《程控交换原理》课件

《程控交换原理》课程介绍本课程将深入探讨程控交换的原理和技术。我们将从基础知识开始，逐步学习各种交换技术，包括电路交换、分组交换、以及最新的软件定义网络（SDN）技术。什么是程控交换?自动控制程控交换系统通过电子控制设备来控制电话呼叫的建立和连接，无需人工干预。数字信号程控交换系统使用数字信号来处理和传输电话呼叫信息，提高了传输质量和效率。软件控制程控交换系统通过软件控制电话网络的各种功能，实现灵活性和可扩展性。1.1程控交换的定义数字信号处理程控交换系统利用数字信号处理技术，实现电话呼叫的连接和控制。计算机控制采用计算机程序控制交换机的工作过程，实现呼叫的接续、路由选择、计费等功能。灵活性和可扩展性程控交换系统具有高度的灵活性，能够根据需要提供各种业务功能，并可轻松扩展容量。1.2程控交换的基本原理1数字信号处理程控交换系统使用数字信号处理技术，将模拟语音信号转换为数字信号，进行处理和传输。2存储程序控制交换机通过存储在内存中的程序来控制各种功能，包括呼叫建立、路由选择和计费。3集中控制所有交换功能都由一个中央控制单元控制，实现了交换机各个部件的统一管理和协调运作。1.3程控交换的发展历程早期手动交换早期交换机采用手动操作，效率低下且易出错。机电交换时代机电交换机利用机械和电子部件实现自动连接，提高了交换效率和可靠性。电子程控交换电子程控交换机使用计算机控制，具有更高的灵活性和智能化，成为现代通信系统的主流。数字程控交换数字程控交换机采用数字信号处理，传输容量更大，可以提供更多功能和服务。IP程控交换IP程控交换机利用互联网协议进行通信，实现了多种通信方式的融合，并推动了通信网络向全IP化发展。2.程控交换系统的基本结构11.输入部件输入部件负责接收用户发出的呼叫请求，并将信号转换为程控交换系统能够识别的信号。22.程控部件程控部件是程控交换系统的核心，负责控制整个交换过程，包括呼叫处理、路由选择、计费等。33.交换部件交换部件是程控交换系统的关键部件，负责连接用户线路，建立通话路径。44.输出部件输出部件负责将程控交换系统处理后的信号输出，发送给用户或其他设备。2.1输入部件线路板线路板是输入部件的核心组件。它包含各种电子元件，例如集成电路、电阻器和电容器，这些元件负责接收和处理来自电话机的模拟信号。连接线连接线用于将电话机连接到交换机。它们可以是双绞线或光纤，并根据信号类型进行选择。电话机电话机是用户与交换系统交互的主要接口。它可以是传统的按键电话机或现代的智能手机，负责发送和接收语音信号。接线板接线板用于连接多条电话线到交换机。它提供了一个集中管理和分配电话线路的接口。2.2程控部件控制中心程控部件是程控交换系统的核心，负责控制整个交换系统的运行。它就像大脑一样，指挥着交换系统的各个部件，完成呼叫的建立和释放等任务。2.3交换部件连接和路径交换部件负责连接各个用户线路和建立通话路径。它可以连接多条线路，使用户之间相互通话。信号处理交换部件还负责处理通话过程中产生的各种信号，例如呼叫建立信号、挂机信号等。通话控制交换部件根据呼叫信令进行通话控制，确保通话的正常进行。2.4输出部件输出信令输出部件将交换机处理后的信令发送到用户线路，例如接续控制信令或语音信号，并完成呼叫建立。输出接口输出部件提供与用户线路的物理连接，并将来自交换机的数字信号转换为用户线路可理解的模拟信号。3.程控交换技术的主要特点11.灵活性程控交换系统可以根据实际需求灵活配置，方便进行业务扩展。22.可靠性程控交换系统采用软件控制，可以通过程序修复故障，提高系统可靠性。33.经济性程控交换系统可以有效利用资源，降低运营成本，提高经济效益。44.智能化程控交换系统具备智能控制功能，可以自动处理多种业务，提高服务质量。3.1灵活性网络配置灵活程控交换系统可以灵活地配置网络，根据不同的需求和环境进行调整。业务扩展方便可以轻松添加新的业务和功能，满足不断变化的通信需求。功能定制灵活可以根据用户需求定制不同的功能，例如呼叫转移、呼叫等待、会议电话等。3.2可靠性冗余设计程控交换系统通常采用冗余设计，例如双电源供电、双控制处理器等，以确保系统在发生故障时仍然能够正常运行。实时监控系统会对关键设备和参数进行实时监控，及时发现潜在问题并采取措施。错误检测和纠正使用各种技术手段来检测和纠正系统中的错误，确保数据传输的准确性。自愈能力系统能够在发生故障时自动隔离故障模块，并尝试恢复正常运行。3.3经济性1降低成本程控交换系统可以有效提高设备利用率，减少人工成本。2提高效率自动化的操作和管理减少了人工错误，提高了效率。3扩展性强系统可根据用户需求灵活扩展，避免了资源浪费。4投资回报率高程控交换系统的长期效益显著，投资回报率高。3.4智能化智能路由选择程控交换系统能够根据实时网络状况和用户需求，动态地选择最佳路由，提高网络效率和用户体验。智能呼叫控制可以根据用户的号码、时间、地点等信息，自动地完成呼叫控制、呼叫转移、呼叫限制等功能。智能网络管理通过网络监控、故障诊断、流量分析等手段，实现对整个网络的智能管理，确保网络的稳定性和可靠性。4.