端 V2：连接数字远端模块的接口连接数字远端模块的接口 V3：连接数字连接数字PABX的接口，属的接口，属30B+D的接口的接口 V4：可接多个可接多个2B+D的终端，支持的终端，支持ISDN的接入的接入 V5：支持支持n E1的接入网，包括的接入网，包括V5.1和和V5.2接口接口A接口：接口：速率为速率为2048

10、kb/s的数字中继接口的数字中继接口B接口：接口：PCM二次群接口，其接口速率为二次群接口，其接口速率为8448kb/s程控交换系统接口类型程控交换系统接口类型数字接口数字接口程控交换原理程控交换原理 河北科技大学信息学院河北科技大学信息学院 C接口接口：二线或四线模拟中继接口（目前很少用）：二线或四线模拟中继接口（目前很少用）Z1接口：接口：连接单个模拟用户的接口连接单个模拟用户的接口 Z2接口：接口：连接模拟远端集线器的接口连接模拟远端集线器的接口Z3接口：接口：连接模拟连接模拟PABX的接口的接口Q3接口接口：与电信管理网的接口，用于操作、维护、管理：与电信管理网的接口，用于操作、维护、

11、管理和计费等。和计费等。程控交换系统接口类型程控交换系统接口类型模拟接口模拟接口程控交换原理程控交换原理 河北科技大学信息学院河北科技大学信息学院 分为模拟用户接口电路和数字用户接口电路。分为模拟用户接口电路和数字用户接口电路。 模拟用户接口电路：提供交换机与模拟话机之间的接模拟用户接口电路：提供交换机与模拟话机之间的接口。数量多，投资大。口。数量多，投资大。 数字用户接口电路：提供与数字用户终端的接口。数字用户接口电路：提供与数字用户终端的接口。接口电路接口电路程控交换原理程控交换原理 河北科技大学信息学院河北科技大学信息学院 （1）模拟用户接口电路功能模拟用户接口电路功能程控交换原理程控交

12、换原理 河北科技大学信息学院河北科技大学信息学院 （1 1）馈电：由交换系统为电话提供直流电源）馈电：由交换系统为电话提供直流电源 所有连在交换机上的电话分机用户，都由交所有连在交换机上的电话分机用户，都由交换机向其馈电。馈电电压一般为换机向其馈电。馈电电压一般为-48V-48V，在通话，在通话时的馈电电流在时的馈电电流在2020100mA100mA之间。之间。 馈电方式有两种，即电压馈电和电流馈电馈电方式有两种，即电压馈电和电流馈电（1）模拟用户接口电路功能）模拟用户接口电路功能程控交换原理程控交换原理 河北科技大学信息学院河北科技大学信息学院 图图3-3 用户馈电原理图用户馈电原理图电压馈

13、电方式电压馈电方式 电流馈电方式电流馈电方式（1） 模拟用户接口电路功能模拟用户接口电路功能 电压馈电：一般要使用电感线圈。电感线圈的感抗一般折衷取600 mH左右。此 电压馈电：一般要使用电感线圈。电感线圈的感抗一般折衷取600 mH左右。此外，为减小a、b线对地不平衡所产生的串话，两个馈电线圈的感抗要尽可能一致。外，为减小a、b线对地不平衡所产生的串话，两个馈电线圈的感抗要尽可能一致。电容主要是保证话音信号的正常传送。电容主要是保证话音信号的正常传送。 电流馈电：通过由电子元器件组成的恒流源向用户恒流馈电。它可以不使用电 电流馈电：通过由电子元器件组成的恒流源向用户恒流馈电。它可以不使用电

14、感线圈，减小了用户电路体积，易于集成化，且传输性能受线路距离的影响小。感线圈，减小了用户电路体积，易于集成化，且传输性能受线路距离的影响小。程控交换原理程控交换原理 河北科技大学信息学院河北科技大学信息学院 （2 2）过压保护：防止外界雷电、工业高压、人为）过压保护：防止外界雷电、工业高压、人为破坏等因素损坏交换机系统内部器件。破坏等因素损坏交换机系统内部器件。图图3-4 3-4 过压保护电路过压保护电路多采用二极管桥式钳位电路，通过二极管的导通，使多采用二极管桥式钳位电路，通过二极管的导通，使A点、点、B点电位被钳制在点电位被钳制在-48V或地电位。在或地电位。在a、b线上的热敏电阻线上的热

15、敏电阻R也起限流作用，其电阻值随着电流的增大而增大。也起限流作用，其电阻值随着电流的增大而增大。（1）模拟用户接口电路功能）模拟用户接口电路功能程控交换原理程控交换原理 河北科技大学信息学院河北科技大学信息学院 （3 3）振铃控制：交换系统向用户话机提供铃流）振铃控制：交换系统向用户话机提供铃流图图3-5 振铃控制电路振铃控制电路（1）模拟用户接口电路功能）模拟用户接口电路功能振铃电压值：国内规定振铃电压值：国内规定为为90V90V5V。25Hz由于5V。25Hz由于电压值较高，因此一些电压值较高，因此一些程控交换机采用振铃继程控交换机采用振铃继电器来控制铃流接点，电器来控制铃流接点，实现通过

