重庆邮电大学——现代通信技术ppt课件-交换培训资料

1、重庆邮电大学现代通信技术ppt课件-交换3.1.1 3.1.1 电话交换技术的发展历史电话交换技术的发展历史1 1、什么是电话交换机、什么是电话交换机 电话交换机是一种使许多用户在需要时能及时电话交换机是一种使许多用户在需要时能及时进行通话的设备。进行通话的设备。 它的功能是建立连接用户与用户之间或与另一它的功能是建立连接用户与用户之间或与另一交换系统之间的电话电路。交换系统之间的电话电路。2 2、电话交换机的发展历程、电话交换机的发展历程 人工电话交换机：人工电话交换机： 由电话发明人贝尔和格雷在发明电话的同时设由电话发明人贝尔和格雷在发明电话的同时设计出来的，计出来的，18781878年正

2、式投入使用。年正式投入使用。 人工电话交换机由接线员完成电路接续；效率人工电话交换机由接线员完成电路接续；效率低、速度慢、规模小，而且劳动强度大，越来越低、速度慢、规模小，而且劳动强度大，越来越无法满足急剧增长的通话需要。无法满足急剧增长的通话需要。 自动电话交换机自动电话交换机( (又称机电式电话交换机又称机电式电话交换机) )： 利用电磁机械动作来完成接线的。利用电磁机械动作来完成接线的。 步进制电话交换机步进制电话交换机： 18911891年由美国的阿尔蒙年由美国的阿尔蒙BB斯特罗发明，可斯特罗发明，可连通连通9999个用户。个用户。 步进制交换机是靠用户的拨号脉冲控制交换机步进制交换机

3、是靠用户的拨号脉冲控制交换机中的选择器完成电路接续。这种滑动接点的接续中的选择器完成电路接续。这种滑动接点的接续方法，存在元件磨损大、寿命低、速度慢、有杂方法，存在元件磨损大、寿命低、速度慢、有杂杂音等缺点。杂音等缺点。 纵横制电话交换机纵横制电话交换机： 19191919年，瑞典的电话工程师帕尔姆格伦和贝塔年，瑞典的电话工程师帕尔姆格伦和贝塔兰德发明了一种自动接线器，叫做兰德发明了一种自动接线器，叫做 “ “纵横制接纵横制接线器线器” ” ，并申请了专利。，并申请了专利。19291929年，瑞典松兹瓦年，瑞典松兹瓦尔市建成了第一个大型纵横制电话局，拥有尔市建成了第一个大型纵横制电话局，拥有3

4、5003500个用户。个用户。 两种方式比较两种方式比较： A A、纵横制比步进制动作噪声小，维修工作量、纵横制比步进制动作噪声小，维修工作量也小，工作寿命也较长；也小，工作寿命也较长； B B、控制方式也不同。、控制方式也不同。 步进制采用步进制采用“直接控制式直接控制式”，而纵横制采用先，而纵横制采用先进的进的“间接控制制间接控制制” 电子电话交换机电子电话交换机： 2020世纪世纪6060年代进入了电子交换时代。年代进入了电子交换时代。 使用晶体管电子元件代替电磁继电器，用干使用晶体管电子元件代替电磁继电器，用干簧接线器代替纵横接线器。簧接线器代替纵横接线器。 工作速度较高，能与电子元件

5、的控制电路配合工作速度较高，能与电子元件的控制电路配合工作。工作。 自动电话交换由自动电话交换由“机电机电”方式向方式向“程控程控”方方式演变。式演变。 1965 1965年年5 5月，美国贝尔系统的月，美国贝尔系统的1 1号电子交换机问号电子交换机问世，它是世界上第一部开通使用的的程控电话交世，它是世界上第一部开通使用的的程控电话交换机，但这还不是时分数字式的，而式换机，但这还不是时分数字式的，而式“空分空分”和模拟的；和模拟的； 19701970年，法国开通了世界上第一部程控数字交年，法国开通了世界上第一部程控数字交换机，采用时分复用技术和大规模集成电路。换机，采用时分复用技术和大规模集成

6、电路。 进入进入8080年代，程控数字交换机开始在世界范围年代，程控数字交换机开始在世界范围内普及。内普及。3 3、程控交换机、程控交换机： 程控交换机是由专门的电子计算机控制的交换程控交换机是由专门的电子计算机控制的交换机，它是利用电子计算机技术，用预先编好的程机，它是利用电子计算机技术，用预先编好的程序来控制电话的接续工作。这种控制方式称为存序来控制电话的接续工作。这种控制方式称为存储程序控制，是一种软件控制方式。只有硬件和储程序控制，是一种软件控制方式。只有硬件和软件配合起来才能实现交换功能。软件配合起来才能实现交换功能。 由于程控交换机中的计算机主要用来完成对交由于程控交换机中的计算机

7、主要用来完成对交换系统中有关信息的分析、判断及逻辑运算的，换系统中有关信息的分析、判断及逻辑运算的，因此又称为信息处理机，简称因此又称为信息处理机，简称处理机处理机。 3.1.2 3.1.2 程控交换机的特点：程控交换机的特点： 灵活性强，适应性强。灵活性强，适应性强。 能方便地向用户提供众多的服务功能和新业能方便地向用户提供众多的服务功能和新业务。务。 易于实现维护自动化和集中化。易于实现维护自动化和集中化。 便于采用公共信道信令。便于采用公共信道信令。 便于向综合业务数字网方向发展。便于向综合业务数字网方向发展。 体积小、重量轻、功耗低。体积小、重量轻、功耗低。 速度快，容量大，可靠性高。

