数字交换和数字交换网络(修改后的)

§3.5数字交换和数字交换网络

对数字化话音信息进行交换实现不同时隙不同线路之间的交换数字交换网络基本功能：给每一个用户分配一个固定时隙在两个用户间（两个不同时隙）进行交换数字交换的实质：对数字信息进行时隙交换TS1TS2TS3TS1TS2TS3数字交换网络12341234TS1TS2TS33-1数字交换网络怎样实现时隙交换PCM母线的收、发分开数字交换网络要进行单向路由的接续数字交换网络的组成：时间接线器（T接线器）空间接线器（S接线器）3-2单端PCM交换交换网络PCM入PCM出AATS5TS28用T接线器来实现交换网络SLCSLCDHWTS3TS4TS5TS0TS1TS2UHW3-3交换网络PCM入PCM出ABTS5TS5ATS28BTS28UHWTS5DHWTS5DHWTS28UHWTS28每个用户同时在UHW、DHW上各占一个编号相同的时隙，分别作为发送时隙和接受时隙。3-4多端PCM交换交换网络PCM入PCM出AATS2TS16UHW0UHW1UHW2UHW3DHW0DHW1DHW2DHW3用T、S组合接线器来实现3-5时间接线器（T）功能：完成同一复用总线(PCM线)上不同时隙间的交换。

对位置换信息：TS3TS8，等待5个时隙后输出即可。组成结构：T接线器由SM(SpeechMemory)和CM(ControlMemory)两部分构成。原理：先存储，后转发。工作方式：输出控制（顺序写入，控制读出）输入控制（控制写入，顺序读出）（掌握两种工作方式下的工作过程，会区分工作方式）！3-6RWTS0TS31TS0TS31031310SMCMWCPU控制RT接线器组成结构图地址计数器时钟CP地址计数器3-7A！RWA310SMCMWCPU控制RT接线器--输出控制地址计数器时钟CP地址计数器TS6TS176TS6ATS173101761766313029········21TS0313029········21TS0CM的地址与输出TS对应3-8AAA！RW310SMCMWCPU控制RT接线器--输入控制地址计数器地址计数器TS6TS1717TS6TM的地址与输入TS对应时钟CP3-9注意：1.工作方式是针对SM而言（CM总是输入控制）2.话音存储器的位数总按8bit计算。3.话音存储器的容量等于输入母线上每帧的时隙数。4.控制存储器的容量等于话音存储器的容量，话音存储器的容量数决定于控制存储器每个单元的比特数。3-10

总结T接线器只能实现同一母线不同时隙之间的交换。T接线器的工作方式总是对话音存储器来说的。如果是输出控制，则输入一定是顺序的；如果输入是控制的，则输出一定是顺序的。控制存储器的方式始终是控制写入，顺序读出。控制存储器始终控制语音存储器的动作。工作方式不同，存储器中存储单元的内容不同，但可以达到相同的结果。控制存储器每个单元写入的内容是发话人的话音信息在话音存储器的存储地址。3-11

由于T接线器的读写速率限制，其容量有限。当需要的时隙数过大，通过复用器已不能完成时，就需要用多个T接线器来实现时隙交换。那么就要解决不同T接线器之间的交换问题。功能：S接线器完成不同复用总线(PCM线)间同一TS的交换;S接线器是通过控制存储器控制电子交叉矩阵接点的闭合来实现TS在不同PCM间交换的。组成结构：由电子交叉矩阵(开关时间所要求)和CM构成。空间接线器（S）3-12工作方式：输入控制：控制线与输入HW平行。输出控制：控制线与输出HW平行。CM：每个CM的容量等于其控制HW线上的时隙数。入/出母线数决定于每个CM的单元含有的比特数CM数量等于入/出母线数实质：

