第三章程控交換電話通訊網(wǎng)

1、1 二、程控數(shù)字交換與電話通信網(wǎng)二、程控數(shù)字交換與電話通信網(wǎng) n電話通信的基本原理電話通信的基本原理 n電話交換技術(shù)的發(fā)展電話交換技術(shù)的發(fā)展 n程控數(shù)字交換機(jī)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)程控數(shù)字交換機(jī)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu) n接口電路接口電路 n交換網(wǎng)絡(luò)交換網(wǎng)絡(luò)-話路建立話路建立 n控制系統(tǒng)控制系統(tǒng) n程控交換軟件系統(tǒng)程控交換軟件系統(tǒng) n呼叫處理的基本原理呼叫處理的基本原理 n交換技術(shù)基礎(chǔ)交換技術(shù)基礎(chǔ) n電話通信網(wǎng)電話通信網(wǎng) 本章主要內(nèi)容本章主要內(nèi)容 3 1 1、電話通信的基本原理、電話通信的基本原理 1.1 電話機(jī)的發(fā)明電話機(jī)的發(fā)明 18751875年年6 6月月2 2日貝爾和沃森發(fā)明了電話日貝爾和沃森發(fā)明了電話 （原始

2、的電磁式電話）（原始的電磁式電話） 18771877年愛迪生發(fā)明了碳精式送話器年愛迪生發(fā)明了碳精式送話器 + +手柄手柄+ +呼叫設(shè)備（電鈴）呼叫設(shè)備（電鈴）+ +手搖發(fā)電機(jī)手搖發(fā)電機(jī)+ +干電池干電池 （磁石式電話機(jī)）（磁石式電話機(jī)） 18821882年出現(xiàn)了共電式電話機(jī)年出現(xiàn)了共電式電話機(jī) （沒有手搖發(fā)電機(jī)和干電池，通話所用電源由交換機(jī)供給）（沒有手搖發(fā)電機(jī)和干電池，通話所用電源由交換機(jī)供給） 18961896年美國人愛立克森發(fā)明了旋轉(zhuǎn)式電話撥號盤年美國人愛立克森發(fā)明了旋轉(zhuǎn)式電話撥號盤 19201920年美國人坎貝爾發(fā)明了消側(cè)音電路年美國人坎貝爾發(fā)明了消側(cè)音電路 （自動電話機(jī)（自動電話機(jī)-

3、 -撥號盤電話機(jī)）撥號盤電話機(jī)） 6060年代電子學(xué)飛速發(fā)展、年代電子學(xué)飛速發(fā)展、7070年代大規(guī)模集成電路出現(xiàn)年代大規(guī)模集成電路出現(xiàn) ( (電子電話機(jī)電子電話機(jī)- -按鍵式電話機(jī)按鍵式電話機(jī)) ) 8080年代隨著年代隨著N-ISDNN-ISDN的應(yīng)用出現(xiàn)了數(shù)字電話機(jī)的應(yīng)用出現(xiàn)了數(shù)字電話機(jī) 1.1 電話機(jī)的發(fā)明電話機(jī)的發(fā)明 送話器 受話器 原始 話音 還原 話音 二-四 轉(zhuǎn)換 消側(cè)音電路 電話機(jī) 原始 話音 還原 話音 1.2 電話機(jī)的構(gòu)成及通話原理電話機(jī)的構(gòu)成及通話原理 受話器受話器：將相應(yīng)的電信號還原為聲音的轉(zhuǎn)換器。將相應(yīng)的電信號還原為聲音的轉(zhuǎn)換器。 送話器送話器：將聲音變換為相應(yīng)電信號

