数字程控交换机的发展及工作原理

数字程控交换机的发展及工作原理

L1电话交换机的发展过程和分类

1.2程控交换机的特点与技术动向

1.3程控用户交换机的类型与功能

1.4话音信号数字化技术

1.5时分多路复用技术

1.6程控交换机的基本构成

1.7信令系统(SiQriallinqSystem)

1.1电话交换机的发展过程和分类

自1876年美国贝尔发明电话以来，随着社会需求的日益增

长和科技水平的不断提高，电话交换技术处于迅速的变革和发展之

中。其历程可分为三个阶段：人工交换、机电交换、和电子交换。

早在1878年就出现了人工交换机，它是借助话务员进行话

务接续，显然其效率是很低的。15年后步进制的交换机问世，它标

志着交换技术从人工时代迈入机电交换时代。这种机电自动交换时

代。这种交换机属于''直接控制〃方式，即用户可以通过话机拨号脉冲

直接控制步进接续器做升降和旋转动作。从而自动完成用户间的接

续。这种交换机虽然实现了自动接续，但存在着速度慢、效率低、杂

音大与机械磨损严重等特点。

直到1938年发明了纵横制(crossbar)交换机才部分解决了

上述问题，相对于步进制交换机，它有两方面重要改进：L利用由继

电器控制的压接触接线阵列代替大幅度动作的步进接线器，从而减少

了磨损和杂音，提高了可靠性和接续速度；2.由直接控制过渡到间接

控制方式，这样，用户的拨号脉冲不在直接控制接线器动作，而先由记

发器接收，存储，然后通过标志器驱动接线器，以完成用户间接续.这种

间接控制方式将控制部分与话路部分分开，提高了灵活性和控制效率,

加快了速度.由于纵横制交换机具有一系列优点，因而它在电话交换

发展上占有重要的地位，得到了广泛的应用，直到现在,世界上相当多

的国家和我国少数地区的公用电话通信网仍主要使用纵横交换机.

随着半导体器件和计算机技术的诞生与迅速发展，猛烈地冲

击着传统的机电式交换结构，使之走向电子化.美国贝尔系统经过艰

苦努力于1965年生产了世界上第一台商用存储程序控制的电子交

换机(No.lESS),这一成果标志着电话交换机从机电时代跃入电子

时代，使交换技术发生时代的变革.由于电子交换机具体体积小，速度

快,便于提供有效而可靠的服务等优点，引起世界各国的极大兴趣.在

发展过程中相继研制出各种类型的电子交换机.

就控制方式而论，主要分两大类：

1.布线逻辑控制(WLC,WiredLogicControl)它是通过布

线方式实现交换机的逻辑控制功能，.通常这种交换机仍使用机电接

线器而将控制部分更新成电子器件，因此称它为布控半电子式交换机,

这种交换机相对于机电交换机来说，虽然在器件与技术上向电子化迈

进了一大步，但它基本上继承与保留了纵横制交换机布控方式的弊端,

体积大，业务与维护功能低，缺乏灵活性，因此它只是机电式向电子式

演变历程中的过度性

产物.

2.存储程序控制(SPC,StoredProgramControl)它是将用

户的信息和交换机的控制,维护管理功能预先变成程序，存储到计算

机的存储器内.当交换机工作时，控制部分自动监测用户的状态变化

和所拨号码,并根据要求执行程序，从而完成各种交换功能.通常这种

交换机属于全电子型，采用程序控制方式，因此称为存储程序控制交

换机，或简称为程控交换机.

程控交换机按用途可分为市话，长话和用户交换机；按接续

方式可分为空分和时分交换机。

程控交换机按信息传送方式可分为：模拟交换机和数字交换

机。

由于程控空分交换机的接续网络（或交换网络）采用空分接线

器（或交叉点开关阵列），且在话路部分中一般传送和交换的是模拟话

音信号，因而习惯称为程控模拟交换机，这种交换机不需进行话音的

模数转换（编解码），用户电路简单，因而成本低，目前主要用作小容

量模拟用户交换机。

程控时分交换机一般在话路部分中传送和交换的是模拟话音

信号，因而习惯称为程控数字交换机，随着数字通信与脉冲编码调制

（PCM）技术的迅速发展和广泛应用，世界各先进国家自60年代开始

以极大的热情竞相研制数字程控交换机，经过艰苦的努力，法国首先

于1970年在拉尼翁（Lanion）成功开通了世界上第一个程控数字交

换系统E10,它标志着交换技术从传统的模拟交换进入数字交换时

代。由于程控数字交换技术的先进性和设备的经济性，使电话交换跨

上了一个新的台阶，而且对开通非话业务，实现综合业务数字交换奠

定了基础，因而成为交换技术的主要发展方向，随着微处理器技术和

专用集成电路的飞跃发展，程控数字交换的优越性愈加明显的展现出

来。目前所生产的中大容量的程控机全部为数字式的。

世界各国研制与生产出众多各具特色的程控数字交换机，比

较有代表性的有:

SOPHO-S/iS荷兰飞利浦公司

ISDX英国GPT公司

HICOM德国SIEMENS公司

MD-110瑞典ERICSSON公司

HARRIS20-20美国HARRIS公司

SX-2000加拿大MITEL公司

力口拿大NORTHERNTELECOM公

DMS-100z200,300

司

力口拿大NORTHERNTELECOM公

MSL-1

司

EWSD-601德国SIEMENS公司

中国，比利时，上海贝尔电话设备公

S-1240

司

ITT-1240比利时ITT-BTM公司

AXE-10瑞典ERICSSON公司

No.5ESS美国AT&T公司

SCX-1200,5000美国TELEX公司

MSX美国TAI公司

E10B,S法国CIT-ALCATEL公司

D60,70日本NTT公司

NEAX-61日本NEC公司

90年代后，我国逐渐出现了一批自行研制的大中型容量的

具有国际先进水平的数字程控局用交换机，典型的如深圳华为公司的

C&C08系列、西安大唐的SP30系列、深圳中兴的ZXJ系列等等，

这些交换机的出现，表明在窄带交换机领域，我们国家的研发技术已

经达到了世界水平。随着时代的发展，目前的交换机系统逐渐融合

ATM、无线通信、接入网技术、HDSL、ASDL、视频会议等先进技

术。可以想象，今后的交换机系统，将不仅仅是语音传输系统，而是

一个包含声音、文字、图象的高比特宽带传输系统，并深入到千家万

户之中。IP电话就是其应用一例。世界上传统交换机厂商目前正努

力研制，并通过与计算机厂商的合作和交流，来达到这一目的。

1.2程控交换机的特点与技术动向

程控数字交换机是现代数字通信技术、计算机技术与大规模集

成电路(LSI)有机结合的产物。先进的硬件与日臻完美的软件综合于

一体，赋予程控交换机以众多的功能和特点，使它与机电交换机相比,

有以下优点：

1.体积小，重量轻，功耗低，它一般只有纵横制交换机体积的

1/8-1/4,大大压缩了机房占用面积，节省了费用。

2.能灵活的向用户提供众多的新服务功能。由于采用SPC技

术，因而可以通过软件方便的增加或修改交换机功能，向用户提供新

型服务，如缩位拨号、呼叫等待、呼叫传递、呼叫转移、遇忙回叫、

热线电话、会议电话，给用户带来很大的方便。

3.工作稳定可靠，维护方便，由于程控交换机一般采用大规模

集成电路(LSI)电路或专用集成电路(ASIC),因而有很高的可靠性。

它通常采用冗余技术或故障自动诊断措施，以进一步提高系统的可靠

性。此外，程控交换机借助故障诊断程序对故障自动进行检测和定位,

以及时地发现与排除故障，从而大大减少了维护工作量。

系统还可方便地提供自动计费，话务量记录，服务质量自动

监视，超负荷控制等功能，给维护管理工作带来了方便。

4.便于采用新型共路信号方式(CCS,CommonChannel

Signalling)。由于程控数字交换机与数字传输设备可以直接进行数

字连接，提供高速公共信号信道，适于采用先进的CCITT7号信令

方式，从而使得信令传送速度快、容量大、效率高，并能适应未来新

业务与交换网控制的特点，为实现综合业务网(ISDN,Integrated

ServicesDigitalNetwork)创造必要的条件。

5.易于与数字终端，数字传输系统联接，实现数字终端，传输

与交换的综合与统一。可以扩大通信容量，改善通话质量，降低通信

系统投资，并为发展综合数字网(IDN)和综合业务数字网(ISDN)奠

定基础。

当前程控交换技术的发展动向和趋势为：

1.研制新型专用大规模集成电路，提高硬件集成度和模块化

水平，以进一步减少体积，降低成本，增强功能及提高可靠性。

2.提高控制的分散，灵活程度和可靠性，逐步采用全分散方

式。

3.采用ccrrr(rru)建议的高级语言(如CHILL.SDL.MML),

提高软件水平和模块化速度。加强支援系统的开发，建立强大的软件

生成系统。

4.积极推行共路信号系统。

5.逐步引入非话业务，如数据，图文传真，用户电报(Telex)

与智能用户电报(Teletax),可视数据(Videotex),图文传视

(Teletext)及电子邮件(ElectronicMail),图象信息等，开发相应的

接口，构成综合信息交换系统。

6.增强程控交换系统与其它类型通信网(如传真网，分组交换

网或公用数据网，计算机局域网等）的接口，联接与组网能力。

7.为适应高速信息业务日益增长的需求和光纤通信的发展，开

展宽带综合业务数字网（B-ISDN）环境下交换理论，体制与关键技术

的研究。目前研究的重点之一为异步转移方式ATM.

1,3程控用户交换机的类型与功能

（1）.用户交换机的作用

用户交换机是机关工矿企业等单位内部进行电话交换的一

种专用交换机，其基本功能是完成单位内部用户的相互通话，但也装

有出入中继线可接入公用电话网的市内网部分和网中用户通话（包括

市通话，国内长途通话和国际长话）。由于这类交换机系单位内部专

用，故可根据用户需要增加若干附加性能以提供使用上的方便。因此

这类交换机具有较大的灵活性。

用户交换机是市话网的重要组成部分，是市话交换机的一

种补充设备，因为它为市话网承担了大量的单位内部用户间的话务

量，减轻了市话网的话务负荷。另外用户交换机在各单位分散设置，

更靠近用户，因而缩短了用户线距离，节省了用户电缆。同时用少量

的出入中继线接入市话网，起到话务集中的作用。从这些方面讲，使

用用户交换机都有较大的经济意义。因此公用网建设中，不能缺少用

户交换机的作用。

用户交换机在技术上的发展趋势是采用程控用户交换机，

采用新型的程控数字用户交换机不仅可以交换电话业务，而且可以交

换数据等非话业务，做到多种业务的综合交换，传输。为各单位组建

综合业务数字网(ISDN)创造了条件。目前已可接入ISDN用户。

SOPHO是世界上首部能处理ISDN业务的综合信息交换机，无论是

提供的接口还是信令方式完全符合ISDN的规范。可以坚信，在未来

的ISDN网中程控数字用户交换机将发挥巨大的作用。

(2).程控用户交换机的类型

程控用户交换机有很多种类型，从技术结构上划分为程控

空分用户交换机和程控数字用户交换机两种。前者是对模拟话音信号

进行交换，属于模拟交换范畴。后者交换的是PCM数字话音信号，

是数字交换机的一种类型。

如果从使用方面进行分类，可分为通用性程控用户交换机

和专用型程控用户交换机两大类。通用型适用于一般企业、事业单位、

工厂、机关、，学校等以话音业务为主的单位。容量一般在儿百门以

下，且其内部话务量所占比重较大，一般占总发话话务量的70%左

右。目前国内生产的200门以下的程控空分用户交换机均属此种类

型，其特点是系统结构简单，体积较小，使用方便，价格便宜，维护

量较少。专用型适用于各种不同的单位，根据各单位专门的需要提供

各种特殊的功能。下面分别说明儿种专用型程控用户交换机：

一.宾馆型

宾馆型程控用户交换机出入局话务量大，不需要直接拨入

功能(DID),为此话务台功能要强。为满足客人打长途电话的需要，

应具有PAMA(PrivateAutomaticMessageAccounting)计费功

能。为满足宾馆客房管理软件，提供了以下功能：

1).房间控制：客人离店结帐电话自动闭锁。

2).留言中心：对临时外出的客人的来话呼叫，提供留言

服务。

3).客房状态：随时提供客房占用，空闲，是否打扫的情

况。

4).自动叫醒：按客人需要，准时叫醒客人。

5).请勿打扰：为客人提供安静环境，客人在电话输入指

令后，任何电话不能呼入，但超过一定时限失效。

6).综合话音和数据系统：使商务办公人员通过个人计算

机从远处计算机或数据库，取得重要商业信息及资料。

二.医院型：

这是装有医院特点软件的专用程控交换机。软件功能中

除具有宾馆功能外，还具有呼叫寄存，呼叫转移，病房紧急呼叫，热

线电话及配合救护车的移动通信接口的功能。

三.银行型：

银行型专用软件包括总行和分行间的通信联络，呼叫代

答，警卫线路，外线保留等。同时具备办公自动化PABX的功能。

四.办公自动化型：(0A)

