現(xiàn)代交換技術(shù)課件

現(xiàn)代交換技術(shù)

資訊工程包括資訊的檢測、傳輸、交換、處理、識別。本課程即是介紹信息的交換技術(shù)。資訊傳輸：解決如何利用媒介傳輸資訊。資訊交換：解決處於同一通信網(wǎng)中的用戶如何交換資訊。第一章概論

—介紹本課程的基本概念和主要內(nèi)容—

交換與通信網(wǎng)通信網(wǎng)的種類及發(fā)展交換技術(shù)的種類及發(fā)展交換設(shè)備的組成§1.1交換與通信網(wǎng)組成通信網(wǎng)的三個基本要素：

終端：

傳輸線路：

交換設(shè)備：將消息（話音、圖像、數(shù)據(jù)）轉(zhuǎn)換成媒介能夠接受的電信號形式，同時將來自傳輸媒介的電信號還原成原始消息。如：電話機、傳真機、電腦或稱傳輸媒介，資訊的傳輸通道。如：電纜、光纜、無線電波。負責在任意的兩條用戶之間建立和（而後）釋放一條通信鏈路。如：交換機、路由器。圖1。1用戶間互連構(gòu)成通信網(wǎng)用戶間通過交換設(shè)備構(gòu)成通信網(wǎng)圖1。2說明：在圖1.2中，任意兩個終端需要通信（交換資訊），可由交換設(shè)備控制相應的開關(guān)接點接通，為兩者提供一條通信鏈路，當通信結(jié)束，則相應的開關(guān)接點斷開，釋放通信鏈路。比較：互連式通信網(wǎng)可靠，不會出現(xiàn)通信阻塞，但成本高（需n×(n-1)/2根線）。通過交換設(shè)備構(gòu)成的通信網(wǎng)有可能出現(xiàn)阻塞（不是一定會阻塞），成本低。通信網(wǎng)越大，後者的優(yōu)點越明顯。如N=100時，交換式通信網(wǎng)需100根線互連式通信網(wǎng)需100×99÷2=4950根線終端用戶小交換機市話交換機匯接交換機中繼線用戶線圖1.3大型通信網(wǎng)結(jié)論

交換設(shè)備是通信網(wǎng)的重要組成部分，交換設(shè)備的好壞決定了通信網(wǎng)的好壞。第一章概論

—介紹本課程的基本概念和主要內(nèi)容—

交換與通信網(wǎng)通信網(wǎng)的種類及發(fā)展交換技術(shù)的種類及發(fā)展交換設(shè)備的組成§1.2通信網(wǎng)的種類及發(fā)展

現(xiàn)有的通信網(wǎng)：電話網(wǎng)、電報網(wǎng)、傳真網(wǎng)、電腦數(shù)據(jù)網(wǎng)、有線電視網(wǎng)CATV、移動通信網(wǎng)、微波通信網(wǎng)、無線尋呼網(wǎng)、綜合業(yè)務數(shù)字網(wǎng)ISDN。通信網(wǎng)的種類電話網(wǎng)—主要業(yè)務為電話、圖文傳真、低速數(shù)據(jù)、慢速圖像。電報網(wǎng)—主要業(yè)務為電報和低速數(shù)據(jù)（電子信箱）傳真網(wǎng)—主要利用電話網(wǎng)進行圖文傳真。電腦數(shù)據(jù)網(wǎng)—主要業(yè)務為電腦數(shù)據(jù)、分組話音、圖像。電腦數(shù)據(jù)網(wǎng)有各種類型，現(xiàn)存的電腦網(wǎng)如：公用分組交換數(shù)據(jù)網(wǎng)、公用數(shù)字數(shù)據(jù)網(wǎng)、Internet、金融網(wǎng)、教育科研網(wǎng)以及各種局域網(wǎng)。有線電視網(wǎng)CATV—主要業(yè)務為視頻（電視）信號及話音、數(shù)據(jù)。綜合業(yè)務數(shù)字網(wǎng)—在一網(wǎng)中實現(xiàn)話音、數(shù)據(jù)、電報、視頻多種業(yè)務，而且象可視電話、圖文電視、視頻點播傳輸?shù)氖嵌嗝襟w資訊，即一種業(yè)務同時傳輸話音、圖像、視頻、文本的多媒體資訊。此外還有移動通信網(wǎng)、微波通信網(wǎng)、無線尋呼網(wǎng)等。通信網(wǎng)的發(fā)展趨勢：

電話網(wǎng)各種單一業(yè)務通信網(wǎng)綜合業(yè)務數(shù)字網(wǎng)ISDN（IntegratedServicesDigitalNetwork）NGN下一代網(wǎng)路第一章概論

—介紹本課程的基本概念和主要內(nèi)容—

交換與通信網(wǎng)通信網(wǎng)的種類及發(fā)展交換技術(shù)的種類及發(fā)展交換設(shè)備的組成§1.3交換技術(shù)的發(fā)展及種類交換技術(shù)的發(fā)展可以從兩個方面看：交換的控制方式是隨著電子技術(shù)的發(fā)展而發(fā)展（設(shè)備方面）。交換方式的發(fā)展是隨著通信網(wǎng)的發(fā)展而發(fā)展，不同業(yè)務的通信有不同的特點，其交換方式也不同（理論方面）。

控制方式的發(fā)展：交換方式的發(fā)展：人工交換機電式電子式自動交換電路交換報文交換分組交換快速電路交換ATM交換幀中繼多協(xié)議標記交換MPLS三種基本交換方式寬頻交換方式軟交換單一業(yè)務網(wǎng)寬頻綜合業(yè)務網(wǎng)下一代網(wǎng)路一、電話網(wǎng)中的交換方式——

電路交換（circuitswitching）主叫方通過撥號的方式通知網(wǎng)路被叫方的電話號碼，網(wǎng)路根據(jù)被叫方的號碼在主叫與被叫之間建立一條通路特點：通信之前先建立通路，通信時通路獨佔，通信結(jié)束，通路釋放。即時性好，線路利用率差。

將整個報文資訊（報文+目的地址+源地址）在網(wǎng)路的每個節(jié)點處（交換局）都是先存儲，等輸出線路空閒再轉(zhuǎn)發(fā)，直至送達目的地。特點：無需建立通路（無連接），即時性差，線路利用率好（可在非高峰時期傳送）二、電報網(wǎng)的交換方式——

報文交換messageswitching三、電腦網(wǎng)的交換方式——分組交換packetswitching

將報文分成若干個報文組（packet)，每個報文組要加上地址、編號、校驗碼，然後以報文組為存儲轉(zhuǎn)發(fā)單位逐節(jié)點轉(zhuǎn)發(fā)，到達目的地再按編號組裝成原報文。分組交換有兩種工作模式：數(shù)據(jù)報、虛電路方式。數(shù)據(jù)報方式：以分組為基本單位逐節(jié)點轉(zhuǎn)發(fā)，且不同分組可沿不同的路徑傳輸，類似報文交換。虛電路方式：首先網(wǎng)路在通信兩端建立邏輯連接，然後用戶數(shù)據(jù)以分組為單位沿該路徑順序傳送到達終點（逐節(jié)點轉(zhuǎn)發(fā)）。類似於電路交換，但通路不是一直佔用。X.25分組交換網(wǎng)採用虛電路方式。Internet採用的是數(shù)據(jù)報方式。分組交換的特點：即時性較好，線路利用率高。三種基本交換方式的比較電路交換報文交換分組交換通路建立時間長中短即時性好差中交互性好差中線路利用率低中高協(xié)議處理簡單中複雜終端一致性要求不要求不要求四、非同步轉(zhuǎn)移模式