程控交换系统的工作原理1来话信令处理识别来话号码、检测呼叫类型等2号码分析和路由选择确定目标号码、选择最优路径3通路建立和语音传输建立通话连接、传输语音信号4通话控制和计费管理通话过程、计费结算程控交换系统通过一系列步骤处理来电，包括识别号码、分析目标号码、选择最佳路径、建立连接、传输语音信号、管理通话过程以及计费。4.1来话信令处理来话信令是用户发起呼叫时，从电话机发送到交换机的一系列信号。这些信号包含了呼叫者的号码、目标号码以及其他一些呼叫相关信息。1信令接收交换机接收电话机发来的来话信令2信令识别交换机识别来话信令类型和内容3信令处理交换机根据信令内容进行相应的处理4信令发送交换机将处理后的信令发送到其他交换机或电话机交换机根据来话信令完成呼叫的建立、路由选择、通话控制等功能。4.2号码分析和路由选择1号码分析识别来话号码2路由选择确定呼叫目的地3通话建立连接呼叫方和被叫方号码分析过程包括识别来话号码类型，例如是本地号码还是长途号码。然后，根据号码类型和目的地，进行路由选择，找到通往被叫方的最佳路径。最后，建立呼叫连接，将呼叫方的声音传输到被叫方。4.3通路建立和语音传输1呼叫信令处理程控交换系统接收来自用户的呼叫请求，并根据号码信息进行分析和路由选择。2通路建立系统根据路由结果，通过连接不同交换机之间的线路，建立一条通话路径。3语音传输一旦通路建立，系统便将用户的语音信号通过这条通路传输到对方用户，实现实时通话。4.4通话控制和计费1通话控制通话建立、保持、释放2计费信息通话时长、呼叫类型3计费方式按时长计费、按流量计费4计费记录通话记录、资费信息通话控制和计费是程控交换系统的重要功能，确保通话质量和资费管理。通话控制负责建立、保持和释放通话连接。计费功能记录通话信息，并根据计费方式计算资费。5.程控交换系统的主要功能基本呼叫处理程控交换系统可以完成基本的电话呼叫功能，包括呼叫建立、通话保持、呼叫转移等。业务扩展功能程控交换系统可以提供多种增值业务，例如语音信箱、呼叫等待、会议电话等。网络管理功能程控交换系统可以通过网络管理系统对系统进行监控和管理，例如故障诊断、流量统计等。5.1基本呼叫处理呼叫建立用户拨号后，系统识别号码并建立连接。振铃系统将呼叫传递给被叫用户，并发出振铃信号。通话用户接听电话后，系统建立通话连接，完成语音传输。呼叫释放用户挂断电话后，系统释放通话连接。5.2业务扩展功能呼叫转移呼叫转移功能允许用户将呼叫转移到另一个电话号码，例如手机或其他固定电话。呼叫保持呼叫保持功能允许用户在通话过程中将通话暂时挂起，然后在需要时继续通话。三方通话三方通话功能允许用户在通话过程中添加另一个参与者，形成一个三方通话。呼叫等待呼叫等待功能允许用户在通话过程中接听另一个呼叫，并在结束通话后返回原先的通话。5.3网络管理功能系统监控实时监控交换机运行状态，包括硬件资源、软件配置、连接状态等。故障诊断分析网络故障原因，快速定位问题，并提供相应的解决方案。配置管理对交换机进行配置管理，包括添加新用户、分配权限、修改网络参数等。安全管理控制访问权限，防止非法入侵，确保网络安全。6.程控交换系统的典型应用电话交换系统程控交换技术是现代电话交换系统的核心，为用户提供各种通话服务，如本地通话、长途通话、国际通话等。移动通信网程控交换技术应用于移动通信网的基站和交换中心，为用户提供移动电话、数据通信等服务。VoIP系统程控交换技术用于VoIP系统，将语音信号数字化并通过网络传输，提供更灵活、更经济的通话方式。6.1电话交换系统传统电话网络程控交换系统是现代电话网络的核心，负责连接用户并建立通话。数字信号处理系统通过数字信号处理技术实现语音信号的传输和交换，提高通话质量。多种功能现代电话交换系统提供多种功能，如呼叫转移、呼叫保留、会议电话等。6.2移动通信网蜂窝结构移动通信网采用蜂窝结构，将服务区域划分为多个小区，每个小区内有一个基站，负责与该小区内的移动用户进行通信。移动交换中心移动交换中心（MSC）负责管理移动通信网的各个基站，并进行呼叫控制、路由选择、计费等工作。6.3VoIP系统基于IP网络VoIP系统通过互联网或其他IP网络传输语音数据。成本效益高与传统电话相比，VoIP系统降低了通话成本，尤其在长途和国际通话方面。功能丰富VoIP系统支持视频通话、会议、语音邮件和短信等功能。灵活性和可扩展性VoIP系统可以轻松扩展到多个用户和地点，并提供灵活的通话方式。程控交换系统的发展趋势向全IP化发展传统程控交换系统主要使用电路交换技术。近年来，随着互联网技术的发展，IP技术在交换领域得到越来越广泛的应用。全IP化是程控交换系统未来发展的主要趋势之一，它将使交换系统更加灵活、高效、经济。向智能化发展智能化是程控交换系统发展的另一个重要趋势，它将使交换系统能够根据用户的需求，提供更加个性化、智能化的服务。例如，智能路由、智能呼叫、智能计费等。7.1向全IP化发展网络协议统一全IP化使数据、语音和视频等各种业务都可以在统一的IP网络上传输，简化了网络结构和管理。提高资源利用率全IP网络能够充分利用网络资源，提高网络的带宽利用率和效率。降低网络运营成本全IP化可以减少网络设备和维护成本，提高网络运营效率。7.2向智能化发展智能路由基于用户需求