现代交换技术课件

現代交換技術

第一章概論一、交換概念的引入

1、點對點通信系統

2、多點通信及連接圖1點對點通信系統基本結構示意圖二、交換設備1、交換機的概念根據電子和電氣工程師協會（IEEE）的定義，交換機應能在任意的兩條用戶線之間建立和釋放一條臨時的通信鏈路。2、交換機的組成和工作原理圖2交換機工作原理示意圖

為完成轉接接續任務，交換機必須具有以下基本功能：

(1)能及時發現哪一個用戶有呼叫請求；

(2)能記錄被叫用戶話機號碼；

(3)能判別被叫用戶當前的忙閑狀態；

(4)若被叫用戶空閒，能選擇一條空閒線路將主、被叫話機連通，使雙方進入通話狀態；

(5)通話結束時，交換機必須及時進行拆線釋放處理；

(6)在同一時間內交換機要允許若干對用戶同時進行通話，且互不干擾。

圖3數字程式控制交換機的基本組成三、電話交換和公用電話交換網絡PSTN1、電話交換圖4一次呼叫處理過程示例上圖的流程簡單說明如下：①當用戶摘機時，用戶摘機信號送到發端交換機；

②發端交換機收到用戶摘機信號後，立即向主叫用戶送出撥號音；

③主叫用戶撥號，將被叫用戶號碼送給發端交換機；

④發端交換機根據被叫號碼選擇局向及中繼線，發端交換機在選好的中繼線上向終端交換機發送佔用信號，並把被叫用戶號碼送給終端交換機；⑤終端交換機根據被叫號碼，將呼叫連接到被叫用戶，向被叫用戶發送振鈴信號，並向主叫用戶送回鈴音；⑥當被叫用戶摘機應答時，終端交換機接到應摘機信號，終端交換機將應答信號轉發給發端交換機；

⑦用戶雙方進入通話狀態，這時，線路上傳送話音信號；⑧話終掛機復原，傳送拆線信號；⑨終端交換機拆線後，回送一個拆線證實信號，一切設備復原。

2、通信網的一般概念通信網將各終端設備通過交換系統按一定的拓撲模式組合在一起，實現任意兩個終端用戶的連接。組成：用戶終端設備

交換設備

傳輸設備3、PSTN的構成（公用電話交換網）

PSTN有市內電話網和長途電話網兩部分組成，通過撥號自動接通線路，可進行市內（本地）之間的通信，也可實現不同城市和地區間的通信1）本地網本地網是指在一個長途編號區範圍內，由若干個端局或者由若干個端局和匯接局及局間中繼、長市中繼、用戶線和話機終端所組成的電話網。圖5市話網的基本組成

2）國內長途網1、我國的電話網自1986年以來實行五級的等級結構，即由四級長途交換中心和第五級交換中心即端局組成。圖6四級匯接制長途網的結構

第一級為大區中心局即C1級，網狀網結構六個大區，即華北、東北、華東、中南、西南、西北。北京、廣州、上海、天津、瀋陽、南京、武漢、成都、西安第二級為省中心局即C2級，30個隨著通信技術的進步、長途骨幹光纖的鋪設和本地網的建設，我國長途電話網的等級結構已由四級逐步演變成為兩級，整個電話通信網相應地由五級網向三級網過渡，即兩級長途交換中心和一級的本地交換中心。匯接全省轉接（含終端）長途話務的交換中心為省級交換中心，用DC1表示；匯接本地網長途終端話務的交換中心用DC2表示。圖7長途電話二級網等級結構及網路組織示意圖3）國際長途網國內長途電話網經國際局進入國際電話網。原國際電報電話諮詢委員會（CCITT）於1964年提出等級制國際自動局的規劃，國際局分為一、二、三級國際交換中心，分別以CT1、CT2、CT3表示。

CTCenterTransit其中國際中心局共有六個，紐約（美洲區）、悉尼（澳洲區）、倫敦（西歐、地中海區）、莫斯科（東歐、中西亞區）、東京（東亞區）和新加坡（東南亞區）圖8國際長途網的組織結構4、

電話網的編號制度格式：字冠+國家地區號+國內長途區號+局號+用戶號用途：路由選擇的依據地址：邏輯地址和物理地址三、通道複用技術多路複用(multiplexing)可以將許多用戶數據流組成一個長時間的大的帶寬流，這樣用戶可以在傳輸的經濟規模中獲益。

1、通道複用方式多路複用是將N條輸入通道多路複用成一條輸出通道的技術。多路複用常分為同步時分多路複用、統計時分多路複用與頻分多路複用三種。圖9三種典型的通道複用方式2

通道利用率我們所說的通道是具有固定容量的通信鏈路，它的測量單位是bps，也就是說，通道時間中的每一秒都被分成一定數量的稱為比特時間的時間片，它的數量等於通道容量。平均數據率除以通道容量就是通道利用率。四、電路交換的特點

