程控数字交换技术概述.ppt

1、现代交换原理和技术，授课教师：蒋霞信息工程学院通信工程教室，2011.10，第一章，1.1电话通信的起源1.2交换和通信网1.3电话交换机的发展和分类1.4可编程数字交换机的介绍1.5可编程数字交换机的优势和技术发展，1.1电话通信的起源，1 .电话询问电话通信是我们的生活最初的电话通信如图1-1所示，只能是一台电话机和一台电话机的固定通信。 这种仅涉及两个终端的通信称为点对点通信。 另外，在图1-1的点对点通信中，存在(1)任意的两个用户间的通话需要专用的线路直接连接，在存在n个终端的情况下，需要的传输线路数为N(N -1)/2条，传输线路数随着终端数的增加而急剧增加的如图1-2那样的缺点(

2、2) (追加第N 1个终端时，必须增设n条线路。 (4)在终端间远的情况下，线路信号的衰减量较大。图1-2多个终端的点对点通信，2 .交换设备诞生1878年，美国人阿蒙b史端乔以将多个终端连接到一个中继设备为基本思想，任何两个终端尝试传递信息，这个中继设备直接连接这两个用户的相关电路这个中继装置称为交换机。 如图1图3所示。图1-3有交换设备的通信，1.2交换和通信网，终端用户分布的地域广时，设置多个交换机(市场支局交换机等)，各交换机可以连接彼此附近的终端，交换机之间可以相互连接(图1-4 )。 另外，图1-4交换机间的通信在最终用户所分布的地域广、多个交换机设备之间也不便个别连接的情况下，

3、如图1-5所示，引入交换机设备来构成典型的通信网。 由于终端设备一般放在用户那里，所以终端设备和交换设备的连接线称为用户线，交换设备和交换设备的连接线称为中继线。 用户交换机是以机构、企业等集团为单位进行投资建设，用于内部通信的交换机。图1-5的典型电信网、1、电信网的组成要素以及主要功能基本电信网由终端、传输和交换3种设备构成。 1 )终端设备的终端设备的主要功能是相互转换要发送的信息和要在信道中发送的信号。 电话服务的终端设备有电话机终端，数据通信的终端设备有计算机等，每个通信服务有不同的终端设备。 信息：通常将语言和声音、音乐、文字、符号、数据、图像等统称为信息。 消息：消息的收件人的新

4、知识或消息中包含的有意义的内容。 信号：描绘与消息相对应的电信号或光信号是传输信息的载波。 2 )传输设备传输设备是传输介质的总称，是通信网中的连接设备，信息和信号的传输线路。 传输链路的实现方式多为市内电话网的客户端电缆、站间中继设备和长距离传输网的数字微波系统、卫星系统和光纤系统等。 3 )如果交换设备说传输设备是电信网络的神经系统，则交换系统是各神经的中枢，在源与宿之间架设通信。 基本功能：根据地址信息进行网内链路的连接，使通信网内的所有终端能够确立信号路径，实现任意通信双方的信号交换。 通信服务不同，交换系统的性能要求也不同。 例如，对于电话服务网，交换系统的要求是语音信号的传输延迟尽

5、可能小。 因此，目前电话服务网的交换系统主要采用与通话电路直接连接的线路交换设备。 交换系统除了电路交换设备外，还有适合其他业务网用的信息交换设备和分组交换设备等。另外，交换系统的设备承担所有终端设备的连接和转送的作用，在通信网中成为关键点，所以在网络的结构图中，大多将包含交换系统的点称为节点。 通信网单靠上述设备往往不能形成完美的通信网，也必须包括信令、协议、规格。 从某种意义上说，信令是实现网络内设备相互联系的依据，协议和标准是构成网络的规则。 由于它们可以在用户和网络资源之间以及各交换设备之间具有共同的“语言”，因此可以通过这些“语言”合理运行网络，正确地控制网络，以实现网络整体的相互运

