通信概论---第3章 现代交换原理(运输j)

1、5个用户连接的情况: n=5时所用线路=4+3+2+1=10n个用户连接的情况: 所用线路=n(n-1)/2ADCEB为保证任意两个用户间都能通话，很自然我们会想到每两个用户用一对线路连起来。3.1.1 电话交换的概念电话交换的概念多终端对之间的通信多终端对之间的通信使用全互联方法存在的问题：使用全互联方法存在的问题：v连线数随终端数的平方增加；连线数随终端数的平方增加；v长途线路费用大；长途线路费用大；v每个终端需每个终端需N-1个线路接口；个线路接口；v增加第增加第N+1个终端时，需增设个终端时，需增设N条线路。条线路。3.1.1 电话交换的概念电话交换的概念用户8用户7用户6用户5用户4

2、用户3用户2用户1(a) 通信用户的全互连线路数和接口数减少线路数和接口数减少（线路费用降低，交换设（线路费用降低，交换设备费用增加，但总费用减低）备费用增加，但总费用减低）由交换设备负责各终端对之间的连接由交换设备负责各终端对之间的连接交换设备3.1.1 电话交换的概念电话交换的概念 交换技术是以人工交换为开端的交换技术是以人工交换为开端的,从从1 8 7 8 年 在 美 国 康 涅 狄 格 州 纽 好 恩年 在 美 国 康 涅 狄 格 州 纽 好 恩（NewhavenConnecticut）建成第一个人工）建成第一个人工电话交换局至今的电话交换局至今的120余年间余年间,交换技术的交换技术

3、的发展经历了四个重要阶段。发展经历了四个重要阶段。3.1.2 电话交换技术的发展电话交换技术的发展第一个阶段是人工交换阶段。第一个阶段是人工交换阶段。 第二个阶段是机电式自动交换阶段。第二个阶段是机电式自动交换阶段。v1889年：步进制自动交换年：步进制自动交换v1913年：纵横制自动交换年：纵横制自动交换第三个阶段是电子式自动交换阶段。第三个阶段是电子式自动交换阶段。v1965年：布线逻辑控制年：布线逻辑控制v1970年：存储程序控制年：存储程序控制第四个阶段是信息包交换发展阶段。第四个阶段是信息包交换发展阶段。 3.1.2 电话交换技术的发展电话交换技术的发展1 1、关键特征：、关键特征：

4、 采用数字交换网络采用数字交换网络 网中传送与交换的是数字信息网中传送与交换的是数字信息2 2、主要任务：、主要任务： 实现用户间话路的接续实现用户间话路的接续3 3、基本构成：、基本构成： 控制设备（控制设备（CPU+CPU+存储器存储器+I/O+I/O设备）设备） 话路设备（用户线接口电路话路设备（用户线接口电路+交换交换 网络网络+中继线接口电路）中继线接口电路） 3.2.1 程控数字交换的特点程控数字交换的特点4 4、交换方式：、交换方式： 特点：时隙内容的搬移 可提高出入线时隙数实现扩展容量 适于容量小的交换 特点：多条输入/输出复用线 空分复用+时分复用 适于容量大的交换网络3.2

5、.1 程控数字交换的特点程控数字交换的特点时隙交换是将用户所在时隙交换到对端用户时隙交换是将用户所在时隙交换到对端用户所在的时隙中所在的时隙中v当入端某个时隙信息需要交换到出端的另一时隙中去时当入端某个时隙信息需要交换到出端的另一时隙中去时,相当于通过数字交换网络将时隙的内容相当于通过数字交换网络将时隙的内容“搬家搬家”。vTS1时隙中的话音信息时隙中的话音信息ATS8时隙中出现。时隙中出现。3.2.1 程控数字交换的特点程控数字交换的特点数字交换网络ABBATS1TS3TS8TS112341234图4-5 复用线交换的概念复用线交换就是在一个数字交换网络中采复用线交换就是在一个数字交换网络中

6、采用多条输入复用线和输出复用线，并使其在任一出入线之用多条输入复用线和输出复用线，并使其在任一出入线之间均可进行交换以增大交换容量间均可进行交换以增大交换容量3.2.1 程控数字交换的特点程控数字交换的特点F由若干个交换单元按照一定的方式构成的网由若干个交换单元按照一定的方式构成的网络。络。F三大要素：三大要素：F交换单元交换单元F交换单元间的拓扑连接交换单元间的拓扑连接F控制方式控制方式交换网络的主要部件交换网络的主要部件-交换单元交换单元 M*N01N-101M-1入线出线状态端 控制端3.2.2 程控数字交换网络程控数字交换网络信令的概念：信令的概念： 在通信网中，把用户与设备、设备与设