16、低压信号控制实现通过低压信号控制高压。高压。实现方式：实现方式： 由用户处理机的软件 由用户处理机的软件控制，正常情况下，振控制，正常情况下，振铃接点R位于图示位铃接点R位于图示位置。当需要向用户振铃置。当需要向用户振铃时，就发出控制信号，时，就发出控制信号，使继电器R动作，控制使继电器R动作，控制接点闭合，振铃电路发接点闭合，振铃电路发出铃流送至用户。出铃流送至用户。 当用户摘机，摘机信 当用户摘机，摘机信号可由环路监视电路检号可由环路监视电路检测或由振铃回路监视电测或由振铃回路监视电路检测，立即切断送铃路检测，立即切断送铃流回路，停止振铃。流回路，停止振铃。 有些交换机已将这部 有些交换机

17、已将这部分功能由高压电子器件分功能由高压电子器件程控交换原理程控交换原理 河北科技大学信息学院河北科技大学信息学院 （4 4）监视：）监视：监视功能通过用户直流回路的通断监视功能通过用户直流回路的通断来判定用户线回路的接通和断开状态。来判定用户线回路的接通和断开状态。（1）模拟用户接口电路功能）模拟用户接口电路功能程控交换原理程控交换原理 河北科技大学信息学院河北科技大学信息学院 （5 5）编译码和滤波：用于实现机内处理的数字信号和用）编译码和滤波：用于实现机内处理的数字信号和用户线上传输的模拟信号之间的转换户线上传输的模拟信号之间的转换（6 6）混合电路：用户环线二线传输和交换网络四线传输）

18、混合电路：用户环线二线传输和交换网络四线传输之间的变换。之间的变换。图图3-7 混合电路和编译码滤波功能的示意图混合电路和编译码滤波功能的示意图（1）模拟用户接口电路功能）模拟用户接口电路功能程控交换原理程控交换原理 河北科技大学信息学院河北科技大学信息学院 （7 7）测试控制：辅助功能，用于测试模拟用户接）测试控制：辅助功能，用于测试模拟用户接口内各功能模块以及用户线是否出现故障。口内各功能模块以及用户线是否出现故障。图3-8 测试功能的示意图 它由两对测试开关来实现。可以是电子开关或继电器，它由两对测试开关来实现。可以是电子开关或继电器，其动作由处理机发来的驱动信息控制。其动作由处理机发来

19、的驱动信息控制。（1）模拟用户接口电路功能）模拟用户接口电路功能程控交换原理程控交换原理 河北科技大学信息学院河北科技大学信息学院 其它功能：衰减控制、极性转换、发送计费脉冲和投币电话硬币集中控制。其它功能：衰减控制、极性转换、发送计费脉冲和投币电话硬币集中控制。极性倒换功能极性倒换功能又称为反极功能，它通过馈电电路中的反极又称为反极功能，它通过馈电电路中的反极继电器或电子开关来实现。继电器或电子开关来实现。（1）模拟用户电路功能）模拟用户电路功能 当交换机收到被叫方的应答信号后就使主叫方用户电路中的反极继电器同时倒换到另一对接点，从而使用户线a线上的电源极性由地电位变为一48v，b线上的极性

20、由一48V变为地电位， 具有反极功能的用户电路一般用来连接需要反极信号计费的用户交换机、投币话机和磁卡话机。 反极信号是一个计费起始信号，当用户交换机程控交换原理程控交换原理 河北科技大学信息学院河北科技大学信息学院 程控交换原理程控交换原理 河北科技大学信息学院河北科技大学信息学院 模拟用户电路功能框图模拟用户电路功能框图监视信号监视信号极性倒换极性倒换控制控制振铃控制振铃控制测试总线测试总线（1）模拟用户电路功能）模拟用户电路功能程控交换原理程控交换原理 河北科技大学信息学院河北科技大学信息学院 标准的数字用户接口包括标准的数字用户接口包括BRI和和PRI。帧结构分别为。帧结构分别为2BD

21、和和30BD。（2）数字用户电路）数字用户电路“B”B”是是64kb/s64kb/s的业务信道，的业务信道，“D”D”是信令信道，在是信令信道，在BRIBRI中中D D是是16kb/s16kb/s，在，在PRIPRI中中D D是是64kb/s64kb/s。程控交换原理程控交换原理 河北科技大学信息学院河北科技大学信息学院 （2） 数字用户电路数字用户电路基本功能框图基本功能框图多多路路复复用用和和分分路路交换交换网络网络测测试试过过压压保保护护馈馈电电收收发发器器信信令令提提取取插插入入用户线用户线abl过压保护、馈电和测试功能及实现与模拟用户接口类似。过压保护、馈电和测试功能及实现与模拟用户