在電路交換(circuitswitching)中，需要為數據流分配一定的路徑與帶寬，在數據流存在的過程中將保持不變。每個通道的容量進一步被分成一定數量的邏輯通道，這些固定速率的邏輯通道稱為電路(circuit)。

圖10電路交換方式

電路交換比其他方案容易實現。但是，因為數據流被指定了固定速率的電路，所以在數據流具有突發性特點的情況下，電路容量的利用率很低。這就是電路交換為什麼常用於話音傳輸，而不常用於數據傳輸的原因。因為電路交換為呼叫分配固定的帶寬，所以不存在佇列延時，可以保證數據流從源節點到目的節點經過的最大端到端延時。五、分組交換1、分組交換的基本原理

圖11採用存儲轉發方式的分組交換

交換機收到一個分組後就把它暫存起來，然後根據分組中的地址資訊、中繼電路的忙閑、佇列的長短等，選擇一條最佳的路由，將該分組在此路由的佇列中排隊等待，輪到該分組時就將它按預定的路由發送到下一個交換機，直至將分組交給收信終端。圖12分組交換方式2、分組交換的兩種基本方式

數據報方式數據報(datagram)分組網路中，數據流中的每個分組獨立地選擇路由。存儲在路由器(或交換機)中的路由表負責指定到每個目的節點的輸出鏈路。路由表可以是靜態的，也可以是定期更新的。在後一種情況下，分配給目的節點的輸出鏈路取決於路由器判斷的到目的節點的最短路徑。隨著時間變化，鏈路的估計值可能會發生變化，所以連續的分組可能經過不同的鏈路傳輸。因此，每個分組必須含有表示源節點與目的節點地址的比特。圖13數據報方式

在虛電路(virtualcircuit)分組網路中，在傳輸數據前要選擇一條固定路徑，它在呼叫建立階段中實現，這個過程與電路交換網絡相似。但是在虛電路交換中，並沒有固定速率電路與邏輯電路的概念。同一數據流的所有分組都沿著一條固定路徑傳輸，這條路徑稱為虛電路。分組中必須含有一個虛電路識別字，該識別字通常比數據報交換中需要的源節點與目的節點的地址識別字短一些。但是，呼叫建立階段需要花費時間，並產生在數據報分組網路中不會產生的延時。圖14虛電路方式

數據報與虛電路兩種方式的比較虛電路方式是面向連接的通信方式，開始時，需發送一個呼叫請求分組已建立端到端的網路層的連接；而數據報不是面向連接的通信方式，無需先建立連接。數據報方式要求每一個分組都帶有源地址和目的地址，以便網路為每一個分組選擇路由，對節點的處理能力要求較高；而虛電路僅在連接階段才需要全套地址，虛電路建立後，使用虛電路識別字——邏輯通道號來區別不同的虛電路上的分組，開銷比較省。虛電路各分組按原有的順序到達終點；而數據報則不能保證這一點。當節點和鏈路發生故障時，或局部地區流量過大，節點不勝負載時，數據報各分組可根據當時情況繞過這一點，從安全性和均衡網路負載方面來看是較理想的；而虛電路一開始就確定了路由，因而靈活性就較差。3、面向連接和無連接服務面向連接服務包括3個階段：連接建立階段、數據傳輸階段與連接拆除階段。

當用戶申請面向連接服務時，在電路建立階段應首先指定用戶應用所需要的服務品質，網路才能夠決定它是否有足夠的資源來滿足用戶應用需要的服務品質，並且為該連接保留資源。

面向連接服務的數據傳輸除了表現在不同分組的傳輸延時變化上，還表現在它使用指定的傳輸電路上。希望得到可靠的順序報文傳輸的用戶應用，都需要使用面向連接服務。當網路實現無連接服務時，它每次傳輸一個數據分組到目的節點，並且各個分組之間相互獨立；

由於網路中沒有關於用戶傳輸的數據總量資訊，網路不能為完成一個特定品質的服務而保留相應的資源。

無連接服務的特點是具有平均或典型的延時與特定的差錯控制方法。一、頻分多路和時分多路頻分多路：輸入端將各路信號搬移到不同的頻段後傳輸，而在接收端利用濾波器將各路信號分開，完成多路複用通信。時分多路：各路信號在時間上互不重疊在一條通道上傳送。圖2頻分多路和時分多路二、時分多路複用原理