7、备以在通信网中，把用户与设备、设备与设备以及设备与用户之间为及设备与用户之间为建立通道建立通道和和拆除通道拆除通道而传而传递的信号以及用于递的信号以及用于管理、维护和统计管理、维护和统计等方面信等方面信息统称为信令。息统称为信令。 信令系统：信令系统： 各种信令方式和信令设备构成了通信网的各种信令方式和信令设备构成了通信网的信令系统。信令系统。3.2.3 程控数字交换的信令系统程控数字交换的信令系统信令分类：信令分类：按工作区域划分：按工作区域划分： 用户线信令、局间信令用户线信令、局间信令按传递方向划分：按传递方向划分： 前向信令、后向信令前向信令、后向信令按功能划分：按功能划分： 监视信令

8、、选择信令和维护管理信令监视信令、选择信令和维护管理信令按传递路径划分按传递路径划分 随路信令、公共信道信令随路信令、公共信道信令 3.2.3 程控数字交换的信令系统程控数字交换的信令系统按工作区域划分：按工作区域划分：v用户线信令和局间信令用户线信令和局间信令用户线信令用户线信令：在终端终端和交换机交换机之间的用户线上传输的信令。主要包括：用户终端向交换机发送的信令和地址地址信令例如：主、被叫用户的摘机挂机信令，主叫用户拨打的电话号码等；拨号音和忙音等。局间信令：局间信令：在交换机交换机和交换机交换机之间、交换机与业务控制节点之间等传递的信令。作用：控制连接的建立、监视、释放连接的建立、监视

9、、释放，网络的监控、测试监控、测试等局间信令功能要比用户线信令复杂得多。3.2.3 程控数字交换的信令系统程控数字交换的信令系统交换机 A(发端局)用户线Telephone主叫启呼(摘机)拨号音拨号信令占用信令选择信令(路由信令)回铃音信令交换机 B(终端局)用户线Telephone被叫振铃信令应答(摘机)应答信令(通话)复原(挂机)后向挂机信令忙音复原(挂机)前向拆线信令拆线证实信令中继线3.2.3 程控数字交换的信令系统程控数字交换的信令系统按传递方向划分：按传递方向划分： 前向信令：前向信令：主叫主叫用户方向发往被叫发往被叫用户方向的信令。 后向信令：后向信令：被叫被叫用户方向发往主叫发

10、往主叫用户方向的信令。3.2.3 程控数字交换的信令系统程控数字交换的信令系统按功能划分：按功能划分：监视信令：监视信令：监视用户线和中继线的状态变化。地址信令地址信令：主叫话机发出的数字信号以及交换机间传送的路由选择信息。维护管理信令：维护管理信令：线路拥塞、计费以及故障告警等信息。 3.2.3 程控数字交换的信令系统程控数字交换的信令系统按传递路径划分按传递路径划分随路信令随路信令(CAS)：信令与用户信息在同一条信道上传送，公共信道信令公共信道信令(CCS)：信令在一条与用户信息信道分开的信道上传送，交换网络交换机 A公共控制信令设备话路交换网络交换机 B公共控制信令设备(a )交换网络

11、交换机 A处理机信令设备话路交换网络交换机 B信令设备(b )处理机数据链路3.2.3 程控数字交换的信令系统程控数字交换的信令系统 程控数字交换机的硬件结构可分为程控数字交换机的硬件结构可分为话路子系统话路子系统和和控制子控制子系统系统两部分两部分 数字交换网络用户集线器用户集线器数字中继数字中继数字中继模拟中继用户电路信令设备用户电路控制电路模拟中继线数字中继线电话机电话机话路部分控制部分用户线PCM用户模块、远端用户模块、中继接口、用户模块、远端用户模块、中继接口、信令设备和数字交换网络等信令设备和数字交换网络等用户模块：用户模块：主要功能是向用户提供接口电路。由用户主要功能是向用户提供