ATMAsynchronousTransferMode

ATM是ITU-T建議在寬頻綜合業(yè)務數(shù)字網(wǎng)B-ISDN中資訊複用、傳輸、交換的方式。ATM可以看成是分組交換和電路交換的結(jié)合，兼具兩者的優(yōu)點。

ATM是將消息分成固定長度的信元進行存儲轉(zhuǎn)發(fā)，採用統(tǒng)計時分複用方式，即不同的業(yè)務根據(jù)資訊速率的不同決定信元的發(fā)送頻率，以適應綜合業(yè)務的需要。五、多協(xié)議標記交換MPLSInternet已取得了巨大成功，但隨著用戶量的急劇增加，由多層路由器構(gòu)成的網(wǎng)路已趨於飽和，網(wǎng)路經(jīng)常阻塞，用戶的業(yè)務品質(zhì)得不到保證，為此需用ATM技術(shù)對傳統(tǒng)的Internet網(wǎng)路進行改進。

IP交換和標記交換就是ATM技術(shù)與IP路由技術(shù)結(jié)合的兩個產(chǎn)物，最後這兩種產(chǎn)物技術(shù)統(tǒng)一成一個標準多協(xié)議標記交換MPLS。六、軟交換SoftSwitch軟交換技術(shù)是能夠?qū)F(xiàn)存網(wǎng)路融合成以IP為中心同時可以支持語音、數(shù)據(jù)和多媒體業(yè)務的下一代網(wǎng)路NGN的關(guān)鍵技術(shù)。軟交換的核心思想是通過軟體的方式實現(xiàn)原來電路交換機的控制、接續(xù)、業(yè)務處理等功能。SCP策略伺服器AAA伺服器HRL應用伺服器軟交換設(shè)備軟交換設(shè)備SGMGAGIPPBXIADH。323終端MGCP終端H。248終端SIP終端等WAGSS7網(wǎng)PSTN/ISDN無線網(wǎng)綜合接入IP/ATM網(wǎng)絡(luò)接入層控制層業(yè)務層傳輸層軟交換網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)圖七、光交換技術(shù)

光技術(shù)在資訊的傳輸中已得到廣泛應用，特別是在B-ISDN中幾乎所有的傳輸都採用光纖傳輸，而目前的交換機都是電交換機，採用光交換已是迫切需要。光交換技術(shù)處在研發(fā)階段。光→電光→電電→光電→光電交換······光→電光→電電→光電→光電交換······光信號光信號光交換······光信號採用光交換的優(yōu)點：減少了光電轉(zhuǎn)換的損傷。光信號的抗干擾能力遠遠高於電信號。提高了交換速度。電交換的速度受電子器件的速度限制。第一章概論

—介紹本課程的基本概念和主要內(nèi)容—

交換與通信網(wǎng)通信網(wǎng)的種類及發(fā)展交換技術(shù)的種類及發(fā)展交換設(shè)備的組成用戶電路用戶電路

交換網(wǎng)絡(luò)出中繼入中繼收號器

掃描與驅(qū)動電路中央處理器I/O設(shè)備記憶體

話路部分控制部分一、程式控制交換機的基本結(jié)構(gòu)§1.4程式控制交換機的組成中繼線用戶電路——交換機與用戶線之間的介面，向用戶話機提供通話電流，向處理機提供用戶狀態(tài)等。出入中繼——交換機之間的介面，或交換機與中繼線之間的介面。收號器

——接收用戶所撥的電話號碼。掃描驅(qū)動電路

——對話路設(shè)備的狀態(tài)進行掃描，以便送入CPU進行分析處理，CPU發(fā)出的指令經(jīng)驅(qū)動電路控制話路設(shè)備動作。I/O設(shè)備

——

鍵盤，顯示器，印表機等。交換網(wǎng)絡(luò)週邊介面電路

用戶電路

模擬用戶電路

數(shù)字用戶電路

中繼單元

模擬中繼單元

數(shù)字中繼單元

操作管理和維護介面控制系統(tǒng)：實現(xiàn)交換的控制和系統(tǒng)的維護管理。信令系統(tǒng)：在交換系統(tǒng)各部件之間、用戶與交換機之間、交換機與交換機之間傳送專用的控制聯(lián)絡(luò)信號

(信令)的發(fā)送接收設(shè)備。網(wǎng)路連接設(shè)備：與其它網(wǎng)路(數(shù)據(jù)網(wǎng)，移動通信網(wǎng))互連的接口設(shè)備。其他輔助設(shè)備：電源，配線架二目前程式控制交換機的組成小結(jié)交換設(shè)備是通信網(wǎng)的重要組成部分。交換設(shè)備負責用戶間路由的接續(xù)和釋放。常用的交換方式有：電路交換、報文交換、分組交換、幀中繼（局域網(wǎng)中使用）、非同步轉(zhuǎn)移模式ATM、多協(xié)議標記交換MPLS。本課程即是介紹交換設(shè)備的組成、各種交換方式的原理和方法。第一章作業(yè)1組成通信網(wǎng)的基本要素有哪些？各有什麼作用？2介紹電路交換、報文交換、分組交換的特點，並比較三種基本交換的性能。3程式控制交換機由那些部件組成？

第二章交換單元與交換網(wǎng)絡(luò)

交換網(wǎng)絡(luò)是交換設(shè)備的一個重要組成部分，用來提供交換所需的通路。

什麼是交換網(wǎng)絡(luò)？交換網(wǎng)絡(luò)是由基本的交換單元組成。第二章內(nèi)容§2.1交換網(wǎng)絡(luò)中的信號形式及時隙交換概

念（背景知識）§2.2具體交換單元介紹§2.3交換網(wǎng)絡(luò)§2.4舉例§2.1交換網(wǎng)絡(luò)中的信號形式及

時隙交換概念

交換網(wǎng)絡(luò)中的信號形式是數(shù)字的、時分複用信號。電路交換採用

同步時分複用信號分組交換和ATM交換採用

統(tǒng)計時分複用信號什麼是同步時分複用信號和統(tǒng)計時分複用信號？1通道共用與多路複用技術(shù)

為了提高通道的利用率，通常採用多路複用技術(shù)，使多路資訊在一個通道或一條傳輸線路上傳輸。

多路複用技術(shù)