幀、同步、複用線圖3時分多路複用示意圖三、PCM30/32（基群）系統幀結構圖4PCM30/32系統幀結構話音的交換在TDM方式下演變為時隙的交換，即對於程式控制交換機而言，交換的對象為時隙。而在一次特定的接續和通話過程中，用戶在任何一段數字鏈路或交換網絡內部都對應著一個固定的時隙。複幀幀時隙位週期2ms125µs3.9µs0.488µs速率5008K256K2048Kbps四、數字複接和分接數字複接是將兩個或兩個以上的支路數字信號按時分複用的方法匯接成一個單一的複合數字信號。其逆過程稱為分接。PDH方式和SDH方式圖5PDH電端機複用原理圖按每四個較低的群複接為一個較高的群單路PCM信號基群二次群三次群四次群速率64Kbps2.048M8.488M34.368M139.264M在TDM方式下，所謂的交換就是完成時隙在複用線之間以及時隙位置上的搬移。§2.2交換單元PCM傳輸的基本條件是通話雙方收、發必須工作在同一時隙上

圖6每個用戶收發時隙工作在同一時隙號上交換單元是構成交換網絡的最基本的部件，用若干個交換單元按照一定的拓撲結構和控制方式就可構成交換網絡。§2.2.1交換單元圖7M×N的交換單元

此處集中或擴散的含義本質上是話務量的集中和擴散交換單元的類型圖8交換單元分類完成時隙在複用線之間的交換一、工作原理§2.2.2空間接線器--S接線器圖9S接線器工作原理若試圖將某時隙TSx從第i條入線交換（或轉移）到第j條出線，則在第X時刻，i線和j線之間的交叉點閉合。二、S接線器的組成電子交叉矩陣控制記憶體控制記憶體的數量=電子交叉矩陣輸入（輸出）複用線的數量每控制記憶體單元數=複用線的複用度每單元比特數x2x

=複用線數量三、S接線器的工作方式輸入控制和輸出控制考慮一種特殊情況即在各控制記憶體相同的單元寫入相同的內容廣播和同發出線衝突從S接線器的工作原理上談電路交換方式下呼叫佔用的含義。一、T接線器完成在一條複用線上時隙交換的功能。（一）工作原理當有時隙內容A需要從時隙i

交換到時隙j

時，……§2.2.3時分複用交換單元

圖10T接線器的功能圖11T接線器的工作原理2、T接線器的結構SM：CM：討論當輸入複用線的複用度為512，即四次群，另外T接線器為一分配型交換單元時，標出接線器各記憶體的單元數和每單元比特數。3、T接線器的工作方式輸入控制（入線緩衝方式）：CM中存放寫入地址。輸出控制（出線緩衝方式）：CM中存放讀出地址。SM的分時讀寫記憶體的工作原理引腳分配引腳功能參考資料記憶體的讀寫時序讀時序寫時序SM讀寫的時序要求T接線器的電路實現方法交換網絡是由若干個交換單元按照一定的拓撲結構和控制方式構成的網路。交換網絡的三大要素：交換單元、不同交換單元的連接方式和控制方式。2.3交換網絡

多級網路可以擴大選擇範圍，大型交換機均採用多級網路結構。網路的結構形式多種多樣，除了級數不同外，級間的連線方式也可能不同。下圖所示的兩級網路，其第一級由m個n

n交換器組成，第二級由n個m

m交換器組成。可以看出，該網路是一個容量為nm

nm的全利用度網路。2.3.1多級交換網絡

仔細觀察兩級交換器之間的連線，第一級每個交換器和第二級每個交換器之間只有一條連線。這樣，從任一入線到任一出線，中間的鏈路只有一條。顯然，該網路的內部阻塞率較大。再者，第一級的任意指定交換器和第二級的任意指定交換器之間只能建立一個連接，使得指定交換器上的其他出入線之間無法再建立連接。只有增加網路內部的鏈路數，才能降低網路的內部阻塞率，下麵做進一步的討論。網路結構分析

下圖給出一種內部有L條鏈路的兩級網路，但帶來的問題是第二級交換器的容量相應地增大為Lm×Lm，給交換器的設計和製作帶來困難。Ｌ重連接法簡化表示圖

另一種能有效降低網路內部阻塞率的方法是採用混合級。下圖給出了一個帶有混合級的三級網路。不難發現，這種網路中的第一級交換器和第三級交換器之間有n條鏈路可供選擇。網路的任何一條入線經第一級交換後將有n條出線，經第二級交換後有nm條出線，而經第三級後仍是nm條出線。採用混合級的三級網路一、交換網絡的內部阻塞1、雖然出入線空閒，但因交換器級間鏈路被佔用而無法接通的現象稱為交換網絡的內部阻塞。交換網絡的級間鏈路稱為網路的內部鏈路。2、阻塞概率的計算

2.3.2交換網絡的內部阻塞CLOS網路

研究表明，在相同條件下，應用多級網路結構可以得到比單級網路經濟得多的交換系統。為了提高交換設備的利用率，實用中的多級網路都是有阻塞的網路，而且隨著網路級數的增加，其內部阻塞也隨之增加。網路的內部阻塞率是指在入線和出線空閒情況下，無空閒的內部鏈路把指定的入線和出線連通的概率。要精確的計算網路阻塞率是一件很複雜的事情，必須要掌握網路中所進行的隨機過程的統計規律性，以及網路各級鏈路的佔用概率分佈。在這裏介紹一種近似計算方法——概率線性圖法。該方法簡單、有效，是實際計算中最常用的方法。概率線性圖法基於兩點假設：第一，網路中的鏈路佔用是相互獨立的；第二，網路中各條鏈路的負荷是均勻分配的。63