8、速度快，容量大，可靠性高。3.1.3 3.1.3 交换技术的发展趋势交换技术的发展趋势 交换技术发展经历了从人工交换到自动交换交换技术发展经历了从人工交换到自动交换, ,从机电交换机到电子交换机，从模拟交换到数从机电交换机到电子交换机，从模拟交换到数字程控交换的几个历程，交换机的服务性能和字程控交换的几个历程，交换机的服务性能和业务性能得到了就巨大的提高，也基本上满足业务性能得到了就巨大的提高，也基本上满足了目前大多数业务的需求。了目前大多数业务的需求。 另一方面，在业务需求的不断推动下，通信另一方面，在业务需求的不断推动下，通信技术也需要不断发展。数据业务和宽带业务是技术也需要不断发展。数据

9、业务和宽带业务是时代发展的主流。时代发展的主流。 尽管传统的电路交换技术在可以预见的未来尽管传统的电路交换技术在可以预见的未来仍将是提供实时电话业务的基本技术手段，但是仍将是提供实时电话业务的基本技术手段，但是电路交换技术的设计思想是以基本恒定的对称话电路交换技术的设计思想是以基本恒定的对称话务量为中心的，无论从业务量设计、容量、组网务量为中心的，无论从业务量设计、容量、组网方式，还是从交换方式上来讲都已无法适应方式，还是从交换方式上来讲都已无法适应突发突发性的数据业务性的数据业务发展的需要。发展的需要。 随着电信业务从以话音为主向以数据为主转移，随着电信业务从以话音为主向以数据为主转移，交换

10、技术也相应地从传统的电路交换技术逐步转交换技术也相应地从传统的电路交换技术逐步转向基于分组（或信元）的数据交换和宽带交换，向基于分组（或信元）的数据交换和宽带交换，以及适应下一代网络基于以及适应下一代网络基于IPIP的业务综合特点的软的业务综合特点的软交换方向发展。交换方向发展。 下面简单介绍几种新的交换技术：下面简单介绍几种新的交换技术：1 1、分组交换技术、分组交换技术（在后面专门学习在后面专门学习） 分组交换主要是为数据通信设计的，对数据信分组交换主要是为数据通信设计的，对数据信息传输的信道的利用率比较高，对时延要求较低息传输的信道的利用率比较高，对时延要求较低, ,但对差错要求严格。但

11、对差错要求严格。2 2、ATMATM交换技术交换技术 为什么要发展为什么要发展ATMATM技术？技术？ 随着宽带业务的发展，人们认识到实现的网络随着宽带业务的发展，人们认识到实现的网络如果能与业务的种类无关，这样才能更经济地为如果能与业务的种类无关，这样才能更经济地为用户提供各种业务用户提供各种业务, ,即建立综合业务数字网即建立综合业务数字网ISDNISDN. . 因电路交换和分组交换都不能胜任这一要求，因此人因电路交换和分组交换都不能胜任这一要求，因此人们又提出一种新的信息交换方式们又提出一种新的信息交换方式异步转移模式异步转移模式ATMATM。什么是什么是ATMATM技术？技术？ ATM

12、ATM的复用方式为标记复用，它把具有固定长的复用方式为标记复用，它把具有固定长度的信息块装入具有同样长度的连续时隙之中，度的信息块装入具有同样长度的连续时隙之中，这个具有固定长度的信息（数字序列）被称为信这个具有固定长度的信息（数字序列）被称为信元。每个信元很短，信元由元。每个信元很短，信元由5353个字节组成，其中个字节组成，其中5 5个字节为信元头，用于表示与终点地址及传输个字节为信元头，用于表示与终点地址及传输协议有关的信息，另协议有关的信息，另4848个字节为信息段。个字节为信息段。ATMATM在在每个信元中加头标记，通过标记进行交换，速率每个信元中加头标记，通过标记进行交换，速率较快

13、。较快。 3 3、光交换技术、光交换技术 为什么发展光交换技术？为什么发展光交换技术？ 光交换技术是光交换技术是2020世纪世纪8080年代的高科技应用研究年代的高科技应用研究课题，是为宽带通信服务的新一代交换系统。课题，是为宽带通信服务的新一代交换系统。 现行的光通信系统中还使用着电子数字交换机现行的光通信系统中还使用着电子数字交换机, ,时分复用的光信号进入交换机后，需要先把光信时分复用的光信号进入交换机后，需要先把光信号转化成电信号，以电子交换方式完成信号交换号转化成电信号，以电子交换方式完成信号交换后，重新把信号转化成光信号并传送至各用户终后，重新把信号转化成光信号并传送至各用户终端和

14、网络节点。端和网络节点。 与电交换方式不同，光交换不必把光信号转化与电交换方式不同，光交换不必把光信号转化成电信号，而以光的形式直接实现各用户之间的成电信号，而以光的形式直接实现各用户之间的信息交换，从而省略了交换前后的光信息交换，从而省略了交换前后的光/ /电与电电与电/ /光光转换环节。转换环节。光交换的优点：光交换的优点： 由于在光交换中，交换信息的载体是光，所以由于在光交换中，交换信息的载体是光，所以光交换具有宽带特性，不受电磁干扰，而且光在光交换具有宽带特性，不受电磁干扰，而且光在与其传播方向垂直的方向上扩散极小，即使并行与其传播方向垂直的方向上扩散极小，即使并行传输也不会产生严重的

15、相互干扰，所以光交换被传输也不会产生严重的相互干扰，所以光交换被认为是可以适应高速宽带通信业务的新一代交换认为是可以适应高速宽带通信业务的新一代交换系统。系统。 4 4、软交换技术、软交换技术（不要求不要求) )3.2.1 3.2.1 数字交换的原理数字交换的原理 程控数字交换机直接交换数字化的话音信号，程控数字交换机直接交换数字化的话音信号，欲实现数字信号交换的目的，必须做到在不同话欲实现数字信号交换的目的，必须做到在不同话路时隙发送和接收信号。只有这两个方向的交换路时隙发送和接收信号。只有这两个方向的交换同时建立起来，才能完成数字话音信号交换。同时建立起来，才能完成数字话音信号交换。 1、