頻分複用:將通道按頻率分割為

多個子通道。

時分複用:將通道按時間分割為

多個子通道。

空分複用:將通道按空間分割為

多個子通道。

碼分複用:將通道通過不同的擴

頻碼序列分割成多個子通道。a頻分複用b時分複用不同用戶在同一時段發(fā)送，佔用不同頻道不同用戶佔用同一頻道，在不同時段發(fā)送

同步時分複用的由來：話音信號的頻率300HZ～3400HZ，取採樣頻率為8KHZ，即採樣週期為125us，採樣值用8位二進位編碼，8位二進位佔用的時間相對於125us很少，為了提高傳輸線的利用率，將125us分成若干時隙，不同用戶的採樣值佔用不同的時隙進行傳輸。因為子通道在每一幀時間軸上的位置是固定的，所以稱為同步時分複用。同步時分複用通道又稱位置通道，是通過時間軸上的位置來區(qū)分子通道（話路）的。同步時分複用子通道的速率是恒定的。

TS1TSn-1ＢＸＸＢＢTSn-1TS1TS0時間125us125usＡＡＡTS02同步時分複用每個用戶的採樣週期都是125us，都能在接收端正確還原

資訊按分組先存儲再發(fā)送，每個分組附加標誌碼，各個分組佔用不同的時隙；但標誌相同的分組屬於一個用戶，將它們所佔用的通道容量看成一個子通道，這種複用方式稱為統(tǒng)計時分複用。

資訊2速度＞資訊速度1＞資訊速度3

因為通道是按時間分割為多個子通道，而子通道的容量需要通過統(tǒng)計才能得到，所以稱為統(tǒng)計時分複用。特點:先存儲再發(fā)送，資訊速率高的用戶所占的通道容量大，且所占通道容量隨著資訊的多少動態(tài)變化，取消了幀概念，統(tǒng)計時分複用通道又稱標誌通道，是通過標誌來區(qū)分各子通道的。3統(tǒng)計時分複用※統(tǒng)計時分複用的顯著優(yōu)點是按照用戶的需要動態(tài)地分配通道容量。一個用戶資訊速度高時，占的通道容量大，當它的資訊速度變低的時候，它占的通道容量也隨之減小?！纸M交換的統(tǒng)計複用時分信號使用的分組長度不相等，因此分組傳輸速率不固定，不適於採用硬體交換單元。ATM交換的統(tǒng)計時分複用信號使用的分組長度相等（信元），適於採用硬體交換單元，故ATM交換速度快。4話音信號的同步時分複用——PCM30/32幀結(jié)構(gòu)

話音信號需要數(shù)位化後才能在數(shù)字交換網(wǎng)絡(luò)中傳輸、交換，話音信號數(shù)位化後的信號為PCM信號。話音信號的採樣週期為125us，將125us分成32個時隙進行時分複用就形成了PCM30/32幀結(jié)構(gòu)(歐洲體制)，或?qū)?25us分成24個時隙就形成了24時隙的幀結(jié)構(gòu)(北美與日本體制）。我們國家採用歐洲體制。PCM30/32幀結(jié)構(gòu)的特點:一幀週期為125us，分成32個時隙TS0～

TS31。每個時隙傳輸8位二進位碼，一個時隙3。91us。32個時隙中，TS0為幀同步時隙，TS16為標誌信號時隙，其餘時隙傳送30路的話音信號。每個話路的傳輸碼率：8000HZ×8bit=64kbit/s

複用後線路基群的傳輸碼率:

32×64Kbit/s=2048kbit/s=2Mb/s16幀為一複幀，複幀週期為2ms關(guān)於幀同步時隙TS0偶幀奇幀關(guān)於標誌信號時隙TS16(信令時隙)標誌信號以500Hz頻率出現(xiàn)就行了，所以每話路標志信號出現(xiàn)的週期是2ms。

一個通道複用了32個時隙(或24個時隙)稱為PCM基群。隨著技術(shù)的發(fā)展，資訊傳輸速率的提高，PCM基群可以進一步複用，形成PCM高次群。複用PCM基群PCM一次群複用PCMn-1次基群PCMn次群5同步時分複用信號的交換常常是要通過時隙交換實現(xiàn)（時隙交換的概念）時隙交換示意圖（實現(xiàn)第一話路與第三話路的資訊交換）TS3TS1複用

第一路分路第三路分路發(fā)分路收群發(fā)送群接收分路發(fā)分路收數(shù)字交換網(wǎng)路TS3TS1

同步時分複用信號的交換需要通過複用線的交換和時隙的交換來完成。第二章內(nèi)容§2.1交換網(wǎng)絡(luò)中的信號形式及時隙交換概

念（背景知識）§2.2

具體交換單元介紹§2.3交換網(wǎng)絡(luò)§2.4舉例§2.2具體交換單元介紹一、空間接線器（spaceswitch）空間接線器用來完成不同複用線之間的交換，而不改變時隙的位置，可簡稱為S接線器，主要用於同步時分複用信號的交換。1結(jié)構(gòu)

組成交叉矩陣（交叉點陣）控制記憶體類型：兩種工作方式對應兩種類型輸入控制：控制記憶體對交叉矩陣的入線進行控制，一條入線配一個控制記憶體輸出控制：控制記憶體對交叉矩陣的出線進行控制，一條出線配一個控制記憶體注意：S型接線器的入線數(shù)與出線數(shù)可以不等控制記憶體的內(nèi)容只在通路建立或拆除時才寫入或清除。2S接線器的交叉矩陣8選一（1）PCM1選通B0B1B2來自控制記憶體18選一（0）PCM0選通B0B1B2來自控制記憶體08選一（7）PCM7選通B0B1B2來自控制記憶體7PCM0PCM1PCM7該交叉矩陣是什麼控制方式？輸入控制方式3S接線器的控制記憶體當CP、比較值、寫命令三者同時為1時，R/W=0，進行寫操作當CP、比較值、寫命令三者之一為0時，R/W=1，進行讀操作R/W=CP?比較值?寫命令

寫命令

DB0

CP

R/W

來自處理機鎖存器鎖存器定時脈衝比較Bn-1B1B0DBn-1AB0ABn-1A0An-1CM（RAM）CM的讀出需要按時隙順序地進行，CM的寫入由處理機控制。CP信號（時序脈衝，週期為時隙週期）在CP的後半週期，CP=0，則R/W=1，定時脈衝為CM的讀出地址，控制CM中的內(nèi)容順序讀出至Bn-1～B0線。在CP的前半週期，且寫命令有效時，處理機提供的地址ABn-1～AB0在對應的時隙時刻到來時（ABn-1…AB0=An-1…A0，

R/W=0）選中對應的存儲單元，處理機過來的數(shù)據(jù)寫入其中（CM的寫入不是每個CP時刻進行，只在通路建立或釋放時進行）。後半週期前半週期二共用記憶體型交換單元和時間接線器1共用記憶體型交換單元共用記憶體型交換單元的一般結(jié)構(gòu)如圖所示，N路輸入信號分別送入記憶體的N個不同區(qū)域，再分別送出，記憶體的寫入和讀出採用不同的控制，以實現(xiàn)交換。共用記憶體型交換單元可對三種時分複用信號進行交換，但其具體實現(xiàn)有所不同。0???N-12時間接線器（TimeSwitch）