通过时间分割的手段来完成空间HW交换。注意：工作方式是针对交叉矩阵而言（CM总是输入控制）3-13TS220431CMC0CMC1CMCnHW0HW1HWnHW0HW1HWnTS4TS4TS22………………1n…22S接线器的结构输入控制方式！单元地址为时隙号，内容为HW号（输出）3-14TS4TS22TS4TS220431CMC0CMC1CMCnHW0HW1HWnHW0HW1HWn………………n0…22输出控制方式！单元地址为时隙号，内容为HW号（输入）3-15总结S接线器只能实现不同母线相同时隙之间的交换，用户数据经过交换后时隙并不改变。N*N交换矩阵对应着N个控制存储器。每个存储器的存储单元号对应相应的时隙。输入控制方式：存储单元的内容表示该存储器所对应的输入母线所接通的输出母线的号数。输出控制方式：存储单元的内容表示该存储器所对应的输出母线所接通的输入母线的号数。3-16

T-S-T数字交换网络 引入S接线器，改善话务疏导功能，具有低成本，低阻塞和路由选择简单的特点。无复用器的T-S-T交换网络(下页)带复用器的T-S-T交换网络(后续页)各个Memory的内容；各个Memory的容量；不同控制方式下的变化；半帧法（强调：T接线器输入HW总时隙数的一半）；入-出方式与出-入方式的讨论。关于SM损坏的问题；关于节省CM的问题。3-173-18BB2TS23BB31TS2AA31ATS7BACMC0CMC1CMC2HW0HW1HW2输入控制！723ACMASMATS31B72TS731232HW0HW1HW2TS2CMBSMBTS31A233172输入控制输出控制TS23HW0TS2HW2TS31TS31?TS2ITS＝7TS2TS7TS3127+32/2=2303-19BB23TS23BB23TS2AA7ATS7BACMC0CMC1CMC2HW0HW1HW2输入控制！723ACMASMATS31B27TS723317HW0HW1HW2TS2CMBSMBTS31A273123输出控制输入控制TS23HW0TS2HW2TS31TS31?TS2ITS＝7TS2TS7TS3127+32/2=2303-20S/P转换问题：1010101100001111D0D1D2D3D4D5D6D7TS0TS1SM串行数据格式并行数据格式1111000011010101TS0TS1D0D7D0D711110000110101012M2M÷8=256K3-21T接线器的容量：32×8bit（2M）一级T接线器所能交换的容量(时隙数),决定于SM允许的读写速度。如:SMRAM的存取速度为50ns,则在一帧周期时间(125us)内,理论上可以交换的时隙数为:125us÷50ns÷2=1250个时隙。（并行数据时）（串行数据时，1250÷

8=156.25TS）

但由于实际多方面的原因,单级T接线器的交换容量很少超过1024TS（64M）。所以,较大的网络一般采取级联的方式。工作速度：输入总线的速度/并行线数实质：通过空间分割的手段来完成时隙交换。3-22复用器与分路器！一、复用器当单端PCM数不能满足需要时，需用多条PCM，如何实现？（先将它们合并成一条PCM，再送入T接线器。）它会有哪些变化，有哪些要求？如何复用？T接线器复用器newHWHW0HW1HW2HW33-23复用器的基本功能

串/并变换和并路复用。目的是降低数据传输速率，便于半导体存储器件的存储和取出操作；尽可能利用半导体器件的高速特性，使在每条数字通道中能够传送更多的信息，提高数字通道的利用率。通过串行码变成并行码，传输速率降低到原速率的1/8。使制造工艺要求降低，减少辐射干扰，降低器件的开关速度因而降低了造价。另外，速度的降低以增加传输线数为代价的。3-24TS0TS1TS2复用器3020100021011131HW0HW1HW2HW3000102101112202122303132HW0TS0HW1TS0HW2TS0HW3TS0HW0TS1HW1TS1HW2TS1HW3TS17654321076543210DD复用器变换原理示意图一第1步：HW合并2M8M！TS0TS1TS2TS3TS4TS5TS6TS73-25TS0TS1TS2复用器3020100021011131HW0HW1HW2HW30001021011122021223031327654321076543210DD复用器变换原理示意图一变换后时隙的计算2M8M！TS复=TS号×HW总+HW号HW0