16、时隙交换时隙交换就是两个数字话路的交换就是两个数字话路的交换 数字交换就是在数字交换就是在PCM传输系统中加入数字交换传输系统中加入数字交换网，相当于将时分复用线（网，相当于将时分复用线（PCM线）分成输入侧线）分成输入侧和输出侧，如（书和输出侧，如（书60页）图页）图3-1所示。所示。 其中，输入复用线和输出复用线各具有其中，输入复用线和输出复用线各具有32个时个时隙，如果输入复用线上任意时隙的内容经过数字隙，如果输入复用线上任意时隙的内容经过数字交换网可以在输出线上任意一个时隙输出，这就交换网可以在输出线上任意一个时隙输出，这就称为称为时隙交换时隙交换。 如上图中，输入复用线上的上时隙如上

17、图中，输入复用线上的上时隙 TS4中的内中的内容容A和时隙和时隙TS23中的内容分别在输出线上的中的内容分别在输出线上的 TS23和和 TS4中输出。中输出。时时隙隙交交换换AABBTS23TS23TS4TS4 而而TS4和和TS23时隙其实就是两个数字话路，因时隙其实就是两个数字话路，因此时隙交换就是完成了两个话路的交换。此时隙交换就是完成了两个话路的交换。 输入复用线上的输入复用线上的32个时隙是按一帧又一帧的顺个时隙是按一帧又一帧的顺序出现的，输出复用线上的序出现的，输出复用线上的32个时隙也是按一帧个时隙也是按一帧又一帧的顺序出现的，但是各个出入时隙内的内又一帧的顺序出现的，但是各个出

18、入时隙内的内容可以不一一对应。这是通过数字交换网所具备容可以不一一对应。这是通过数字交换网所具备的功能之一的功能之一 时隙交换功能时隙交换功能来实现的。来实现的。2 2、复用线之间交换复用线之间交换（空分交换）（空分交换） 在一个数字交换网上，为加大交换容量，输入在一个数字交换网上，为加大交换容量，输入复用线和输出复用线都不只一条，如下图，这就复用线和输出复用线都不只一条，如下图，这就必然出现任有输入线和输出线之间的交换，这就必然出现任有输入线和输出线之间的交换，这就是复用线之间交换的概念，而各复用线在空间是是复用线之间交换的概念，而各复用线在空间是分割的，因而常称为分割的，因而常称为空分交换

19、空分交换。 在下图中，输入侧复用线在下图中，输入侧复用线1的的TS3的信息经过数的信息经过数字交换网，在输出侧复用线字交换网，在输出侧复用线4的的TS3上出现。这是上出现。这是通过数字交换的功能二通过数字交换的功能二空分交换功能空分交换功能来来实现的。实现的。 在上图中，要注意的是经过交换后的复用线发在上图中，要注意的是经过交换后的复用线发生了变换，但是时隙没有发生变化。为什么呢？生了变换，但是时隙没有发生变化。为什么呢？在讲授空分接线器时就会了解了。在讲授空分接线器时就会了解了。输输 入入1234输输 出出1234AABBTS20TS3TS20TS3数数 字字 交交 换换 网网 络络总结：总

20、结： A、时隙交换功能由时分接线器、时隙交换功能由时分接线器 T 实现实现即即在同一条在同一条PCM总线的不同时隙之间进行交换；总线的不同时隙之间进行交换； B、空分交换功能由空分接线器、空分交换功能由空分接线器 S 实现实现即即在不同在不同PCM总线的同一时隙之间进行交换；总线的同一时隙之间进行交换； C、为了使数字交换网兼有时空交换的功能，、为了使数字交换网兼有时空交换的功能，扩大选择的范围和交换机的容量，在程控数字交扩大选择的范围和交换机的容量，在程控数字交换机中的数字交换网是由换机中的数字交换网是由T接线器和接线器和 S 接线器的接线器的不同组合而成。如不同组合而成。如TST、STS等

21、。等。3.2.2 接接 线线 器器 接线器是构成数字交换网络的基本部件，按其接线器是构成数字交换网络的基本部件，按其功能不同分为两类：时分接线器和空分接线器。功能不同分为两类：时分接线器和空分接线器。 1、时分接线器：、时分接线器： 用来实现同一复用线上的时隙交换。用来实现同一复用线上的时隙交换。 时分接线器时分接线器T：由话音存储器由话音存储器SM和控制存储和控制存储器器CM组成，如组成，如书书61页图页图3-3 话音存储器话音存储器SM： 话音存储器话音存储器SM用来暂存话音脉码信息，其存储用来暂存话音脉码信息，其存储器上的每个单元存放一个时隙的器上的每个单元存放一个时隙的 8 位编码，话

22、音位编码，话音 存储器的总容量应该等于输入复用线上的总时存储器的总容量应该等于输入复用线上的总时隙数。这里值得说明的是，输入复用线上的总时隙数。这里值得说明的是，输入复用线上的总时隙数不一定是隙数不一定是32路，它可以是路，它可以是32N路，如路，如256路，路，它是多个它是多个PCM基群系统的再复用。基群系统的再复用。 控制存储器控制存储器CM 控制存储器控制存储器CM的作用是用来控制话音的作用是用来控制话音 PCM码码如何被写入或读出话音存储器的，其内容是话音如何被写入或读出话音存储器的，其内容是话音存储器的所有地址，因而它的容量应等于话音存存储器的所有地址，因而它的容量应等于话音存储器的