時間接線器是用於同步時分複用信號交換的共用記憶體型交換單元，可簡稱T接線器，具體功能是完成一條時分複用線上時隙的交換。組成：話音記憶體（SpeechMemory）控制記憶體（ControlMemory）類型：按工作方式分類順序?qū)懭耄刂谱x出（或輸出控制）控制寫入，順序讀出（或輸入控制）順序?qū)懭?、控制讀出的T接線器的結(jié)構(gòu)示意圖A???AAWR8???2???WRSMCM210定時脈衝處理機時鐘TS2TS8在CLK2時刻，A順序?qū)懭氲絊M的第2號單元在CLK8時刻，CM讀出第8號單元的數(shù)據(jù)2，2選中SM的第2號單元，A被讀出。以TS2→TS8

的實現(xiàn)介紹T接線器的工作原理。要實現(xiàn)TS2→TS8

的交換，首先要由處理機在CM的8號單元寫入2。控制寫入、順序讀出的T接線器的結(jié)構(gòu)示意圖???A???AAWR2???8???WRSMCM8定時脈衝處理機時鐘TS2TS8在CLK8時刻，SM第8號單元中的A被順序讀出。在CLK2時刻，CM讀出第2號單元的數(shù)據(jù)8，8選中SM的第8號單元，A被寫入SM的第8號單元。要實現(xiàn)TS2→TS8

的交換，首先要由處理機在CM的2號單元寫入8。工作原理：

順寫控讀的T接線器PCM入線上各時隙的話音信號在定時脈衝的控制下按時隙號順序地寫入到話音記憶體，然後在控制記憶體的控制下讀出到指定的時隙上。

控寫順讀的T接線器PCM入線上的各時隙的話音信號在控制記憶體CM的控制下寫入到話音記憶體的指定存儲單元，然後在定時脈衝的控制下順序讀出。

T接線器的CM是按控制寫入順序讀出的方式工作，原理與S接線器的CM相同。定時脈衝由環(huán)形計數(shù)器輸出，輸出數(shù)據(jù)值與時隙時刻值相等。備註:順寫控讀的T接線器中，定時脈衝作為SM寫入數(shù)據(jù)時存儲單元的地址，控制記憶體CM的輸出數(shù)據(jù)作為SM讀出數(shù)據(jù)時存儲單元的地址。說明:SM的讀寫是在同一時隙完成，但讀和寫不能同時進行，需要將時隙一分為二或一分為三，分別進行讀和寫，前半時隙進行寫操作，後半時隙讀操作。T型接線器的輸入時隙數(shù)和輸出時隙數(shù)可以不等。如:控寫順讀時，輸入時隙可以比輸出時隙多，順寫控讀則反過來。二匯流排型交換單元和數(shù)字交換單元DSE1匯流排型交換單元一般結(jié)構(gòu)各部分功能:(1)入線控制部件將入線上的資訊經(jīng)過格式變換存入緩衝記憶體，在分配給該部件的時隙上將資訊送到匯流排上。(2)出線控制部件檢測匯流排上的資訊，將屬於自己的資訊讀入緩衝存儲中，經(jīng)過格式變換，由出線送出。特點:可以實現(xiàn)三種時分複用信號的交換，但是具體實現(xiàn)有所不同。若入線上資訊的傳輸碼率為

bit/s，則匯流排上資訊的傳輸碼率為n

bit/s。2數(shù)字交換單元DSE（digitalswitchelement）DSE是一種匯流排型交換單元，又稱空時結(jié)合交換單元，既可實現(xiàn)時隙之間交換，又可實現(xiàn)複用線之間的交換。只適用於同步時分複用信號的交換。結(jié)構(gòu)

16個雙向端口：每個端口包含發(fā)送部分T和接收部分R，可連接複用了32個話路的PCM複用線。並行時分複用匯流排：又分為數(shù)據(jù)匯流排、通道匯流排、控制匯流排，匯流排是並行時分工作（分成16個時隙供16個端口使用）RTRTRTRT並行時分複用總線07815時鐘★DSE任一端口的接收部分的任一通道（時隙）可以與任一端口的發(fā)送部分的任一通道接通。端口的內(nèi)部組成及DSE的工作原理：

以Port3TS10→Port9TS20實現(xiàn)過程進行說明要實現(xiàn)Port3TS10→

Port9TS20的接續(xù)，首先要由處理機在Port3的接收部分的端口RAM的10號單元寫入9，通道RAM的10號單元寫入20，以控制交換到Port9和TS20。910端口RAM2010通道RAMS20數(shù)據(jù)RAMTS0PDCTS20R3T9P—端口Port匯流排D—數(shù)據(jù)匯流排C—通道（時隙）匯流排端口的內(nèi)部組成及DSE的工作原理：

以Port3TS10→

Port9TS20實現(xiàn)過程進行說明TS10到來時刻，話音信號S置入數(shù)據(jù)匯流排D，端口RAM10號單元中的端口信息“9”順序讀出置入端口匯流排P，通道RAM的10號單元中的通道資訊20也被順序讀出到通道匯流排C。910端口RAM2010通道RAMS20數(shù)據(jù)RAMSTS10PDCSTS20R3T9P—端口Port匯流排D—數(shù)據(jù)匯流排C—通道（時隙）匯流排S920端口的內(nèi)部組成及DSE的工作原理：

以Port3TS10→

Port9TS20實現(xiàn)過程進行說明

這時各端口的端口比較器（位於發(fā)送部分T），對端口匯流排上的端口號碼進行識別，這時Port9的發(fā)送部分的端口比較器比較端口匯流排上的數(shù)據(jù)與本端口一致，允許其他匯流排（D、C）數(shù)據(jù)進入本發(fā)送部分，控制數(shù)據(jù)RAM進行寫操作。通道匯流排上的通道號20作為數(shù)據(jù)RAM的地址信號選中20號單元，數(shù)據(jù)匯流排上的話音信號S經(jīng)數(shù)據(jù)RAM的數(shù)據(jù)輸入線寫入到20號單元。910端口RAM2010通道RAMS20數(shù)據(jù)RAMSTS10PDCSTS20R3T9P—端口Port匯流排D—數(shù)據(jù)匯流排C—通道（時隙）匯流排S920端口的內(nèi)部組成及DSE的工作原理：

以Port3TS10→

Port9TS20實現(xiàn)過程進行說明在TS20到來時，話音信號S被順序讀出到PCM出線上。910端口RAM2010通道RAMS20數(shù)據(jù)RAMSTS0PDCSTS20R3T9P—端口Port匯流排D—數(shù)據(jù)匯流排C—通道（時隙）匯流排注意：各端口的接收部分應在分配給它的時隙上向匯流排置入數(shù)據(jù)，如另一端口的R部件也在同一時隙TS10將數(shù)據(jù)置入?yún)R流排，會造成數(shù)據(jù)混亂。實際上，匯流排上的時隙=1/N*PCM複用線上的時隙其中，N為端口數(shù)。發(fā)送部分應在每個匯流排時隙檢測端口信息?？偨Y(jié)：

回過頭來看一下，S接線器是通過多路轉(zhuǎn)換開關(guān)實現(xiàn)空間交換，T接線器是通過話音記憶體的緩衝來實現(xiàn)時間的交換，DSE利用匯流排的地址選擇來實現(xiàn)空間交換，利用記憶體（數(shù)據(jù)記憶體）實現(xiàn)時間交換。第二章內(nèi)容§2.1交換網(wǎng)絡(luò)中的信號形式及時隙交換概