TS0HW1

TS0HW2

TS0HW3

TS0HW0

TS1HW1

TS1HW2

TS1HW3

TS1TS0TS1TS2TS3TS4TS5TS6TS73-26T接线器复用器newHWHW0HW1HW2HW3第2步：S/P复用器newHWHW0HW1HW2HW3CMS/PSM合并HW，时隙变换S/P，数据bit的变换2M8M1MTS0TS0TS0TS0TS0TS0D0D7D0D7！3-27二、分路器作用与复用器相反；分出各HW上的各个TS。P/S变换。复用器HW0HW1HW2HW3CM2M8M1MS/PD0D7P/SD0D7分路器HW0HW1HW2HW3SM8M2M1M3-28时/空结合交换单元简称T/S单元基本功能是实现任一入线的任一时隙与任一出线的任一时隙之间的交换连接。T/S单元常做成大规模集成专用芯片，如S1240数字程控交换系统用的DSE单元。3-29单T型数字交换网络由时分接线器、复用器、分路器三大部分组成。是一种最经济的交换网，广泛用于数字交换机中。用复用器、分路器与T接线器组成单T交换网络

单T型数字交换网络3-30A！RW1270SMCMWCPU控制R单T型数字交换网络--输出控制地址计数器时钟地址计数器HW1TS8HW3TS2133ATS33ATS8712708733复用器分路器BBTS87TS33ABTS8ABTS21TS21TS8TS33TS87TS87TS33338787BUHW0DHW0UHW3DHW3乙E甲M乙M甲E3-31A！R1270SMCMWCPU控制地址计数器HW1TS8HW3TS2187ATS33ATS8712703387复用器分路器BBTS87TS33ABTS8ABTS21TS21TS8TS33TS87TS87TS33873333B单T型数字交换网络--输入控制RW地址计数器时钟乙E甲M乙M甲E3-32MT8980/MT89801（加拿大Mitel公司）美国Motorola公司的MC145601意大利SGS公司的M-088学习芯片的使用方法。了解：8980是何种工作方式？8980的容量为多少？8980能否单独组网？8980是否有阻塞？单T型数字交换网络典型芯片3-33MT8980性能是一个40端超大规模CMOSIC,融数字交换、S/P和复用器、分路器和P/S，以及uP接口于一体。适用于2MbpsPCM数字时分复用总线各时隙间的交换；具有8条2MbpsPCM输入HW，即8条32个8位码信道，总共256个8位码64Kbps输入信道；具有8条2MbpsPCM输出HW，即8条32个8位码信道，总共256个8位码64Kbps输出信道；可完成上述256输入信道至256个输出信道的全利用度无阻塞交换。单电源(+5V)低功耗(30mW)串行输出信道具有三态输出性能。具有微处理机的控制接口，处理机对芯片中的存储器可直接进行读写操作。3-34MT8980芯片管脚图3-353-36集中式扩展式T型数字交换网络1.用户级话务集中的概念在交换机的核心交换网络内部，采用1:1的交换网络作为交换绳路。绳路总是小于总用户数的，如何将大量的用户时隙连接到少量的内部时隙（绳路）上去？对UHW是多时隙连接到少时隙；（出时隙小于入时隙）对DHW是少时隙连接到多时隙；（出时隙大于入时隙）同时考虑其任意连接性。T网络128×

12816*32=51216*32=512？？512用户发512用户收交换网络3-37解决方法：设计集中式和扩展式的交换网络。集中与扩展完成时隙的对应关系；交换网络完成连接的任意性。概念：出时隙小于入时隙的交换网络－－集中式交换网络。出时隙大于入时隙的交换网络－－扩展式交换网络。它们用于交换机的用户级中。3-38集中器与扩展器的设计单端T32×32单端T32×32单端T32×32UHW0UHW1UHW3DHW04*32＝1281*32＝32接128用户至交换网络UHW3-39多端T128×