概率線性圖法的原理是，首先根據網路的結構和工作方式，把從一條入線到指定出線的全部可能路徑，用一線性圖表示出來，每一路徑的各段（鏈路）的佔用概率為已知。然後用簡單的概率方法直接計算出從入線到出線的阻塞概率。對於前面的兩級網路，從入線到出線只有一條內部鏈路，假設整個網路承擔的話務量為A，則每條內部鏈路被佔用的概率為A/(mn)，網路的內部阻塞率等於鏈路被佔用的概率。有L條內部鏈路的兩級網路，網路的阻塞率等於L條內部鏈路同時全忙的概率，即[A/(nm)]L。

阻塞計算原理64

對於前面討論的三級網路，首先畫出它的入線到出線的概率線性圖，圖中標明各段鏈路的佔用概率，其中，每一條路徑忙的概率為1-(1-a)2，網路的阻塞率等於n條內部路徑同時全忙的概率，即：Bi=[1-(1-a)2]n

（a為佔用概率）ＤＤＭ網路阻塞概率

當網路的內部鏈路數達到一定數量時，可以完全消除內部阻塞。下圖給出了一個三級無阻塞網路，這種網路又稱為克勞斯(Clos)網路。如何判斷網路是無阻塞的？要看在最不利佔用情況下，能否提供內部鏈路。二、嚴格無阻塞網路--CLOS網路

當第一級有m個交換器，每個交換器有n條入線，而第三級有k個交換器，每個交換器有j條出線時，一個三級無阻塞網路應滿足:

第一級有m個n(n+j-1)交換器第二級有n+j-1個mk交換器第三級有k個(n+j-1)j交換器上述原則可以推廣到任意奇數級網路，如果把三級Clos網路的第二級中的每一個交換器，都用一個三級Clos網路代替，就可以得到一個五級Clos網路。三級嚴格無阻塞CLOS網路的構造CLOS網路構造的基本思想是：採用足夠多的級數，能夠設計出一種無阻塞網路，其交叉點增長的速度小於。也就是說，使用CLOS網路，既可以減少交叉點數，也可以做到無阻塞。例設計一個800X600的無阻塞網路，所用交換器的出入線數均不得超過20。多級CLOS網路2.3.3TST網路

當交換機的容量較小時，可以採用只含一個時間交換器的單T網路。當交換機的容量超過單T的限度時,必須採用由T和S交換器組成的多級網路。多級網路的形式多種多樣，下表給出了一些典型交換機所採用的網路形式。可以看出主流是三級網路。一、TST網路的交換容量及結構1、容量例如，FETEX-150交換機的主交換網絡是一個三級網路，第一級和第三級為64個1024*1024的T接線器，則該主網路即為6，5000線的TST網路。TST是一種常見的三級交換網絡，第一級T交換器稱為A級T，用來完成輸入時分複用線上的時隙交換。第二級S交換器稱為中間級S，用來完成不同時分複用線之間的交換。第三級T交換器稱為B級T，用來完成輸出時分複用線上的時隙交換。

TST網路中的兩級T要求採用不同的控制方式，中間級S的控制方式一般採用輸出控制方式。1.TST網路的結構

我們以三級網路為例，討論多級數字交換網絡的接續原理。按照T和S交換器的功能，由其構成的三級網路結構有：TST、STS和TTT。重點討論TST。三級網絡

這裏以兩個用戶之間的通話為例，說明TST交換網絡的接續原理。一個具有4條輸入時分複用匯流排(IDH0~IDH3)和4條輸出時分複用匯流排(ODH0~ODH3)的TST三級網路，A級T和B級T各需要4個T交換器，中間級S是一個4×4交換器。假定輸入輸出時分複用匯流排上有32個時隙(TS0~TS31)，通話要求如下：TST接續原理主叫用戶A被叫用戶BIDH0TS5IDH3TS2075TST接續原理(續)

數字交換網絡中的接續是單向接續，把從主叫至被叫方向的接續路由稱為正向路由，把從被叫至主叫方向的接續路由稱為反向路由。按輸入折疊方式，兩個用戶要實現通話，則要求建立的正反向路由如下：76

正向路由IDH0,5ODH3,20

反向路由IDH3,20ODH0,5

可以看出：這裏不但要求完成時隙交換，同時要求完成線間交換。

首先討論正向接續路由的選擇和建立，控制系統首先必須選擇一個空閒的內部時隙，TST網路的內部時隙是指A級T的輸出複用線上的時隙，由於S級不能完成時隙交換，內部時隙也是S級匯流排上的時隙，又是B級T的輸入複用線上的時隙。內部時隙不固定給任何通路，屬於共用資源。假如控制系統選到了內部時隙TS10，則正向路由要求TST三級交換器完成的交換包括：正向路由