1.办公室人员需要最现代化的话音通道程控交换机完成

一流的话音通信要求。呼出要求快速自动直拨，即缩位拨号功能。呼

入要求全自动呼入，即DID(DirectInwardDialling)功能，避免话

务员介入，提高效率。

2.要解决办公桌的微机通过程控交换机使用内部的数据

资源和外部的数据库。目前程控用户交换机能提供传输速率为

144kb/s的用户线数字传输通道。即2B+D（64kb/s传输话音，

64kb/s传输数据，16kb/s传输信令）。并且通过异步，同步适配器

传输方式，传输电报，传真，文字及固定图象等。先进的第四代程控

交换机可提供2Mb/s的传输通路，还可开展宽带非话业务，传输动

态图象和电视电话等。

3.提供X.25分组交换接口，提高与公用数据网及分组交

换网并网能力。

4.具有话音邮递和电子邮箱等功能。

5.办公室自动化中的程控用户交换机需要更高的可靠性，

否则影响将是十分严重的.为此必要的冗余度是重要的。

SOPHO协作开放式办公自动化系统便是此类型产品的

杰出代表，具备先进完善的办公自动化功能。

五.专网型：

具有组网汇接功能的程控用户交换机应具有多位号码存

储，转发能力，直达优先路由选择，自动迂回，外线呼叫等级限制，

等位拨号，功能透明，远端集中维护管理及话务台集中设置等。对专

网型程控交换机应着重考虑其中继接口，信令方式与传输系统的配合

能力。还可能要求具有汇接，长途甚至与农话业务配合功能。

随着技术的不断进步以及各单位业务增长的需要，还会出

现更加新颖的机型。

SOPHO程控数字交换机以其尽善尽美的软硬件模块化

设计，卓越的功能，高度的可靠性，能完全满足各种类型程控用户交

换机的要求，并在世界各地组成了庞大的各类专用通信网。

1.4话音信号数字化技术

数字交换系统可以直接处理，传送和交换数字信息，与模

拟交换系统相比，抗干扰性强，易于时分多路复用，便于加密，适于

信号处理和控制，便于引入远端集线器，易于集成容量大阻塞低的数

字交换网络，并有利于实现数字交换与数字传输的直接联接，构成综

合数字网(IDN),为向ISDN过渡奠定基础。

然而，目前的通信网仍然以模拟为主，用户终端多为模拟

话机。因而来自用户线的话音要进入数字交换机，需先在用户接口电

路进行模数转换，将模拟话音编码成数字话音。

话音信号的数字化方法很多，常用的有脉冲编码调制

(PCM),增量调制(DM),线性预测编码(LPC),以及某些改进的方案,

如插值PCM(DPCM),自适应插值PCM(ADPCM),与自适应

DM(ADM)等。在程控数字交换机系统中，除个别的应用外，基本采

用PCM数字化方法。

PCM主要包括抽样，量化，与编码三种功能单元。首先，

模拟话音经防混叠低通滤波得到限带(300-3400HZ)的话路信号，

将其抽样变成脉冲调幅(PAM)信号。根据抽样定理，只要抽样频率fs

不低于模拟信号最高频率fm的2倍，即fs>=2fm,则在接收端能够

恢复出原模拟信号。CCITT建议规定fs=8KHZ。然后将幅度连续的

抽样信号用四舍五入的方法量化为有限个采值的量化信号，再经编

码，变换成二进制代码。对于电话，CCITTG.711,712建议每抽样

值编为8位码，这样共有256个量化级，因而每路模拟话音相应的

数字话音相应的数字话音标准数码率为64kb/s.

在PCM设备中，各路编码信号，先经时分多路复用，合

成的码流再通过信道(或线路)传送到接收端。在接收端先进行信码再

生，定时提取及分路，再经数模变换(即PCM解码)，还原为PAM抽

样保持信号。根据抽样定理，借助低通滤波器便可以从中恢复出模拟

话音信号。

由上述可知，话音信号在量化的过程中，必然会产生误差

(或失真),引起通话时附加量化噪声。对于线性量化情况，量化噪声

功率仅与量化间隔大小有关，因而大信号时信噪比高，小信号时信噪

比低。为解决线性量化时小信号音质差的问题，在实际中通常采用不

均匀分层的办法，让量化特性在小信号时分层密，即量化间隔小，而

在大信号时分层疏，即量化间隔大。这样就能在编码位数较少的情况

下，得到小信号较高的信噪比，以改善通话质量。为此需要在发送端

先将话音信号进行非线性幅度压缩，再进行线性量化与编码，与此对

应，在接收端解码后则需对话音信号加以扩张，以补偿因压缩而造成

的非线性。在理想情况下，扩张器与压缩特性应是完全互补的。

在实际中广泛应用两种对数形式的压缩特性，即A律和|J

律，CCITT和欧洲邮电部长会议(CEPT)已对A律压缩特性形成了标

准，而CCITT与北美贝尔系统已对|J律压缩特性形成了标准，前者

主要用于欧洲，后者主要用于北美和日本，我国采用A律压缩方式。

1.5时分多路复用技术

为提高传输信道的利用率，通常采用多路时分复用技术

(multiplex)将若干路信息综合于同一信道进行传送。目前常用的复

用方式主要有两大类：频分复用(FDM)与时分复用(TDM),它们分别

按频率或时间划分信道。

对于频分复用，信道的可用频带被分割成若干互不交叠的

频段，每路信号的频谱占用其一，以实现多路相加的FDM信号在同

一信道中传输。在接收端，借助适当的带通滤波器加解调器与带通滤

波器即载波生成器等，用以实现信号频谱的搬移和分割。FDM是一

种传统的技术，目前广泛使用于载波电话通信，在程控交换系统中有

时也利用用户载波技术进行线对增容。

时分复用是将信道按时间加以分割，各路话音抽样信息依

一定的次序轮流地占用某一时段(或时隙)，从而实现多路复用。

在程控数字交换系统中，为提高传输速率和交换容量，通

常采用PCM复用方式。对于PCM基群系统，目前国际上有两种复

用制式:30/32路帧结构与24帧结构。我国采用30/32路结构方式,

即一帧占1252,分为32个时隙(TS0-TS31),而只传送30路话音

编码信息。CCITTG.732建议对基群(一次群)规定的技术数据如下

表。

参数30/32路制式24路制式

话音频带(Hz)300-3400300-3400

抽样率(KHz)88

量化层数256256

压缩律A律(A=87.6)|j律(尸255)

编码位数/抽样88

单路数码率(kb/s)6464

帧长(|JS)125125

时隙/帧3224

话路/帧3024

复用码流速率(kb/s)20481544

对30/32路制式，帧长为1252,帧频为8KHz，一帧包含

32个时隙，每时隙为8Bit,占3.93,显然每帧共有256位码，码长

为0.4882。其中TS1-TS15,TS17-TS31时隙依次传送第1-30

路话音各自的8位编码组；TS0的后7位传送供接收端作路序标志

用的帧同步码(0011011),TS16传送各路控制，标志信号与复帧同

步码。所以，每路码率为64kb/s,复用码流速率为2048kb/s.