128多端T128×

128多端T128×

128UHW016*32＝5124*32＝128UHW3UHW4UHW7UHW12UHW154*128＝512DHW0DHW3512×

128的集中器接512用户至交换网络UHWUHW0UHW3UHW0UHW33-40多端T128×

128多端T128×

128多端T128×

128DHW016*32＝5124*32＝128DHW3DHW4DHW7DHW12DHW154*128＝512UHW0UHW3128×512的扩展器接512用户接交换网络DHWDHW0DHW3DHW0DHW33-41ARCMWCPU控制CLK1270DHW0DHW3W0SM0CLKRW0SM3CLKR0TS8AUHW0UHW3NTS32A0TS2AITS8A3TS8BUHW0UHW3NTS32B3TS3BITS12BTS3B3232B12832416127127128*3+32＝416000100000110100000思考：改为输入控制方式的有何不同，孰优？3-423.用单片IC设计256×

256UHW0UHW1UHW2UHW3UHW4UHW5UHW6UHW7DHW0DHW1DHW2DHW3DHW4DHW5DHW6DHW7备用64×128128×643-43256×

256UHW0UHW1UHW2UHW3UHW4UHW5UHW6UHW7DHW0DHW1DHW2DHW3DHW4DHW5DHW6DHW7备用64×128128×643-444.用多片IC设计多端T256×256多端TUHW08*32＝256UHW7UHW8UHW154*256＝1024DHW0DHW71024×256的集中器接1024用户至交换网络UHWUHW0UHW7256×256多端TUHW24UHW31UHW0UHW7256×256多端TUHW24UHW31UHW0UHW7256×2563-45多端T256×256多端TDHW08*32＝256DHW7DHW8DHW15UHW0UHW7256×1024的扩展器接1024用户接交换网络DHWDHW0DHW7256×256多端TDHW24DHW31DHW0DHW7256×256多端TDHW24DHW31DHW0DHW7256×2563-46

T型交换网络的扩容1.单级T复接方式复用器复用器AinDinDoutAoutAin分路器分路器DoutDinSM1nSM11SMn1SMnnCM1CMnCM-Dout

=SM-AoutCLKAout输入PCM输入PCM输出PCM输出PCM3-472.分布式复制T交换网络32×3232×3232×3232×3232×3232×3232×3232×3232×32UHWIUHWIIUHWIIIDHWIDHWIIDHWIII模块2模块1模块33-48BTS71A7ATS7ABACMC0CMC1CMC2HW1TS21输出控制771ACMASMATS35B77TS735712171HW1TS21BBCMBSMBTS35A717135721TS71B输入控制输出控制ATS5复用器TS8B复用器TS8A分路器分路器TS35?TS21M0HW1TS5M2HW3TS8ITS＝7TS21TS7TS357+32*4/2=71！20TS5B3-493-50数字交换机中话路的连接举例M用户电路0TDFD用户电路240TMBM用户电路0TDFD用户电路240TMBAB用户模块0HW07复接AB用户模块nA07077M0TA级M31TSTD0B级TD31（32）2Mbit/s0150152Mbit/s

B031（32）1501500选组级BAM-Multiplex复用器F-Forward前向通路D-Demultiplex

分路器B-Backwar

后向通路HW0HW7AB512*32512思考：如何实现与数字中继的连接和接续？3-51§3.6无阻塞网络1、单级无阻塞网络单T级、单S级2、CLOS无阻塞网络3级CLOS网络1n1m1r1n1m1r111n1n11rm1r1m1r3-52严格无阻塞的条件：m≥2n-1

3、无阻塞数字交换网络完全无阻塞单T级数字交换网络T-S-T网络：每个T单元可选用的内部时隙数m等于S-T-S网络：S级出线数与