第2章_數(shù)字交換和數(shù)字交換網(wǎng)絡(luò)-11

1、第第2 2章章 數(shù)字交換和數(shù)字交換網(wǎng)絡(luò)數(shù)字交換和數(shù)字交換網(wǎng)絡(luò)1第二章第二章數(shù)字交換和數(shù)字交換網(wǎng)絡(luò)數(shù)字交換和數(shù)字交換網(wǎng)絡(luò)第第2 2章章 數(shù)字交換和數(shù)字交換網(wǎng)絡(luò)數(shù)字交換和數(shù)字交換網(wǎng)絡(luò)2本章主要內(nèi)容：本章主要內(nèi)容：2.1 數(shù)字化通信數(shù)字化通信2.2 多路復(fù)用技術(shù)多路復(fù)用技術(shù)2.3 交換單元及其分類交換單元及其分類2.4 數(shù)字交換原理數(shù)字交換原理2.5 時間時間T接線器接線器2.6 空間空間S接線器接線器2.7 多級交換網(wǎng)絡(luò)多級交換網(wǎng)絡(luò)第第2 2章章 數(shù)字交換和數(shù)字交換網(wǎng)絡(luò)數(shù)字交換和數(shù)字交換網(wǎng)絡(luò)32.1 2.1 數(shù)字化通信數(shù)字化通信 電話網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)已經(jīng)從第一代的模擬電話網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)已經(jīng)從第一代的模擬

2、交換機(jī)到目前網(wǎng)上大量使用的交換機(jī)到目前網(wǎng)上大量使用的程控交換機(jī)程控交換機(jī)，它的它的主要特點(diǎn)主要特點(diǎn)是數(shù)字方式，它對數(shù)字化的是數(shù)字方式，它對數(shù)字化的話音信道（話音信道（64Kbit/S 時隙）以時分方式實(shí)時隙）以時分方式實(shí)現(xiàn)電路交換，現(xiàn)電路交換，以時分或空分存儲器作為交以時分或空分存儲器作為交換單元換單元。第第2 2章章 數(shù)字交換和數(shù)字交換網(wǎng)絡(luò)數(shù)字交換和數(shù)字交換網(wǎng)絡(luò)4交換網(wǎng)絡(luò)從模擬網(wǎng)絡(luò)變成數(shù)字交換網(wǎng)絡(luò)。交換網(wǎng)絡(luò)從模擬網(wǎng)絡(luò)變成數(shù)字交換網(wǎng)絡(luò)。模擬網(wǎng)模擬網(wǎng)綜合數(shù)字網(wǎng)綜合數(shù)字網(wǎng)模擬數(shù)字混合網(wǎng)模擬數(shù)字混合網(wǎng)綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)產(chǎn)生了數(shù)字傳輸系統(tǒng)產(chǎn)生了數(shù)字傳輸系統(tǒng)PCM傳輸傳輸時分?jǐn)?shù)字交換機(jī)的產(chǎn)生時

3、分?jǐn)?shù)字交換機(jī)的產(chǎn)生數(shù)據(jù)、電視、傳真等業(yè)務(wù)的要求數(shù)據(jù)、電視、傳真等業(yè)務(wù)的要求 傳輸和交換都采用模擬信號傳輸和交換都采用模擬信號 數(shù)字傳輸系統(tǒng)數(shù)字傳輸系統(tǒng)+ +模擬網(wǎng)絡(luò)模擬網(wǎng)絡(luò) 數(shù)字傳輸數(shù)字傳輸+ +程控?cái)?shù)字交換機(jī)程控?cái)?shù)字交換機(jī)第第2 2章章 數(shù)字交換和數(shù)字交換網(wǎng)絡(luò)數(shù)字交換和數(shù)字交換網(wǎng)絡(luò)5數(shù)字通信數(shù)字通信 特點(diǎn)：特點(diǎn)：保密性強(qiáng)，便于加密傳輸。保密性強(qiáng)，便于加密傳輸。數(shù)字信號為二進(jìn)制編碼，是由數(shù)字信號為二進(jìn)制編碼，是由“0”“1”組成組成的脈沖串，容易鑒別，抗干擾能力強(qiáng)。的脈沖串，容易鑒別，抗干擾能力強(qiáng)。占用頻帶較寬，技術(shù)復(fù)雜（同步技術(shù)），占用頻帶較寬，技術(shù)復(fù)雜（同步技術(shù)），模數(shù)轉(zhuǎn)換會帶來量化噪聲。

4、模數(shù)轉(zhuǎn)換會帶來量化噪聲。第第2 2章章 數(shù)字交換和數(shù)字交換網(wǎng)絡(luò)數(shù)字交換和數(shù)字交換網(wǎng)絡(luò)6PCM（脈碼調(diào)制）通信（脈碼調(diào)制）通信是將話音的電模擬信是將話音的電模擬信號變成二進(jìn)制的數(shù)字碼加以傳遞的一種通號變成二進(jìn)制的數(shù)字碼加以傳遞的一種通信方式。信方式。語音信號的數(shù)字化要經(jīng)過語音信號的數(shù)字化要經(jīng)過抽樣、量化和編碼三個步抽樣、量化和編碼三個步驟。驟。第第2 2章章 數(shù)字交換和數(shù)字交換網(wǎng)絡(luò)數(shù)字交換和數(shù)字交換網(wǎng)絡(luò)7數(shù)字通信對傳輸碼型的要求：數(shù)字通信對傳輸碼型的要求： 單極性碼只適合于在機(jī)架內(nèi)部或鄰近單極性碼只適合于在機(jī)架內(nèi)部或鄰近機(jī)架間作短距離傳輸，不適合在線路中機(jī)架間作短距離傳輸，不適合在線路中遠(yuǎn)距離傳

5、輸。遠(yuǎn)距離傳輸。信碼在傳送前要信碼在傳送前要進(jìn)行碼型變換。進(jìn)行碼型變換。第第2 2章章 數(shù)字交換和數(shù)字交換網(wǎng)絡(luò)數(shù)字交換和數(shù)字交換網(wǎng)絡(luò)8 目前在目前在PCM傳輸中傳輸中HDB3 碼（碼（High Density Bipolar of Order 3 三階高密度雙三階高密度雙極性碼）用得極為廣泛。極性碼）用得極為廣泛。 HDB3 碼可解決過多連續(xù)碼可解決過多連續(xù)“0”使中繼器使中繼器長時間收不到信號而影響定時提取時鐘頻長時間收不到信號而影響定時提取時鐘頻率的工作的問題。率的工作的問題。第第2 2章章 數(shù)字交換和數(shù)字交換網(wǎng)絡(luò)數(shù)字交換和數(shù)字交換網(wǎng)絡(luò)9規(guī)則一：若發(fā)現(xiàn)連續(xù)多于三個規(guī)則一：若發(fā)現(xiàn)連續(xù)多于三個

6、“0”的序列，的序列，第四個第四個“0”就用就用“1”來置換。即發(fā)送一個來置換。即發(fā)送一個“V”標(biāo)志（即標(biāo)志（即“破壞點(diǎn)破壞點(diǎn)”）。）。規(guī)則二：規(guī)則二：兩個連續(xù)的兩個連續(xù)的“破壞點(diǎn)破壞點(diǎn)”務(wù)必反轉(zhuǎn)極性務(wù)必反轉(zhuǎn)極性，在兩個連續(xù)在兩個連續(xù)“破壞點(diǎn)破壞點(diǎn)”之間之間“1”的數(shù)目是一的數(shù)目是一個奇數(shù)，亦即，個奇數(shù)，亦即，在兩個在兩個“V”之間之間“1”的數(shù)目的數(shù)目是奇數(shù)是奇數(shù)。是偶數(shù)則第。是偶數(shù)則第1個個0的位置改成的位置改成“B”（填充碼）（填充碼）第第2 2章章 數(shù)字交換和數(shù)字交換網(wǎng)絡(luò)數(shù)字交換和數(shù)字交換網(wǎng)絡(luò)10轉(zhuǎn)換成轉(zhuǎn)換成HDB3碼的步驟：碼的步驟： 以交替極性倒置碼（以交替極性倒置碼（AMI）為基