在数字通信中，经常需要将编码数字信号复用成更高速率

的群路信号，以适应各种信道或介质的传输能力，数字复用技术就是

实现多路数字信号按时分复用方式汇接成一路复合数字信号（群路信

号）,这个实现过程通常称为复接（复用），其逆过程称为分接（去复用），

完成复接，分接全过程就是"复用"（MUX,Multiplex）.如前所述，目

前传送数字电话主要采用PCM通信方式。国际上现已广泛应用的复

用制式有两种，一种时24路作为一个基群;另一种是以30.32路为

一个基群。在这两种基群制式的基础上,如同频分多路复用那样,PCM

复用设备也按复用路数和速率划分为群路等级，在各个复用等级上将

数个低速率群路信号复接为一个高速率群路信号，以满足传输信道容

量日益增长的要求，提高信道利用率。为此CCITT推荐了两类群路

复用等级，北美和日本采用：154kb/s（基群，或称一次

群）,6312kb/s（二次群）,32064kb/s或44736kb/s（三次

群）,97728kb/s或274176kb/s（四次群）等；欧洲各国和我国采

用：2048kb/s（基群），8448kb/s（二次群），8448kb/s（二次

群）,24368kb/s（三次群）,189264kb/s（四次群）,564992kb/s（五

次群）等。

在具体的实现和应用上有同步复接与准同步复接两种情

况，前者要求各支路码流与群路码流的定时信号来自同一时钟源，其

间保持固定的相位关系；后者来自不同的时钟源，因而存在着相位飘

移和抖动问题，在复接时为保证信息的正确传送，通常采用码速调整

技术。关于不同群路等级的复用方式与帧结构CCITT建议中做了详

细规定。

在我国广泛应用的程控数字交换系统中普遍利用

2048kb/s时分复用总线作为外围模块与交换网络模块间，交换网络

模块与中央控制模块间，远端外围模块与交换网络模块间的通信链

路。

顺便说明一点，为充分发挥光纤宽带传输的特点与潜力，

1985年贝尔通信研究所提出同步光纤网(SONET-Synchronous

OpticalNetwork)标准，业已广泛用于北美。1988年CCITT对

SONET标准进行了研究和修改，提出同步数字系列，对复用速率，

帧结构，接口等作了详细规定。这种复用标准主要应用于光纤通信网

和宽带综合业务网。

1.6程控交换机的基本构成

电话交换机的主要任务是实现用户间通话的接续。基本划

分为两大部分：话路设备和控制设备。话路设备主要包括各种接口电

路(如用户线接口和中继线接口电路等)和交换(或接续)网络；控制设

备在纵横制交换机中主要包括标志器与记发器，而在程控交换机中，

控制设备则为电子计算机，包括中央处理器(CPU),存储器和输入/输

出设备。

程控交换机实质上是采用计算机进行''存储程序控制〃的交

换机，它将各种控制功能，方法编成程序，存入存储器，利用对外部

状态的扫描数据和存储程序来控制，管理整个交换系统的工作。

1.6.1交换网络

交换网络的基本功能是根据用户的呼叫要求，通过控制部分

的接续命令，建立主叫与被叫用户间的连接通路。在纵横制交换机中

它采用各种机电式接线器(如纵横接线器，编码接线器，笛簧接线器

等)，在程控交换机中目前主要采用由电子开关阵列构成的空分交换

网络，和由存储器等电路构成的时分接续网络。

1.6.2用户电路

用户电路的作用是实现各种用户线与交换之间的连接，通常

又称为用户线接口电路(SLIC,SubscriberLineInterface

Circuit)o根据交换机制式和应用环境的不同，用户电路也有多种类

型，对于程控数字交换机来说，目前主要有与模拟话机连接的模拟用

户线电路(ALC)及与数字话机，数据终端(或终端适配器)连接的数字

用户线电路(DLC)。

模拟用户线电路是适应模拟用户环境而配置的接口，其基本

功能有:

.馈电(Batteryfeed):交换机通过用户线向共电式话机

直流馈电；

.过压保护(OvervoltageProtection):防止用户线上的

电压冲击或过压而损坏交换机。

.振铃(Ringing)：向被叫用户话机馈送铃流。

.监视(Supervision)：借助扫描点监视用户线通断状态,

以检测话机的摘机，挂机，拨号脉冲等用户线信号，转送给控制设备,

以表示用户的忙闲状态和接续要求。

.编解码(CODEC)：利用编码器和解码器(CODEC),滤波

器，完成话音信号的模数与数模交换，以与数字交换机的数字交换网

络接口。

.混合(Hybrid)：进行用户线的2/4线转换，以满足编解

码与数字交换对四线传输的要求。

.测试(Test)：提供测试端口，进行用户电路的测试。

这7种功能常用第一个字母组成的缩写词(BORSCHT)代

表。对于模拟程控交换机，不需要编解码功能；而在数字程控交换机

中，除某些特定应用的小型交换机利用增量调制方式外，其它大部分

均采用PCM编解码方式。

数字用户线电路是为适应数字用户环境而设置的接口，它

主要用来通过线路适配器(LAM)或数字话机(SOPHO-SET)与各种

数据终端设备(DTE)如计算机，打印机，VDU,电传相连。

1.6.3出入中继器

出入中继器是中继线与交换网络间的接口电路，用于交换机

中继线的连接。它的功能和电路与所用的交换系统的制式及局间中继

线信号方式有密切的关系。对模拟中继接口单元(ATU),其作为是实

现模拟中继线与交换网络的接口，基本功能一般有：

1.发送与接收表示中继线状态(如示闲，占用，应答，释放等)

的线路信号。

2.转发与接收代表被叫号码的记发器信号。

3.供给通话电源和信号音。

4.向控制设备提供所接收的线路信号。

对于最简单的情况，某一交换机的中继器通过实线中继线与

另一交换机连接，并采用用户环路信令，则该模拟中继器的功能与作

用等效为一部''话机〃。若采用其它更为复杂的信号方式，则中继器应

实现相应的话音，信令的传输与控制功能。

数字中继线接口单元(DTU)的作用是实现数字中继线与数

字交换网络之间的接口，它通过PCM有关时隙传送中继线信令，完

成类似于模拟中继器所应承担的基本功能。但由于数字中继线传送的

是PCM群路数字信号，因而它具有数字通信的一些特殊问题，如帧

同步，时钟恢复，码型交换，信令插入与提取等，即要解决信号传送,

同步与信令配合三方面的连接问题。

数字中继接口单位的基本功能包括帧与复帧同步码产生，帧

调整，连零抑制，码型变换，告警处理，时钟恢复，帧同步搜索及局

间信令插入与提取等，如同模拟用户电路的BORSCHT,也可将数字

中继单元的上述8种功能概括为GAZPACHOo

1.6.4控制设备

控制部分是程控交换机的核心，其主要任务是根据外部用户

与内部维护管理的要求，执行存储程序和各种命令，以控制相应硬件

实现交换及管理功能。

程控交换机控制设备的主体是微处理器，通常按其配置与控

制工作方式的不同，可分为集中控制和分散控制两类。为了更好的适

应软硬件模块化的要求，提高处理能力及增强系统的灵活性与可靠

性，目前程控交换系统的分散控制程度日趋提高，已广泛采用部分或

完全分布式控制方式。

1.7信令系统(SignallingSystem)