4、的轉(zhuǎn)換器。將聲音變換為相應(yīng)電信號的轉(zhuǎn)換器。 旋轉(zhuǎn)式撥號盤旋轉(zhuǎn)式撥號盤（三個參數(shù)）：（三個參數(shù)）： 脈沖速度：表示撥號盤每秒鐘發(fā)生的脈沖個數(shù)。脈沖速度：表示撥號盤每秒鐘發(fā)生的脈沖個數(shù)。 普通：普通：10/s 快速：快速：20/s 脈沖斷續(xù)比：在一個脈沖周期里，斷開電流的時間脈沖斷續(xù)比：在一個脈沖周期里，斷開電流的時間 和接通電流的時間之比。和接通電流的時間之比。 t斷 斷/t續(xù)續(xù)=1.6:1 或 或 2:1 位間隔：位間隔：300ms 1.2 電話機(jī)的構(gòu)成及通話原理電話機(jī)的構(gòu)成及通話原理 按鍵式撥號盤按鍵式撥號盤：與撥號集成電路配合發(fā)出與撥號集成電路配合發(fā)出脈沖或雙音頻脈沖或雙音頻 (DTMF)

5、信令。信令。 振鈴器：交鈴流、音調(diào)振鈴器振鈴器：交鈴流、音調(diào)振鈴器 開關(guān)、叉簧開關(guān)、叉簧：接插件，二、四線繩：接插件，二、四線繩 1.2 電話機(jī)的構(gòu)成及通話原理電話機(jī)的構(gòu)成及通話原理 697Hz 770Hz 852Hz 941Hz 1209Hz1336Hz1477Hz1633Hz 高頻 低頻 12 45 7 * 8 0 3 6 9 A B C D# 1.2 電話機(jī)的構(gòu)成及通話原理電話機(jī)的構(gòu)成及通話原理 q揚聲電話機(jī)揚聲電話機(jī) q免提電話機(jī)免提電話機(jī) q無繩電話機(jī)無繩電話機(jī) q錄音電話機(jī)錄音電話機(jī) q可視電話機(jī)可視電話機(jī) q投幣電話機(jī)投幣電話機(jī) q磁卡電話機(jī)磁卡電話機(jī) 1.3 電話機(jī)的分類電話機(jī)

6、的分類 11 2 2、電話交換技術(shù)的發(fā)展、電話交換技術(shù)的發(fā)展 人工交換階段：人工交換階段： 磁石式電話交換機(jī)磁石式電話交換機(jī) 共電式電話交換機(jī)共電式電話交換機(jī) 機(jī)電式自動交換階段：機(jī)電式自動交換階段： 步進(jìn)制交換機(jī)步進(jìn)制交換機(jī)（Step by Step System）：）： 史端喬（史端喬（Strowger）式自動電話交換機(jī)式自動電話交換機(jī) 德國西門子式自動交換機(jī)德國西門子式自動交換機(jī) 特點特點：直接控制方式：直接控制方式 電話交換技術(shù)發(fā)展的三個階段電話交換技術(shù)發(fā)展的三個階段 機(jī)動制交換機(jī)機(jī)動制交換機(jī)： 旋轉(zhuǎn)制或升降制電話交換機(jī)旋轉(zhuǎn)制或升降制電話交換機(jī) 特點：間接控制方式特點：間接控制方式 共

7、同特點：共同特點： q噪聲大噪聲大 q易磨損易磨損 q維護(hù)工作量大維護(hù)工作量大 q接線速度慢接線速度慢 q故障率高故障率高 q電路技術(shù)簡單電路技術(shù)簡單 q人員培訓(xùn)容易人員培訓(xùn)容易 電話交換技術(shù)發(fā)展的三個階段電話交換技術(shù)發(fā)展的三個階段 縱橫制交換機(jī)（縱橫制交換機(jī)（Crossbar System）：）： 特點：間接控制方式特點：間接控制方式 接線器接點采用壓接觸方式接線器接點采用壓接觸方式 電子式自動交換階段：電子式自動交換階段： 半電子交換機(jī)（準(zhǔn)電子交換機(jī)）半電子交換機(jī)（準(zhǔn)電子交換機(jī)）： 話路部分采用機(jī)械接點，控制部分采用電子器件。話路部分采用機(jī)械接點，控制部分采用電子器件。 全電子交換機(jī)全電子

