程控交換原理第1章課件

1、通信教研 焦禹淦1電子工程系辦公室34將多個(gè)輸入和多個(gè)輸出任意兩將多個(gè)輸入和多個(gè)輸出任意兩兩聯(lián)通和切斷的功能。兩聯(lián)通和切斷的功能。 即電話網(wǎng)內(nèi)的任一個(gè)用戶可以按著自己的要求與即電話網(wǎng)內(nèi)的任一個(gè)用戶可以按著自己的要求與網(wǎng)內(nèi)的其他用戶進(jìn)行信息交換。網(wǎng)內(nèi)的其他用戶進(jìn)行信息交換。51.1 交換的概念交換的概念終端傳輸媒介終端消息消息終端傳輸媒介終端消息消息終端傳輸媒介終端消息消息14141. 1. 電信網(wǎng)的構(gòu)成要素及主要功能電信網(wǎng)的構(gòu)成要素及主要功能基本的電信網(wǎng)由基本的電信網(wǎng)由終端終端、傳輸傳輸和和交換交換等三類設(shè)備組成。等三類設(shè)備組成。1) 1) 終端設(shè)備終端設(shè)備終端設(shè)備的主要功能是把待傳送的終端設(shè)

2、備的主要功能是把待傳送的信息信息和在信道上傳送的和在信道上傳送的信號(hào)信號(hào)進(jìn)進(jìn)行相互轉(zhuǎn)換。行相互轉(zhuǎn)換。對(duì)應(yīng)不同的電信業(yè)務(wù)有不同的終端設(shè)備，如電話業(yè)務(wù)的終端設(shè)備就是對(duì)應(yīng)不同的電信業(yè)務(wù)有不同的終端設(shè)備，如電話業(yè)務(wù)的終端設(shè)備就是電話機(jī)終端，數(shù)據(jù)通信的終端設(shè)備就是計(jì)算機(jī)等。電話機(jī)終端，數(shù)據(jù)通信的終端設(shè)備就是計(jì)算機(jī)等。 消息：通常把語(yǔ)言和聲音、音樂(lè)、文字、符號(hào)、數(shù)據(jù)、圖象等統(tǒng)稱為消息：通常把語(yǔ)言和聲音、音樂(lè)、文字、符號(hào)、數(shù)據(jù)、圖象等統(tǒng)稱為消息。消息。信息：消息中所給予收信者的新知識(shí)或消息中包含的有意義的內(nèi)容。信息：消息中所給予收信者的新知識(shí)或消息中包含的有意義的內(nèi)容。信號(hào)：描寫與消息相對(duì)應(yīng)的電信號(hào)或光信號(hào)

3、，是傳遞信息的載體。信號(hào)：描寫與消息相對(duì)應(yīng)的電信號(hào)或光信號(hào)，是傳遞信息的載體。 2) 2) 傳輸設(shè)備傳輸設(shè)備傳輸設(shè)備是傳輸媒介的總稱，它是電信網(wǎng)中的連接設(shè)傳輸設(shè)備是傳輸媒介的總稱，它是電信網(wǎng)中的連接設(shè)備，是信息和信號(hào)的傳輸通路。備，是信息和信號(hào)的傳輸通路。傳輸鏈路的實(shí)現(xiàn)方式很多，如市內(nèi)電話網(wǎng)的用戶端電纜，傳輸鏈路的實(shí)現(xiàn)方式很多，如市內(nèi)電話網(wǎng)的用戶端電纜，局間中繼設(shè)備和長(zhǎng)途傳輸網(wǎng)的數(shù)字微波系統(tǒng)、衛(wèi)星系統(tǒng)以局間中繼設(shè)備和長(zhǎng)途傳輸網(wǎng)的數(shù)字微波系統(tǒng)、衛(wèi)星系統(tǒng)以及光纖系統(tǒng)等。及光纖系統(tǒng)等。 3) 3) 交換設(shè)備交換設(shè)備如果說(shuō)傳輸設(shè)備是電信網(wǎng)絡(luò)的神經(jīng)系統(tǒng)，那么交換系統(tǒng)如果說(shuō)傳輸設(shè)備是電信網(wǎng)絡(luò)的神經(jīng)系統(tǒng)，那