在交换机内各部分之间或者交换机与用户，交换机与交换机

间，除传送话音，数据等业务信息外，还必须传送各种专用的附加控

制信号（信令），以保证交换机协调动作，完成用户呼叫的处理，接续,

控制与维护管理功能。

按信令的作用区域划分，可分为用户线信令与局间信令，前

者在用户线上传送，后者在局间中继线上传送。如果按信令的功能划

分，则可分为监视信令，地址信令与维护管理信令。

1.7.1用户线信令

它是在用户与交换机之间用户线上传送的信令。对于模拟电

话用户线，这种信令包括：

一.监视信令

此信令反映直流用户环路通断的各种用户状态信号，如主叫

用户摘机（off-hook）（呼出占用），主叫用户挂机（on-hook）（正在清

除或拆线）及被叫用户摘机（应答）,被叫用户挂机（反向清除或拆线）。

交换机检测到这些信号时便会执行相应的软件，产生有关的动作，如

交换机向主叫用户发拨号音或忙音，回铃音等，或向被叫用户馈送振

铃信号等。

二.地址信令（被叫号码）

此信令为主叫用户发送的被叫号码，交换机识别后控制交换

网络进行接续。目前广泛应用的模拟话机有两类：脉冲式话机与双音

频式话机。

1.直流脉冲信号

拨号盘话机或脉冲式按键式话机发送直流脉冲信号，通过

话机拨号控制用户环路电路断续而产生直流脉冲串。

2.双音多频信号

程控交换机的快速多频按键话机所发送的拨号信号，不再

用脉冲而用同时发送的''双音"表示一个数字。

1.7,2局间信令

此信令是在交换机或交换局之间中继线上传送的信号，用以

控制呼叫的接续。由于目前使用的交换机制式和中继传输信道类型很

多，组网涉及面广，因而局间信令比较复杂。为保证通信网中交换机

互通，必须建立统一的国际与国内标准。

根据信令通道与话音通路的关系，可将局间信令分为随路信

令(CAS,ChannelAssociatedSignalling)与共路信令

(CCS,CommonChannelSignalling);若按信道与信号的形式，又

可分为直流，交流与数字型信令。如同用户线信令，也可将局间信令

按功能分为监视信令，地址信令与管理信令。

各种机电式交换机都采用随路信令，虽然目前程控数字交换机仍多采

用随路信令，但它一般具有采用共路信令的功能与潜力。为充分发挥

程控数字交换系统的优点，采用先进的共路信令是当前程控交换技术

的一个重要发展方向。

随路信令

将话路所需要的控制信号由该话路本身或与之有固定联

系的一条信令通道来传送，即用同一通路传送话音信息和与其相应的

信令。

二.共路信令

将一组话路所需的各种控制信号集中到一条与话音通路

分开的公共信号数据链路上进行传送。CCITTNo.7号信令是一种目

前最先进，应用最广泛的国际标准化共路信令系统，由于它将信令和

话音通路分开，可采用高速数据链路传送信令，因而具有传送速度快,

呼叫建立时间短，信号容量大，更改与扩容灵活及设备利用率高等特

点，最适用于程控数字交换与数字传输相结合的综合数字网和未来综

合业务数字网。

概述

电报的发明，把人们想要传递的信息以每秒30万公里的速度传

向远方。这是人类信息史上划时代的创举。但久而久之，人们又有

点不满足了。因为发一份电报，需要先拟好电报稿，然后再译成电码,

交报务员发送出去；对方报务员收到报文后，得先把电码译成文字，

然后投送给收报人。这不仅手续繁多，而且不能及时地进行双向信息

交流；要得到对方的回电，还需要等较长的时间。

人们对电报的不满，促使科学家们开始新的探索。

最早提出远距离传送话筒接力传送信息的建议。虽然这种方法不

太切合实际，但休斯为这种通话方式所取的名字——“电话”，却一

直沿用至今。

19世纪30年代之后，人们开始探索用电磁现象来传送音乐和话

音的方法，其中最有成就的要算是贝尔和格雷了。

亚历山大?格雷厄姆？贝尔，1847年生于英国苏格兰，他的祖父

亲毕生都从事聋哑人的教育事业，由于家庭的影响，他从小就对声学

和语言学有浓厚的兴趣。开始，他的兴趣是在研究电报上。有一次，

当他在做电报实验时一，偶然发现了一块铁片在磁铁前振动会发出微弱

声音的现象，而且他还发现这种声音能通过导线传向远方。这给贝尔

以很大的启发。他想，如果对着铁片讲话，不也可以引起铁片的振动

吗？。这就是贝尔关于电话的最初构想。

贝尔发明电话的努力得到了当时美国著名的物理学家约瑟夫?亨

利的鼓励。亨利对他说：“你有一个伟大发明的设想，干吧！”当贝

尔说到自已缺乏电学知识时，亨利说：“学吧”。在亨利的鼓舞下，

贝尔开始了实验，一次不小心把瓶内的硫酸溅到了自已的腿上，他疼

痛得喊叫起来：“沃森先生，快来帮我啊！”想不到，这一句极普通

的话，竟成了人类通过电话传送的第一句话音。正在另一个房间工作

的贝尔先生的助手沃森，是第一个从电话里听到电话声音的人。贝尔

在得知自已试验的电话已经能够传送声音时，热泪盈眶。当天晚上，

他写给母亲的信中预言：“朋友们各自留在家里，不用出门也能互相

交谈的日子就要到来了！”