7、礎(chǔ)。）為基礎(chǔ)。a. 四個連續(xù)四個連續(xù)“0”編為一組，每組的第編為一組，每組的第4個個“0”用用V+或或V-代表。代表。 V+或或V-與前向的一個與前向的一個“1”同極性同極性。破壞了。破壞了原來的交替規(guī)律。原來的交替規(guī)律。 V+、V-稱為破壞點(diǎn)。稱為破壞點(diǎn)。第第2 2章章 數(shù)字交換和數(shù)字交換網(wǎng)絡(luò)數(shù)字交換和數(shù)字交換網(wǎng)絡(luò)11b. 相鄰兩個破壞點(diǎn)的極性不一樣相鄰兩個破壞點(diǎn)的極性不一樣（保證沒（保證沒有直流分量），即兩個破壞點(diǎn)間保證有有直流分量），即兩個破壞點(diǎn)間保證有奇數(shù)個奇數(shù)個“1”，當(dāng)為偶數(shù)時，在第一個，當(dāng)為偶數(shù)時，在第一個“0”的位置處填補(bǔ)一個的位置處填補(bǔ)一個B+或或B-，其極性與前，其極性與前

8、一個破壞點(diǎn)相反。一個破壞點(diǎn)相反。 序列序列 “000V”表示表示“1”的數(shù)目為奇數(shù)；的數(shù)目為奇數(shù)；“B00V”表示表示“1”的數(shù)目為偶數(shù)。的數(shù)目為偶數(shù)。 第第2 2章章 數(shù)字交換和數(shù)字交換網(wǎng)絡(luò)數(shù)字交換和數(shù)字交換網(wǎng)絡(luò)120 1 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 0 1 0單極性1111AMI1V11V1加V1V11BV1（前V-）1V11BV1（前V+）B單極性碼單極性碼AMI碼碼AMI碼碼HDB3碼碼與 前 向 的 一與 前 向 的 一個個“1”同極同極性性兩個破壞點(diǎn)間有兩個破壞點(diǎn)間有偶數(shù)個偶數(shù)個“1”相鄰兩個破壞點(diǎn)相鄰兩個破壞點(diǎn)的極性不一樣的極性不一樣第第2 2章章 數(shù)字交換和數(shù)字交換

9、網(wǎng)絡(luò)數(shù)字交換和數(shù)字交換網(wǎng)絡(luò)13 通信信道通信信道是信息網(wǎng)絡(luò)的重要組成部分是信息網(wǎng)絡(luò)的重要組成部分和寶貴的資源之一。和寶貴的資源之一。 為了提高信道利用率，使多路信號沿為了提高信道利用率，使多路信號沿同一信道傳輸而互不干擾，稱同一信道傳輸而互不干擾，稱多路復(fù)用多路復(fù)用。2.2 2.2 多路復(fù)用技術(shù)多路復(fù)用技術(shù)第第2 2章章 數(shù)字交換和數(shù)字交換網(wǎng)絡(luò)數(shù)字交換和數(shù)字交換網(wǎng)絡(luò)14 根據(jù)信道所擁有的資源，在實(shí)際中往根據(jù)信道所擁有的資源，在實(shí)際中往往將信道共享方式分為：往將信道共享方式分為：頻分復(fù)用頻分復(fù)用FDM（Frequency Division Multiplex）空分復(fù)用空分復(fù)用SDM（Space

10、Division Multiplex）時分復(fù)用時分復(fù)用TDM（Time Division Multiplex）碼分復(fù)用碼分復(fù)用CDM（Code Division Multiplex）2.2.1 2.2.1 多路復(fù)用方式多路復(fù)用方式第第2 2章章 數(shù)字交換和數(shù)字交換網(wǎng)絡(luò)數(shù)字交換和數(shù)字交換網(wǎng)絡(luò)15第一路第二路第一路第三路第三路第二路傳輸選擇器選擇器發(fā)送端接收端對電話通信來說，一對線上可對電話通信來說，一對線上可以同時有若干對用戶進(jìn)行通話，以同時有若干對用戶進(jìn)行通話，每對用戶信號占其中一個信道。每對用戶信號占其中一個信道。多路通信多路通信第第2 2章章 數(shù)字交換和數(shù)字交換網(wǎng)絡(luò)數(shù)字交換和數(shù)字交換網(wǎng)絡(luò)1

11、6頻分復(fù)用的所有用戶在同樣的時間占用不同的帶寬資源頻分復(fù)用的所有用戶在同樣的時間占用不同的帶寬資源頻頻 段段 1 1（60606464）頻頻 段段 2 2（50505454）頻頻 段段 3 3（40404444）頻頻 段段 4 4（30303434） 信號信號 A A 信號信號 B B 信號信號 C C 信號信號 D D頻頻分分多多路路復(fù)復(fù)用用器器 信號信號 B B 信號信號 C C 信號信號 D D 信號信號 A A 頻頻 分分 多多 路路 復(fù)復(fù) 用用 器器頻譜遷移頻譜遷移把信道的可用頻帶分割成若把信道的可用頻帶分割成若干互不交疊的頻段，每個頻干互不交疊的頻段，每個頻段均可作為一個獨(dú)立的傳輸

12、段均可作為一個獨(dú)立的傳輸信道使用。信道使用。每路信號被調(diào)制在不同每路信號被調(diào)制在不同的載頻上，使其頻譜占的載頻上，使其頻譜占用某一頻段，以實(shí)現(xiàn)多用某一頻段，以實(shí)現(xiàn)多路相加的路相加的FDM信號在同信號在同一信道中傳輸。一信道中傳輸。第第2 2章章 數(shù)字交換和數(shù)字交換網(wǎng)絡(luò)數(shù)字交換和數(shù)字交換網(wǎng)絡(luò)17 信信 號號 A A 信信 號號 B B 信信 號號 C C 信信 號號 D D時時分分多多路路復(fù)復(fù)用用器器 信信 號號 B B 信信 號號 C C 信信 號號 D D 信信 號號 A A 時時 分分 多多 路路 復(fù)復(fù) 用用 器器 D D C C B B A A D D C C B B A A 幀幀 1

13、1 幀幀 2 2時分多路復(fù)用所有用戶在不同的時間占用同樣的頻帶寬度時分多路復(fù)用所有用戶在不同的時間占用同樣的頻帶寬度把一個傳輸信道按時間分割，以傳把一個傳輸信道按時間分割，以傳送若干路信息。此通信方式使多個送若干路信息。此通信方式使多個用戶在不同的時間段（時隙）占用用戶在不同的時間段（時隙）占用或共享通信資源?；蚬蚕硗ㄐ刨Y源。第第2 2章章 數(shù)字交換和數(shù)字交換網(wǎng)絡(luò)數(shù)字交換和數(shù)字交換網(wǎng)絡(luò)18 時隙的劃分可有兩類：時隙的劃分可有兩類：a.固定劃分：固定劃分：將信道分割成定長、將信道分割成定長、周期性周期性的的時間段。時間段。b.可變劃分：可變劃分：將信道劃分為變長的時間段。將信道劃分為變長的時間段

14、。第第2 2章章 數(shù)字交換和數(shù)字交換網(wǎng)絡(luò)數(shù)字交換和數(shù)字交換網(wǎng)絡(luò)19 時隙的分配也有兩類：時隙的分配也有兩類：a.固定的分配固定的分配（靜態(tài)分配）：將信道各時隙（靜態(tài)分配）：將信道各時隙固定的或以幀為周期的分給用戶。固定的或以幀為周期的分給用戶。b.可變的分配可變的分配（動態(tài)分配或按需分配）：（動態(tài)分配或按需分配）：按用戶的需要將信道時隙動態(tài)地分配給按用戶的需要將信道時隙動態(tài)地分配給各用戶。各用戶。 第第2 2章章 數(shù)字交換和數(shù)字交換網(wǎng)絡(luò)數(shù)字交換和數(shù)字交換網(wǎng)絡(luò)20 在現(xiàn)實(shí)應(yīng)用中，在現(xiàn)實(shí)應(yīng)用中，PCM復(fù)用系統(tǒng)與通常的復(fù)用系統(tǒng)與通常的電話交換、電話交換、DDN（數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)網(wǎng)）等屬于采（數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)網(wǎng)）等屬