23、容量，每个单元的位数由储器的容量，每个单元的位数由SM的容量确定的容量确定. 控制存储器控制存储器CM的工作过程是，当对应于某一的工作过程是，当对应于某一单元的时隙到来时，处理器首先读出控制存储器单元的时隙到来时，处理器首先读出控制存储器中该单元的内容，并以此内容作为控制话音存储中该单元的内容，并以此内容作为控制话音存储器的读出或写入的地址，以达到交换时隙的目的器的读出或写入的地址，以达到交换时隙的目的. 时分接线器的两种工作方式时分接线器的两种工作方式： 时钟写入、控制读出时钟写入、控制读出 （书书61页，图页，图3-3） 控制写入、时钟读出控制写入、时钟读出 （书书61页，图页，图3-3）

24、 下面我们就举例说明上述两种工作方式的基本下面我们就举例说明上述两种工作方式的基本工作原理工作原理：图图3.3 3.3 时分接线器时分接线器(a)时钟写入，控制读出时钟写入，控制读出写写读读话音存储器话音存储器时钟时钟0511控制存储器控制存储器0511时钟时钟写写读读控制控制AtiA tjAi31000011111 j312图图3.3 3.3 时分接线器时分接线器(a)控制写入，时钟读出控制写入，时钟读出控制存储器控制存储器0511时钟时钟写写读读控制控制写写读读话音存储器话音存储器时钟时钟0511AtiA tjA j312100111000 i31时钟写入、控制读出时钟写入、控制读出 （书

25、书61页，图页，图3-3） 在这种工作方式是在各输入时隙到达时，把信在这种工作方式是在各输入时隙到达时，把信息依次写入话音存储器的各相应的存储单元中，息依次写入话音存储器的各相应的存储单元中，而读出的顺序受控制存储器的控制。而读出的顺序受控制存储器的控制。 因此，控制存储器的内容是处理器事先写入的。因此，控制存储器的内容是处理器事先写入的。在时钟脉冲的作用下，控制存储器的内容被顺序在时钟脉冲的作用下，控制存储器的内容被顺序读出，作为话音存储器的读出地址，读出相应单读出，作为话音存储器的读出地址，读出相应单元的话音信息，完成时隙交换。元的话音信息，完成时隙交换。控制写入、时钟读出控制写入、时钟读

26、出 （书（书61页，图页，图3-3） 在这种工作方式下，输入信息的写入是受到控在这种工作方式下，输入信息的写入是受到控制存储器控制的，而不再像前一方式那样按时隙制存储器控制的，而不再像前一方式那样按时隙的顺序依次写入，输入信息的写入内容由控制存的顺序依次写入，输入信息的写入内容由控制存储器的内容决定，其存储单元中的内容即为话音储器的内容决定，其存储单元中的内容即为话音存储器中的存储器中的地址地址。 在上述的两种工作方式中，每个时隙都对应着在上述的两种工作方式中，每个时隙都对应着话音存储器中的一个存储单元，这就意味着是由话音存储器中的一个存储单元，这就意味着是由空间位置的划分而实现时隙的交换的。

27、空间位置的划分而实现时隙的交换的。2、空分接线器、空分接线器 62页页 空分接线器又称空分接线器又称S型接线器，用来实现复用线型接线器，用来实现复用线之间的交换。图之间的交换。图3.4给出了给出了S型接线器的结构型接线器的结构。 S型接线器型接线器由控制存储器由控制存储器CM和交叉矩阵组成和交叉矩阵组成. 交叉矩阵交叉矩阵： 具有若干条入线和出线，分别连接输入和输出具有若干条入线和出线，分别连接输入和输出时分复用线，入线和出线的连通依靠相应接点开时分复用线，入线和出线的连通依靠相应接点开关的闭合，而究竟哪个接点开关需闭合由控制存关的闭合，而究竟哪个接点开关需闭合由控制存储器控制；同时，在同一线

28、上的若干个交叉点不储器控制；同时，在同一线上的若干个交叉点不会在同一时隙内闭合。会在同一时隙内闭合。 图图3.4 空分接线器结构空分接线器结构输出控制方式输出控制方式 2入入 1 3 21 出出 00 01 1001 01 5控制存储器控制存储器TS5TS5图图3.4 空分接线器结构空分接线器结构输入控制方式输入控制方式 2入入 1 3 21 出出 00 01 1001TS5TS5控制存储器控制存储器 1 5 控制存储器控制存储器CMCM 用来控制交叉点矩阵中某接点开关在一定的时用来控制交叉点矩阵中某接点开关在一定的时隙的接通，其容量（单元数）由输入（输出）复隙的接通，其容量（单元数）由输入（

29、输出）复用线的复用时隙总数决定，而每个单元的位数由用线的复用时隙总数决定，而每个单元的位数由输出线（或输入线）的输出线（或输入线）的数目数目决定。决定。 空分接线器的两种工作方式空分接线器的两种工作方式 输出控制方式输出控制方式 在输出控制方式中，对应于每一条输出时分复在输出控制方式中，对应于每一条输出时分复用线就有一个用线就有一个CMCM，由这个，由这个CMCM决定哪条输入时分复决定哪条输入时分复用线上哪个时隙的信码，要交换到该输出线上来用线上哪个时隙的信码，要交换到该输出线上来. . 如书如书6262页图页图3-43-4中，就是输出控制方式，有两中，就是输出控制方式，有两根输出线，就有两个

30、根输出线，就有两个CMCM（CM1CM1和和CM2CM2分别控制输分别控制输出线出线1 1、2 2与相应入线的开关的闭合，则出线编码与相应入线的开关的闭合，则出线编码为为0 0、1 1）；其容量（单元数）由输出复用线上的）；其容量（单元数）由输出复用线上的时隙总数决定，图中未给，就不管了，时隙总数决定，图中未给，就不管了，CMCM的的M M单单元就代表时隙（或时刻）元就代表时隙（或时刻）TSTSM M；由于输入线有三；由于输入线有三根根, ,所以所以CMCM每个单元的位数是两位，其内容是要每个单元的位数是两位，其内容是要接通的接通的入线的编号入线的编号（三个：（三个：0000、0101、10(