1877年，也就是贝尔发明电话后的第二年，在波士顿设的第一

条电话线路开通了，这沟通了查尔期?威廉期先生的各工厂和他在萨

默维尔私人住宅之间的联系。也就在这一年,有人第一次用电话给《波

士顿环球报》发送了新闻消息，从此开始了公众使用电话的时代。

说到电话的发明，还有一段鲜为人知的故事。

由于贝尔1876年3月10日所使用的这部电话机的送话器，在原

理上与另一位电话发明家格雷的发明雷同，因而格雷便向法院提出起

诉。一场争夺电话发明权的诉讼案便由此展开，并一直持续了十多年。

最后，法院根据贝尔的磁石电话与格雷的液体电话有所不同，而且比

格雷早儿个小时提交了专利申请等这些因素，作出了现在大家已经知

道结果的判决，电话发明权案至此画上句号。

尽管如此，电话仍然是一个时代的产物，它凝聚着包括贝尔在内

的许多电话发明家的智慧和汗水。

从人工交换到自动交换

第一个研究发明自动电话的人是一个名叫阿尔蒙.B.史端乔的美

国人，他是美国堪萨斯城一家殡仪馆的老板。他发觉，电话局的话务

员不知是有意还是无意，常常把他的生意电话接到他的竞争者那里，

使他的多笔生意因此丢掉。为此他大力恼火，发誓要发明一种不要话

务员接线的自动接线设备。从1889年到1891年，他潜心研究一种能

自动接线的交换机，结果他成功了。1891年3月10日，他获得了发

明“步进制自动电话接线器”的专利权。1892年11月3日，用史端

乔发明的接线器制成的“步进制自动电话交换机”在美国印第安纳

州的拉波特城投入使用，这便是世界上第一个自动电话局。从此，电

话通信跨入了一个新时代。但是自动电话的大踏步发展是在20世纪。

到20世纪20年代，世界上还只有15%的电话是自动电话。随着自

动电话技术的发展和进步，到20世纪50年代，世界上已有77%的

电话是自动电话了。

史端乔发明的自动电话交换机的制式，为什么叫做“步进制”？

这是因为它是靠电话用户拨号脉冲直接控制交换机的机械作一步一

步动作的。例如，用户拨号“1”，发出一个脉冲（所谓“脉冲”，

就是一个很短时间的电流），这个脉冲使接线器中的电磁铁吸动一次,

接线器就向前动作一步。用户拨号码“2”，就发出两个脉冲，使电

磁铁吸动两次，接线器就向前动作两步，余类推。所以，这种交换机

就叫做“步进制自动电话交换机”。

1919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“纵横制接线器”，并申请了专利。1929年，瑞

典松兹瓦尔市建成了世界上第一个大型纵横制电话局，拥有3500个

用户。

“纵横制”的名称来自纵横接线器的构造，它由一些纵棒、横棒

和电磁装置构成，控制通过电磁装置的电流可吸动相关的纵棒和横棒

动作，使得纵棒和横棒在某个交叉点接触，从而实现接线的工作。

“纵横制”和“步进制”都是利用电磁机械动作接线的，所以它

们同属于“机电制自动电话交换机”。但是纵横制的机械动作很小，

又采用贵重金属的接触点，因此比步进制交换机的动作噪声小、磨损

和机械维修工作量也小，而且工作寿命也较长。

另外，纵横制与步进制的控制方式也不同。步进制是由用户拨号

直接控制它的机械动作的，叫做“直接控制式”；而纵横制是用户拨

号要通过一个公共控制设备间接地控制接线器动作，因而叫做“间接

控制式”。

公共控制设备的功能就好比是人工电话交换中的话务员，担任着

接收用户拨发的电话号码的任务，并进行存储、计数、转发等工作。

它模仿话务员的工作过程，但是接线速度比人工快得多。公共控制设

备是：由许多电子器件组成的一个极为复杂的电子电路。

这种，““间接控制方式”“比”“直接控制方式"”有明显的

优点。例如，它的工作比较灵活，便于在有多个电话局组成的电话网

中实现灵活的交换，便于实现长途电话自动化，还便于配合使用新技

术、开放新业务等等。因而，它的出现使自动电话交换技术提高到一

个新的水平。

走过模拟，迈向数字

电信通信按传送信号的方式不同，可分为模拟通信和数字通信两

大类。电话是模拟通信，因为传送说话声音的电信号是“模仿”说话

人的声音变化的；而电报是数字通信，因为它传送的是只有“有”和

“无”两种状态的脉冲组合信号。常见的模拟通信有电话、电视等，

常见的数字通信有电报、数据通信（计算机通信）等。过去，数字通

信在整个通信中只占很小的比重。近年来，随着电子计算机的日益广

泛应用，数字通信的需求急剧增长。同时由于大规模和超大规模集成

电路的迅速发展以及计算机技术、数字信号处理技术的日益发展，电

话通信技术也在一步步向数字化的方向发展。所谓电话的数字化就是

在电话传送时先把模拟的电话信号变换成数字信号，在接收时再把数

字信号恢复成模拟信号。这样做看起来是增加了变换的过程，但是在

现代技术条件下，这样做能提高电话通信的质量和效率，而且还更为

经济。实现电话通信数字化的技术叫做“脉冲编码调制”技术。脉码

调制技术的应用现在已经遍及全世界，到1990年已经出现了在一对

线上能传送30240路电话的脉码调制系统。脉码调制技术使电话通信

得以向高速、大容量、长距离的方向发展，它正在逐步取代模拟通信。

电话通信数字化后，使电话网不仅可以通电话，而且可以在数字

化的电话网中传送各种通信，使电话网成为所谓的“综合业务数字

网"（简称ISDN）。这又是20世纪电信的一大成就。

程控交换技术

自动电话交换由“机电”方式向“程控”方式演变，是20世纪

电话通信的又一次重大变革。程控电话交换机就是电子计算机控制的

电话交换机。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。1965年5月，美国贝尔系统的1号电子交换机问世,