念（背景知識）§2.2具體交換單元介紹§2.3交換網(wǎng)絡(luò)§2.4舉例§2.4交換網(wǎng)絡(luò)按結(jié)構(gòu)分

單級交換網(wǎng)絡(luò)：入線到出線的連接只經(jīng)過一個交換單元；可以由一個交換單元形成或由多個交換單元並聯(lián)構(gòu)成。

多級交換網(wǎng)絡(luò)：入線到出線的連接經(jīng)過多個交換單元。按功能分

集中型交換網(wǎng)絡(luò)：輸出鏈路數(shù)＜輸入鏈路數(shù)，實現(xiàn)話務或資訊的集中。

分配型交換網(wǎng)絡(luò)：輸出鏈路數(shù)≈輸入鏈路數(shù)，實現(xiàn)交換。

擴展型交換網(wǎng)絡(luò)：輸出鏈路數(shù)＞輸入鏈路數(shù)，實現(xiàn)話務或資訊的擴散。（注：交換單元也可以進行這樣的劃分）結(jié)構(gòu)：類型：根據(jù)T接線器控制方式的不同有兩種基本類型

第一種：輸入T級採用輸出控制，輸出T級採用輸入控制

第二種：輸入T級採用輸入控制，輸出T級採用輸出控制

（S接線器控制方式不限）一、TST

——TST交換網(wǎng)絡(luò)是電路交換系統(tǒng)中廣泛使用的交換網(wǎng)絡(luò)輸入T級STTTTS級輸出T級工作原理：下麵以第一種TST實現(xiàn)PCM0TS2

PCM31TS51的實現(xiàn)過程講解TST交換網(wǎng)絡(luò)的工作原理。(設(shè)每根複用線複用了512個時隙)RWSMSMαTS2α72bbTS22PCM0PCM0WSMαTS7αTS51PCM31RSMbTS5126351PCM31要實現(xiàn)PCM0TS2→

PCM31TS51的交換，首先要找到一個空閒的內(nèi)部時隙，在此時隙上，S接線器的PCM0入線和PCM31出線均空閒。這樣PCM0TS2→PCM31TS51=PCM0TS2→PCM0TS內(nèi)→PCM31TS內(nèi)→PCM31TS51假設(shè)找到一個空閒的內(nèi)部時隙TS7在有關(guān)的控制記憶體中寫入數(shù)據(jù)以實現(xiàn)預定交換TS7TS263bTS2632αbb51α517要實現(xiàn)PCM31TS51→PCM0TS2交換，同樣要選擇一個空閒的內(nèi)部時隙，為方便處理，通常採用反相法獲取第二條通道的空閒內(nèi)部時隙，即兩個方向的內(nèi)部時隙相差半幀（最高位取反）7+512/2=2635122631要實現(xiàn)PCM0TS2→

PCM31TS51的交換，首先要找到一個空閒的內(nèi)部時隙，在此時隙上S接線器的PCM0入線和PCM31出線均空閒，這樣PCM0TS2→

PCM31TS51=PCM0TS2→

PCM0TS內(nèi)→

PCM31TS內(nèi)→

PCM31TS51

假設(shè)找到一個空閒的內(nèi)部時隙TS72在有關(guān)的控制記憶體中寫入數(shù)據(jù)以實現(xiàn)預定交換3要實現(xiàn)PCM31TS51→

PCM0TS2的交換，同樣要選擇一個空閒的內(nèi)部時隙，為方便處理，通常採用反相法獲取第二條通道的空閒內(nèi)部時隙，即兩個方向的內(nèi)部時隙相差半幀(最高位取反):7+512/2=7+256=263∴PCM31TS51→

PCM0TS2=PCM31TS511→PCM31TS263→

PCM0TS263→

PCM0TS24

在相關(guān)的控制存儲中寫入數(shù)據(jù)以實現(xiàn)預定交換附件:複用器和分路器

由於數(shù)據(jù)或話音在傳輸時採用串行方式，在交換網(wǎng)絡(luò)中必須以並行方式工作，故話音進入交換網(wǎng)絡(luò)之前首先要進行串/並變換，而串/並變換使資訊碼率降低，為充分利用交換網(wǎng)絡(luò)的速度，故串/並變換之後要緊跟著進行複用，串/並變換電路與複用電路結(jié)合起來簡稱為複用器。在交換網(wǎng)絡(luò)輸出端與複用器相對應的電路就是分路器，先分路再並/串變換。分路器T分路器T複用器T複用器TS複用線路S/P8S/P88複用器原理圖分路線路8P/SP/S88分路器原理圖工作原理:

先找到一個空閒的內(nèi)線，在此內(nèi)部的PCM線上，T接線器在輸入時隙和輸出時隙上均空閒，即

PCM入TS入→

PCM出TS出=PCM入TS入→

PCM內(nèi)TS入→

PCM內(nèi)TS出→

PCM出TS出

SSTT輸入S級T級輸出S級二、STS交換網(wǎng)絡(luò)思考:為什麼不採用更簡單的STTSTTDSN網(wǎng)路（不講）

(DigitalSwitchnetwork)DSN網(wǎng)路是由DSE按照一定的連接方式連接而成，DSN採用單側(cè)折疊式網(wǎng)路結(jié)構(gòu)，即出、入線處於同一側(cè)，DSN的通路選擇時根據(jù)出，入線端子的地址號進行比較，來決定接續(xù)路由的反射點，即反射點可位於網(wǎng)路的任一級，即接續(xù)路由不一定要經(jīng)過DSN的所有各級。

DSN擴充方便，可平滑擴充，且擴充時，對原網(wǎng)路結(jié)構(gòu)不需改動。最簡單的一種級聯(lián)入址地址號=BA，A為第一級端口號，8個端口用3bit表示。B為第二級的端口號，16個端口號用4bit表示。若B相等，說明，出、入線位於第一級的同一個DSE，反射點為第一級。若B不相等，說明反射點為第二級。01515007077071501500(00)(07)(F0)(F7)四BANYAN網(wǎng)路（banyan榕樹）（不講）BANYAN網(wǎng)路是一種空分交換網(wǎng)絡(luò)，由若干個2×2交換單元按一定規(guī)律連接組成，適合於統(tǒng)計複用信號的交換。

N×N的BANYAN網(wǎng)路級數(shù)M=log2N，每級需N/2個2×2交換單元。級與級之間的連接方式可以是均勻洗牌連接、子均勻洗牌、蝶式、子蝶式連接。