4、么交換系統(tǒng)就是各個(gè)神經(jīng)的中樞，它為就是各個(gè)神經(jīng)的中樞，它為信源信源和和信宿信宿之間架設(shè)通信的橋梁之間架設(shè)通信的橋梁?；竟δ芑竟δ埽焊鶕?jù)地址信息進(jìn)行網(wǎng)內(nèi)鏈路的連接，以使電信網(wǎng)：根據(jù)地址信息進(jìn)行網(wǎng)內(nèi)鏈路的連接，以使電信網(wǎng)中的所有終端能建立信號(hào)通路，實(shí)現(xiàn)任意通信雙方的信號(hào)交中的所有終端能建立信號(hào)通路，實(shí)現(xiàn)任意通信雙方的信號(hào)交換。換。對(duì)不同的電信業(yè)務(wù)，交換系統(tǒng)的性能要求不同，例如對(duì)電話對(duì)不同的電信業(yè)務(wù)，交換系統(tǒng)的性能要求不同，例如對(duì)電話業(yè)務(wù)網(wǎng)，交換系統(tǒng)的要求是話音信號(hào)的傳輸時(shí)延應(yīng)盡量小，業(yè)務(wù)網(wǎng)，交換系統(tǒng)的要求是話音信號(hào)的傳輸時(shí)延應(yīng)盡量小，因此目前電話業(yè)務(wù)網(wǎng)的交換系統(tǒng)主要采用直接接續(xù)通話電路因此目前

5、電話業(yè)務(wù)網(wǎng)的交換系統(tǒng)主要采用直接接續(xù)通話電路的的電路交換電路交換設(shè)備。交換系統(tǒng)除電路交換設(shè)備外，還有適合于設(shè)備。交換系統(tǒng)除電路交換設(shè)備外，還有適合于其他業(yè)務(wù)網(wǎng)用的報(bào)文交換設(shè)備和分組交換設(shè)備等。其他業(yè)務(wù)網(wǎng)用的報(bào)文交換設(shè)備和分組交換設(shè)備等。 由于交換系統(tǒng)的設(shè)備承擔(dān)了所有終端設(shè)備的匯接及轉(zhuǎn)接由于交換系統(tǒng)的設(shè)備承擔(dān)了所有終端設(shè)備的匯接及轉(zhuǎn)接任務(wù)，在通信網(wǎng)中成為了關(guān)鍵點(diǎn)，因此在網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)圖中任務(wù)，在通信網(wǎng)中成為了關(guān)鍵點(diǎn)，因此在網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)圖中，常將含交換系統(tǒng)的點(diǎn)稱為，常將含交換系統(tǒng)的點(diǎn)稱為節(jié)點(diǎn)節(jié)點(diǎn)。電信網(wǎng)僅有上述設(shè)備往往不能形成一個(gè)完善的通信網(wǎng)電信網(wǎng)僅有上述設(shè)備往往不能形成一個(gè)完善的通信網(wǎng)，還必須包括，還

6、必須包括信令、協(xié)議和標(biāo)準(zhǔn)信令、協(xié)議和標(biāo)準(zhǔn)。從某種意義上說(shuō)，信令。從某種意義上說(shuō)，信令是實(shí)現(xiàn)網(wǎng)內(nèi)設(shè)備相互聯(lián)絡(luò)的依據(jù)，協(xié)議和標(biāo)準(zhǔn)是構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)是實(shí)現(xiàn)網(wǎng)內(nèi)設(shè)備相互聯(lián)絡(luò)的依據(jù)，協(xié)議和標(biāo)準(zhǔn)是構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)的規(guī)則。因?yàn)樗鼈兛墒褂脩艉途W(wǎng)絡(luò)資源之間，以及各交換的規(guī)則。因?yàn)樗鼈兛墒褂脩艉途W(wǎng)絡(luò)資源之間，以及各交換設(shè)備之間有共同的設(shè)備之間有共同的“語(yǔ)言語(yǔ)言”，通過(guò)這些，通過(guò)這些“語(yǔ)言語(yǔ)言”可使網(wǎng)絡(luò)可使網(wǎng)絡(luò)合理地運(yùn)轉(zhuǎn)和正確地控制，從而達(dá)到全網(wǎng)互通的目的。合理地運(yùn)轉(zhuǎn)和正確地控制，從而達(dá)到全網(wǎng)互通的目的。 2. 2. 電話網(wǎng)的特點(diǎn)電話網(wǎng)的特點(diǎn)電話網(wǎng)最初的設(shè)計(jì)目標(biāo)很簡(jiǎn)單，就是要支持話音通信電話網(wǎng)最初的設(shè)計(jì)目標(biāo)很簡(jiǎn)單，就是要支持話音通