它是世界上第一部开通使用的程控电话交换机。但这还不是时分数字

式的，而是所谓“空分”的。什么叫“空分”？空分就是用户在打电

话时要占用一对线路，也就是要占用一个空间位置，一直到打完电话

为止。过去机电式的交换机都是空分方式的。从1965年到1975年这

10年间，绝大部分程控交换机都是空分的、模拟的。为什么不直接

实现数字化呢？这是因为交换机中的两大部分，即公共控制设备部分

和通话电路接续部分中，随着电子器件、集成电路和电子计算机技术

的发展解决公共控制设备的电子化、实现计算机控制比较顺利；而想

要把通话接续部分的金属接点换成电子接点却比较困难，因为没有一

种电子接点的开关性能（即开关断开时的电阻与接通时的电阻之比）

能比得上金属接触点。

1970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。随后世界各国都大力开发。进入80年

代，程控数字电话交换机开始在世界上普及。

程控数字交换与数字传输相结合，可以构成综合业务数字网，不仅实

现电话交换，还能实现传真、数据、图像通信等的交换。程控数字交

换机处理速度快，体积小、容量大，灵活性强，服务功能多，便于改

变交换机功能，便于建设智能网，向用户提供更多、更方便的电话服

务。因此，它已成为当代电话交换的主要制式。

天宇茫茫网无边

无线电话是20世纪的重大发明。无线电通信虽是1895年发明的,

但无线电话却是在20世纪初发明了真空三极管之后才出现的。1915

年首次成功地实现了跨越大西洋的无线电话通信；1927年在美国和

英国之间开通了商用无线电话。当时的越洋无线电话通信是利用短波

无线电波能从电离层折射返回地面这一特性。30年代发现了超短波,

40年代发现了微波。超短波和微波都不能从电离层反射，具有直线

传播的特性，能穿过电离层；它们在地面上只能以视线距离传播。人

们利用这种特性开发了多路无线接力通信。超短波接力通信可以传送

30路以下的电话；微波接力通信可以传送儿千路电话，还可以用来

传送彩色电视。所谓接力通信，就是在直线视距范围（在地面平原地

区约50千米）内设立一个中继站进行接收转发。通信距离越长，设

立的中继站越多。

卫星通信是利用人造地球卫星作为中继站或卫星转发器的微波

通信。卫星通信可以在大面积范围内进行高质量的通信，已经成为全

球远距离和洲际通信的重要手段之一。

70年代后期出现的蜂窝式移动电话系统，是无线电话的重大发

展，迅速在世界各国投入使用。90年代人们提出了覆盖整个地球的

低地球轨道卫星移动电话系统，把移动电话系统的基站设在卫星上，

可覆盖整个地球，使用户能在任何时间、任何地点与任何人进行通信

的“个人通信”成为可能。

滚滚长江东逝水

1）数字程控交换机（SPC）于70年代末开始大规模商业化，这使

得RSC的概念发展为RSU（不带本地交换）、RSM（带本地交换）两部

分。

2）由于接入网概念普遍为电信运营和设备供应商所接受，加上

数/模混合网时代的来临，PCM数字复用传输设备从更高程度减少了

RSU（或RSM）与主控设备之间的实践连接数量，并作为一种过渡性

的网关接口设备较好地解决了数/模混合网中模拟设备与数字设备之

间的互连互通问题。

3）一些新崛起的中小企业开始涉足RSU及PCM复用设备的生产

制造，并展开了与传统的具有垄断地位的大电信设备供应商之间的竞

争。运营者注意到这种竞争将给自己带来可观的经济利益，并可在一

定程度上摆脱传统设备供应商的制约，于是在CCITT上公开支持这种

竞争并希望通过标准化程序使之获得稳定的发展。

4）CCITT相关工作组在80年代初先后提出了VI、V2、V3、V4

共4种数字接口的一般性建议。

5）运营者、传统设备供应商、新的竞争者之间的错综复杂的经

济利益关系，使得上述4种数字接口建议工作最终未能取得广泛的认

同。

6）80年代中期世界范围内反垄断呼声高涨，新诞生的中小企

业对其发展严重受制于传统的大型供应商的局面日益不满，加之发达

国家反垄断法的出台，导致了电信界对接入网接口规范化和标准化要

求的提出。

7）80年代后期，在各方面的推动下，ITU-T开始着手制定标

准化程度较高的数字接口规范一V5.X,并对接入网作了较为科学的界

定（尽管还存在不少值得商榷和明显疏漏的问题）。

8）V5.X促使接入网设备长期被处在垄断地位的大制造商自然

控制的局面出现崩溃，运营业可以从设备供应商之间的竞争中获得更

多的好处（包括经济的、技术的）。但是，随着网络规模的急速膨胀,

运营业的网络管理（特别是由于接入网中物理节点显著增加）及许多

相关问题日趋复杂化，网管危机开始出现。

9）TMN（电信管理网）概念的提出是运营业为在多设备供应商

环境下寻求高效管理能力解决网管问题的又一新的努力。

10）由于历史的原因，大制造商不愿再为失去市场份额和利润

水平保持沉默，转而在接入网网管问题上采取了从技术标准到竞争

策略的全方位反攻，其直接的结果就是想方设法对ITU-T在接入网

网管建议的制定方面制造困难，以便达到网管不通使运营者失去对基

于V5.X标准的其它供应商产品的不自觉抵制（由于网管不通会使运

营者在使用标准接口的接入网产品方面产生管理障碍和心理障碍）。

11）新进入电信产品市场的竞争企业只有依靠不断推出新的

技术概念和鼓吹可能为运营业带来的好处以期获得来自市场方面的

支持。

12）90年代以来宽带、无线技术的发展，特别是人们普遍认为

B-ISDN时代即将来临，接入网有可能为新的运营公司提供发展机会,

为老的运营公司提供增值业务，于是ITU-T终于在1998年基本完成

了VB5建议的制定工作。

13）与此同时，运营业的垄断行为也正在发达国家受到不可阻

挡的挑战，新出现的运营者必须采用更为先进的技术手段（如宽带、

无线接入等）以尽可能地减少或降低地面线路的投资风险。

14）NII（国家信息基础设施）、GII（全球信息基础设施）概

念的提出及光纤传输技术的革命性进步，使接入网很可能会发展成一

个独立的产品及运营市场。

上述动力使得接入网技术仍能以较强的势头持续发展至今。

程控交换机部分分机功能介绍

数字程控交换机其中一个最吸引人和最有特色之处，就是给

最终用户提供了多种多样的分机功能，目前的交换机不论是电信局的

局用机，还是一般单位使用的用户机，均具有相当多的分机功能，合

理的使用这些功能，可以充分发挥交换机具有的潜能，为自己服务。

不过，大多数的功能需经电信局或单位管理员的授权。

分机功能：

1.遇忙自动回铃

呼叫听忙音时，挂机等待，当被叫闲时系统自动通知您。

2.不应答自动回铃

呼叫长时间听回铃音，无人应答，当被叫下次通话后系统

自动通知您。

3.穿梭

在通话的过程中，可暂时与第三方通话，然后返回。

4.遇忙呼叫转移

设置此功能的分机忙时，则呼叫它的电话转至预设置的另

一分机。

5.不应答遇忙转移

设置此功能的分机久不应答呼叫时，电话转至预设的另一

分机。

6.公共应答紧急服务

当发生重大时间时，通过电铃或汽笛发出信号，任何用户

可在任一分机上应答呼叫。

7.特服分机

呼叫特服分机(如火警，匪警)时，特服分机持续振铃，直

到对方应答为止。

8.三方会议

可实现三方用户同时通话，相互讨论。

9.公共缩位拨号

为保密或方便起见，把某些常用号码定义一个缩位码。

10.个人缩位拨号

普通分机可把经常使用的电话号码自编一个代码。

11.恶意电话跟踪

当您确认某次呼叫怀有恶意时，可锁定该电话位置。

12.跟我来(Followme)

凡打到设置了该功能的电话的呼叫，均转至定义的另一分

机。

13.音乐保持(musiconhold)

在电话转接过程中，呼叫方听音乐。

14.热线(hotline)