22、接口类似。当用户终端本身具有工作电源时，接口可以免去馈电功当用户终端本身具有工作电源时，接口可以免去馈电功能。能。程控交换原理程控交换原理 河北科技大学信息学院河北科技大学信息学院 数字用户终端和交换机数字用户接口电路之间传数字用户终端和交换机数字用户接口电路之间传输数字信号的线路仍采用普通的二线传输方式。输数字信号的线路仍采用普通的二线传输方式。 收发器的作用：收发器的作用：实现数字信号的双向传输。此外，实现数字信号的双向传输。此外，收发器中还有均衡器和扰码器。收发器中还有均衡器和扰码器。 均衡器用来补偿数字信号传输时产生的非线性衰减和时延，均衡器用来补偿数字信号传输时产生的非线性衰减和时延

23、，消除码间干扰；消除码间干扰； 扰码器的作用是在发送数据中加入一个伪随机序列，破坏扰码器的作用是在发送数据中加入一个伪随机序列，破坏传送数据中可能出现的全传送数据中可能出现的全1 1、全、全0 0或某种信号周期重复的规或某种信号周期重复的规律性，可以减少相邻信号的串扰和定时信号的误判。律性，可以减少相邻信号的串扰和定时信号的误判。（2 2） 数字用户电路数字用户电路程控交换原理程控交换原理 河北科技大学信息学院河北科技大学信息学院 数据缓存器解扰器线路解码均衡器抽样接收滤波 器定时恢复锁 相回 波抵消器脉冲整形线路编码扰码器数据时钟用户侧交换局侧收发器的原理框图收发器的原理框图（2 2） 数字

24、用户电路数字用户电路程控交换原理程控交换原理 河北科技大学信息学院河北科技大学信息学院 p空分法空分法即在两个方向各使用一对独立的双即在两个方向各使用一对独立的双绞线，由于不经济，因此很少使用。绞线，由于不经济，因此很少使用。p频分法频分法即在两个方向使用一对传输线，各即在两个方向使用一对传输线，各使用不同的频段，由于占用频带宽，传输使用不同的频段，由于占用频带宽，传输距离近，现在也很少使用。距离近，现在也很少使用。数字信号双向传输解决方案数字信号双向传输解决方案程控交换原理程控交换原理 河北科技大学信息学院河北科技大学信息学院 p时分法时分法是将收发脉冲压缩，在两个方向使用不同是将收发脉冲压

25、缩，在两个方向使用不同时间段送出信号，所需频带至少是收发信号带宽时间段送出信号，所需频带至少是收发信号带宽的的2倍，电路易集成。但传输距离近，不适合长倍，电路易集成。但传输距离近，不适合长距离通信。距离通信。p回波抵消法回波抵消法采用混合线圈实现采用混合线圈实现2/4线变换，在同线变换，在同一对线上可以同时传送两个方向的信号，它所需一对线上可以同时传送两个方向的信号，它所需的频带窄，传输距离长，是目前数字用户线采用的频带窄，传输距离长，是目前数字用户线采用的主要技术。的主要技术。程控交换原理程控交换原理 河北科技大学信息学院河北科技大学信息学院 l 数字用户线采用数字用户线采用专用信令链路传送

26、信令专用信令链路传送信令(DSS1(DSS1信信令令) )。发送方将信令插入专用逻辑信道，以时分。发送方将信令插入专用逻辑信道，以时分复用方式和信息一起传送，接收方从专用逻辑复用方式和信息一起传送，接收方从专用逻辑信道提取信令。信道提取信令。l 交换网络接续的信道是交换网络接续的信道是64 kb/s64 kb/s的数字信道，而的数字信道，而环线的传输速率可能高于或低于环线的传输速率可能高于或低于64 kb/s64 kb/s。因此，。因此，在接口和交换网络之间，需要插入一个在接口和交换网络之间，需要插入一个多路复多路复用器与分路器用器与分路器，以便将环线信号分离或合并为，以便将环线信号分离或合并

27、为若干条若干条64 kb/s64 kb/s的信道。的信道。（2） 数字用户电路数字用户电路程控交换原理程控交换原理 河北科技大学信息学院河北科技大学信息学院 2 中继接口电路中继接口电路 用于连接模拟中继线和数字程控交换机的接口。用于连接模拟中继线和数字程控交换机的接口。 基本功能基本功能：OSCHT 。(无无BR) S:改为对线路信令的监视。增加了中继线的忙闲指示。改为对线路信令的监视。增加了中继线的忙闲指示。 a、b实线接口实线接口:连接传送音频信号的实线中继线。市话连接传送音频信号的实线中继线。市话用，二线、直流信号方式。用，二线、直流信号方式。 载波中继接口：连接频分复用模拟载波中继线

28、。长途载波中继接口：连接频分复用模拟载波中继线。长途用，四线、带内（外）单频信号方式。用，四线、带内（外）单频信号方式。 （1）模拟中继接口）模拟中继接口程控交换原理程控交换原理 河北科技大学信息学院河北科技大学信息学院 模拟中继主要功能结构图模拟中继主要功能结构图测测试试过过压压保保护护线线路路信信号号监监视视忙忙闲闲指指示示混混合合电电路路编编译译码码器器平衡平衡网络网络程控交换原理程控交换原理 河北科技大学信息学院河北科技大学信息学院 n 帧定位帧定位(A)(A)（再定时）（再定时）n 码型变换码型变换(P)(P)： 单极性不归零码单极性不归零码 HDB3（高密度双极性码）（高密度双极性