12、接口电路。由用户电路与用户集线器组成电路与用户集线器组成 用户电路：用户电路： 模拟话机与数字交换机接口，BORSCHT七大功能B Battery Feedingattery Feeding 向用户话机馈电O Overvoltagevervoltage Protection Protection 过压保护R Ringing inging 振铃 S Sipervisionipervision 监视用户线变化C Codec&filtersodec&filters 编译码和滤波Hybrid circuit 二/四线转换 Test 用户线与用户电路测试 用户集线器用户集线器 话务量集中

13、，即一个简单的数字交换网话务量集中，即一个简单的数字交换网 中继接口中继接口 数字交换网络与局间中继间的接口电路数字交换网络与局间中继间的接口电路信号设备信号设备 多频信号收发器、信号音发生器和共路信号多频信号收发器、信号音发生器和共路信号部件的总和部件的总和 ：由计算机处理机和存储设备等：由计算机处理机和存储设备等部件组成，它根据主叫用户的要求，控制话部件组成，它根据主叫用户的要求，控制话路子系统的接续部分。路子系统的接续部分。控制子系统是程控数字交换机的控制子系统是程控数字交换机的“大脑大脑”，它通过执行软件来完成呼叫处理、系统维护它通过执行软件来完成呼叫处理、系统维护和管理。如系统监测、

14、故障处理、话务量统和管理。如系统监测、故障处理、话务量统计和计费管理等计和计费管理等 扫描状态摘机记录查明类别空闲 选择拨号音分配存储 主叫拨号停止送音存储号码位数 判断 呼叫类型分析限制权限占用示忙 中继路由 被叫振铃主叫回铃监测状态 摘机切断铃音启动计费接通路 由监测挂机 释放通路停止计费示闲忙音 电话交换的基本任务是完成电话的接续电话交换的基本任务是完成电话的接续,进行呼叫进行呼叫处理处理, 下面介绍一个呼叫处理的基本过程。下面介绍一个呼叫处理的基本过程。交换机定期扫描检测到主叫用户摘机的状态交换机定期扫描检测到主叫用户摘机的状态; 交换机通过软件调查主叫用户的类别交换机通过软件调查主叫

15、用户的类别,以区分一以区分一般电话、投币电话、小交换机等等般电话、投币电话、小交换机等等; 交换机通过软件调查话机类别交换机通过软件调查话机类别,弄清是按键话机弄清是按键话机还是号盘话机还是号盘话机,以便接上相应的收号器。以便接上相应的收号器。 选择空闲的收号器以及它和主叫用户间的空闲选择空闲的收号器以及它和主叫用户间的空闲路由。路由。向主叫用户送拨号音。向主叫用户送拨号音。监视收号器的输入信号监视收号器的输入信号,准备收号。准备收号。收到第一位号后收到第一位号后,停送拨号音停送拨号音;对收到的号码按位存储对收到的号码按位存储;对对“应收位应收位”和和“已收位已收位”进行计数进行计数;将号首送

16、给分析程序进行分析。将号首送给分析程序进行分析。在预译处理中分析号首在预译处理中分析号首,以决定呼叫类别（本局、以决定呼叫类别（本局、出局、长途、特服等）出局、长途、特服等）,并决定该收几位号并决定该收几位号;检查这个呼叫是否允许接通（是否限制用户等）检查这个呼叫是否允许接通（是否限制用户等）;检查被叫用户是否空闲检查被叫用户是否空闲,若空闲若空闲,则予以示忙。则予以示忙。在主、被叫用户间选择一条空闲的中继路由。在主、被叫用户间选择一条空闲的中继路由。 测试并预占空闲路由测试并预占空闲路由,包括包括:向主叫用户送回铃音路由向主叫用户送回铃音路由;向被叫用户送铃流回路（可能直接控制用户电向被叫用户送铃流回路（可能直接控制用户电路振铃路振铃,而不用另找路由）而不用另找路由）;主、被叫用户通话路由（预占）主、被叫用户通话路由（预占）向被叫用户送铃流向被叫用户送铃流;向主叫用户送回铃音向主叫用户送回铃音; 监视主、被叫用户状态。监视主、被叫用户状态。被叫摘机应答被叫摘机应答,交换机检测到以后交换机检测到以后,停振铃和停停振铃和停送回铃音送回铃音;建立主、被叫用户间的通话路由建立主、被叫用户间的通话路由,开始通话开始通话;启动计费设备启动计费设备,开始计费开始计费;监视主、被叫用户状态。监视主、被叫用户状态。主叫先挂机主叫先挂机:交换机检测到主叫挂机后交换