7、信，因此話音業(yè)務(wù)的特點(diǎn)也就決定了電話網(wǎng)的技術(shù)特征。話，因此話音業(yè)務(wù)的特點(diǎn)也就決定了電話網(wǎng)的技術(shù)特征。話音業(yè)務(wù)具有如下特點(diǎn)：音業(yè)務(wù)具有如下特點(diǎn)： (1) (1) 速率恒定且單一。每個(gè)用戶的話音經(jīng)過(guò)抽樣、量速率恒定且單一。每個(gè)用戶的話音經(jīng)過(guò)抽樣、量化、編碼后都形成了化、編碼后都形成了64 kb/s64 kb/s的速率。的速率。(2) 話音對(duì)丟失不敏感。電話通信中允許一定的信息丟話音對(duì)丟失不敏感。電話通信中允許一定的信息丟失，因?yàn)樵捯粜畔⒌南嚓P(guān)性較強(qiáng)，可以通過(guò)通信的雙方用失，因?yàn)樵捯粜畔⒌南嚓P(guān)性較強(qiáng)，可以通過(guò)通信的雙方用戶來(lái)恢復(fù)。戶來(lái)恢復(fù)。 (3) (3) 話音對(duì)實(shí)時(shí)性要求較高。話音通信中，時(shí)延應(yīng)盡

8、量話音對(duì)實(shí)時(shí)性要求較高。話音通信中，時(shí)延應(yīng)盡量小，用戶雙方應(yīng)像面對(duì)面一樣進(jìn)行交流。小，用戶雙方應(yīng)像面對(duì)面一樣進(jìn)行交流。(4) (4) 話音具有連續(xù)性。通話雙方一般是在較短的時(shí)間話音具有連續(xù)性。通話雙方一般是在較短的時(shí)間內(nèi)連續(xù)地表達(dá)自己的通信信息的。內(nèi)連續(xù)地表達(dá)自己的通信信息的。隨著通信技術(shù)的發(fā)展，通信的業(yè)務(wù)將越來(lái)越豐富隨著通信技術(shù)的發(fā)展，通信的業(yè)務(wù)將越來(lái)越豐富22232331 最簡(jiǎn)單的通信網(wǎng)最簡(jiǎn)單的通信網(wǎng)(communication network) 僅由僅由組成，如圖組成，如圖4所示。所示。每一臺(tái)通信終端通過(guò)一每一臺(tái)通信終端通過(guò)一條專門的用戶環(huán)線條專門的用戶環(huán)線(或簡(jiǎn)或簡(jiǎn)稱稱)與交換機(jī)中的與

9、交換機(jī)中的相應(yīng)接口連接。相應(yīng)接口連接。圖圖4 由一臺(tái)交換機(jī)組成的通信網(wǎng)由一臺(tái)交換機(jī)組成的通信網(wǎng)交換機(jī)用戶接口用戶環(huán)線32 當(dāng)用戶數(shù)量很多且分布的區(qū)域較廣時(shí)，一臺(tái)交換機(jī)不能覆當(dāng)用戶數(shù)量很多且分布的區(qū)域較廣時(shí)，一臺(tái)交換機(jī)不能覆蓋所有用戶，這時(shí)就需要設(shè)置蓋所有用戶，這時(shí)就需要設(shè)置組成如圖組成如圖5所示的通信所示的通信網(wǎng)。網(wǎng)。 通信網(wǎng)匯接交換機(jī)市話交換機(jī)用戶交換機(jī)中繼線用戶線圖圖5 多臺(tái)交換機(jī)組成的通信網(wǎng)多臺(tái)交換機(jī)組成的通信網(wǎng)33圖圖5 多臺(tái)交換機(jī)組成的通信網(wǎng)多臺(tái)交換機(jī)組成的通信網(wǎng)通信網(wǎng)匯接交換機(jī)市話交換機(jī)用戶交換機(jī)中繼線用戶線網(wǎng)中直接連接電話機(jī)或終端的交換機(jī)網(wǎng)中直接連接電話機(jī)或終端的交換機(jī),也稱為也

10、稱為，相應(yīng)，相應(yīng)的交換局稱為的交換局稱為34圖圖5 多臺(tái)交換機(jī)組成的通信網(wǎng)多臺(tái)交換機(jī)組成的通信網(wǎng)通信網(wǎng)匯接交換機(jī)市話交換機(jī)用戶交換機(jī)中繼線用戶線 僅與各交換機(jī)連接的交換機(jī)稱為僅與各交換機(jī)連接的交換機(jī)稱為。當(dāng)通信距當(dāng)通信距離很遠(yuǎn)，離很遠(yuǎn)，35圖圖5 多臺(tái)交換機(jī)組成的通信網(wǎng)多臺(tái)交換機(jī)組成的通信網(wǎng)通信網(wǎng)匯接交換機(jī)市話交換機(jī)用戶交換機(jī)中繼線用戶線交換機(jī)之間的線路稱為交換機(jī)之間的線路稱為。36圖圖5 多臺(tái)交換機(jī)組成的通信網(wǎng)多臺(tái)交換機(jī)組成的通信網(wǎng)通信網(wǎng)匯接交換機(jī)市話交換機(jī)用戶交換機(jī)中繼線用戶線用戶交換機(jī)用戶交換機(jī)PBX(Private Branch Exchange) :常用于一個(gè)集團(tuán)的內(nèi)部。常用于一個(gè)集