31、1110(11没用没用) )分别对应输入线分别对应输入线1 1、2 2、3 3）。）。 在图在图3-43-4中，就是在时隙中，就是在时隙TSTS5 5到来的时刻，在控到来的时刻，在控制存储器制存储器CM1CM1（单元的内容为（单元的内容为0101代表入线代表入线2 2）的控）的控制下，闭合入线制下，闭合入线2 2和出线和出线1 1的交叉点开关，把入线的交叉点开关，把入线2 2上的上的TS5TS5时隙的话音编码交换到出线时隙的话音编码交换到出线1 1的同一时的同一时隙隙TSTS5 5上去。上去。 由此得出结论：由于入线和出线的闭合是在由此得出结论：由于入线和出线的闭合是在同一时刻，空分接线器同一

32、时刻，空分接线器S S只能完成同一时隙下的只能完成同一时隙下的交换而不能完成时隙交换（即不同时隙的交换），交换而不能完成时隙交换（即不同时隙的交换），因此一般将空分接线器与时分接线器结合使用，因此一般将空分接线器与时分接线器结合使用，构成交换网络，完成任意复用线间任意两个时隙构成交换网络，完成任意复用线间任意两个时隙间的话音交换。间的话音交换。 输入控制方式输入控制方式 在输入控制方式中，对应于每一条输入时分复在输入控制方式中，对应于每一条输入时分复用线就有一个用线就有一个CMCM，由这个，由这个CMCM决定该输入时分复用决定该输入时分复用线上各时隙的信码，要交换到哪一条输出线上去线上各时隙的

33、信码，要交换到哪一条输出线上去; ;其容量（单元数）由输入复用线上的时隙总数决其容量（单元数）由输入复用线上的时隙总数决定，定，CMCM的的M M单元就代表时隙（或时刻）单元就代表时隙（或时刻）TSTSM M（相应（相应开关的闭合时刻）；而每个单元的位数由输出线开关的闭合时刻）；而每个单元的位数由输出线的的数目数目决定，其内容是要接通的出线的编号。决定，其内容是要接通的出线的编号。 总结：总结： 从以上讨论可以看出，空分接线器只能完成复从以上讨论可以看出，空分接线器只能完成复用线间同一时隙下的交换，而不能完成时隙交换，用线间同一时隙下的交换，而不能完成时隙交换，因此，只有将空分接线器和时分接线

34、器结合起来，因此，只有将空分接线器和时分接线器结合起来，构成交换网络，才能完成任意复用线间任意两个构成交换网络，才能完成任意复用线间任意两个时隙间的交换。时隙间的交换。3.2.3 3.2.3 数字交换网络数字交换网络TSTTST 数字交换网络数字交换网络TSTTST是由是由T T接线器和接线器和S S接线器组合接线器组合而成的，而成的，TSTTST是三级交换网络，两侧为是三级交换网络，两侧为 T T接线器接线器( (简称简称T T入入和和T T出出) )，中间一级为，中间一级为S S接线器，它的出、接线器，它的出、入线数决定于两侧入线数决定于两侧T T接线器的数量。接线器的数量。 在书在书63

35、63页图页图3-53-5中，设每侧有中，设每侧有1616个个T T接线器，接线器，编号为：编号为： 0 0、1 1、2 2、1515。 则则S S接线器采用接线器采用16161616交叉矩阵，其入、出线交叉矩阵，其入、出线都编号为都编号为： 0 0、1 1、2 2、1515。 每个每个T T接线器的输入和输出复用线都有接线器的输入和输出复用线都有512512个时个时隙；隙；且且T T入入 级采用控制写入、顺序读出方式，级采用控制写入、顺序读出方式，T T出出 级采用顺序写入、控制读出方式，级采用顺序写入、控制读出方式，S S接线器采用接线器采用输出控制方式输出控制方式。 当然，当然，T T、S

36、 S也可采用另一种控制方式，原理相也可采用另一种控制方式，原理相似。似。 现以现以PCMPCM0 0的时隙的时隙205205的的A A用户与用户与PCMPCM1515的时隙的时隙3535的的用户用户B B通话为例，来说明通话为例，来说明TSTTST的工作原理。在数字的工作原理。在数字交换中的用户间应建立双向的通路。交换中的用户间应建立双向的通路。 ABAB方向方向 TSTTST网络实现交换的关键，是根据接线器的受网络实现交换的关键，是根据接线器的受控性，首先在交换网中选择控性，首先在交换网中选择一一共同共同空闲时隙（空闲时隙（相相当于空分交换中的内部链路当于空分交换中的内部链路）TSTSM M

37、，通过处理机向，通过处理机向各控制存储器各控制存储器CMCM的相应存储单元内写入正确的内的相应存储单元内写入正确的内容。容。 在在CMACMA0 0中中205205单元写入单元写入M M，在，在CMSCMS1515中中M M单元写入单元写入0 0，在，在CMBCMB1515的的3535单元写入单元写入M M。 然后然后: : 第一步：在第一步：在T T入入接线器的控制存储器接线器的控制存储器CMACMA0 0的控制下，的控制下，在在TSTS205205时隙出现的时刻把时隙出现的时刻把A A话路信号的八位码话路信号的八位码写入写入SMASMA0 0的的M M单元内，接着在单元内，接着在TSTSM