4×4交換網(wǎng)絡(luò)8×8交換網(wǎng)絡(luò)特點：路徑唯一。在每一條入線與每一條出線之間都有一條並且只有一條路徑。0號入線到每一條出線都只有一條路徑。自選路由。由於路徑是唯一的，而且出線的M位二進位編碼正好對應該路徑的M個級上的2×2交換單元應接通的出線號（0或1），則根據(jù)出線號，網(wǎng)路可以自選路由，實現(xiàn)交換。內(nèi)部有阻塞。0號入線→1號出線(010)，1號入線→3號出線(011)，則第一級的二根入線要同時接通0號出線——阻塞。012345670(000)1(001)2(010)3(011)4(100)5(101)6(110)7(111)010101010101010101010101五網(wǎng)路的阻塞和CLOS網(wǎng)路網(wǎng)路阻塞的概念網(wǎng)路的出、入線空閒，卻找不到空閒的通路將兩者連接起來，這種現(xiàn)象稱阻塞（blocking）。單級交換網(wǎng)絡(luò)不存在內(nèi)部阻塞，多級交換網(wǎng)絡(luò)可能存在阻塞。嚴格無阻塞網(wǎng)路（strictnon-blocking）無論網(wǎng)路處於何種狀態(tài)，任何時候都可以在空閒的入端和出端之間建立連接。可重排無阻塞網(wǎng)路（rearrangeablenon-blocking）無論網(wǎng)路處於何種狀態(tài)，任何時刻都可以在空閒的入端和出端之間直接或通過對已有的連接重選路由來建立連接。廣義無阻塞交換網(wǎng)絡(luò)（widesensenon-blocking）給定網(wǎng)路存在固有阻塞的可能，但通過精巧的選路方法，所有阻塞均可避免（選路不合理可能會出現(xiàn)阻塞）實用的廣義無阻塞交換網(wǎng)絡(luò)很少見。無阻塞交換網(wǎng)絡(luò)有三種類型

單級的空分交換網(wǎng)N×N是無阻塞的，但交叉點數(shù)為N2（交叉點數(shù)越多，成本越高）CLOS.Z提出一種空分網(wǎng)路結(jié)構(gòu)，可以使交叉點數(shù)儘量減少，同時又可以做到無阻塞，這種結(jié)構(gòu)的網(wǎng)路就稱為CLOS網(wǎng)路。2CLOS網(wǎng)路（一種空分的網(wǎng)路結(jié)構(gòu)）三級CLOS網(wǎng)路（空分的）特點：前一級交換單元與後一級的每一交換單元有連接，且只有一條連接，反之亦然。三級CLOS網(wǎng)路嚴格無阻塞的條件：

m≥2n-1三級CLOS網(wǎng)路可重排無阻塞的條件：

m≥n1r1m1r1n1n11mr11mr11rm11rm1n1n嚴格無阻塞條件的證明：

任意入端與任意出端有m條平行鏈路，最不利的情況是入端接線器的其他（n-1）個入端佔用了其中的n-1條鏈路，出端接線器的其他的其他n-1個出端佔用了（n-1）條鏈路，且雙方不重合，若還存在一條空閒鏈路就可建立連接，即

m=2(n-1)+1=2n-11r1m1r1n1n11mr11mr11rm11rm1n1n2n-1n-1非對稱CLOS網(wǎng)路（入線數(shù)不等於出線數(shù)）

嚴格無阻塞的條件：

m≥（n1+n2）-1

n1為入線數(shù)，n2

為出線數(shù)

可重排無阻塞的條件

m≥max（n1，n2

）三級CLOS網(wǎng)路的中間級用三級CLOS子網(wǎng)路替代，就形成五級CLOS網(wǎng)路，五級CLOS網(wǎng)路的中間級再用三級CLOS子網(wǎng)代替就形成七級CLOS網(wǎng)路。時分交換網(wǎng)絡(luò)可等效為空分交換網(wǎng)絡(luò)：T(n)(m)S1n1mS1n1nS(1)1n1nS(m)1n1n(m)(m)1r1m1r1n1n11mr11mr11rm11rm1n1n輸入T級STTTTS級輸出T級(m)(m)(m)(m)(n)(n)(n)(n)11rrTST交換網(wǎng)絡(luò)去掉時分複用就等效為三級CLOS網(wǎng)路TST交換網(wǎng)絡(luò)嚴格無阻塞的條件：內(nèi)部時隙數(shù)≥2倍外部時隙數(shù)－1STS交換網(wǎng)絡(luò)嚴格無阻塞的條件：內(nèi)線數(shù)≥2倍外線數(shù)－1對稱的數(shù)字交換網(wǎng)絡(luò)嚴格無阻塞的條件：（有時分複用）內(nèi)部鏈路數(shù)≥2倍外部鏈路數(shù)－1對稱的數(shù)字交換網(wǎng)絡(luò)可重排無阻塞的條件：（有時分複用）內(nèi)部鏈路數(shù)≥外部鏈路數(shù)非對稱的數(shù)字交換網(wǎng)絡(luò)嚴格無阻塞的條件：內(nèi)部鏈路數(shù)≥（入鏈路數(shù)＋出鏈路數(shù)）－1非對稱的數(shù)字交換網(wǎng)絡(luò)可重排無阻塞的條件：內(nèi)部鏈路數(shù)≥max（入鏈路數(shù)＋出鏈路數(shù)）第二章內(nèi)容§2.1交換網(wǎng)絡(luò)中的信號形式及時隙交換概念（背景知識）§2.2具體交換單元介紹§2.3交換網(wǎng)絡(luò)§2.4舉例舉例一12×14輸出控制方式的S接線器，它的每根複用線上複用了64個時隙，則其控制記憶體應有

個，每個記憶體應有

個存儲單元，要實現(xiàn)PCM5上的TS2交換到PCM7的TS2應在

號控制記憶體的

號單元存入數(shù)據(jù)

。一個有32個輸入時隙和64個輸出時隙的T接線器採用控制寫入順序讀出的工作方式，其話音記憶體應有

個存儲單元，控制記憶體應有

個存儲單元。1464控制寫入順序讀出的T接線器的控制記憶體的單元數(shù)等於輸入時隙數(shù)，話音記憶體的單元數(shù)等於輸出時隙數(shù)。順序?qū)懭肟刂谱x出的T接線器的話音記憶體的單元數(shù)等於輸入時隙數(shù)，控制記憶體的單元數(shù)等於輸出時隙數(shù)。說明返回到原理框圖返回到原理框圖3264725畫出一控制寫入順序讀出的T接線器組成原理圖，該T接線器的輸入時隙和輸出時隙數(shù)均為32，並在相應的單元中填入合適的內(nèi)容以實現(xiàn)TS7→TS10的交換AAWR7WRSMCM10定時脈衝處理機時鐘TS7TS10根據(jù)A所在SM的單元地址確定出CM中的內(nèi)容，再根據(jù)另一個時隙確定CM的單元地址畫出控制寫入順序讀出的T接線器組成原理圖，並根據(jù)輸入、輸出時隙數(shù)確定記憶體的單元數(shù)根據(jù)工作方式確定話音信號應存放在SM的哪個單元。031031A10第三章電路交換系統(tǒng)的硬體

上一章我們介紹了交換網(wǎng)絡(luò)，交換機除了由交換網(wǎng)絡(luò)提供交換所需的通路，還應有實現(xiàn)控制功能的控制部件及其它介面電路，本章即是介紹這些硬體。第三章內(nèi)容§3.1電路交換過程§3.2電路交換的介面電路一模擬用戶線介面電路二數(shù)字中繼電路§3.3信令設(shè)備§3.4控制系統(tǒng)§3.1電路交換過程(電話交換過程)主叫話機