29、码）（2）数字中继接口电路）数字中继接口电路程控交换原理程控交换原理 河北科技大学信息学院河北科技大学信息学院 数字中继电路的基本功能数字中继电路的基本功能告警处理（告警处理（A）时钟提取时钟提取(C)：就是从输入的数据流中提取时钟信号，作为输入数据就是从输入的数据流中提取时钟信号，作为输入数据流的基准时钟。同时该时钟信号还用来作为本端系统时流的基准时钟。同时该时钟信号还用来作为本端系统时钟的外部参考时钟源。钟的外部参考时钟源。帧同步帧同步(H)：就是从接收的数据流中搜索并识别到同步码，并以该就是从接收的数据流中搜索并识别到同步码，并以该时隙作为一帧的开始，以便接收端的帧结构排列和发送时隙作为

30、一帧的开始，以便接收端的帧结构排列和发送端的完全一致。端的完全一致。程控交换原理程控交换原理 河北科技大学信息学院河北科技大学信息学院 复帧同步复帧同步： 如果数字中继线上使用的是随路信号（中国如果数字中继线上使用的是随路信号（中国1号信号信令），则除了帧同步外，还要有复帧同步。令），则除了帧同步外，还要有复帧同步。 复帧同步是为了解决各路标志信号的错路问题。复帧同步是为了解决各路标志信号的错路问题。提取和插入随路信号提取和插入随路信号(O)数字中继电路的基本功能数字中继电路的基本功能数字中继电路功能结构图数字中继电路功能结构图程控交换原理程控交换原理 河北科技大学信息学院河北科技大学信息学院

31、 PCM的帧格式 程控交换原理程控交换原理 河北科技大学信息学院河北科技大学信息学院 3 信号音收发设备信号音收发设备 交换机需要向用户（或交换机）发送各种信号，交换机需要向用户（或交换机）发送各种信号，同时也要接收用户或交换机发送的信号。同时也要接收用户或交换机发送的信号。 信号音收发设备的功能：完成数字音频信号信号音收发设备的功能：完成数字音频信号的产生、发送和接收。的产生、发送和接收。程控交换原理程控交换原理 河北科技大学信息学院河北科技大学信息学院 信号种类：信号种类：q 交换机到用户交换机到用户： 各种信号音（单频，信号源各种信号音（单频，信号源450Hz或或 950Hz的正弦波的正

32、弦波）q 交换机到交换机交换机到交换机： 局间信号（局间信号（MFC） 前向信号频率：前向信号频率：1380Hz, 1500Hz, 1620Hz, 1740Hz, 1860Hz, 1980Hz（6中取中取2） 后向信号频率：后向信号频率：1140Hz, 1020Hz, 900Hz, 780Hz, （4中取中取2）q 用户到交换机用户到交换机： 拨号信息（直流脉冲、拨号信息（直流脉冲、DTMF）3 信号音收发设备信号音收发设备程控交换原理程控交换原理 河北科技大学信息学院河北科技大学信息学院 3 信号音收发设备信号音收发设备程控交换原理程控交换原理 河北科技大学信息学院河北科技大学信息学院 主要

33、信令设备有：主要信令设备有： 信号音发生器：信号音发生器： DTMF接收器：接收器： 多频信号发生器和多频信号接收器：多频信号发生器和多频信号接收器： No.7信令终端：信令终端：用于产生各种类型的信号音，如忙音、用于产生各种类型的信号音，如忙音、拨号音、回铃音等。（除铃流）拨号音、回铃音等。（除铃流）用于接收用户话机发出的用于接收用户话机发出的DTMF信号。信号。用于发送和接收局间的用于发送和接收局间的MFC信号。信号。用于完成No.7信令的第二级功能。第一级功能由数字中继完成，第三、四级功能由处理机完成。3 信号音收发设备信号音收发设备程控交换原理程控交换原理 河北科技大学信息学院河北科技

34、大学信息学院 1数字化信号音的产生数字化信号音的产生 数字音频信号分单频信号和双频信号。数字音频信号分单频信号和双频信号。（1 1）单音频信号的产生：将信号按）单音频信号的产生：将信号按 8kHz 8kHz （125us125us）间隔进行抽样，然后进行量化和编码，得到各抽样点间隔进行抽样，然后进行量化和编码，得到各抽样点的信号样值，按顺序存在的信号样值，按顺序存在ROMROM中，需要的时候按顺序中，需要的时候按顺序读出。（读出。（500Hz500Hz单音频正弦信号为例）单音频正弦信号为例）程控交换原理程控交换原理 河北科技大学信息学院河北科技大学信息学院 信号发生器的硬件结构信号发生器的硬件