6、用的目的。 2 .电话网络的特征由于电话网络的初始建立修订目标是简单并且支持语音通信，因此语音服务的特征也确定了电话网络的技术特征。 语音服务具有(1)速率恒定和单一的特征。 每个用户的语音经过取样、量化和编码以64 kb/s的速率。 (2)语音对丢失不敏感。 在电话通信中允许一定的信息丢失，且声音信息的相关性强，因此可以由通信两个用户恢复。 (3)语音对实时性的要求很高。 在语音通信中，延迟尽量小，用户双方应该面对面地进行交流。 (4)语音具有连续性。 通话双方通常在短时间内连续地表达自己的通信信息。 随着通信技术的发展，通信业务越来越丰富，1.3电话交换机的发展和分类，1 .电话交换机发展

7、初期的交换设备有人工交换机、步进交换机、纵横控制交换机、空间式模拟交换机等，目前先进的交换机有时分式数码可编程交换机、ATM交换机等。 不同阶段的电话交换机概要如表1.1所示。 表1.1不同阶段的电话交换机的概要，2 .电话交换机的分类(1)按交换机的使用对象，电话交换机可以分为局用交换机(电信部门用)和用户交换机(企业、事业集团用)。 (2)根据呼叫连接方式，电话交换机可以分为手动连接交换机和自动连接交换机。 (3)根据所交换信号的特点，电话交换机可分为模拟信号交换机和数字信号交换机。 (4)根据连接器的工作方式，电话交换机可以分为空间交换机(连接器采用空间开关方式)和时分交换机(连接器采用

8、时间开关方式)。 (5)根据控制器电路的结构，电话交换机可分为集中控制、分级控制和全分散控制。 1.4可编程数字交换机概述1 .可编程数字交换机配置一台可编程数字交换机主要由三部分组成：交换网络、处理器控制系统和接口电路，如图1-6所示。 图1-6可编程数字交换机的配置框图，1 )交换网络交换网络可以被认为是具有m条线和n条线的网络。 基本功能：根据需要使一条线与一条线连通，提供用户通信接口之间的连接。 此连接可以是物理连接，也可以是逻辑连接。 所谓物理连接是指在通信中无论用户有无信息传达，交换网络总是以预定的分配方式来保持其专用的连接路径这种逻辑连接即虚拟连接，在用户有消息传输的情况下2 )

9、接口电路/接口电路被分成用户接口电路和中继接口电路，用于将来自用户线或中继线的信号转换为切换装置能够处理的信号。 3 )控制系统控制系统是可编程数字开关启动的指挥中心，由处理器、存储器、I/O接口等部件构成。 控制系统的功能通常分为三个阶段。 第一级是外围设备的控制装置，用于主要控制交换网络侧的端口电路或与交换机附近的其它外围设备，跟踪/监视终端用户和中继线的调用占用状态，并且将控制信息发送给外围设备。 第二级是呼叫处理控制单元，主要分析处理从第一级控制单元发送来的输入信息，控制交换机完成链路的建立或恢复。 由于二级控制器具有强智能性，该级称为存储器程序控制。三级是维护测试的控制级，用于系统的

10、操作维护和测试，定期自动对更换系统的各部分进行状态检查或测试，诊断各种可能发生的故障，及时报告(输出)异常。 2 .可编程数字交换机的外围设备可编程数字交换机除上述三部分外，还有一些外围设备。 1 )信号设备信号设备负责可编程数字交换机工作所需的各种信令的生成和接收。 2 )备份设备备份设备是指存储备份的各种数据、通信量统一、计费信息等的磁带机或磁盘机。 (3)对终端设备进行维护的维护终端设备是对包括终端计算机和终端印刷设备等的可编程数字交换机进行日常维护管理的设备。 4 )测试设备测试设备包括站内测试设备、用户线路测试设备和站间中继线路测试设备等。 5 )时钟是必须设置的设备，用于确保可编程