A級TTS5TS10時隙交換S級IDH0ODH3線間交換B級TTS10TS20時隙交換77TST網路舉例78正向路由反向路由

控制系統不必為反向接續路由選擇空閒的內部時隙，一般採用反相法原理，用與正向接續路由相差半幀的內部時隙作為反向路由的內部時隙，複用線上一幀有32個時隙，相差半幀也就是16個時隙，因此，反向路由的內部時隙為10+16=26。這樣做的好處是：控制系統只需選擇一次內部時隙，就可得到正反兩個方向的內部時隙,節省控制系統選擇路由的時間。反向路由79

把TS26作為反向路由的內部時隙，則要求TST三級交換器完成的交換包括：反向路由(續)

上圖中同時標出了反向路由，包括佔用的話音記憶體單元和控制記憶體相應單元中的數據。如果改變各級交換器的控制方式，接續路由情況自行討論。A級TTS20TS26S級IDH3ODH0B級TTS26TS580

數字交換網絡是同步時分網路，時-空等效就是把數字時分網路等效為模擬空分網路。交換理論中都是針對空分交換網絡進行分析討論的，等效的目的是為了運用交換理論知識來分析數字交換網絡。等效的空分網路必須與原數字時分網路的結構、性能一致。我們首先分析時間交換器T和空間交換器S的等效，進而討論多級網路的等效和阻塞計算。3.2.4數字交換網絡的時-空等效與阻塞計算81T型交換器的等效：下圖是一個T型交換器，假設輸入時分複用線上有n個時隙，輸出時分複用線上有m個時隙，由於輸入時分複用線上的任一時隙可以交換到輸出時分複用線上的任一時隙，每一個時隙等效為模擬網絡中的一條線，則該T型交換器可等效為一個n×m空分交換器。82T的等效S型交換器的等效：空間交換器S是按時分方式工作的，對於每一個時隙時間，S的交叉接點矩陣有一種連接狀態。下圖所示的S交換器，假定交叉接點矩陣為n×m，時分複用線的時隙數為k。則該S型交換器可等效為k個n×m空分交換器。S的等效83

對於多級數字網絡，首先把網路中的各級交換器進行空分等效，然後根據各級之間的鏈路連接情況，用模擬線將各級連接起來。前面討論的TST網路等效的空分網路如下。TST的等效84

程式控制數字交換機的系統結構圖1數字程式控制交換機的硬體基本組成介面設備：實現數字交換系統和週邊環境的介面。遠端介面：是到集中維護操作中心、網管中心、計費中心等的數據傳送介面。用戶集中級：完成話務集中功能。集中比一般為2:1到8:1，一般為單T交換網絡。用戶模組：用戶集中級+用戶電路。遠端模組：設置在遠端的用戶模組。§3.3電路交換系統的介面電路圖2數字程式控制交換機的各類介面電路

程式控制交換系統的數字介面有V介面：

V1：64kb/s，可為2B+D或30B+D的終端

V2：連接數字遠端模組的介面

V3：連接數字PABX的介面，屬30B+D的介面

V4：可接多個2B+D的終端，支持ISDN的接入

V5：支持nXE1的接入網，包括V5.1

(n=1)和V5.2介面(1≤n≤16)A介面：速率為2048kb/s的數字中繼介面B介面：PCM二次群介面，其介面速率為8448kb/sE1載波：CCITT建議了一種2.048Mbps速率的PCM載波標準，稱為E1載波(歐洲標準)。T1載波：Bell系統的T1載波利用脈碼調製PCM和時分TDM技術使24路採樣聲音信號複用一個通道。每一個幀包含193位，125us。T1系統的數據傳輸速率為1.544Mbps。圖3T1系統幀結構程式控制交換系統的模擬介面有：Z1介面：連接單個模擬用戶的介面

Z2介面：連接模擬遠端集線器的介面Z3介面：連接模擬PABX的介面3.3.1模擬用戶介面電路模擬用戶電路的功能可歸納為BORSCHT七個功能：

——B(Batteryfeeding)饋電

——O(Overvoltageprotection)過壓保護

——R(Ringingcontrol)振鈴控制

——S(Supervision)監視

——C(CODEC&filters)編譯碼和濾波

——H(Hybridcircuit)混合電路

——T(Test)測試在實際中，基於實現和應用上的考慮，通常將BORSCHT功能中過壓保護由外接元器件完成，編解碼器部分另單成一體，集成為編解碼器（CODEC），其餘功能由所謂集成模擬SLIC完成。一、模擬用戶介面功能1、饋電共電式交換機饋電方式：恒壓饋電恒流饋電恒壓饋電電路其中電容的特性為“隔直流、通交流”，電感的特性是“隔交流、通直流”。