35、结构160800002. 0)800014501(Hz,50sfTl的最小公倍数和或再取倒数率的最大公约数找重复周期，即两个频拨号音（拨号音（450 Hz的连续音）的产生的连续音）的产生程控交换原理程控交换原理 河北科技大学信息学院河北科技大学信息学院 （2）双音频信号的产生）双音频信号的产生 与单音频信号的产生原理基本一致。主要是要确定共同周期。 如：要产生900Hz和780Hz的双音频信号。目标就是要找到一个重复周期，在这个周期中需两个单音频率以及抽样频率都重复了完整的周期数。 解：900，780，8000的最大公约数20，所以重复周期为50ms，在50ms中，780Hz重复39次，900

36、Hz重复45次，8000Hz重复400次。因此取400个抽样值存放在ROM中。程控交换原理程控交换原理 河北科技大学信息学院河北科技大学信息学院 （2）双音频信号的产生）双音频信号的产生程控交换原理程控交换原理 河北科技大学信息学院河北科技大学信息学院 MFC的的A1信号（信号（1140 Hz1020 Hz的双音的双音频）的产生频）的产生 实际中，可以根据周期信号的特点（如对称，实际中，可以根据周期信号的特点（如对称，奇偶特性等）减少存储单元的数目。奇偶特性等）减少存储单元的数目。400800005. 0ssnmfTlTflfnfm（2）双音频信号的产生）双音频信号的产生程控交换原理程控交换原

37、理 河北科技大学信息学院河北科技大学信息学院 2数字音频信号的发送和接收数字音频信号的发送和接收（1）数字音频信号的发送 在数字交换网络中，各种数字信号一般通过数字交换网络传送，和普通话音信号一样处理，也可以通过指定时隙传送。对于单频信号，由于在同一时刻可能有多个用户同时使用，因此建立点到多点的连接；对于多频信号，一个数字音频信号发生器对应一路话路，建立点到点的方式。（2）数字音频信号接收 各种信号音由用户话机接收，在用户接口电路中进行译码后变成模拟信号发送到用户线上。DTMF和MFC信号的接收需要使用数字信号接收器。程控交换原理程控交换原理 河北科技大学信息学院河北科技大学信息学院 双音多频

38、信号双音多频信号程控交换原理程控交换原理 河北科技大学信息学院河北科技大学信息学院 数字音频信号的接收数字音频信号的接收F1数字滤波F2数字滤波Fn数字滤波数字逻辑识别输入输出多频的接收器的工作原理多频的接收器的工作原理一般采用数字滤波器滤波后进行识别的方法进行。一般采用数字滤波器滤波后进行识别的方法进行。程控交换原理程控交换原理 河北科技大学信息学院河北科技大学信息学院 2 2数字音频信号的发送和接收数字音频信号的发送和接收（2）DTMF接收器接收器图图3 DTMF3 DTMF接收器原理接收器原理程控交换原理程控交换原理 河北科技大学信息学院河北科技大学信息学院 3.2.2控制子系统控制子系

39、统 微同步方式微同步方式 负荷分担方式负荷分担方式 主备用方式主备用方式 N+1N+1备用方式备用方式1 双机冗余配置双机冗余配置程控交换原理程控交换原理 河北科技大学信息学院河北科技大学信息学院 微同步方式（同步双工方式）微同步方式（同步双工方式） 在正常工作时，两台处理机同时接收外部的信息，执行相同的程序，但是只有一 台处理机向电话设备发送控制命令。所谓微同步就是两台处理机的执行结果也要送到比较器进行比较，如果比较结果相同，说明处理机工作正常，程序继续执行；如果比较发现结果不一样，就说明至少有一台处理机发生了故障，应立即告警并进行测试和必要的故障处理。当主用机出现故障，程控交换原理程控交换

40、原理 河北科技大学信息学院河北科技大学信息学院 负荷分担方式负荷分担方式 负荷分担又叫话务分担，两台处理机独立进行工作，在正常情况下各承担一半话务负荷，当一机产生故障，可由另一个处理机承担全部负荷，为了能接替故障处理机的工作，两机必须相互了解呼叫处理的进展情况，即必须具有互通信息的通信链路。 优点： （1）过负荷能力强； （2）软件故障的防卫能力较强。程控交换原理程控交换原理 河北科技大学信息学院河北科技大学信息学院 主备用方式主备用方式 一台主用处理机在线运行，另一台处理机与话路设备完全分离并作为备用。当主机出现故障，进行主备用转换，由备用机接替工作。主备用有冷备用和热备用两种工作方式。 冷

41、备用：备用机中没有保存呼叫数据，在接替时需要根据主用机来更新存储器的内容，或者进行数据的初始化，会丢失呼叫 热备用：备用机中保存有呼叫数据，可以随时接替工作。程控交换原理程控交换原理 河北科技大学信息学院河北科技大学信息学院 在这种方式下，在这种方式下，N N台处理机配备有台处理机配备有m m台备用台备用机，当机，当N N台处理机中有一台发生故障时，都台处理机中有一台发生故障时，都可以由可以由m m台备用机中的一台来接替其工作。台备用机中的一台来接替其工作。N+m备用方式备用方式程控交换原理程控交换原理 河北科技大学信息学院河北科技大学信息学院 2 集中控制与分散控制集中控制与分散控制 集中控