15、于采用固定劃分和固定分配信道時隙工作方式；用固定劃分和固定分配信道時隙工作方式；計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)的介質(zhì)訪問控制與通常的分計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)的介質(zhì)訪問控制與通常的分組交換、幀中繼等屬于采用可變劃分和可組交換、幀中繼等屬于采用可變劃分和可變分配信道時隙工作方式；變分配信道時隙工作方式； 對于異步轉(zhuǎn)移模式對于異步轉(zhuǎn)移模式ATM則采用固定劃分則采用固定劃分和可變分配信道時隙的方式。和可變分配信道時隙的方式。第第2 2章章 數(shù)字交換和數(shù)字交換網(wǎng)絡(luò)數(shù)字交換和數(shù)字交換網(wǎng)絡(luò)21 時分多路復(fù)用技術(shù)是數(shù)字電話多路通時分多路復(fù)用技術(shù)是數(shù)字電話多路通信的主要方法。信的主要方法。 目前使用的采用時分多路復(fù)用技術(shù)的目前使用的采用時

16、分多路復(fù)用技術(shù)的數(shù)字信號主要有：數(shù)字信號主要有： 用于電路交換的同步時分復(fù)用信號用于電路交換的同步時分復(fù)用信號 用于分組交換和用于分組交換和ATM交換的異步時分復(fù)用交換的異步時分復(fù)用信號。信號。第第2 2章章 數(shù)字交換和數(shù)字交換網(wǎng)絡(luò)數(shù)字交換和數(shù)字交換網(wǎng)絡(luò)制作：邵黎制作：邵黎22同步時分復(fù)用信號同步時分復(fù)用信號異步時分復(fù)用信號異步時分復(fù)用信號對同步時分復(fù)用信號的交換實(shí)際對同步時分復(fù)用信號的交換實(shí)際上是話路所在位置的交換，即時上是話路所在位置的交換，即時隙的內(nèi)容在時間軸上的移動。隙的內(nèi)容在時間軸上的移動。對異步時分復(fù)用信號的交換實(shí)際對異步時分復(fù)用信號的交換實(shí)際上就是按照每個分組信息前的路上就是按照

17、每個分組信息前的路由標(biāo)記，將其分發(fā)到出線。由標(biāo)記，將其分發(fā)到出線。標(biāo)志碼相同標(biāo)志碼相同的分組屬于的分組屬于一次接續(xù)一次接續(xù)所有幀中相同的時所有幀中相同的時隙成為一個子信道，隙成為一個子信道，是恒定速率的，一是恒定速率的，一個子信道傳遞一個個子信道傳遞一個話路的信息。話路的信息。第第2 2章章 數(shù)字交換和數(shù)字交換網(wǎng)絡(luò)數(shù)字交換和數(shù)字交換網(wǎng)絡(luò)23 所謂所謂“幀結(jié)構(gòu)幀結(jié)構(gòu)”就是在一幀時間內(nèi)的時就是在一幀時間內(nèi)的時間分配關(guān)系，它包括了間分配關(guān)系，它包括了時隙時隙、碼位碼位、同步同步與與標(biāo)志標(biāo)志信號的分配關(guān)系。信號的分配關(guān)系。下面先了解時分復(fù)用下面先了解時分復(fù)用PCM信號的形成過程。信號的形成過程。2.2

18、.2 30 /322.2.2 30 /32路路PCMPCM系統(tǒng)的幀結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的幀結(jié)構(gòu)第第2 2章章 數(shù)字交換和數(shù)字交換網(wǎng)絡(luò)數(shù)字交換和數(shù)字交換網(wǎng)絡(luò)24 125 s(a) 8位碼字位碼字(b) 一個時隙一個時隙(c) 1 2 3 N 1 2 N 1 2 N 1 2 N(d) 一一 幀幀 圖圖(a)為一路模擬信號抽樣后形成的為一路模擬信號抽樣后形成的PAM信號，信號， 圖圖(b) (d)分別為第一路、第二路模擬信號編碼后形成的基帶分別為第一路、第二路模擬信號編碼后形成的基帶PCM信號，信號， 圖圖(c)為多路調(diào)制后形成的時分復(fù)用為多路調(diào)制后形成的時分復(fù)用PCM信號。信號。 對每一個話路來說，對每一個話

19、路來說，每次抽樣值經(jīng)過量每次抽樣值經(jīng)過量化后編成化后編成8位信碼。位信碼。一路基帶一路基帶PCM信號在時分信號在時分復(fù)用復(fù)用PCM復(fù)用線路上周期復(fù)用線路上周期地每幀占有一個固定時隙地每幀占有一個固定時隙。第第2 2章章 數(shù)字交換和數(shù)字交換網(wǎng)絡(luò)數(shù)字交換和數(shù)字交換網(wǎng)絡(luò)25可以看出：可以看出： 時間時間125s被分成一個個均勻的小段。被分成一個個均勻的小段。每個每個8位位PCM編碼占據(jù)一小段時間稱為編碼占據(jù)一小段時間稱為時時隙隙（TS：Time Slot）。）。 N路復(fù)用時，在路復(fù)用時，在125S內(nèi)有內(nèi)有N個時隙。個時隙。每一路信號占一個指定的時隙，每一路信號占一個指定的時隙，N路信號路信號輪流占用

20、一次的總時間就構(gòu)成了一個輪流占用一次的總時間就構(gòu)成了一個幀幀。第第2 2章章 數(shù)字交換和數(shù)字交換網(wǎng)絡(luò)數(shù)字交換和數(shù)字交換網(wǎng)絡(luò)26 在在30/32路路PCM通信系統(tǒng)中，在通信系統(tǒng)中，在125s時間內(nèi)，每一路輪流傳送時間內(nèi)，每一路輪流傳送8位碼的碼組一位碼的碼組一次（共次（共32路）即為一幀，每一路的路）即為一幀，每一路的8位碼位碼在一幀中占一個在一幀中占一個“時隙時隙”。傳送一個。傳送一個8位碼位碼的路時隙只占用的路時隙只占用125/32=3.9s。 每一幀包括每一幀包括32個時隙，而真正用來個時隙，而真正用來傳送話音信息的是傳送話音信息的是30路。路。第第2 2章章 數(shù)字交換和數(shù)字交換網(wǎng)絡(luò)數(shù)字交

21、換和數(shù)字交換網(wǎng)絡(luò)27TS1TS15和和TS17TS31為為“話路時隙話路時隙”，一個時隙傳輸一個時隙傳輸一路話音信號，一路話音信號，共可傳送共可傳送30個個話路的話音信話路的話音信號。號。第第2 2章章 數(shù)字交換和數(shù)字交換網(wǎng)絡(luò)數(shù)字交換和數(shù)字交換網(wǎng)絡(luò)28 把每把每16幀叫作一復(fù)幀。第幀叫作一復(fù)幀。第0幀（幀（F0）的的TS16作復(fù)幀同步用，其它每一幀的作復(fù)幀同步用，其它每一幀的TS16傳送傳送兩個話路的標(biāo)志信號碼兩個話路的標(biāo)志信號碼，每，每16幀輪流傳送一次，可傳輸完所有幀輪流傳送一次，可傳輸完所有30個話個話路的標(biāo)志信號碼。路的標(biāo)志信號碼。 第第2 2章章 數(shù)字交換和數(shù)字交換網(wǎng)絡(luò)數(shù)字交換和數(shù)字

22、交換網(wǎng)絡(luò)制作：邵黎制作：邵黎29F1、F2、表示幀順序，表示幀順序，由由F0 F15共共16個幀組成了個幀組成了一個復(fù)幀；每一個復(fù)幀；每一幀有一幀有32個時個時隙（隙（TS）；每）；每一時隙有一時隙有8位位碼組碼組 第第2 2章章 數(shù)字交換和數(shù)字交換網(wǎng)絡(luò)數(shù)字交換和數(shù)字交換網(wǎng)絡(luò)30TS0為為“幀同幀同步時隙步時隙”，用，用于收于收/發(fā)端同步。發(fā)端同步。TS16為為“標(biāo)標(biāo)志信號時隙志信號時隙”，用來傳送復(fù)幀用來傳送復(fù)幀同步碼和各個同步碼和各個話路的標(biāo)志信話路的標(biāo)志信號號第第2 2章章 數(shù)字交換和數(shù)字交換網(wǎng)絡(luò)數(shù)字交換和數(shù)字交換網(wǎng)絡(luò)31從時間上看：從時間上看： 一復(fù)幀為一復(fù)幀為12516=2ms； 一