8、交換機(jī)： 話路部分和控制部分均采用電子器件。話路部分和控制部分均采用電子器件。 電話交換技術(shù)發(fā)展的三個階段電話交換技術(shù)發(fā)展的三個階段 模擬程控交換機(jī)：模擬程控交換機(jī)：1965年年5月美國開通了第一個程控交月美國開通了第一個程控交 換機(jī)（換機(jī)（ESS No.1）。）。 數(shù)字程控交換機(jī)：數(shù)字程控交換機(jī)：1970年法國開通了第一個數(shù)字程控交年法國開通了第一個數(shù)字程控交 換機(jī)（換機(jī)（E10）。）。 幾個概念：程控與布控、時分與空分、模擬與數(shù)字幾個概念：程控與布控、時分與空分、模擬與數(shù)字 電話交換技術(shù)發(fā)展的三個階段電話交換技術(shù)發(fā)展的三個階段 q 在技術(shù)上的：能提供許多新的服務(wù)性能在技術(shù)上的：能提供許多新

9、的服務(wù)性能 維護(hù)管理方便、可靠性高維護(hù)管理方便、可靠性高 靈活性大、便于采用新技術(shù)和增加新業(yè)務(wù)靈活性大、便于采用新技術(shù)和增加新業(yè)務(wù) q 在經(jīng)濟(jì)上的：在交換設(shè)備上在經(jīng)濟(jì)上的：在交換設(shè)備上 在線路設(shè)備上在線路設(shè)備上 在維護(hù)和生產(chǎn)方面在維護(hù)和生產(chǎn)方面 程控交換機(jī)的優(yōu)越性程控交換機(jī)的優(yōu)越性 q縮位撥號縮位撥號 q熱線服務(wù)熱線服務(wù) q呼出限制呼出限制 q免打擾服務(wù)免打擾服務(wù) q查找惡意呼叫查找惡意呼叫 q鬧鐘服務(wù)鬧鐘服務(wù) q截接服務(wù)截接服務(wù) q缺席用戶服務(wù)缺席用戶服務(wù) 補(bǔ)充業(yè)務(wù)補(bǔ)充業(yè)務(wù) q遇忙回叫遇忙回叫 q無條件呼叫前轉(zhuǎn)無條件呼叫前轉(zhuǎn) q遇忙呼叫前轉(zhuǎn)遇忙呼叫前轉(zhuǎn) q無應(yīng)答呼叫前轉(zhuǎn)無應(yīng)答呼叫前轉(zhuǎn) q呼叫

10、等待呼叫等待 q三方通話三方通話 q會議電視會議電視 q主叫號碼顯示等主叫號碼顯示等 q 引進(jìn)交換機(jī)引進(jìn)交換機(jī) AXE10，F(xiàn)ETEX-150，E10B，5ESS、 NEAX61 、 EWSD q 引進(jìn)生產(chǎn)線引進(jìn)生產(chǎn)線 上海：上海：S1240，北京：北京：EWSD，天津：天津：NEAX61 q 自行研制自行研制 巨龍巨龍HJD-04，大唐大唐SP30，華為華為C&C08，中興中興ZXJ10 我國程控交換技術(shù)的發(fā)展我國程控交換技術(shù)的發(fā)展 19 3 3、程控數(shù)字交換機(jī)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、程控數(shù)字交換機(jī)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 數(shù)字交換機(jī)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)數(shù)字交換機(jī)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 數(shù)字程控電話交換系統(tǒng) 話路子系統(tǒng)控制子系統(tǒng) 接口設(shè)備