42、制： 系统中每一台处理机都能控制全部资源，执行所有功能。资源1 资源2 资源r功能1 功能2 功能f处理机处理机1 1处理机处理机2 2处理机处理机n n程控交换原理程控交换原理 河北科技大学信息学院河北科技大学信息学院 主要优点：主要优点：处理机能掌握整个系统的状态，可以处理机能掌握整个系统的状态，可以到达所有资源，功能的改变一般都在软件上进行，到达所有资源，功能的改变一般都在软件上进行，比较方便。比较方便。 最大缺点：最大缺点：软件包要包括各种不同特性的功能，软件包要包括各种不同特性的功能，规模庞大，不便于管理，而且易于受到破坏。规模庞大，不便于管理，而且易于受到破坏。 早期的程控交换机通

43、常采用双机集中控制方式，早期的程控交换机通常采用双机集中控制方式，称为双机系统。双机集中控制又可分微同步方式，称为双机系统。双机集中控制又可分微同步方式，负荷分担和主备用方式。负荷分担和主备用方式。集中控制方式集中控制方式程控交换原理程控交换原理 河北科技大学信息学院河北科技大学信息学院 分级分散控制方式分级分散控制方式 分散控制：在系统给定状态下，交换机的资源和分散控制：在系统给定状态下，交换机的资源和所有功能由多台处理机分担完成，即每台处理机只所有功能由多台处理机分担完成，即每台处理机只能达到一部分资源和只能执行一部分功能。能达到一部分资源和只能执行一部分功能。（1）分级分散控制）分级分散

44、控制根据多处理机之间的关系分为单级多机系统和多级根据多处理机之间的关系分为单级多机系统和多级多机系统多机系统单级多机系统：单级多机系统： 处理机处于同一级别， 并行执行控制任务。 容量分担 功能分担程控交换原理程控交换原理 河北科技大学信息学院河北科技大学信息学院 多级多机系统多级多机系统按交换机控制功能层次的高低分别配置处理机。高级按交换机控制功能层次的高低分别配置处理机。高级别的处理机控制低级别的。一般为三级控制系统。别的处理机控制低级别的。一般为三级控制系统。同级间体现容量分担同级间体现容量分担三级间体现功能分担三级间体现功能分担处理频繁而处理频繁而简单的工作简单的工作与硬件无直接关系与

45、硬件无直接关系的分析处理等较复的分析处理等较复杂的呼叫功能杂的呼叫功能维护管理功维护管理功能能程控交换原理程控交换原理 河北科技大学信息学院河北科技大学信息学院 F-150（三级结构）；（三级结构）； AXE-10(二级结构二级结构)三级多机系统三级多机系统程控交换原理程控交换原理 河北科技大学信息学院河北科技大学信息学院 数字交换网络 数字交换网络是整个话路部分的核是整个话路部分的核心，连接外围的各种模心，连接外围的各种模块。在处理机的控制块。在处理机的控制下，为呼叫提供内部话下，为呼叫提供内部话音/数据通路，可以使音/数据通路，可以使任意两个用户之间、任任意两个用户之间、任意用户和任意中继

46、线之意用户和任意中继线之间。任意两个中继线之间。任意两个中继线之间都通过数字交换网络间都通过数字交换网络完成连接。完成连接。 另外，它也提供信 另外，它也提供信令、信号音和处理机间令、信号音和处理机间通信信息的固定或半固通信信息的固定或半固定连接。它直接对数字定连接。它直接对数字信号进行交换。 信号进行交换。 用户模块 用户模块 是终端设备与程控数 是终端设备与程控数字交换机的接口 。它字交换机的接口 。它通过用户线路直接连接通过用户线路直接连接用户终端设备。用户模用户终端设备。用户模块与数字交换网络通过块与数字交换网络通过PCM链路连接。主要功PCM链路连接。主要功能是向用户终端提供接能是向

47、用户终端提供接口电路。完成用户话务口电路。完成用户话务的集中和扩散，以及对的集中和扩散，以及对用户侧进行必要的控用户侧进行必要的控制。制。程控交换原理程控交换原理 河北科技大学信息学院河北科技大学信息学院 3.分布式控制：全分散控制分布式控制：全分散控制 严格：不包含任何中央处理的介入。严格：不包含任何中央处理的介入。 实际：某些功能（维护管理、共路信令网管理等）实际：某些功能（维护管理、共路信令网管理等）还需要中央控制还需要中央控制 优缺点：扩充能力好，呼叫处理能力强，开放性优缺点：扩充能力好，呼叫处理能力强，开放性和适应性强，但是机间通信频繁，需要周密的协和适应性强，但是机间通信频繁，需要