23、幀占一幀占125s； 一個時隙占一個時隙占3.9s;每時隙每時隙8位碼，每位占位碼，每位占488ns。毫秒毫秒(ms)、微秒、微秒 (s)、納秒、納秒(ns)、皮秒、皮秒(ps)、飛秒、飛秒(fs)、阿秒、渺秒、阿秒、渺秒 1 s = 103 ms = 106 us = 109 ns = 1012 ps = 1015 fs=1018阿秒阿秒=1021渺秒渺秒=1043普朗克常數(shù)普朗克常數(shù)第第2 2章章 數(shù)字交換和數(shù)字交換網(wǎng)絡(luò)數(shù)字交換和數(shù)字交換網(wǎng)絡(luò)32從碼率上看：從碼率上看： 每秒傳送每秒傳送8000幀，每幀有幀，每幀有328=256bit，總碼率為總碼率為 256bit/幀幀8000幀幀/s=

24、2048Kbit/s。對于對于每一話路每一話路來說，在每幀中占一個時隙，來說，在每幀中占一個時隙，每秒鐘傳送時隙每秒鐘傳送時隙8000個，碼率為個，碼率為80008=64K bit/s。對于對于32路路來說，每秒傳送時隙來說，每秒傳送時隙800032=256K個。個。第第2 2章章 數(shù)字交換和數(shù)字交換網(wǎng)絡(luò)數(shù)字交換和數(shù)字交換網(wǎng)絡(luò)33PCM30/32路路系統(tǒng)的傳送碼系統(tǒng)的傳送碼流速率為：流速率為：256b/125s=2.048Mb/s，即，即PCM 30/32系系統(tǒng)的碼流速率統(tǒng)的碼流速率為為2.048Mb/s。第第2 2章章 數(shù)字交換和數(shù)字交換網(wǎng)絡(luò)數(shù)字交換和數(shù)字交換網(wǎng)絡(luò)3430/32路路PCM信號

25、主要時間和速率關(guān)系：信號主要時間和速率關(guān)系：幀速率幀速率 8K幀幀/S 幀周期幀周期 125s時隙速率時隙速率 256K時隙時隙/S 時隙寬度時隙寬度 3.9s碼元速率碼元速率 2048Kbit/S 碼元寬度碼元寬度 0.488s第第2 2章章 數(shù)字交換和數(shù)字交換網(wǎng)絡(luò)數(shù)字交換和數(shù)字交換網(wǎng)絡(luò)352. 3 2. 3 交換單元及其分類交換單元及其分類 交換交換的基本功能是的基本功能是在任意的入線和出在任意的入線和出線之間建立連接線之間建立連接。 在交換系統(tǒng)中完成這一基本功能的部在交換系統(tǒng)中完成這一基本功能的部件就是件就是交換網(wǎng)絡(luò)交換網(wǎng)絡(luò)，它是交換系統(tǒng)的核心。，它是交換系統(tǒng)的核心。 交換網(wǎng)絡(luò)有：交換網(wǎng)

26、絡(luò)有： 空分、時分、模擬、數(shù)字空分、時分、模擬、數(shù)字第第2 2章章 數(shù)字交換和數(shù)字交換網(wǎng)絡(luò)數(shù)字交換和數(shù)字交換網(wǎng)絡(luò)36 交換單元交換單元是構(gòu)成交換網(wǎng)絡(luò)的最基本的是構(gòu)成交換網(wǎng)絡(luò)的最基本的部件，用若干個交換單元按照一定的部件，用若干個交換單元按照一定的拓拓樸結(jié)構(gòu)樸結(jié)構(gòu)和和控制方式控制方式就可構(gòu)成交換網(wǎng)絡(luò)。就可構(gòu)成交換網(wǎng)絡(luò)。因此交換單元的功能也就是交換的基本因此交換單元的功能也就是交換的基本功能。功能。2. 3.1 2. 3.1 交換單元交換單元第第2 2章章 數(shù)字交換和數(shù)字交換網(wǎng)絡(luò)數(shù)字交換和數(shù)字交換網(wǎng)絡(luò) 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是指網(wǎng)絡(luò)中各個站點(diǎn)相互連接的形式，在局域網(wǎng)中明確一點(diǎn)講就是文件服務(wù)器、工作站和

27、電纜等的連接形式?，F(xiàn)在最主要的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)有總線型拓?fù)?、星形拓?fù)洹h(huán)形拓?fù)?、樹形拓?fù)洌ㄓ煽偩€型演變而來）以及它們的混合型。顧名思義，總線型其實(shí)就是將文件服務(wù)器和工作站都連在稱為總線的一條公共電纜上，且總線兩端必須有終結(jié)器；星形拓?fù)鋭t是以一臺設(shè)備作為中央連接點(diǎn)，各工作站都與它直接相連形成星型；而環(huán)形拓?fù)渚褪菍⑺姓军c(diǎn)彼此串行連接，像鏈子一樣構(gòu)成一個環(huán)形回路；把這三種最基本的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)混合起來運(yùn)用自然就是混合型了！第第2 2章章 數(shù)字交換和數(shù)字交換網(wǎng)絡(luò)數(shù)字交換和數(shù)字交換網(wǎng)絡(luò)38 不管交換單元內(nèi)部結(jié)構(gòu)如何，我們總不管交換單元內(nèi)部結(jié)構(gòu)如何，我們總可以把它看作一個黑箱，對外的特性只有可以把它看作一個黑箱，對外

28、的特性只有一組入線和一組出線，入線為信息輸入端，一組入線和一組出線，入線為信息輸入端，出線為信息輸出端。出線為信息輸出端。完成控制功完成控制功能能描述內(nèi)部狀描述內(nèi)部狀態(tài)態(tài)第第2 2章章 數(shù)字交換和數(shù)字交換網(wǎng)絡(luò)數(shù)字交換和數(shù)字交換網(wǎng)絡(luò)39 當(dāng)有信號到達(dá)交換單元的某條入線需進(jìn)當(dāng)有信號到達(dá)交換單元的某條入線需進(jìn)行交換時，會出現(xiàn)兩種情況：行交換時，會出現(xiàn)兩種情況：信號為信號為同步時分復(fù)用信號同步時分復(fù)用信號，信號中只攜帶有，信號中只攜帶有用戶信息，沒有指定出線地址。這時，用戶信息，沒有指定出線地址。這時，交換交換單元可根據(jù)外部送入的命令，在交換單元內(nèi)單元可根據(jù)外部送入的命令，在交換單元內(nèi)部建立通道部建立

29、通道，將該入線與相應(yīng)出線連接起來，將該入線與相應(yīng)出線連接起來，入線上的輸入信號沿內(nèi)部通道在出線上輸出。入線上的輸入信號沿內(nèi)部通道在出線上輸出。第第2 2章章 數(shù)字交換和數(shù)字交換網(wǎng)絡(luò)數(shù)字交換和數(shù)字交換網(wǎng)絡(luò)40入線入線出線出線00 11442323同步時分復(fù)用信號的交換同步時分復(fù)用信號的交換交換單元的基本功能是通過交換單元連接入線交換單元的基本功能是通過交換單元連接入線和出線的和出線的“內(nèi)部通道內(nèi)部通道”完成的。這樣的完成的。這樣的“內(nèi)部內(nèi)部通道通道”通常被稱為通常被稱為“連接連接”，建立內(nèi)部通道就，建立內(nèi)部通道就是建立連接，拆除內(nèi)部通道就是拆除連接。是建立連接，拆除內(nèi)部通道就是拆除連接。第第2

30、2章章 數(shù)字交換和數(shù)字交換網(wǎng)絡(luò)數(shù)字交換和數(shù)字交換網(wǎng)絡(luò)41信號為信號為異步時分復(fù)用信號異步時分復(fù)用信號，信號中不僅，信號中不僅攜帶有用戶信息，還有出線地址。這時，攜帶有用戶信息，還有出線地址。這時，交換單元可根據(jù)信號所攜帶的出線地址，交換單元可根據(jù)信號所攜帶的出線地址，在交換單元內(nèi)部建立通道在交換單元內(nèi)部建立通道 。第第2 2章章 數(shù)字交換和數(shù)字交換網(wǎng)絡(luò)數(shù)字交換和數(shù)字交換網(wǎng)絡(luò)42異步時分復(fù)用信號的交換異步時分復(fù)用信號的交換入入線線出出線線00 12210210001222第第2 2章章 數(shù)字交換和數(shù)字交換網(wǎng)絡(luò)數(shù)字交換和數(shù)字交換網(wǎng)絡(luò)431、按、按入線與出線數(shù)目（使用需要）不同入線與出線數(shù)目（使用需