11、交換網(wǎng)絡(luò) CPU與存儲器 遠(yuǎn)端接口 外部設(shè)備 模擬/數(shù)字用戶電路 數(shù)字/模擬中繼器 信令設(shè)備 MFC接收和發(fā)送器 DTMF接收器 信號音發(fā)生器 用戶集中級 接口設(shè)備：是實現(xiàn)數(shù)字交換系統(tǒng)和外圍環(huán)境的接口。接口設(shè)備：是實現(xiàn)數(shù)字交換系統(tǒng)和外圍環(huán)境的接口。 遠(yuǎn)端接口：是到集中維護(hù)操作中心、網(wǎng)管中心、計費中心遠(yuǎn)端接口：是到集中維護(hù)操作中心、網(wǎng)管中心、計費中心 等的數(shù)據(jù)傳送接口。等的數(shù)據(jù)傳送接口。 用戶集中級：完成話務(wù)集中功能，集中比一般為用戶集中級：完成話務(wù)集中功能，集中比一般為2:1到到8:1 一般為單一般為單T交換網(wǎng)絡(luò)。交換網(wǎng)絡(luò)。 用戶模塊：用戶集中級用戶模塊：用戶集中級+用戶電路用戶電路 遠(yuǎn)端模塊

12、：設(shè)置在遠(yuǎn)端的用戶模塊。遠(yuǎn)端模塊：設(shè)置在遠(yuǎn)端的用戶模塊。 幾個概念幾個概念 數(shù)字交換系統(tǒng)接口類型數(shù)字交換系統(tǒng)接口類型 交換網(wǎng)絡(luò) 控制系統(tǒng) 模擬用戶接口 用 戶 側(cè) 接 口 中繼側(cè)接口 數(shù)字用戶接口 數(shù)字中繼接口 模擬中繼接口 數(shù)字用戶接口 操作維護(hù)OAM Z V A B C Q3 數(shù)字交換機(jī)接口類型數(shù)字交換機(jī)接口類型 ET ET ET ET ET ET ET ET ET ET ET ET ET ET 數(shù)數(shù) 字字 交交 換換 網(wǎng)網(wǎng) 絡(luò)絡(luò) 模擬用戶線模擬用戶線 Z1 模擬遠(yuǎn)端集線器模擬遠(yuǎn)端集線器Z2 模擬模擬PABX Z3 數(shù)字用戶線數(shù)字用戶線 V1 LT LT LT LT Z1 V2 V3 V4

13、 V5 數(shù)字遠(yuǎn)端模塊數(shù)字遠(yuǎn)端模塊 Z1 V1 NT 數(shù)字?jǐn)?shù)字PABX m X (2B+D) n X E1 2,048kbit/s A B LT C11 C12 C21 C22 LT 本地本地 轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換 二線二線 中繼器中繼器 通路轉(zhuǎn)通路轉(zhuǎn) 換設(shè)備換設(shè)備 四線四線 FDM 實線實線 PCM 8,448kbit/s LT 34,368kbit/s 8,448kbit/s LT V接口：接口： V1：64kb/s，可為可為2B+D或或30B+D的終端的終端 V2：連接數(shù)字遠(yuǎn)端模塊的接口連接數(shù)字遠(yuǎn)端模塊的接口 V3：連接數(shù)字連接數(shù)字PABX的接口，屬的接口，屬30B+D的接口的接口 V4：可接多個可接

14、多個2B+D的終端，支持的終端，支持ISDN的接入的接入 V5：支持支持n X E1的接入網(wǎng)，包括的接入網(wǎng)，包括V5.1和和V5.2接口接口 A接口：速率為接口：速率為2048kb/s的數(shù)字中繼接口的數(shù)字中繼接口 B接口：接口：PCM二次群接口，其接口速率為二次群接口，其接口速率為8448kb/s 程控交換系統(tǒng)接口類型程控交換系統(tǒng)接口類型數(shù)字接口數(shù)字接口 Z1接口：連接單個模擬用戶的接口接口：連接單個模擬用戶的接口 Z2接口：連接模擬遠(yuǎn)端集線器的接口接口：連接模擬遠(yuǎn)端集線器的接口 Z3接口：連接模擬接口：連接模擬PABX的接口的接口 程控交換系統(tǒng)接口類型程控交換系統(tǒng)接口類型模擬接口模擬接口 2