38、 M时隙出现的时时隙出现的时刻顺序读出，从而完成刻顺序读出，从而完成A A话路信号的八位码在话路信号的八位码在PCMPCM0 0复用线上复用线上TSTS205205到到TSTSM M的时隙交换；的时隙交换； 第二步：在第二步：在TSTSM M时隙到来的同时刻，由时隙到来的同时刻，由S S接线器的接线器的的控制存储器的控制存储器CMSCMS1515的控制下，完成的控制下，完成A A话路信号话路信号的八位码从的八位码从PCMPCM0 0复用线复用线TSTSM M时隙到时隙到PCMPCM1515复用线复用线TSTSM M时隙间的交换，时隙不变，仍是时隙间的交换，时隙不变，仍是TSTSM M时隙；时隙

39、；第三步：同样，在时隙第三步：同样，在时隙TSTSM M时隙出现的时刻，把时隙出现的时刻，把A A话路信号的八位码顺序写入话路信号的八位码顺序写入T T出出 接线器的接线器的SMBSMB1515 的的M M单元内，最后在控制存储器单元内，最后在控制存储器CMBCMB1515的控制下的控制下, ,在在TSTS3535时隙到来的时刻，读出时隙到来的时刻，读出SMBSMB1515的的M M单元内存单元内存储的储的A A路信号的八位码，完成在路信号的八位码，完成在PCMPCM1515复用线上复用线上TSTSM M到到TSTS3535的时隙交换。至此，整个交换过程全的时隙交换。至此，整个交换过程全部完成

40、。部完成。( (各各CMCM中的内容保持到通话结束中的内容保持到通话结束) )注意：注意：m m的取值为的取值为0 0 255255范围内的任意空闲内部范围内的任意空闲内部时隙时隙( (内部链路内部链路) )；而反向的内部时隙；而反向的内部时隙( (内部链内部链路路) )为为m m256)256)。最后要强调的是：最后要强调的是：T T入入的顺序读出、的顺序读出、S S接线器的开接线器的开关闭合、关闭合、T T出出的顺序写入都是在同一时刻（的顺序写入都是在同一时刻（TSTSM M时隙出现时）同时完成的。即不论时隙出现时）同时完成的。即不论T T入入、T T出出和和S S接线器的控制方式如何，接

41、线器的控制方式如何，T T入入的读出、的读出、S S接线器的接线器的开关闭合、开关闭合、T T出出的写入必须在同一时刻下（选定的的写入必须在同一时刻下（选定的空闲时隙）进行。空闲时隙）进行。BABA方向方向（书（书63636464页）略页）略 最后，为了便于理解，可把最后，为了便于理解，可把TSTTST工作原理归纳工作原理归纳一下。设输入时隙为一下。设输入时隙为TSTSi i，输出时隙为，输出时隙为TSTSj j，内部，内部时隙为时隙为TSTS，则，则的交换过程为：的交换过程为： T T入入在在TSTSi i时刻写入。时刻写入。 在在TSTS时刻完成三项任务：时刻完成三项任务： T T入入读出

42、；读出；S S的交叉点闭合；的交叉点闭合；T T出出写入写入 T T出出在在TSTSj j时刻读出。时刻读出。3.3 3.3 程控数字交换机的构成程控数字交换机的构成 程控交换机由硬件和软件两大部分组成。程控交换机由硬件和软件两大部分组成。3.3.13.3.1程控数字交换机的硬件结构程控数字交换机的硬件结构 程控数字交换机其硬件结构又可分为话路设备程控数字交换机其硬件结构又可分为话路设备和控制设备和控制设备, ,如书如书6464页图页图3-63-6所示所示 。1 1、话路设备：、话路设备： 话路设备的基本功能部件是：话路设备的基本功能部件是： 用户线、中继器的接口、提供连通通路的数字用户线、中

43、继器的接口、提供连通通路的数字交换网络以及信号设备，此外，还有话务台、测交换网络以及信号设备，此外，还有话务台、测量台等一些外围设备。量台等一些外围设备。 交换机图图3.6 程控数字交换机的一般结构程控数字交换机的一般结构数字用户电路数字接口用户电路处理机信号设备数字中继器模拟中继器数字交换网络模拟用户数字用户远端集中器数字中继线模拟中继线话路设备控制系统用户电路和用户集线器用户电路和用户集线器 用户电路用户电路 数字交换机为每一个用户配备一个用户电路，数字交换机为每一个用户配备一个用户电路，它是模拟用户电话机和数字交换机的接口电路。它是模拟用户电话机和数字交换机的接口电路。 由于数字交换网络

44、只能交换数字信号，而不能由于数字交换网络只能交换数字信号，而不能通过直流电源信号和高压交流信号，故向用户馈通过直流电源信号和高压交流信号，故向用户馈电和送铃流的任务由用户电路完成；同时，用户电和送铃流的任务由用户电路完成；同时，用户电路还应完成将用户话机送出的模拟话音信号转电路还应完成将用户话机送出的模拟话音信号转变成数字信号的任务；此外，如监视用户摘机变成数字信号的任务；此外，如监视用户摘机/ /挂机的状态变化和用户拨号等，也属于用户电路挂机的状态变化和用户拨号等，也属于用户电路的功能范畴。的功能范畴。它的七大功能它的七大功能BORSCHT见书见书6565页页 用户集线器用户集线器 它的主要

45、功能是完成话务量集中的任务。它的主要功能是完成话务量集中的任务。 因为每个用户的话务量不高，而交换机用户容因为每个用户的话务量不高，而交换机用户容量很大，通过用户集线器可将一组用户集中起来量很大，通过用户集线器可将一组用户集中起来, ,并通过较少的几条线路通向交换网络，以提高内并通过较少的几条线路通向交换网络，以提高内部通路的利用率。部通路的利用率。 实际上就是一个简单的数字交换网络，例如，实际上就是一个简单的数字交换网络，例如，它可采用它可采用T T型接线器构成。型接线器构成。 用户电路和用户集线器统称为程控数字交换机用户电路和用户集线器统称为程控数字交换机的数字用户级的数字用户级。数字用户