31、要）不同（1）集中型集中型：入線數(shù)大于出線數(shù)：入線數(shù)大于出線數(shù)(MN)，可稱集中器?？煞Q集中器。（2）分配型分配型：入線數(shù)與出線數(shù)相等：入線數(shù)與出線數(shù)相等（M=N），可稱連接器。），可稱連接器。（3）擴(kuò)散型擴(kuò)散型：入線數(shù)小于出線數(shù)（：入線數(shù)小于出線數(shù)（MN ），），可稱擴(kuò)散器。可稱擴(kuò)散器。2.3.2 2.3.2 交換單元分類交換單元分類第第2 2章章 數(shù)字交換和數(shù)字交換網(wǎng)絡(luò)數(shù)字交換和數(shù)字交換網(wǎng)絡(luò)44第第2 2章章 數(shù)字交換和數(shù)字交換網(wǎng)絡(luò)數(shù)字交換和數(shù)字交換網(wǎng)絡(luò)452、按、按信息流向不同信息流向不同（1）有向交換單元有向交換單元 當(dāng)信息經(jīng)過交換單元時只能從入線進(jìn)，當(dāng)信息經(jīng)過交換單元時只能從入線進(jìn)，

32、出線出，具有唯一確定的方向。出線出，具有唯一確定的方向。（2）無向交換單元無向交換單元 若將一個交換單元的相同編號的入線和若將一個交換單元的相同編號的入線和出線連在一起，每一條既可以入也可以出，出線連在一起，每一條既可以入也可以出，即同時具有發(fā)送和接收功能。即同時具有發(fā)送和接收功能。第第2 2章章 數(shù)字交換和數(shù)字交換網(wǎng)絡(luò)數(shù)字交換和數(shù)字交換網(wǎng)絡(luò)46(a) MN有向交換單元 （b）MN無向交換單元 （c）N無向交換單元第第2 2章章 數(shù)字交換和數(shù)字交換網(wǎng)絡(luò)數(shù)字交換和數(shù)字交換網(wǎng)絡(luò)473、按時分與空分方式、按時分與空分方式（1）時分交換單元：）時分交換單元： 所有的輸入端口與輸出端口之間共享所有的輸入

33、端口與輸出端口之間共享唯一的一條通路。如：共享總線、共享存唯一的一條通路。如：共享總線、共享存儲器。儲器。（2）空分交換單元）空分交換單元 所有入線與出線之間存在多條通路，所有入線與出線之間存在多條通路，從不同入線來的信息可以并行地在這些通從不同入線來的信息可以并行地在這些通路上傳送。如：開關(guān)陣列、空間接線器。路上傳送。如：開關(guān)陣列、空間接線器。第第2 2章章 數(shù)字交換和數(shù)字交換網(wǎng)絡(luò)數(shù)字交換和數(shù)字交換網(wǎng)絡(luò)48 若交換單元的每條入線能夠與每條出若交換單元的每條入線能夠與每條出線相連接，則被稱為線相連接，則被稱為全連接交換單元全連接交換單元；若；若交換單元的每條入線只能夠與部分出線相交換單元的每條

34、入線只能夠與部分出線相連接，則被稱為連接，則被稱為部分連接交換單元部分連接交換單元或或非全非全連接交換單元連接交換單元。 第第2 2章章 數(shù)字交換和數(shù)字交換網(wǎng)絡(luò)數(shù)字交換和數(shù)字交換網(wǎng)絡(luò)49 空分交換單元只要交叉點(diǎn)接通了，它空分交換單元只要交叉點(diǎn)接通了，它對任何信號都是對任何信號都是“透明傳輸透明傳輸”的?？辗纸粨Q的。空分交換網(wǎng)絡(luò)可以傳送模擬信號也可以傳送數(shù)字信網(wǎng)絡(luò)可以傳送模擬信號也可以傳送數(shù)字信號，為什么不直接用空分交換網(wǎng)絡(luò)傳送數(shù)號，為什么不直接用空分交換網(wǎng)絡(luò)傳送數(shù)字信號？字信號？2.4 2.4 數(shù)字交換原理數(shù)字交換原理 第第2 2章章 數(shù)字交換和數(shù)字交換網(wǎng)絡(luò)數(shù)字交換和數(shù)字交換網(wǎng)絡(luò)50 程控?cái)?shù)字

35、交換機(jī)的根本任務(wù)是通過程控?cái)?shù)字交換機(jī)的根本任務(wù)是通過數(shù)數(shù)字交換字交換來實(shí)現(xiàn)任意兩個用戶之間的來實(shí)現(xiàn)任意兩個用戶之間的語音交語音交換換，即在這兩個用戶之間建立一條數(shù)字話，即在這兩個用戶之間建立一條數(shù)字話音通道。音通道。2.4.1 2.4.1 數(shù)字交換數(shù)字交換第第2 2章章 數(shù)字交換和數(shù)字交換網(wǎng)絡(luò)數(shù)字交換和數(shù)字交換網(wǎng)絡(luò)51 由于由于PCM傳輸是單向的，只能做到傳輸是單向的，只能做到發(fā)送和接收為同一時隙號（兩個通路），發(fā)送和接收為同一時隙號（兩個通路），而不能把信號換到另一時隙中去。解決這而不能把信號換到另一時隙中去。解決這個問題的個問題的簡單方法簡單方法是給兩個通話的用戶之是給兩個通話的用戶之間分

36、配一個公共時隙（時分通路）。兩個間分配一個公共時隙（時分通路）。兩個用戶的模擬話音信號經(jīng)過數(shù)字化以后都進(jìn)用戶的模擬話音信號經(jīng)過數(shù)字化以后都進(jìn)入這個特定的公共時隙（入這個特定的公共時隙（Time Slot，TS） 。這就是。這就是動態(tài)分配時隙動態(tài)分配時隙的方法。但的方法。但只能在同一條只能在同一條PCM復(fù)用線內(nèi)進(jìn)行復(fù)用線內(nèi)進(jìn)行“時隙交時隙交換換”，且交換的用戶數(shù)量有限。，且交換的用戶數(shù)量有限。第第2 2章章 數(shù)字交換和數(shù)字交換網(wǎng)絡(luò)數(shù)字交換和數(shù)字交換網(wǎng)絡(luò)52 實(shí)際的程控?cái)?shù)字交換機(jī)能接很多用戶。實(shí)際的程控?cái)?shù)字交換機(jī)能接很多用戶。每個用戶的話音變成數(shù)字信號后在每個用戶的話音變成數(shù)字信號后在PCM復(fù)用線

37、上占據(jù)一個復(fù)用線上占據(jù)一個固定時隙固定時隙，在這個固定，在這個固定的時隙上，周期地傳遞該用戶的話音信息。的時隙上，周期地傳遞該用戶的話音信息。第第2 2章章 數(shù)字交換和數(shù)字交換網(wǎng)絡(luò)數(shù)字交換和數(shù)字交換網(wǎng)絡(luò)53說明：說明：數(shù)字傳輸中數(shù)字傳輸中發(fā)送、接收都是單向的發(fā)送、接收都是單向的。單向。單向傳送的信息由數(shù)字交換網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行單向路由傳送的信息由數(shù)字交換網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行單向路由的接續(xù)。用戶通話應(yīng)建立發(fā)送和接收雙向的接續(xù)。用戶通話應(yīng)建立發(fā)送和接收雙向通路，才能時隙交換通路，才能時隙交換 。發(fā)送用戶去話的話音信息的時間和接收用發(fā)送用戶去話的話音信息的時間和接收用戶來話的話音信息的時間是在戶來話的話音信息的時間是在同

38、一個時隙同一個時隙時間之內(nèi)。時間之內(nèi)。第第2 2章章 數(shù)字交換和數(shù)字交換網(wǎng)絡(luò)數(shù)字交換和數(shù)字交換網(wǎng)絡(luò)54對用戶信對用戶信息的交換息的交換就是對時就是對時隙里內(nèi)容隙里內(nèi)容的交換。的交換。對同步時分復(fù)對同步時分復(fù)用信號來說，用信號來說，一個時隙就對一個時隙就對應(yīng)一條話路。應(yīng)一條話路。數(shù)字交換是通過數(shù)字交數(shù)字交換是通過數(shù)字交換網(wǎng)絡(luò)來實(shí)現(xiàn)。交換網(wǎng)換網(wǎng)絡(luò)來實(shí)現(xiàn)。交換網(wǎng)絡(luò)是由各種交換單元構(gòu)絡(luò)是由各種交換單元構(gòu)成的。成的。第第2 2章章 數(shù)字交換和數(shù)字交換網(wǎng)絡(luò)數(shù)字交換和數(shù)字交換網(wǎng)絡(luò)55結(jié)論：數(shù)字交換就是結(jié)論：數(shù)字交換就是各各PCM線路上各個時線路上各個時隙中的數(shù)字信息的交換。隙中的數(shù)字信息的交換。實(shí)質(zhì)是對實(shí)質(zhì)