11、團(tuán)的內(nèi)部。PBX與市話交換機(jī)之間的中繼線數(shù)目通與市話交換機(jī)之間的中繼線數(shù)目通常遠(yuǎn)比常遠(yuǎn)比PBX所連接的用戶線數(shù)目少，因此當(dāng)集團(tuán)中的電話主要用所連接的用戶線數(shù)目少，因此當(dāng)集團(tuán)中的電話主要用于內(nèi)部通信時(shí)，采用于內(nèi)部通信時(shí)，采用PBX要比將所有話機(jī)都連到市話交換機(jī)上更要比將所有話機(jī)都連到市話交換機(jī)上更經(jīng)濟(jì)。當(dāng)經(jīng)濟(jì)。當(dāng)PBX具有自動(dòng)交換能力時(shí)，又稱為具有自動(dòng)交換能力時(shí)，又稱為PABX(Private Automatic Branch Exchange)。公共電話網(wǎng)只負(fù)責(zé)接續(xù)到公共電話網(wǎng)只負(fù)責(zé)接續(xù)到PBX，進(jìn)一步從進(jìn)一步從PBX到電話機(jī)的接續(xù)常需要由話務(wù)員轉(zhuǎn)接到電話機(jī)的接續(xù)常需要由話務(wù)員轉(zhuǎn)接，或采用特殊

12、，或采用特殊的直接接入設(shè)備的直接接入設(shè)備(DID)。37圖圖5 多臺(tái)交換機(jī)組成的通信網(wǎng)多臺(tái)交換機(jī)組成的通信網(wǎng)通信網(wǎng)匯接交換機(jī)市話交換機(jī)用戶交換機(jī)中繼線用戶線38圖圖5 多臺(tái)交換機(jī)組成的通信網(wǎng)多臺(tái)交換機(jī)組成的通信網(wǎng)通信網(wǎng)匯接交換機(jī)市話交換機(jī)用戶交換機(jī)中繼線用戶線由此可見(jiàn)，交換機(jī)在通信網(wǎng)中起著非常重要的作用，由此可見(jiàn)，交換機(jī)在通信網(wǎng)中起著非常重要的作用，它就像它就像可以使路上的車輛可以使路上的車輛(信息信息)安全、快捷地通往任何一個(gè)道口安全、快捷地通往任何一個(gè)道口(交換機(jī)輸出端口交換機(jī)輸出端口)。392 交換機(jī)的發(fā)展交換機(jī)的發(fā)展手手搖搖式、式、戰(zhàn)戰(zhàn)爭(zhēng)爭(zhēng)時(shí)時(shí)期期 402 交換機(jī)的發(fā)展交換機(jī)的發(fā)展轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)

13、盤盤式、式、改改革革開(kāi)開(kāi)放放初初期、期、自自動(dòng)動(dòng)化化 412 交換機(jī)的發(fā)展交換機(jī)的發(fā)展按按鍵鍵式、式、開(kāi)開(kāi)放放安安裝裝 422 交換機(jī)的發(fā)展交換機(jī)的發(fā)展無(wú)無(wú)繩、繩、移移動(dòng)動(dòng)電電話話 4445 非常簡(jiǎn)單，非常簡(jiǎn)單，接線由人工控制。由于人工接續(xù)的固有接線由人工控制。由于人工接續(xù)的固有如如等，迫使人們尋求自等，迫使人們尋求自動(dòng)接續(xù)方式。動(dòng)接續(xù)方式。46 1892年年發(fā)明了自動(dòng)電話交換機(jī)，并開(kāi)通使用。用發(fā)明了自動(dòng)電話交換機(jī)，并開(kāi)通使用。用自動(dòng)選擇器取代了話務(wù)員，通常稱步進(jìn)制交換機(jī)。自動(dòng)選擇器取代了話務(wù)員，通常稱步進(jìn)制交換機(jī)。 這種交換機(jī)的交換網(wǎng)絡(luò)由這種交換機(jī)的交換網(wǎng)絡(luò)由組成，主叫用戶組成，主叫用戶的的的動(dòng)作，從而的動(dòng)作，從而完成電話的接續(xù)。步進(jìn)選擇器動(dòng)作范圍大，帶來(lái)的直接后完成電話的接續(xù)。步進(jìn)選擇器動(dòng)作范圍大，帶來(lái)的直接后果是果是的方式導(dǎo)致的方式導(dǎo)致非常不靈活。非常不靈活。 474849縱橫制交換機(jī)（縱橫制交換機(jī)（ 1919年發(fā)明年發(fā)明）縱橫接線器由縱線（入縱橫接