15、7 4 4、接口電路、接口電路 4.1 模擬用戶電路模擬用戶電路 模擬用戶電路的功能可歸納為模擬用戶電路的功能可歸納為BORSCHT七個功能：七個功能： B(Battery feeding)饋電饋電 O(Overvoltage protection)過壓保護(hù)過壓保護(hù) R(Ringing control)振鈴控制振鈴控制 S(Supervision)監(jiān)視監(jiān)視 C(CODEC & filters)編譯碼和濾波編譯碼和濾波 H(Hybird circuit)混合電路混合電路 T(Test)測試測試 饋電饋電 電容的特性：電容的特性：“隔直流，通交流隔直流，通交流” 電感的特性：電感的特性：“隔交流，

16、通直流隔交流，通直流” （-48v） 過壓保護(hù)過壓保護(hù) 振鈴控制振鈴控制 振鈴電壓：90+15v 可檢測以下各種用戶狀態(tài)：可檢測以下各種用戶狀態(tài)： 1、用戶話機(jī)的摘掛機(jī)狀態(tài)、用戶話機(jī)的摘掛機(jī)狀態(tài) 2、用戶話機(jī)（號盤）發(fā)出的撥號脈沖、用戶話機(jī)（號盤）發(fā)出的撥號脈沖 3、投幣話機(jī)的輸入信號、投幣話機(jī)的輸入信號 4、話終掛機(jī)狀態(tài)、話終掛機(jī)狀態(tài) 監(jiān)視監(jiān)視 監(jiān)視監(jiān)視 編譯碼和濾波（編譯碼和濾波（CODEC） 編碼器：完成模擬信號到數(shù)字信號的轉(zhuǎn)換（編碼器：完成模擬信號到數(shù)字信號的轉(zhuǎn)換（Coder）。）。 譯碼器：完成數(shù)字信號到模擬信號的轉(zhuǎn)換（譯碼器：完成數(shù)字信號到模擬信號的轉(zhuǎn)換（Decoder） 。 混合

17、電路混合電路 完成二線到四線的轉(zhuǎn)換功能。完成二線到四線的轉(zhuǎn)換功能。 測試測試 其它功能其它功能 q 極性倒換（反轉(zhuǎn)）極性倒換（反轉(zhuǎn)） q 計費脈沖發(fā)送計費脈沖發(fā)送 模擬用戶電路功能框圖模擬用戶電路功能框圖 舉例舉例用戶電路板用戶電路板 模擬中繼器：是程控數(shù)字交換機(jī)與模擬中繼線的接口，用模擬中繼器：是程控數(shù)字交換機(jī)與模擬中繼線的接口，用 于與模擬交換機(jī)的連接。于與模擬交換機(jī)的連接。 4.2 模擬中繼電路模擬中繼電路 數(shù)字中繼器：是連接數(shù)字局間中繼線的接口電路，用于數(shù)字中繼器：是連接數(shù)字局間中繼線的接口電路，用于 與數(shù)字交換局或遠(yuǎn)端模塊的連接。與數(shù)字交換局或遠(yuǎn)端模塊的連接。 主要作用：是根據(jù)主要作

18、用：是根據(jù)PCM時分復(fù)用原理，將時分復(fù)用原理，將30路路64kb/s 的話路信號復(fù)接成的話路信號復(fù)接成2048kb/s的基群信號發(fā)的基群信號發(fā) 送出去，或者反之，把從其它數(shù)字交換系統(tǒng)送出去，或者反之，把從其它數(shù)字交換系統(tǒng) （或數(shù)字傳輸系統(tǒng)）來的（或數(shù)字傳輸系統(tǒng)）來的2048kb/s的基群的基群 信號分成信號分成30路話路信號，然后再通過數(shù)字交路話路信號，然后再通過數(shù)字交 換網(wǎng)絡(luò)分接到各個相應(yīng)的用戶。換網(wǎng)絡(luò)分接到各個相應(yīng)的用戶。 在上述過程中，完成信號傳輸、信號同步、在上述過程中，完成信號傳輸、信號同步、 信令配合信令配合 4.3 數(shù)字中繼電路數(shù)字中繼電路 數(shù)字中繼電路的基本功能數(shù)字中繼電路的基