46、电路数字用户电路 连接数字用户终端的用户电路。连接数字用户终端的用户电路。 为对数字信号进行可靠的发送和接收，数字电为对数字信号进行可靠的发送和接收，数字电路要具有以下路要具有以下五五点功能及其它功能。书点功能及其它功能。书6666页页 码型变换、码型变换、回波消除、回波消除、信道均衡、信道均衡、 信令信号的插入与提取、信令信号的插入与提取、多路复用与分路多路复用与分路. . 除此之外，像模拟用户电路一样，数字用户电除此之外，像模拟用户电路一样，数字用户电路还应具有馈电、过压保护和测试等功能。路还应具有馈电、过压保护和测试等功能。 此外，对于数字用户，还应符合此外，对于数字用户，还应符合ITU

47、-TITU-T关于数关于数字用户环路的入口标准：字用户环路的入口标准：2B2BD D，144kbit/s144kbit/s。 中继接口：中继接口： 中继接口是在数字交换网络和局间中继线之间中继接口是在数字交换网络和局间中继线之间所设的接口电路。所设的接口电路。模拟中继器：模拟中继器： 模拟中继器位于数字交换网络与模拟中继线之模拟中继器位于数字交换网络与模拟中继线之间，它一端接到数字交换网络，另一端接到模拟间，它一端接到数字交换网络，另一端接到模拟中继线上，因此输入与输出信号完全不同，一侧中继线上，因此输入与输出信号完全不同，一侧为模拟信号，一侧为数字信号。为模拟信号，一侧为数字信号。 其功能与

48、用户电路的基本功能类似，但模拟中其功能与用户电路的基本功能类似，但模拟中继器少了振铃控制，并把对用户状态的监视变为继器少了振铃控制，并把对用户状态的监视变为对线路信号的监视，还要接收线路和记发器信号对线路信号的监视，还要接收线路和记发器信号, ,提供扫描信号的输出。提供扫描信号的输出。 数字中继器：书数字中继器：书6767页页 数字中继器是数字中继线和交换网络之间的接数字中继器是数字中继线和交换网络之间的接口设备，常用于长途交换、市内交换、远端用户口设备，常用于长途交换、市内交换、远端用户模块和其他数字环境。模块和其他数字环境。 数字中继器的输入和输出信号都是数字信号，数字中继器的输入和输出信

49、号都是数字信号，故不需要进行模数转换。故不需要进行模数转换。 其主要功能是：根据其主要功能是：根据PCMPCM时分复用原理，将时分复用原理，将3030路路64kbit/s64kbit/s的话路信号复接成的话路信号复接成2Mbit/s2Mbit/s的基群信的基群信号发送出去；与此相反，把从其他数字交换系统号发送出去；与此相反，把从其他数字交换系统( (或传输系统或传输系统) )传送来的传送来的2Mbit/s2Mbit/s信号分成信号分成3030路话路话音信号，然后再通过数字交换网络交换到各个相音信号，然后再通过数字交换网络交换到各个相应的用户。因此，数字中继器应具有时钟提取、应的用户。因此，数字

50、中继器应具有时钟提取、码型变换、帧同步、信令的提取及插入等功能。码型变换、帧同步、信令的提取及插入等功能。 信号设备信号设备 是指多频信号收发器、信号音发生器和共路信是指多频信号收发器、信号音发生器和共路信号部件等的总和。号部件等的总和。 在电话通信网中，拨号信息可以由直流脉冲或在电话通信网中，拨号信息可以由直流脉冲或多频信号来表示。目前主要使用的是多频信号。多频信号来表示。目前主要使用的是多频信号。 多频信号又可分为两类：多频信号又可分为两类： 一类是双音多频信号（一类是双音多频信号（DTMFDTMF），主要用于用户），主要用于用户环路，基本思想是用两个不同频率信号组合来表环路，基本思想是用

51、两个不同频率信号组合来表示一个字符或数字，一个选自低频段，一个频率示一个字符或数字，一个选自低频段，一个频率选自高频段，每个频段包含四种频率。选自高频段，每个频段包含四种频率。 另一类为多频互控信号，主要用于局间传送拨另一类为多频互控信号，主要用于局间传送拨号信息和用户状态信息等。号信息和用户状态信息等。 信号音发生器用来产生数字化信号音，如拨号信号音发生器用来产生数字化信号音，如拨号音、忙音等，并通过数字交换网络传送给相应用音、忙音等，并通过数字交换网络传送给相应用户。户。 共路信号部件完成共路信号部件完成No.7No.7信令的硬件功能。信令的硬件功能。2 2、控制系统、控制系统 程控数字交

52、换机是建立在计算机技术与数字通程控数字交换机是建立在计算机技术与数字通信系统的基础上，采用存储程序控制方式完成对信系统的基础上，采用存储程序控制方式完成对整个系统的控制，实现复杂的交换与管理功能。整个系统的控制，实现复杂的交换与管理功能。 因此，其控制系统对交换机的性能和结构起到因此，其控制系统对交换机的性能和结构起到了举足轻重的作用。了举足轻重的作用。 近年来，由于微处理器的广泛应用，大大影响近年来，由于微处理器的广泛应用，大大影响了控制系统的结构，也进一步促进了交换机内部了控制系统的结构，也进一步促进了交换机内部控制系统的模块化与分布化功能，增强了系统的控制系统的模块化与分布化功能，增强了

53、系统的灵活性和可用性。灵活性和可用性。控制系统的三级分级结构控制系统的三级分级结构 交换系统的控制机构担负着全系统的控制工作交换系统的控制机构担负着全系统的控制工作, ,由于所需控制的内容复杂，常常需要用级来区分由于所需控制的内容复杂，常常需要用级来区分. .一般交换机厂家的控制系统可以分为三级一般交换机厂家的控制系统可以分为三级: : 用户处理级：用户处理级： 主要处理一些比较简单的但需要频繁执行的工主要处理一些比较简单的但需要频繁执行的工作，与中央处理机配合，完成对用户的控制，检作，与中央处理机配合，完成对用户的控制，检测用户发出的呼叫请求。测用户发出的呼叫请求。 它的主要任务就是：平时定