圖4用戶電路的饋電功能實現方法示意圖饋電電路對用戶環路半徑的限制按照國標GB3380，GB1493-78的規定：饋電電壓：-48V話機摘機阻抗（直流）話機掛機阻抗（交流）饋電電流２、過壓保護和過流保護二極體橋式鉗位電路熱敏電阻圖5過壓過流保護實現方法示意圖３、振鈴：圖6振鈴控制實現方法示意圖４、監視可檢測到以下各種用戶狀態：用戶話機的摘掛機狀態用戶話機（號盤）發出的撥號脈衝投幣話機的輸入信號

圖7監視功能的電路圖

５、編譯碼及混合（２／４線變換）電路圖8混合電路的原理圖圖9編譯碼及濾波電路6、測試控制圖10測試功能的示意圖圖11自用戶側至交換側的用戶電路基本功能一覽3.3.2數字用戶介面圖12典型的電話公用網的配線結構一、數字用戶線（數字接入）的引入1、數字用戶線並非為提高話音信號的傳輸品質而設計的。2、用戶接入採用數字用戶線的服務目標在於提供用戶的寬頻數據接入業務，逐步向多媒體接入邁進。高速本地環路：2B+D；xDSL；HFC等視頻點播（VOD）；Internet訪問；遠程局域網訪問；多媒體訪問….二、ADSL（AsymmetricDigitalSubscriberLine）1、ADSL的通道速率ADSL的通道速率和用戶線的長度以及導線規格有關距離帶寬積事實上現在我們通常所提的ADSL應該稱之為xDSL,其共同的特點為上下行通道速率不同，這也是所謂非對稱數字用戶環路裏“非對稱”的含義。通道速率取決於用戶線的長度及所採用的雙絞線的規格。在現今ADSL接入方式下，用戶端的ADSL數據機提供三個獨立的通道，理論傳輸速率分別為下行傳輸速率為8Mbps，上行傳輸速率為1Mbps，在用戶線長度為5486.4m時，理論下行速率能夠達到1.554Mbps，上行傳輸通道為120Kbps。2、ADSL的配置和通道複用方式圖13ADSL配置ADSL網路終端內部電話介面外部電話介面電源開關串行介面網卡或集線器介面電源適配器介面圖14ADSL的頻譜3.3.3數字中繼電路

數字中繼器是連接數字局間中繼線的介面電路，用於與數字交換局或遠端模組的連接。主要作用是根據PCM時分複用原理，將30路64kb/s的話路信號複接成2048kb/s的基群信號發送出去，或者反之，把從其他數字交換系統（或數字傳輸系統）來的2048kb/s的基群信號分成30路話路信號，然後再通過數字交換網絡分接到各個相應的用戶。

圖15數字中繼器功能框圖數字中繼電路的基本功能

時鐘提取：

就是從輸入的數據流中提取時鐘信號，作為輸入數據流的基準時鐘。同時該時鐘信號還用來作為本端系統時鐘的外部參考時鐘源。碼型變換：

就是將交換機內部的傳輸碼型轉換為交換機外部PCM線路上的傳輸碼型，即將單極性不歸零碼轉換成HDB3型碼（高密度雙極性碼）。幀同步：

就是從接收的數據流中搜索並識別到同步碼，並以該時隙作為一幀的開始，以便接收端的幀結構排列和發送端的完全一致。

幀同步檢測介紹

在同步狀態下，如果幀同步檢測電路連續數次不能在預定時刻收到同步字，就認為系統失步，立即重新開始同步建立過程，這是為了避免偶然的傳輸誤碼造成假失步。圖16幀同步檢測電路複幀同步

如果數字中繼線上使用的是隨路信號（中國1號信令），則除了幀同步外，還要有複幀同步。複幀同步是為了解決各路標誌信號的錯路問題。幀定位（再定時）彈性記憶體的上下溢出及滑動損傷提取和插入隨路信號

彈性記憶體實際中，交換機之間的信號時延受距離、溫度和傳輸系統等因素的影響，ts總是處於變化中。幀同步常採用彈性記憶體來實現，線路上的傳輸時延會被彈性記憶體自動吸收。下圖為幀同步原理電路。圖17幀同步原理電路3.3.4數字同步網電信支撐網

支撐網是為保證通信基礎網和業務網正常運行，增強通信網功能，提高整個通信網的服務品質而形成的專門網三大支撐網信令網同步網管理網一、同步網1、概念同步網是為通信網中所有通信設備的時鐘（或載波）提供同步控制（參考）信號，以使它們同步工作在共同速率上的一個同步基準參考信號的分配網。2、組成基準時鐘源基準信號傳送鏈路大樓綜合定時供給系統（BITS）或稱同步節點二、同步方式1、全同步網：受一個或若干個基準時鐘控制，並保持全網統一工作的網。2、准同步網：通過具有相同標稱頻率的不同基準時鐘相互比對，經自動調節保持全網統一工作的網。三、我國的數字同步網的組網方式和等級結構1、等級：網中的每一個時鐘都賦予一個等級，某一個等級的時鐘只能向較低等級或同等級時鐘傳送同步信號以實現同步。2、全國數字同步網的組成第一級基準時鐘銫原子鐘第二級受控的銣原子鐘或高穩定度晶體鐘第三級晶體鐘第四級一般晶體時鐘圖18數字同步網的等級示意圖3.3.5音頻信號的產生、發送和接收