交換機被叫話機

摘機撥號音

號碼回鈴音通話掛機振鈴摘機通話催掛音掛機呼叫(階段)消息傳輸釋放(階段)電路交換過程分三個階段:

呼叫建立、消息傳輸和釋放在呼叫建立和釋放階段用戶線和中繼線上傳輸?shù)男盘柗Q信令，起聯(lián)絡(luò)控制作用，在消息傳輸階段所傳輸?shù)男盘柗Q消息。

前面談到週邊介面電路主要有用戶電路、中繼電路。

用戶電路

模擬用戶電路

數(shù)字用戶電路

中繼電路

模擬中繼電路

數(shù)字中繼電路本節(jié)主要講解模擬用戶電路和數(shù)字中繼電路?！?.2電路交換的介面電路一模擬用戶線介面電路（Analoglinecircuit）

——交換機與模擬用戶線的介面模擬用戶線電路目前都是專用的積體電路，主要有七大功能：饋電、過壓保護、振鈴、監(jiān)視、混合、編譯碼與濾波、測試。

1饋電：為用戶話機提供通話所需的直

流電源

扼流圈阻止交流的話音信號通過電源回路串路。還有電流饋電方式，通過恒流源饋電，無需電感線圈。-48V電壓饋電式電路

過壓保護：避免高壓進入交換機內(nèi)部而損壞交換機，設(shè)置了兩極保護。第一級在總配線架上安放保安器第二級在用戶電路中設(shè)置二極體箝位電路保安器可為熱線圈或放電管，有高壓時，保安器動作，會引高壓入地，但保安器的輸出電壓仍可達上百伏，故需第二級保護。箝位電路將用戶線(a或b)的電壓箝位在-48V～0V之間。熱敏電阻R起限流作用，R的阻值隨電流增大而增大。僅有第一級或第二級保護是不夠的，需兩級配合使用。E(-48V)內(nèi)線外線abRR3振鈴：提供振鈴所需25～50HZ，90V±15V的交流電壓，發(fā)送鈴流。

過程：控制系統(tǒng)發(fā)“振鈴控制”→開關(guān)動作→鈴流經(jīng)用戶線送達用戶話機→振鈴→用戶摘機→振鈴電路產(chǎn)生“截鈴”信號→控制系統(tǒng)停止“振鈴控制”信號→開關(guān)釋放→

停止振鈴控制系統(tǒng)振鈴電路S振鈴控制用戶線截鈴原理圖4監(jiān)視：通過用戶線回路狀態(tài)來監(jiān)視用戶狀態(tài)

摘、掛機狀態(tài)

用戶狀態(tài)

號盤話機的撥號脈衝

投幣話機的輸入信號＞用戶線監(jiān)視信號-V原理圖——實現(xiàn)用戶線上的模擬信號與交換機內(nèi)部的PCM信號之間的轉(zhuǎn)換。編碼器解碼器平滑模擬模擬300～3400HZPCMPCM交換機側(cè)用戶側(cè)5編譯碼和濾波

用戶話機的模擬信號是二線雙向

PCM數(shù)字信號在去話方向上要進行編碼，在來話方向上要進行解碼，必須採用四線制的單向傳輸。測試

當故障發(fā)生時，測試開關(guān)將用戶內(nèi)線與用戶外線分開，以測定故障是局內(nèi)設(shè)備故障，還是局外設(shè)備故障。6混合電路(二/四線轉(zhuǎn)換)

模擬用戶線電路的功能框見書，通過該框圖瞭解各功能電路的位置(先後次序)

測試→換極→振鈴→過壓保護→饋電，監(jiān)視→混合→濾波與編譯碼模擬中繼電路與模擬用戶電路有許多相同的地方，同學們自己看——是數(shù)字中繼線和交換機的介面，主要實現(xiàn)碼型變換、同步和信令控制三方面的功能。具體功能如下：1碼型變換完成中繼線上適於遠距離傳輸?shù)碾p極性的HDB3或AMI碼與交換機內(nèi)部單極性的NRZ碼之間的相互轉(zhuǎn)換。單極性←→雙極性

NRZ←→HDB3(或AMI)遠距離傳輸碼型的特點：便於時鐘提取，具有內(nèi)在的檢錯能力，具有良好的譜結(jié)構(gòu)，便於線路均衡和回波抵消等。二數(shù)字中繼電路(Digitaltrunk)2時鐘提?。簭妮斎氲腜CM碼流中提取對端局的時鐘頻率，作為輸入基準時鐘，使收發(fā)頻率一致，又稱位同步，不至於漏位或一位數(shù)據(jù)重複接收。時鐘提取電路：鎖相環(huán)，諧振回路，晶體濾波01001011讀出結(jié)果：0010010011讀出結(jié)果：01000113幀/複幀同步幀同步：使收、發(fā)兩端各路時隙對齊，以便發(fā)端所發(fā)送的各路資訊都能夠被收端各路正確接收而不會錯路。方法：識別幀同步碼×0011011複幀同步：使收、發(fā)兩端一複幀中的幀與幀對齊，以便正確接收各路標誌信號。方法：識別複幀同步碼00011011TS0TS1TS0TS14幀定位（幀調(diào)整）

將輸入的PCM碼流同步到本局時鐘上來（頻率相位一致），以便進入本局交換機流通。彈性記憶體寫入控制讀出控制本局時鐘及幀同步PCM出PCM入時鐘提取及幀同步

檢測：幀/複幀同步檢測

誤碼檢測

對端告警檢測

告警處理：告警比特插入6幀和複幀同步信號插入（輸出時）7信令提取和插入

TS16中的標誌信號的提取（收時）和插入（發(fā)時）5檢測和告警處理數(shù)字中繼電路的結(jié)構(gòu)框圖雙/單碼型變換幀定位信令提取時鐘提取幀/複幀同步告警檢測幀同步複幀同步指示信令告警控制幀/複幀同步及告警比特插入信令插入

信令碼型變化單/雙內(nèi)部時鐘

前面已經(jīng)談過，交換過程中需要信令的配合，交換機需要產(chǎn)生信令發(fā)送出去，又要接收信令。在電路交換系統(tǒng)中，常採用帶內(nèi)音頻信號作信令（便於用戶接收）。信令的方式後面介紹，這裏只介紹數(shù)字音頻信號的產(chǎn)生、發(fā)送和接收。用戶

撥號音忙音、回鈴音交換機（號碼）雙音多頻多頻編碼多頻編碼交換機§3.3信令設(shè)備

音頻信令有三種：單音、雙音（多頻編碼、雙音多頻(號碼)）、語音通知音。信令設(shè)備是接在交換網(wǎng)絡(luò)上，因此產(chǎn)生的信令應是數(shù)字信號。