54、期地收集用户摘机、它的主要任务就是：平时定期地收集用户摘机、挂机状态，并根据呼叫的进程向用户发布各种操挂机状态，并根据呼叫的进程向用户发布各种操作指令，如振铃、测试等等。作指令，如振铃、测试等等。 用户处理级的这部分工作常限于局部。用户处理级的这部分工作常限于局部。呼叫处理级：呼叫处理级： 用于控制它所属的的数字交换单元的交换业务用于控制它所属的的数字交换单元的交换业务处理，如呼叫处理、寻找空闲时间时隙、填写控处理，如呼叫处理、寻找空闲时间时隙、填写控制存储器。登记通话时间、定期对话路状态进行制存储器。登记通话时间、定期对话路状态进行导通测试以及完成信令转换等等。导通测试以及完成信令转换等等。

55、 该部分内容涉及到整个交换机的控制。该部分内容涉及到整个交换机的控制。测试维护级：测试维护级： 这是最高级的管理控制，负责整个系统的资源这是最高级的管理控制，负责整个系统的资源管理、运行和维护等方面的功能。管理、运行和维护等方面的功能。 如修改用户的服务等级，进行话务、计费统计，如修改用户的服务等级，进行话务、计费统计，进行故障诊断、告警处理和输出打印等各项业务，进行故障诊断、告警处理和输出打印等各项业务，这些均是通过操作终端完成的，同时该级的另一这些均是通过操作终端完成的，同时该级的另一项功能就是兼管各呼叫处理级间的通信。项功能就是兼管各呼叫处理级间的通信。控制系统的控制方式控制系统的控制方

56、式 集中控制方式：集中控制方式： 集中控制就是用一台中央处理机负责对整个系集中控制就是用一台中央处理机负责对整个系统的运行工作进行直接控制，并执行交换系统的统的运行工作进行直接控制，并执行交换系统的全部功能。如图全部功能。如图3 39 9所示。所示。 其优点是中央处理机对系统的状态有全面的了其优点是中央处理机对系统的状态有全面的了解，处理机能有效地使用各部分资源，同时各功解，处理机能有效地使用各部分资源，同时各功能间的接口主要是软件程序间的接口，通过软件能间的接口主要是软件程序间的接口，通过软件即可方便地改变其功能。即可方便地改变其功能。 不足之处在于软件量大，设计复杂，需要采用不足之处在于软

57、件量大，设计复杂，需要采用处理能力强的高速处理机，同时系统较易瘫痪。处理能力强的高速处理机，同时系统较易瘫痪。为了提高系统的可靠性，一般采用双备份的双机为了提高系统的可靠性，一般采用双备份的双机系统。系统。分散控制方式：分散控制方式： 分散控制就是采用多个处理机以一定的分工方分散控制就是采用多个处理机以一定的分工方式来完成整个交换机的控制功能，所以又称为多式来完成整个交换机的控制功能，所以又称为多机系统。机系统。 这种方式的优点是：简单重复的处理工作由区这种方式的优点是：简单重复的处理工作由区域处理机承担，使得中央处理机的负荷减轻，从域处理机承担，使得中央处理机的负荷减轻，从而有可能采用小型甚

58、至微处理机，因而成本可以而有可能采用小型甚至微处理机，因而成本可以降低；当增加容量或增加新性能时可以增加相应降低；当增加容量或增加新性能时可以增加相应的微处理机，而不影响原有处理机的能力；能充的微处理机，而不影响原有处理机的能力；能充分利用微电子技术的进步，方便地引进新元件和分利用微电子技术的进步，方便地引进新元件和新技术；当发生故障时的影响面小。新技术；当发生故障时的影响面小。3.4 3.4 呼叫接续过程分析与控制原理呼叫接续过程分析与控制原理 3.4.13.4.1呼叫接续的一般过程呼叫接续的一般过程 为了更好地理解程控交换机的软件组成，我们为了更好地理解程控交换机的软件组成，我们先学习这部

59、分先学习这部分 在电话交换中，分析用户打电话的过程，一次在电话交换中，分析用户打电话的过程，一次成功的通话可分为五个阶段：成功的通话可分为五个阶段： 主叫摘机、拨被叫号码、被叫应答、开始通话主叫摘机、拨被叫号码、被叫应答、开始通话和话毕挂机。和话毕挂机。 对应于用户的操作，交换机也应有相应的动作。对应于用户的操作，交换机也应有相应的动作。概括地分为七个步骤：概括地分为七个步骤： 呼出接续呼出接续 接收拨号接收拨号 号码分析号码分析 为被叫用户选择连接通路为被叫用户选择连接通路 向被叫振铃向被叫振铃 应答监视应答监视 话毕释放话毕释放 以上给出的是程控交换机的基本接续过程。实以上给出的是程控交换

60、机的基本接续过程。实际上，也就际上，也就是中央处理机根据话路系统内发生的是中央处理机根据话路系统内发生的事件采取相应的动作的过程事件采取相应的动作的过程。具具 体体的的 内内容容 参参见见 书书70 71 页页3.3.2 3.3.2 程控数字交换机的软件组成程控数字交换机的软件组成 程控数字交换机是一个大型的实时系统，其软程控数字交换机是一个大型的实时系统，其软件极为庞大，功能极为复杂。划分为两大部分：件极为庞大，功能极为复杂。划分为两大部分：程序和数据，它们都存放在存储器中。程序和数据，它们都存放在存储器中。1 1、程序：、程序： 有系统程序和应用程序之分，它们是程控交换有系统程序和应用程序