48、周密的协调分布式控制功能和数据管理。调分布式控制功能和数据管理。 结构：由多个模块构成，各个模块有自己的模块结构：由多个模块构成，各个模块有自己的模块处理机。他们之间可独立进行通信，模块内处理处理机。他们之间可独立进行通信，模块内处理机之下还设有外围处理机，在模块内部实现分级机之下还设有外围处理机，在模块内部实现分级结构，整个系统为分布式结构。结构，整个系统为分布式结构。程控交换原理程控交换原理 河北科技大学信息学院河北科技大学信息学院 典型机型是典型机型是S1240S1240，由，由DSNDSN和连接到和连接到DSNDSN上的模上的模块组成。块组成。( (功能分担）功能分担） 数字交换网络数

49、字交换网络 是系统结构的中心，它为各种终端模块提供接续通是系统结构的中心，它为各种终端模块提供接续通路，也为终端控制单元路，也为终端控制单元(TCE)和辅助控制单元和辅助控制单元(ACE)中的微处理机之间传递控制信息提供通路。中的微处理机之间传递控制信息提供通路。 终端模块终端模块 分两种类型：终端控制单元和辅助控制单元。分两种类型：终端控制单元和辅助控制单元。交换交换机的全部控制功能都由分布在各个控制单元中的处理机的全部控制功能都由分布在各个控制单元中的处理机来完成。这样处理机的故障将只影响它所管理的那机来完成。这样处理机的故障将只影响它所管理的那一部分设备的运行，而不影响全局。一部分设备的

50、运行，而不影响全局。分布式控制（全分散）方式分布式控制（全分散）方式程控交换原理程控交换原理 河北科技大学信息学院河北科技大学信息学院 3.3 数字程控交换机的软件系统数字程控交换机的软件系统程控交换原理程控交换原理 河北科技大学信息学院河北科技大学信息学院 3.3.1 呼叫处理的基本原理呼叫处理的基本原理呼叫处理过程及状态转移呼叫处理过程及状态转移监视扫描主叫摘机识别拨号识别收号完毕被叫摘机识别被叫挂机识别主叫挂机识别拨号扫描收号监视扫描送拨号音停拨号音振铃控制通话接续路由复原主叫复原空闲等待收号收号振铃通话听忙音空闲主叫摘机识别第一位号收号完毕被叫摘机识别被叫挂机识别主叫挂机识别主叫用户被

51、叫用户输入信号处理任务稳定状态及其转移摘机拨号振铃通话忙音挂机摘机挂机挂机程控交换原理程控交换原理 河北科技大学信息学院河北科技大学信息学院 呼叫处理过程的特点呼叫处理过程的特点程控交换原理程控交换原理 河北科技大学信息学院河北科技大学信息学院 呼叫处理过程及状态转移呼叫处理过程及状态转移 呼叫处理过程中的稳定状态：呼叫处理过程中的稳定状态： 空闲、等待收号、收号、振铃（送回铃空闲、等待收号、收号、振铃（送回铃音）、通话、送忙音。音）、通话、送忙音。 在一个稳定状态下，若有输入信号，则进行新在一个稳定状态下，若有输入信号，则进行新的处理过程，从而进入下一个稳定状态，这个的处理过程，从而进入下一

52、个稳定状态，这个稳定状态的变化过程稳定状态的变化过程叫做状态迁移。叫做状态迁移。 呼叫处理呼叫处理指的是从用户摘机到通话结束处理机指的是从用户摘机到通话结束处理机参与处理的全过程。参与处理的全过程。 采用采用SDL语言描述呼叫处理的状态转移过程。语言描述呼叫处理的状态转移过程。程控交换原理程控交换原理 河北科技大学信息学院河北科技大学信息学院 SDL基本图例基本图例 程控交换原理程控交换原理 河北科技大学信息学院河北科技大学信息学院 SDLSDL图描述的呼叫处理过程程控交换原理程控交换原理 河北科技大学信息学院河北科技大学信息学院 SDLSDL图描述的呼叫处理过程程控交换原理程控交换原理 河北

53、科技大学信息学院河北科技大学信息学院 稳定状态稳定状态K输入程序输入程序稳定状态稳定状态J呼叫处理程序的结构呼叫处理程序的结构分析分析输出程序输出程序任务执行任务执行(始始)程序程序任务执行任务执行(终终)程序程序硬件动作硬件动作输入处理输入处理分析处理分析处理任务执行任务执行输出处理输出处理事件触发事件触发程控交换原理程控交换原理 河北科技大学信息学院河北科技大学信息学院 引起状态迁移的原因称为引起状态迁移的原因称为“事件事件”； 处理状态迁移的工作称为处理状态迁移的工作称为“任务任务”； 识别启动原因的处理称为识别启动原因的处理称为监视处理监视处理，也叫，也叫输入处输入处理理，相应的程序称

54、为，相应的程序称为输入程序输入程序； 分析事件以确定执行何种任务的程序称为分析事件以确定执行何种任务的程序称为任务分任务分析程序析程序； 控制状态迁移的程序叫做控制状态迁移的程序叫做任务执行程序；任务执行程序； 在任务执行中把与硬件动作有关的程序分离出来，在任务执行中把与硬件动作有关的程序分离出来，称为输出程序。称为输出程序。程控交换原理程控交换原理 河北科技大学信息学院河北科技大学信息学院 输入程序和输出程序与硬件动作有关，称为输入程序和输出程序与硬件动作有关，称为输入输入/ /输出程序；输出程序； 分析程序和任务执行与硬件没有直接关系，仅是分析程序和任务执行与硬件没有直接关系，仅是处理机内