一、信號音的種類

1、單音信號圖19各類單音信號2、雙音多頻（DTMF）信號

頻率（Hz）H11209H21336H31477H41633L1697123AL2770456BL3852789CL4941*0#D1）帶內信號；2）互不成諧波關係；二、信號音的產生和發送1、信號音的產生原理單音頻信號產生的基本原理是：將信號按125μs間隔進行抽樣（也就是8kHz的PCM抽樣頻率），然後進行量化和編碼，得到各抽樣點的PCM信號，放到ROM中，使用時對ROM按一般PCM信號讀出，就是這個音頻信號（數位化的信號）。雙音頻信號產生的基本原理是：首先要找到一個重複週期。將兩個雙音頻信號按125μs間隔進行抽樣（也就是8kHz的PCM抽樣頻率），然後進行量化和編碼，得到各抽樣點的PCM信號，放到ROM中，使用時對ROM按一般PCM信號讀出。

圖20單音信號產生原理圖21信號發生器的硬體結構2、數字音頻信號的發送和接收發送：指定時隙或佔用普通話路的時隙經交換網絡送出。數字音頻信號的接收流程多頻信號的接收原理圖22單音信號

的接收圖23DTMF信號的接收3.3.6交換機的控制系統簡介一、控制系統的功能程式控制交換系統對其控制系統的要求如下：呼叫處理能力最大忙時試呼次數（MaximumNumberofBusyHourCallAttempts）可靠性靈活性和適應性經濟性二、交換機的控制方式

程式控制交換系統的控制系統的構成方式主要有集中控制和分散控制兩大類。

圖24集中控制方式

圖25分散控制控制方式

三、多處理機結構1、分擔和備用

多處理機之間的工作方式可採用按功能分擔、按話務分擔或備用工作方式（冷備用、熱備用）。

圖26功能分擔的多處理機結構舉例

圖27話務分擔的多處理機結構舉例

2、處理機間的通信方式1．通過數字交換網絡進行通信（1）利用TS16進行通信（2）通過數字交換網絡的任一話音通道傳送2．採用電腦網絡常用的通信結構方式（1）多匯流排結構（2）環形結構當分散的控制系統中的多處理機處於平級關係時，可以採用環形結構互連，每臺處理機相當於環內的一個節點，和環通過環介面連接。（3）以太網結構以太網結構同令牌環一樣，也是一種局域網多處理機的通信技術，但是其應用更加普遍。4.1呼叫處理的基本原理呼叫的基本類型本局呼叫出局呼叫入局呼叫轉接呼叫圖1四種基本呼叫類型一、一個呼叫的處理過程主叫用戶摘機呼叫送撥號音，準備收號收號號碼分析接至被叫用戶向被叫用戶振鈴被叫應答和通話主叫先掛機，通話結束被叫先掛機，通話結束二、穩定狀態和狀態轉移空閒=>等待收號激勵：主叫用戶摘機回應：通過交換網絡建立兩條鏈路上行鏈路：用戶收號器下行鏈路：撥號音用戶2、等待收號=>收號激勵：用戶撥第一位號碼回應：1）停撥號音

2）預譯處理和收號檢查主叫用戶數據，判別用戶許可權號首分析：確定呼叫類型以及該收幾位號收號完畢後復原收號器3、收號=>振鈴激勵：被叫用戶號回應：通路預占即選定內部時隙後將相應的控制記憶體的對應單元置忙向被叫振鈴向主叫送回鈴音4、振鈴=>通話激勵：被叫摘機回應：通路建立計費5通話=>送忙音激勵：一方掛機回應：向另一方送忙音6、送忙音=>空閒激勵：另一方掛機回應：鏈路復原三、用SDL圖表示的呼叫處理過程

呼叫處理的SDL圖具有下列特點：整個接續過程分為若干個階段，每個階段可以用穩定狀態來標誌；兩個穩定的狀態之間要執行各種處理；在一個穩定狀態下，若沒有輸入信號，處理機不會做任何動作；同樣的輸入信號在不同的狀態下會作出不同的的處理，轉移到不同的新狀態；在同一狀態下，不同的輸入信號處理是不同的；在同一狀態下，輸入同樣信號，也可能因不同情況得出不同結果；