摘机直接与某预定义的某分机通话。

15.经理秘书功能

a.通过通道码相互呼叫

b.呼叫转移，呼叫经理分机忙或缺席时，呼叫转到秘书分

机上。呼叫经理/秘书不应答，呼叫转至目的分机。

c.强插，当经理/秘书呼叫遇忙时，经理或秘书可拨强插

代码，插入对方通话。

d.自动回叫。

e.出入自由，经理/秘书可自由退出/返回经理/秘书组。

16.搜寻组

a.组内搜寻闲分机振铃。

b.代接电话。

c.出入自由。

17.强插

具有该功能的分机，呼叫某分机时遇忙，则可强插进对方

通话。

18.免打扰

设置免打扰功能后，所有呼叫该分机的电话将转至话务台。

等等

电话机的原理

电话通信是通过声能与电能相互转换、并利用“电”这个媒介来

传输语言的一种通信技术。两个用户要进行通信，最简单的形式就是

将两部电话机用一对线路连接起来。

a）当发话者拿起电话机对着送话器讲话时,声带的振动激励空

气振动，形成声波。

b）声波作用于送话器上，使之产生电流，称为话音电流。

c）话音电流沿着线路传送到对方电话机的受话器内，

d）而受话器作用与送话器刚好相反一把电流转化为声波，通过

空气传至人的耳朵中。

这样，就完成了最简单的通话过程。

自动电话交换机的分类

1.根据信息传递方式分类

①模拟交换机：对模拟信号进行交换的交换机。通过普通电话机传

出的语音信号是模拟信号，步进制、纵横制等交换机都属于模拟交换

机。对于电子交换机来说，属于模拟交换机的有空分式电子交换机和

脉幅调制（PAM）的时分式交换机。

②数字交换机：对数字信号进行交换的交换机。目前最常用的是对

脉冲编码调制（PCM）数字信号进行交换的数字交换机。

2.根据控制方式分类

①布线逻辑控制交换机：交换机的控制部分是将机电器件（如继电

器）或电子元件做在一定的印制板上，通过机架布线做成。这种交换

机的控制部件做成后不好修改，灵活性小。

②存储程序控制交换机：交换机的控制部分类似计算机，采用的是

计算机中常用的“存储程序控制”方式。即把各种控制功能、步骤、

方法编成程序，利用存储器内所存储的程序来控制整个交换机的工

作。需要改变交换机功能或增加新业务时，只需要修改程序或数据就

能实现。这种方式大幅度地提高了交换机的灵活性。

模拟信号和数字信号

信号数据可用于表示任何信息，如符号、文字、语音、图像等，从表

现形式上可归结为两类：模拟信号和数字信号。模拟信号与数字信号

的区别可根据幅度取什是否离散来确定。

模拟信号指幅度的取值是连续的（幅值可由无限个数值表示）。时间

上连续的模拟信号连续变化的图像（电视、传真）信号等，如图

（a）所示。时间上离散的模拟信号是一种抽样信号，如图-1（b）

所示，它是对图IT(a)的模拟信号每隔时间T抽样一次所得到的

信号，虽然其波形在时间上是不连续的，但其幅度取值是连续的，所

以仍是模拟信号，称之为脉冲幅度调制(PAM,简称脉幅调制)信号。

数字信号指幅度的取值是离散的，幅值表示被限制在有限个数值之

内。二进制码就是一种数字信号。二进制码受噪声的影响小，易于有

数字电路进行处理，所以得到了广泛的应用。

1.模拟通信

模拟通信的优点是直观且容易实现，但存在两个主要缺点。

(1)保密性差

模拟通信，尤其是微波通信和有线明线通信，很容易被窃听。只要收

到模拟信号，就容易得到通信内容。

(2)抗干扰能力弱

电信号在沿线路的传输过程中会受到外界的和通信系统内部的各种

噪声干扰，噪声和信号混合后难以分开，从而使得通信质量下降。线

路越长，噪声的积累也就越多。

2.数字通信

(1)数字化传输与交换的优越性

①加强了通信的保密性。语音信号经A/D变换后，可以先进行加密

处理，再进行传输，在接收端解密后再经D/A变换还原成模拟信号。

数字加密处理可简单描述如下，Y1表示语音变成的数字信号Yl=

1011101100001,采用8位密码C=10001101。在送到传输线路之前,

将密码“加”到语音码中去，X=Y1+C(密码C连续重复)，则

传输的数字信号为

X=Yl+C=1011101100001Y1

+1000110110001C

0011011010000X

显然X#Y1,即便有人窃听到X码，也不能马上得到Y1码。在接收

端，只要再将相同密码C与数码X相加，就能丰碑成原来的语音数码

Y1,即

Yl=X+C=0011011010000X

+1000110110001C

1011101100001Y1

可见，语音数字化为加密处理提供了十分有利的条件，且密码的位数

越多，破译密码就越困难。

②提高了抗干扰能力。数字信号在传输过程中会混入杂音，可以利

用电子电路构成的门限电压（称为阈值）去衡量输入的信号电压，只

有达到某一电压幅度，电路才会有输出值，并自动生成一整齐的脉冲

（称为整形或再生）。较小杂音电压到达时，由于它低于阈值而被

过滤掉，不会引起电路动作。因此再生的信号与原信号完全相同，除

非干扰信号大于原信号才会产生误码。为了防止误码，在电路中设置

了检验错误和纠正错误的方法，即在出现误码时，可以利用后向信号

使对方重发。因而数字传输适用于较远距离的传输，也能适用于性能

较差的线路。

③可构建综合数字通信网。采用时分交换后，传输和交换统一起来,

可以形成一个综合数字通信网。

（2）数字化通信的缺点

①占用频带较宽。因为线路传输的是脉冲信号，传送一路数字化语

音信息需占20?64kHz的带宽，而一个模拟话路只占用妹Hz带宽，即

一路PCM信号占了儿个模拟话路。对某一话路而言，它的利用率降低

了，或者详它对线路的要求提高了。

②技术要求复杂，尤其是同步技术要求精度很高。接收方要能正确

地理解发送方的意思，就必须正确地把每个码元区分开来，并且找到

每个信息组的开始，这就需要收发双方严格实现同步，如果组成一个

数字网的话，同步问题的解决将更加困难。

③进行模/数转换时会带来量化误差。随着大规模集成电路的使用以

及光纤等宽频带传输介质的普及，对信息的存储和传输，越来越多使

用的是数字信号的方式，因此必须对模拟信号进行模/数转换，在转

换中不可避免地会产生量化误差。

电话交换机的基本任务与结构

1.电话交换机的基本任务

电话交换机有四种基本呼叫任务，根据进出交换机的呼叫流向及发起

呼叫的起源，可以将呼叫分为：本局呼叫、出局呼叫、入局呼叫和转

移呼叫，如图所示。

电话交换机

图四种基本呼叫任务

将交换机理解为一个交换局，本局一个用户发起的呼叫，根据呼叫的

流向可以分为出局呼叫或本局呼叫。主叫用户生成去话，被叫用户是

本局中的另一个用户时，即本局呼叫；被叫用户不是本局的用户，交

换机需要将呼叫接续到其他的交换机时，即形成出局呼叫。相应地，

从其他交换机发来的来话，呼叫本局的一个用户时.，生成入局呼叫；

呼叫的不是本局的一个用户，由交换机又接续到其他的交换机，交换

机只提供汇接中转的功能，则形成转移呼叫。除了汇接局一般只具备

“转接呼叫”的功能外，每个局的电话交换机都具备这四种呼