55、部处理信息的程序称为处理机内部处理信息的程序称为内部处理程序内部处理程序； 交换动作的基本形式交换动作的基本形式：首先由输入程序识别外部：首先由输入程序识别外部来的信息并分析这个信息，决定执行哪个任务，来的信息并分析这个信息，决定执行哪个任务，然后执行该任务（始）；输出程序驱动话路系统然后执行该任务（始）；输出程序驱动话路系统设备动作，使它转移到另一个稳定状态，此后再设备动作，使它转移到另一个稳定状态，此后再执行任务的剩余部分（终）。执行任务的剩余部分（终）。程控交换原理程控交换原理 河北科技大学信息学院河北科技大学信息学院 为什么把任务分为为什么把任务分为“始始”、“终终”两部两部分？分？

56、简单的说，是因为交换动作分软件处理和硬件处理。简单的说，是因为交换动作分软件处理和硬件处理。 例如：话路的某个部分从空闲状态转移到占用状态，例如：话路的某个部分从空闲状态转移到占用状态，在硬件动作之前软件要先使它示忙，以免被其它用在硬件动作之前软件要先使它示忙，以免被其它用户占用，造成重接。等硬件动作后，还必须由软件户占用，造成重接。等硬件动作后，还必须由软件进行监视。进行监视。 例如：由占用状态转移到空闲状态时，软件发出指例如：由占用状态转移到空闲状态时，软件发出指令使硬件动作完成后，软件再使它解除示忙。如果令使硬件动作完成后，软件再使它解除示忙。如果不按这个顺序，就会出现重接（混线）或复原

57、不良不按这个顺序，就会出现重接（混线）或复原不良的现象。的现象。 因此，硬件动作的前后都得有软件动作。因此，硬件动作的前后都得有软件动作。程控交换原理程控交换原理 河北科技大学信息学院河北科技大学信息学院 3.3.1 呼叫处理基本原理呼叫处理基本原理8 输入处理输入处理8 内部处理内部处理（包括分析处理和任务执行）（包括分析处理和任务执行）8输出处理输出处理程控交换原理程控交换原理 河北科技大学信息学院河北科技大学信息学院 输入处理输入处理是指识别并接收输入的处理请求和是指识别并接收输入的处理请求和其他相关信号的过程。其他相关信号的过程。3.3.1 呼叫处理基本原理呼叫处理基本原理输入处理的主

58、要任务是：对用户线、中继线等进行监输入处理的主要任务是：对用户线、中继线等进行监视、检测并进行识别，进行必要的处理，然后送入相视、检测并进行识别，进行必要的处理，然后送入相应的队列或存储区，以便进行内部处理应的队列或存储区，以便进行内部处理。输入处理是在时钟中断控制下按周期执行，输入处理是在时钟中断控制下按周期执行，主要任务主要任务是发现事件而不是处理事件是发现事件而不是处理事件。软件靠近硬件低层，实时性要求较高。软件靠近硬件低层，实时性要求较高。程控交换原理程控交换原理 河北科技大学信息学院河北科技大学信息学院 3.3.1 呼叫处理基本原理呼叫处理基本原理程控交换原理程控交换原理 河北科技大

59、学信息学院河北科技大学信息学院 用户线扫描用户线扫描程控交换原理程控交换原理 河北科技大学信息学院河北科技大学信息学院 示例一：摘机、挂机识别原理示例一：摘机、挂机识别原理程控交换原理程控交换原理 河北科技大学信息学院河北科技大学信息学院 示例一：摘机、挂机识别原理示例一：摘机、挂机识别原理 因为：在识别摘、挂机后处理机要进行处因为：在识别摘、挂机后处理机要进行处理，如果每次摘机和挂机状态都处理（理，如果每次摘机和挂机状态都处理（200ms200ms一次）既不可能也没必要，最后还有可能将呼一次）既不可能也没必要，最后还有可能将呼叫处理的数据弄乱，因此规定对每次摘、挂机叫处理的数据弄乱，因此规定

60、对每次摘、挂机只在状态变化时识别一次。只在状态变化时识别一次。程控交换原理程控交换原理 河北科技大学信息学院河北科技大学信息学院 摘摘、挂挂机机识识别别程程序序流流程程程控交换原理程控交换原理 河北科技大学信息学院河北科技大学信息学院 示例一：摘机、挂机识别原理示例一：摘机、挂机识别原理程控交换原理程控交换原理 河北科技大学信息学院河北科技大学信息学院 群群摘摘、挂挂机机识识别别程程序序流流程程程控交换原理程控交换原理 河北科技大学信息学院河北科技大学信息学院 用户扫描群处理示例用户扫描群处理示例本次扫描结果本次扫描结果11011110前次扫描结果前次扫描结果01111111本本0010000