39、是對PCM的時隙信息進(jìn)行延時，其延時時長一般在的時隙信息進(jìn)行延時，其延時時長一般在0到到1幀之間，最長不大于幀之間，最長不大于1幀。所以數(shù)字幀。所以數(shù)字交換又稱為交換又稱為時隙交換時隙交換。第第2 2章章 數(shù)字交換和數(shù)字交換網(wǎng)絡(luò)數(shù)字交換和數(shù)字交換網(wǎng)絡(luò)56 數(shù)字交換網(wǎng)絡(luò)是數(shù)字電話交換系統(tǒng)的數(shù)字交換網(wǎng)絡(luò)是數(shù)字電話交換系統(tǒng)的話路接續(xù)部分話路接續(xù)部分。它將主叫用戶發(fā)話時隙的。它將主叫用戶發(fā)話時隙的脈沖編碼轉(zhuǎn)移到被叫用戶的受話時隙中，脈沖編碼轉(zhuǎn)移到被叫用戶的受話時隙中，反過來又將被叫用戶發(fā)話時隙的編碼轉(zhuǎn)移反過來又將被叫用戶發(fā)話時隙的編碼轉(zhuǎn)移到主叫用戶受話時隙中去，從而實(shí)現(xiàn)了信到主叫用戶受話時隙中去，從而

40、實(shí)現(xiàn)了信息的交換息的交換 。2.4.2 2.4.2 時隙交換原理時隙交換原理第第2 2章章 數(shù)字交換和數(shù)字交換網(wǎng)絡(luò)數(shù)字交換和數(shù)字交換網(wǎng)絡(luò)57用時序開關(guān)代替控制結(jié)構(gòu)的表示方法用時序開關(guān)代替控制結(jié)構(gòu)的表示方法第第2 2章章 數(shù)字交換和數(shù)字交換網(wǎng)絡(luò)數(shù)字交換和數(shù)字交換網(wǎng)絡(luò)58 時序開關(guān)時序開關(guān)K入入和和K出出每秒旋轉(zhuǎn)每秒旋轉(zhuǎn)8000周，周，每周所需時間是每周所需時間是125 s。在。在TS1時隙時，時隙時，K入入和和K出出分別與接點(diǎn)分別與接點(diǎn)1#入入和和2#出出相連，即相連，即K入入和和1#存儲單元相連，存儲單元相連，K出出與與2#存儲單元輸出相存儲單元輸出相連，此時在連，此時在TS1時隙里傳送來的時

41、隙里傳送來的a話音信息話音信息就存入話音存儲器的就存入話音存儲器的1#單元，而話音存儲單元，而話音存儲器的器的2#單元內(nèi)存放的單元內(nèi)存放的b話音信息就在此時通話音信息就在此時通過過K出出的的1#接點(diǎn)送出，也就是輸出端在接點(diǎn)送出，也就是輸出端在TS1時隙送出時隙送出b話音信息給話音信息給TS1用戶。用戶。第第2 2章章 數(shù)字交換和數(shù)字交換網(wǎng)絡(luò)數(shù)字交換和數(shù)字交換網(wǎng)絡(luò)59一般結(jié)構(gòu)：共享存儲器型交換單元一般結(jié)構(gòu)：共享存儲器型交換單元TSiTSj輸入信號輸入信號0N-1輸出信號輸出信號在一條在一條PCM時分復(fù)用線時分復(fù)用線上改變時隙位置。上改變時隙位置。第第2 2章章 數(shù)字交換和數(shù)字交換網(wǎng)絡(luò)數(shù)字交換和數(shù)

42、字交換網(wǎng)絡(luò)60時隙交換原理時隙交換原理時隙交換是實(shí)現(xiàn)同步時分時隙交換是實(shí)現(xiàn)同步時分復(fù)用信號交換的關(guān)鍵。復(fù)用信號交換的關(guān)鍵。第第2 2章章 數(shù)字交換和數(shù)字交換網(wǎng)絡(luò)數(shù)字交換和數(shù)字交換網(wǎng)絡(luò)61 數(shù)字交換網(wǎng)絡(luò)的任務(wù)數(shù)字交換網(wǎng)絡(luò)的任務(wù)就是通過數(shù)字交就是通過數(shù)字交換能使輸入端的任一換能使輸入端的任一PCM復(fù)用線的任一復(fù)用線的任一時隙的時隙的8位編碼信息，交換到輸出端任一位編碼信息，交換到輸出端任一PCM復(fù)用線的任一時隙。復(fù)用線的任一時隙。2.4.3 2.4.3 數(shù)字交換網(wǎng)絡(luò)數(shù)字交換網(wǎng)絡(luò)第第2 2章章 數(shù)字交換和數(shù)字交換網(wǎng)絡(luò)數(shù)字交換和數(shù)字交換網(wǎng)絡(luò)62設(shè)有設(shè)有n條條PCM復(fù)用線進(jìn)入數(shù)字交換網(wǎng)絡(luò)。復(fù)用線進(jìn)入數(shù)字

43、交換網(wǎng)絡(luò)。PCM 1 TS5PCM n TS16 數(shù)字交換網(wǎng)絡(luò)DSNTS5TS18TS10TS16PCM 1PCM 2PCM nPCM 1PCM 2PCM nTS9TS3PCM 2 TS18PCM 1 TS10PCM n TS9PCM 2 TS3 第第2 2章章 數(shù)字交換和數(shù)字交換網(wǎng)絡(luò)數(shù)字交換和數(shù)字交換網(wǎng)絡(luò)63兩種交換功能：兩種交換功能：(1)在一條復(fù)用線上進(jìn)行不同時隙的交換。在一條復(fù)用線上進(jìn)行不同時隙的交換。(2)在不同復(fù)用線之間進(jìn)行同一時隙的交換。在不同復(fù)用線之間進(jìn)行同一時隙的交換。PCM 1 TS2PCM 2 TS30發(fā)送、接收發(fā)送、接收各用一對線，各用一對線，才能時隙交才能時隙交換換

44、。第第2 2章章 數(shù)字交換和數(shù)字交換網(wǎng)絡(luò)數(shù)字交換和數(shù)字交換網(wǎng)絡(luò)64分路發(fā)分路發(fā)A(TS1)發(fā)送群設(shè)備發(fā)送群設(shè)備數(shù)數(shù)字字交交換換網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)絡(luò)接收接收群設(shè)備群設(shè)備分路收分路收分路發(fā)分路發(fā)分路收分路收B(TS2)TS2TS1TS2TS1TS1TS2TS2TS1第第2 2章章 數(shù)字交換和數(shù)字交換網(wǎng)絡(luò)數(shù)字交換和數(shù)字交換網(wǎng)絡(luò)65交換網(wǎng)絡(luò)的三個交換網(wǎng)絡(luò)的三個基本要素基本要素是：是： 交換單元交換單元、不同交換單元間的、不同交換單元間的拓?fù)溥B接拓?fù)溥B接和和控制方式控制方式。 數(shù)字交換網(wǎng)絡(luò)是由各種數(shù)字交換網(wǎng)絡(luò)是由各種交換單元交換單元按照按照一定的一定的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和和控制方式控制方式構(gòu)成的。構(gòu)成的。第第2 2章

45、章 數(shù)字交換和數(shù)字交換網(wǎng)絡(luò)數(shù)字交換和數(shù)字交換網(wǎng)絡(luò)66控制單元出線入線交換單元交換單元交換單元交換單元交換網(wǎng)絡(luò)交換網(wǎng)絡(luò)的一般結(jié)構(gòu)交換網(wǎng)絡(luò)的一般結(jié)構(gòu)了解數(shù)字交換網(wǎng)絡(luò)首先要了解組成數(shù)字交換了解數(shù)字交換網(wǎng)絡(luò)首先要了解組成數(shù)字交換網(wǎng)絡(luò)的基本要素網(wǎng)絡(luò)的基本要素交換單元交換單元數(shù)字交換網(wǎng)絡(luò)數(shù)字交換網(wǎng)絡(luò)可采用共享存可采用共享存儲器方式、公儲器方式、公共時分總線方共時分總線方式實(shí)現(xiàn)電路接式實(shí)現(xiàn)電路接續(xù)交換。續(xù)交換。第第2 2章章 數(shù)字交換和數(shù)字交換網(wǎng)絡(luò)數(shù)字交換和數(shù)字交換網(wǎng)絡(luò)67用于交換時分復(fù)用信號的交換單元有：用于交換時分復(fù)用信號的交換單元有：v空分交換單元空分交換單元（也稱空間交換單元）（也稱空間交換單元）