整个呼叫处理的过程就是处理机监视、识别输入信号，然后进行分析、执行任务和输出命令，如此循环。四、呼叫處理過程從功能上可分為以下三個部分輸入處理：完成數據採集，識別並接受從外部輸入的處理請求。分析處理：是內部數據處理部分，根據輸入信號和現有狀態進行分析、判別，然後決定下一步任務。內部任務的執行和輸出處理：完成指定的任務，輸出命令。

4.2程式控制交換軟體系統一、程式控制交換軟體系統的組成程式控制交換系統軟體是由運行軟體和系統支援軟體組成。其中運行軟體是由操作系統和應用軟體組成。應用軟體包括OAM、呼叫處理和數據庫程式。系統支援軟體是由系統軟體開發支援系統、軟體加工系統、應用工程支援系統、交換局管理支援系統組成的。

程式控制交換系統軟體的組成

圖2交換軟體的組成程式控制交換系統的操作系統具有其自身特點程式控制交換系統是一個即時控制系統，因此它的操作系統具有即時操作系統的特點。由於在程式控制交換系統中常常採用多處理機系統，它的結構有電腦局域網的特點，因此其操作系統還具有網路操作系統的功能。對於全分散控制的交換系統來說，其操作系統也具有分佈式操作系統的特點。

二、呼叫處理程式的調度策略1、在程式控制交換系統中按緊急性和即時性的要求不同可將任務劃分為不同的等級：故障級：負責故障識別和緊急處理等功能，具有最高優先順序。週期級：由時鐘中斷按週期性啟動的任務。基本級：由佇列啟動的、即時性要求較低的任務。

2、不同任務的優先順序及調度策略

不同任務的優先順序及調度策略

圖3交換軟體執行的優先順序1）時間表調度法

2）事件佇列——週期級與基本級程式的介面

週期級與基本級的消息交互通常採用事件佇列。圖4基本級程式的事件佇列驅動方法三、交換機控制系統工作的主要特點1、與一般控制系統相比，電腦控制系統的主要特點是外部設備輸入的信號並不直接送入處理器，而是暫時存儲在記憶體中，由處理器在某一適當的時刻讀出和處理。2、以表格的方式組織各種呼叫處理時所需的數據用戶忙閑表；交換機各級鏈路忙閑表；中繼線路忙閑表；事件登記表；輸出登記表等4.3呼叫處理軟體

呼叫處理軟體包括輸入處理的掃描程式，內部處理的號碼分析程式，路由選擇程式，輸出處理的交換網絡驅動程式等。4.3.1掃描與輸入一、輸入處理的一般概念輸入處理程式的主要任務是對用戶線、中繼線等進行監視、檢測和識別，及時報告事件的產生。

輸入處理主要可分為：用戶線掃描監視中繼線線路信號掃描接收Pulse、DTMF和MFC信號接收公共通道信號二、用戶摘掛機識別原理1、用戶摘掛機識別原理一般情況用戶摘掛機掃描週期—100~200ms如果：用戶在掛機狀態時掃描輸出為“1”，

用户在摘机状态時掃描輸出為“0”，

摘挂机扫描程序的执行周期为200ms。

那么：摘机识别：就是找到從“1”到“0”的變化點。

掛機識別：就是找到從“0”到“1”的變化點。

摘掛機識別過程

圖5摘掛機識別原理2、用戶摘掛機識別方法硬體掃描，軟體處理圖6用戶摘掛機識別方法群處理方式由於用戶的狀態可用1bit表示，所以處理器對用戶狀態進行分析處理時，通常以字長為單位對一群用戶同時進行邏輯運算，我們稱這種方式為群處理。4.3.2數字分析與翻譯

數字分析與翻譯是兩個相關聯的作業。數字分析也叫號碼分析

號碼分析是在收到用戶撥號號碼以後開始進行的，資訊源是用戶所撥號碼的號首部分，其分析的目的是確定接續方向、還應收幾位、要調用什麼程式。程式的散轉。數字翻譯則是根據接收到的全部號碼確定被叫用戶線或出局中繼線的物理地址。號首0國內長途字冠00國際長途字冠特種業務號碼2–9本地各局電話號碼建立服務功能代碼#撤銷服務功能代碼路由代碼本地網呼叫局號國內長途呼叫長途區號+局號國際長途呼叫國家號+區號+局號

圖7號碼分析結果類型舉例

圖8多級表格結構的應用4.3.4電話網的路由選擇一、路由的含義路由是在兩個交換局之間建立一個呼叫連接或傳送消息的途徑。它可以由一個電路群組成，也可以由多個電路群經交換局串接而成。

二、路由選擇方案在等級制通信網中，任何兩臺交換機之間都可能存在多條路由。因此，必須有一種經濟合理的路由選擇方案。選擇路由時應充分利用高效直達路由，儘量減少轉接次數和儘量少占長途電路。路由選擇順序和原則如下：

(1)先選高效直達路由。當高效直達路由忙