19、本功能 碼型變換碼型變換： 單極性不歸零碼單極性不歸零碼 HDB3（高密度雙極性碼）高密度雙極性碼） 時鐘提取時鐘提?。?就是從輸入的數(shù)據(jù)流中提取時鐘信號，作為輸入數(shù)據(jù)就是從輸入的數(shù)據(jù)流中提取時鐘信號，作為輸入數(shù)據(jù) 流的基準(zhǔn)時鐘。同時該時鐘信號還用來作為本端系統(tǒng)時流的基準(zhǔn)時鐘。同時該時鐘信號還用來作為本端系統(tǒng)時 鐘的外部參考時鐘源。鐘的外部參考時鐘源。 幀同步幀同步： 就是從接收的數(shù)據(jù)流中搜索并識別到同步碼，并以該就是從接收的數(shù)據(jù)流中搜索并識別到同步碼，并以該 時隙作為一幀的開始，以便接收端的幀結(jié)構(gòu)排列和發(fā)送時隙作為一幀的開始，以便接收端的幀結(jié)構(gòu)排列和發(fā)送 端的完全一致。端的完全一致。 復(fù)幀同

20、步復(fù)幀同步： 如果數(shù)字中繼線上使用的是隨路信號（中國如果數(shù)字中繼線上使用的是隨路信號（中國1號信號信 令），則除了幀同步外，還要有復(fù)幀同步。令），則除了幀同步外，還要有復(fù)幀同步。 復(fù)幀同步是為了解決各路標(biāo)志信號的錯路問題。復(fù)幀同步是為了解決各路標(biāo)志信號的錯路問題。 提取和插入隨路信號提取和插入隨路信號 幀定位（再定時）幀定位（再定時） 數(shù)字中繼電路的基本功能數(shù)字中繼電路的基本功能 碼型變換 碼型變換 時鐘提取幀同步 幀定位 信號提取 幀定位信號 插入 復(fù)幀定位 信號插入 收 發(fā) PCM 數(shù)字中繼電路的基本功能數(shù)字中繼電路的基本功能 4.4 音頻信號的產(chǎn)生、發(fā)送和接收音頻信號的產(chǎn)生、發(fā)送和接收

21、1、信號種類：、信號種類： q 交換機(jī)到用戶：交換機(jī)到用戶： 各種信號音（單頻，信號源各種信號音（單頻，信號源450Hz或或 950Hz的正弦波的正弦波） q 交換機(jī)到交換機(jī)：交換機(jī)到交換機(jī)： 局間信號（局間信號（MFC） 前向信號頻率：前向信號頻率：1380Hz, 1500Hz, 1620Hz, 1740Hz, 1860Hz, 1980Hz（6中取中取2） 后向信號頻率：后向信號頻率：1140Hz, 1020Hz, 900Hz, 780Hz, （4中取中取2） q 用戶到交換機(jī)：用戶到交換機(jī)： 撥號信息（直流脈沖、撥號信息（直流脈沖、DTMF） 2、單頻信號的產(chǎn)生、單頻信號的產(chǎn)生 T=2ms 500Hz音頻信號產(chǎn)生原理 將信號按將信號按125s間隔進(jìn)行抽樣（也就是間隔進(jìn)行抽樣（也就是 8kHz的的PCM抽樣頻率抽樣頻率），），然后進(jìn)行量化和編然后進(jìn)行量化和編 碼，得到各抽樣點的碼，得到各抽樣點的PCM信號，放到信號，放到ROM中，中， 使用