46、空間交換單元空間交換單元是由空間上分離的多個是由空間上分離的多個小的交換部件或開關(guān)部件按照一定的規(guī)律小的交換部件或開關(guān)部件按照一定的規(guī)律連接構(gòu)成的。連接構(gòu)成的。 從空間交換單元的內(nèi)部來看，其入線從空間交換單元的內(nèi)部來看，其入線到出線之間存在多條通路，所有的這些通到出線之間存在多條通路，所有的這些通路可以路可以并行地并行地傳送信息，即傳送信息，即從不同入線來從不同入線來的信息可以并行地交換到不同的出線去的信息可以并行地交換到不同的出線去。 開關(guān)陣列開關(guān)陣列和和空間接線器空間接線器屬于空間交換單元。屬于空間交換單元。第第2 2章章 數(shù)字交換和數(shù)字交換網(wǎng)絡(luò)數(shù)字交換和數(shù)字交換網(wǎng)絡(luò)68空分交換單元空分交

47、換單元開關(guān)陣列開關(guān)陣列 若交換單元的每條入線能夠與每條出若交換單元的每條入線能夠與每條出線相連接，則被稱為線相連接，則被稱為全連接交換單元全連接交換單元；若；若交換單元的每條入線只能夠與部分出線相交換單元的每條入線只能夠與部分出線相連接，則被稱為連接，則被稱為部分連接交換單元部分連接交換單元或或非全非全連接交換單元連接交換單元。第第2 2章章 數(shù)字交換和數(shù)字交換網(wǎng)絡(luò)數(shù)字交換和數(shù)字交換網(wǎng)絡(luò)69 開關(guān)陣列在拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)上可排成方形或開關(guān)陣列在拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)上可排成方形或矩形二維陣列，并分別被稱為矩形二維陣列，并分別被稱為NN方形方形開關(guān)陣列和開關(guān)陣列和MN矩形開關(guān)陣列。矩形開關(guān)陣列。01N-1入線出線01N

48、-1NN有向交換單元有向交換單元第第2 2章章 數(shù)字交換和數(shù)字交換網(wǎng)絡(luò)數(shù)字交換和數(shù)字交換網(wǎng)絡(luò)70 0 1 N-1 0 1 N-1 0 01 1 M-1 M-1 MN有向矩形開關(guān)陣列 MN無向矩形開關(guān)陣列第第2 2章章 數(shù)字交換和數(shù)字交換網(wǎng)絡(luò)數(shù)字交換和數(shù)字交換網(wǎng)絡(luò)71開關(guān)陣列的開關(guān)陣列的主要特性主要特性如下：如下：因?yàn)槊織l入線和每條出線的組合都對應(yīng)因?yàn)槊織l入線和每條出線的組合都對應(yīng)著一個單獨(dú)的開關(guān)，所以在任何時間，任著一個單獨(dú)的開關(guān)，所以在任何時間，任何入線都可連至任何出線。何入線都可連至任何出線。 一個交叉點(diǎn)代表一個開關(guān)，因此通常用一個交叉點(diǎn)代表一個開關(guān)，因此通常用交叉點(diǎn)數(shù)目表示開關(guān)數(shù)目。交叉

49、點(diǎn)數(shù)目表示開關(guān)數(shù)目。第第2 2章章 數(shù)字交換和數(shù)字交換網(wǎng)絡(luò)數(shù)字交換和數(shù)字交換網(wǎng)絡(luò)72當(dāng)當(dāng)某條入線某條入線與其連接的所有出線間的一行與其連接的所有出線間的一行開關(guān)開關(guān)部分或全部部分或全部處于接通狀態(tài)時，開關(guān)陣處于接通狀態(tài)時，開關(guān)陣列很容易地實(shí)現(xiàn)了列很容易地實(shí)現(xiàn)了同發(fā)和廣播同發(fā)和廣播功能。同樣，功能。同樣，若某條出線對應(yīng)的一列開關(guān)部分或全部接若某條出線對應(yīng)的一列開關(guān)部分或全部接通，通，若干條入線同時接至一條出線若干條入線同時接至一條出線，很容，很容易產(chǎn)生易產(chǎn)生出線沖突出線沖突。第第2 2章章 數(shù)字交換和數(shù)字交換網(wǎng)絡(luò)數(shù)字交換和數(shù)字交換網(wǎng)絡(luò)73如果開關(guān)是可以雙向傳送信息的，則可構(gòu)如果開關(guān)是可以雙向傳送

50、信息的，則可構(gòu)成無向交換單元；如果開關(guān)只能單向傳送成無向交換單元；如果開關(guān)只能單向傳送信息，則可構(gòu)成有向交換單元。信息，則可構(gòu)成有向交換單元。開關(guān)陣列具有控制端和狀態(tài)端開關(guān)陣列具有控制端和狀態(tài)端。在最簡單。在最簡單的情況下，每個開關(guān)都有一個控制端和一的情況下，每個開關(guān)都有一個控制端和一個狀態(tài)端，分別用于控制和表示開關(guān)的通個狀態(tài)端，分別用于控制和表示開關(guān)的通斷狀態(tài)。斷狀態(tài)。第第2 2章章 數(shù)字交換和數(shù)字交換網(wǎng)絡(luò)數(shù)字交換和數(shù)字交換網(wǎng)絡(luò)74實(shí)際開關(guān)陣列：實(shí)際開關(guān)陣列：繼電器繼電器常用于構(gòu)成小型交換單元。用繼電常用于構(gòu)成小型交換單元。用繼電器構(gòu)成的交換單元應(yīng)是無向的，并且既可器構(gòu)成的交換單元應(yīng)是無向的

51、，并且既可交換模擬信息，又可交換數(shù)字信息。交換模擬信息，又可交換數(shù)字信息。 模擬電子開關(guān)模擬電子開關(guān)常用于取代繼電器構(gòu)成小型常用于取代繼電器構(gòu)成小型交換單元。只能單向傳送信息，損耗和時交換單元。只能單向傳送信息，損耗和時延較大。延較大。數(shù)字電子開關(guān)數(shù)字電子開關(guān)：由簡單的邏輯門構(gòu)成，用：由簡單的邏輯門構(gòu)成，用于數(shù)字信號的交換，開關(guān)動作極快且無信于數(shù)字信號的交換，開關(guān)動作極快且無信號損失。號損失。第第2 2章章 數(shù)字交換和數(shù)字交換網(wǎng)絡(luò)數(shù)字交換和數(shù)字交換網(wǎng)絡(luò)75多路選擇器：多路選擇器：開關(guān)陣列的物理實(shí)現(xiàn)并不是開關(guān)陣列的物理實(shí)現(xiàn)并不是一定要求一個交叉點(diǎn)使用一個開關(guān)，也可一定要求一個交叉點(diǎn)使用一個開關(guān)，

52、也可使用多路選擇器。使用多路選擇器。 將一列或一行出線連接在一起的開關(guān)等效將一列或一行出線連接在一起的開關(guān)等效為一個為一個M條入線和一條出線條入線和一條出線，即，即M中選一中選一的多路選擇器。的多路選擇器。 將一行或一列入線連接在一起的開關(guān)等效將一行或一列入線連接在一起的開關(guān)等效為一個為一個一條入線和一條入線和N條出線條出線，即，即N中選一中選一的多路選擇器。的多路選擇器。第第2 2章章 數(shù)字交換和數(shù)字交換網(wǎng)絡(luò)數(shù)字交換和數(shù)字交換網(wǎng)絡(luò)76控制出線與控制出線與某一入線連接某一入線連接控制入線與控制入線與某一出線連接某一出線連接一行開關(guān)等效一行開關(guān)等效N中選一中選一多路選擇器多路選擇器一列開關(guān)等效一