11、数字交换机和数字传输系统的协调、同步操作。 (6)录音通知装置-录音通知装置用于需要语音通知的用户的工作，诸如天气预报、号码查询、空号或号码提示的改变等。 7 )监视报警设备监视报警设备用于系统工作状态的报警信息，一般是听起来像视觉(灯)信号(警钟、蜂鸣音)信号。 3 .可编程数字交换机的任务可编程数字交换机正确接收并分析从用户线路和中继线发送来的呼叫信号和地址信号，按目的地正确进行选择，控制交换网络连接的建立，按照接收到的释放信号解除连接等功能本站目前，可编程数字交换机的基本作用是： (1)通过模拟用户线接口完成模拟电话用户之间的拨号连接和信息交换。 (2)完成通过数字用户线路接口在数字电话

12、或数据终端之间的拨号连接和数据信息交换。 (3)通过模拟用户线接口和调制解调器完成数据终端间的数据通信。 (4)经配置的硬件和应用提供许多专业应用功能。 (5)通过呼叫站等设备完成对用户(内线)的呼叫转发、号码查询、故障受理等服务业务。 (6)利用维修终端等设备，完成可编程交换系统和网络的配置、各种残奥仪表数据、流量调整、计费系统等的管理和维修。 4、可编程数字交换机的功能可编程数字交换机的功能分为交换机业务功能和用户(分机)功能两种。 1 )交换机业务功能可编程数字交换机应提供的业务功能有(1)控制功能8种。 为了控制各种电路的构筑，控制机器必须能够检测被称为空闲路径的有无的繁忙状态。 (2

13、)开关功能。 交换网络可实现网络上的任何用户之间的语音信号交换。 (3)接口功能。 交换机必须连接不同类型和性质的终端接口。 (4)信令功能。 信令设备应能够监视呼叫的到达和呼叫的结束，并随时发现。 主要是，呼叫可以发出声音信号来控制各种连接，并且可以接收和保存发出的呼叫号码。 (五)公共服务职能。 交换机可以为用户提供银行业务、股票市场业务、交通业务等多种公共信息服务。 (6)运行管理功能。 交换机必须具有设备管理功能，包括交换机网络、处理器、各种接口等。 (7)维护诊断功能。 交换机需要定期测试、故障报警、故障分析等功能。 (8)收费功能。 交换机应具有计费数据采集、计费结算、票据输出等计

14、费功能。 2 )用户(内线)功能可编程交换机向用户(内线)提供了缩排拨号、热线服务、呼叫转移、呼叫禁止、恶意呼叫跟踪等20多种服务功能。 这些服务功能的实现为办公室的工作和日常生活提供了很多方便。 5、可编程数字交换机的基本原理可编程数字交换机的基本原理是电路交换原理，主要包括(1)电路建立阶段的三个通信阶段。使用呼叫通道完成每个节点的连接，建立端到端通信电路。 (2)通信阶段。 利用建立的端到端直通电路，透明地传输和交换数字化语音信号信息。 (3)电路的拆卸阶段。 一次通信结束后，断开电路连接，释放节点和通道资源。 所谓透明传输，就是在传输过程中对外界是透明的，也就是说，你不能看到他是传输网络，不管要传输的服务如何，都需要将要传输的服务传输到目标节点，同时，只要保证传输的质量即可，传输的伺服器无论传达什么，采用的设备只是作为一个通道，将传输的内容好好地传达给对方，1.5可编程数字开关的优势和技术发展，1 .可编程数字开关的优势(1)提供许多新的用户服务性能可靠性高(3)灵活性大(4)容易向综合业务数字网络(ISDN )方向发展(5)能够采用公共信道信号系统(No.7信令) (6)容易利用电子设备的最新成果，打开系统的技术先进性2、可编程数字交换技术的发展趋势(1)软硬件进一步模块化，软件设置修改和数据修改使用数据处理功能完成(2)控制部采用修改计算机局域网技术，控