53、列開關(guān)等效M中選一中選一多路選擇器多路選擇器對一行或一列連接在一起的開關(guān)，對一行或一列連接在一起的開關(guān)，可以實(shí)現(xiàn)一點(diǎn)到多點(diǎn)的連接；對可以實(shí)現(xiàn)一點(diǎn)到多點(diǎn)的連接；對多路選擇器一般只允許點(diǎn)到點(diǎn)連多路選擇器一般只允許點(diǎn)到點(diǎn)連接。接。第第2 2章章 數(shù)字交換和數(shù)字交換網(wǎng)絡(luò)數(shù)字交換和數(shù)字交換網(wǎng)絡(luò)制作：邵黎制作：邵黎77 多路選擇器構(gòu)成的多路選擇器構(gòu)成的MN交換單元交換單元N個個M中選一中選一的集中器的集中器M個個N中選一中選一的分路器的分路器第第2 2章章 數(shù)字交換和數(shù)字交換網(wǎng)絡(luò)數(shù)字交換和數(shù)字交換網(wǎng)絡(luò)78空分交換單元空分交換單元空間接線器空間接線器 簡稱為簡稱為S單元單元或或S接線器接線器，用來實(shí)現(xiàn)多，用

54、來實(shí)現(xiàn)多個輸入復(fù)用線與多個輸出復(fù)用線之間的空個輸入復(fù)用線與多個輸出復(fù)用線之間的空間交換，而不改變其時隙位置。間交換，而不改變其時隙位置。第第2 2章章 數(shù)字交換和數(shù)字交換網(wǎng)絡(luò)數(shù)字交換和數(shù)字交換網(wǎng)絡(luò)79第第2 2章章 數(shù)字交換和數(shù)字交換網(wǎng)絡(luò)數(shù)字交換和數(shù)字交換網(wǎng)絡(luò)80空分接線器的空分接線器的輸入控制輸入控制方式方式第第2 2章章 數(shù)字交換和數(shù)字交換網(wǎng)絡(luò)數(shù)字交換和數(shù)字交換網(wǎng)絡(luò)81 由空分選擇開關(guān)和控制存儲器組成，由空分選擇開關(guān)和控制存儲器組成，輸入控制輸入控制方式的選擇開關(guān)為一選多，方式的選擇開關(guān)為一選多，控制存儲器按入線配置，內(nèi)容指明控制存儲器按入線配置，內(nèi)容指明在對應(yīng)單元號的時隙期間打開通往在對

55、應(yīng)單元號的時隙期間打開通往對應(yīng)出線的開關(guān)。對應(yīng)出線的開關(guān)。第第2 2章章 數(shù)字交換和數(shù)字交換網(wǎng)絡(luò)數(shù)字交換和數(shù)字交換網(wǎng)絡(luò)82空分接線器的輸出控制方式空分接線器的輸出控制方式第第2 2章章 數(shù)字交換和數(shù)字交換網(wǎng)絡(luò)數(shù)字交換和數(shù)字交換網(wǎng)絡(luò)制作：邵黎制作：邵黎83 同樣由空分選擇開關(guān)和控制存儲器同樣由空分選擇開關(guān)和控制存儲器組成，組成，輸出控制輸出控制方式的選擇開關(guān)為方式的選擇開關(guān)為多選一，控制存儲器按出線配置，多選一，控制存儲器按出線配置，內(nèi)容指明在對應(yīng)單元號的時隙期間內(nèi)容指明在對應(yīng)單元號的時隙期間選擇對應(yīng)入線接通出線。選擇對應(yīng)入線接通出線?？辗中徒粨Q單元只能完成不同總線之間空分型交換單元只能完成不同

56、總線之間同一時隙的數(shù)據(jù)交換，交換過程中不改同一時隙的數(shù)據(jù)交換，交換過程中不改變數(shù)據(jù)原占用的時隙，不能單獨(dú)使用，變數(shù)據(jù)原占用的時隙，不能單獨(dú)使用，作用是和時分交換單元配合以構(gòu)成更大作用是和時分交換單元配合以構(gòu)成更大容量的數(shù)字交換網(wǎng)絡(luò)。容量的數(shù)字交換網(wǎng)絡(luò)。第第2 2章章 數(shù)字交換和數(shù)字交換網(wǎng)絡(luò)數(shù)字交換和數(shù)字交換網(wǎng)絡(luò)84v時分交換單元時分交換單元 相對于相對于空間交換單元而言，空間交換單元而言，時分交換時分交換單元單元的內(nèi)部只存在一條唯一的通路，該通的內(nèi)部只存在一條唯一的通路，該通路由輸入時分復(fù)用線上各子信道分時共享，路由輸入時分復(fù)用線上各子信道分時共享，從入線上來的各子信道的信息都必須通過從入線上

57、來的各子信道的信息都必須通過這個唯一的通路才能完成交換。這個唯一的通路才能完成交換。 兩種典型的兩種典型的時分交換單元時分交換單元是是共享存儲共享存儲器型交換單元器型交換單元和和總線型交換單元?？偩€型交換單元。第第2 2章章 數(shù)字交換和數(shù)字交換網(wǎng)絡(luò)數(shù)字交換和數(shù)字交換網(wǎng)絡(luò)85時分交換單元時分交換單元共享存儲器型交換單元共享存儲器型交換單元 作為核心部件的存儲器被劃分成作為核心部件的存儲器被劃分成N個個區(qū)域，區(qū)域，N路輸入數(shù)字信號分別輸入存儲器路輸入數(shù)字信號分別輸入存儲器的的N個不同區(qū)域，再分別送出。個不同區(qū)域，再分別送出。存儲器的存儲器的寫入和讀出采用不同的控制寫入和讀出采用不同的控制，以完成交

58、換。，以完成交換。第第2 2章章 數(shù)字交換和數(shù)字交換網(wǎng)絡(luò)數(shù)字交換和數(shù)字交換網(wǎng)絡(luò)86共享存儲器型交換單元的兩種共享存儲器型交換單元的兩種工作方式工作方式：(1)入線緩沖入線緩沖 若存儲器中的若存儲器中的N個區(qū)域是和各路輸入個區(qū)域是和各路輸入信號順序?qū)?yīng)的，信號順序?qū)?yīng)的，即第一路輸入信號（路即第一路輸入信號（路時隙）送到第一個存貯區(qū)域（編號為），時隙）送到第一個存貯區(qū)域（編號為），第二路輸入信號送到第二個存儲區(qū)域（編第二路輸入信號送到第二個存儲區(qū)域（編號為號為1），等等，則稱交換單元是），等等，則稱交換單元是入線緩入線緩沖沖的。的。第第2 2章章 數(shù)字交換和數(shù)字交換網(wǎng)絡(luò)數(shù)字交換和數(shù)字交換網(wǎng)絡(luò)87

59、(2)出線緩沖出線緩沖 若存儲器中的若存儲器中的N個區(qū)域是和各路輸出個區(qū)域是和各路輸出信號一一對應(yīng)的，信號一一對應(yīng)的，即第一個存儲區(qū)域（編即第一個存儲區(qū)域（編號為）的數(shù)據(jù)作為第一路輸出信號，第號為）的數(shù)據(jù)作為第一路輸出信號，第二個存儲區(qū)域（編號為二個存儲區(qū)域（編號為1）的數(shù)據(jù)作為第）的數(shù)據(jù)作為第二路輸出信號，等等，則稱交換單元是二路輸出信號，等等，則稱交換單元是出出線緩沖線緩沖的。的。 第第2 2章章 數(shù)字交換和數(shù)字交換網(wǎng)絡(luò)數(shù)字交換和數(shù)字交換網(wǎng)絡(luò)88廣泛用于同步時分復(fù)用信號交換的數(shù)字交換廣泛用于同步時分復(fù)用信號交換的數(shù)字交換網(wǎng)絡(luò)包括兩個基本部件：網(wǎng)絡(luò)包括兩個基本部件：時間接線器（時間接線器（T

60、接線器接線器 Time Switch）：）：是是一個典型的共享存儲器型交換單元。完成一個典型的共享存儲器型交換單元。完成一條一條PCM復(fù)用線上各時隙之間信息的交換。復(fù)用線上各時隙之間信息的交換。即完成即完成時間交換。時間交換?？臻g接線器（空間接線器（S接線器接線器 Space Switch）：）：完成不同完成不同PCM線之間同一時隙的信碼交換。線之間同一時隙的信碼交換。即完成即完成空間交換。空間交換。第第2 2章章 數(shù)字交換和數(shù)字交換網(wǎng)絡(luò)數(shù)字交換和數(shù)字交換網(wǎng)絡(luò)892.5 T2.5 T型時分接線器型時分接線器 功能：功能：時隙交換時隙交換 用來完成同一母線不同時隙的信息交用來完成同一母線不同時隙