數(shù)字單音頻信令產(chǎn)生的原理：取單頻信號的一個週期進行採樣（採樣頻率為8kHZ）、量化、編碼，轉(zhuǎn)化為PCM信號，存入ROM中，需要時以8kHZ的頻率迴圈讀出（每隔125us讀一個單元）。雙音頻信令產(chǎn)生原理類似，只不過要對（f1，

f2，8kHz）的公共重複週期內(nèi)的f1，

f2採樣。一數(shù)字音頻信令的產(chǎn)生⑩⑾

⑿

⒀

⒁

⒂

⒃

⑴①②③④⑤⑥⑦⑧⑨對500HZ的正弦波信號按8kHZ採樣⒃1-16環(huán)形計數(shù)器地址解碼器幀脈衝ROM①500HZ單音頻信令的產(chǎn)生原理圖②8kHZ數(shù)據(jù)讀出舉例：產(chǎn)生500HZ單音頻信令

數(shù)字音頻信令通過數(shù)字交換網(wǎng)絡(luò)送出，和話音信號一樣處理，也可佔用某個固定時隙(如TS0，TS16)利用T接線器交換到多個用戶，即向多個用戶發(fā)送音頻信令(一個信號可交換給多個用戶，多個用戶信號不能交換給同一用戶)。三數(shù)字音頻信令的接收發(fā)給用戶的數(shù)字音頻信令經(jīng)用戶電路變成模擬信號由用戶話機自動接收。發(fā)給交換機的多頻信令由交換機內(nèi)部的收號器接收。二數(shù)字音頻信令的發(fā)送f1

數(shù)字濾波f2數(shù)字濾波fn數(shù)字濾波數(shù)字邏輯判斷輸入輸出收號器原理框圖：數(shù)字邏輯判斷：根據(jù)頻率的組合判斷信令含義（代表什麼數(shù)字）§3.4控制系統(tǒng)

—其功能是通過軟體體現(xiàn)，此處側(cè)重於控制系統(tǒng)的硬體構(gòu)成。

程式控制交換機中的控制系統(tǒng)實際上是一個多處理機系統(tǒng)，或電腦的局域網(wǎng)，沒有必要討論每臺處理機的組成，這裏只瞭解控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)方式。控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)方式主要由控制系統(tǒng)的控制方式、處理機的分工方式來決定。

控制方式集中控制分散控制分級控制全分散控制1集中控制處理機可以使用所有的資源，完成所有的功能。

特點：靈活性差，經(jīng)濟性差（處理機複雜故貴），軟體龐大，維護困難一控制方式：資源1資源2資源m處理機1處理機2處理機n功能1功能2功能f圖：集中控制系統(tǒng)

控制系統(tǒng)中的每臺處理機只能使用部分資源，完成部分功能。Ⅰ分級式多處理機系統(tǒng)將控制功能分級，不同層次的控制功能由不同的處理機完成。Ⅱ分佈式（全分散）多處理機系統(tǒng)取消了中央處理機，處理機遍佈於每個功能模組，每個模組都具有通路選擇和建立功能。設(shè)立輔助控制單元完成較高層次的呼叫處理和控制功能，如S-1240型數(shù)字交換機。特點：更好地使用硬體和軟體的模組化，便於系統(tǒng)擴充，提高了系統(tǒng)的可靠性和靈活性。2分散控制

話路設(shè)備預處理機1用戶處理機

呼叫處理機可有多臺維護管理處理機

圖：分級控制系統(tǒng)預處理機1預處理機1數(shù)字交換網(wǎng)絡(luò)

DSN模擬用戶模組S-1240型數(shù)字交換機數(shù)字用戶模組ISDN用戶模組服務電路模組公共通道模組模擬中繼模組數(shù)字中繼模組ISDN中繼模組維護和外設(shè)模組話務員介面模組輔助控制單元按功能分擔如分級控制的不同級之間是按功能分擔容量分擔完成的功能一樣，使用的資源不一樣，如分級控制的同級處理機之間可按容量分擔。話務分擔各承擔一部分話務，完成的功能一樣，使用的資源也一樣，如集中控制的處理機之間可按話務分擔。業(yè)務分擔按業(yè)務類別分擔，實現(xiàn)的功能不一樣，使用的資源也不一樣，分佈式控制即是採用業(yè)務分擔二多處理機系統(tǒng)的分工方式

對交換機的控制系統(tǒng)的可靠性要求非常高，指標是累計間斷時間≤3分鐘/每年，為了提高控制系統(tǒng)的可靠性，採用冗餘配置。對於完成重要功能的處理機採用1+1冗餘配置，不重要的則可採用(n+1)冗餘配置(即n臺處理機1臺冗餘)。

1+1的冗餘配置有三種工作方式:

同步雙工工作方式雙機互助(話務分擔)

主/備用方式三處理機的冗餘配置1同步雙工工作方式（同時接收話路設(shè)備的輸入資訊，執(zhí)行相同的指令）兩臺處理機同步工作，執(zhí)行結(jié)果進行比較，相同則繼續(xù)。兩臺處理機中只有一臺處理機輸出資訊控制話路設(shè)備工作，如結(jié)果不一致，則中斷正常業(yè)務，各自啟動檢測程式，檢測有故障的處理機退出服務，且應儘快修復，返回到工作系統(tǒng)中。

話路設(shè)備處理機A比較器處理機

記憶體同步雙工工作方式B特點（1）對硬體故障反應快，對軟體故障沒有容錯能力（2）需不停進行同步復核，降低了處理機的效率。

話路設(shè)備處理機A比較器處理機

記憶體同步雙工工作方式B

話務工作由兩臺能獨立承擔該話務工作的處理機分擔，一旦有一臺處理機出現(xiàn)故障，就由另一臺處理機承擔全部的話務工作。故障處理機應儘快修復，返回到工作系統(tǒng)中。話路設(shè)備處理機處理機A處理機B禁止設(shè)備記憶體A記憶體B2雙機互助（話務分擔）

一旦某個話務工作被一臺處理機接受處理，禁止設(shè)備就禁止另一臺處理機再去處理該話務優(yōu)點：(1)過負荷能力強。(2)對軟體故障有容錯能力。(3)調(diào)試新軟體，擴充新設(shè)備時，可使一臺服務，一臺調(diào)試。缺點：為避免雙機同搶資源，雙機通信息較頻繁，使軟體較複雜，對硬體故障不如同步方式反應快。3主/備方式一臺處理機聯(lián)機工作，一臺處理機備用，一旦主用機出現(xiàn)故障，進行主/備用設(shè)備切換。特點：實現(xiàn)簡單，主/備用切換時會產(chǎn)生延誤或已有的連接中斷。四多處理機間的通信方式通信方式

利用PCM通道利用TS16進行通信與話音資訊一樣在交換網(wǎng)絡(luò)中傳輸，用不同的標誌區(qū)分

採用電腦網(wǎng)常用方式作業(yè)1如何提高交換機控制系統(tǒng)的可靠性?

從控制方式、硬體的冗餘配置、軟體具有監(jiān)視和維護功能、組成元件要高可靠性幾個方面來寫。2交換機採取什麼措施防止高壓進入交換機?3為什麼數(shù)字中繼電路要實現(xiàn)幀調(diào)整，另外數(shù)字中繼電路中沒有幀同步會出現(xiàn)什麼情況?41+1冗餘配置三種方式的優(yōu)缺點?第四章電路交換系統(tǒng)的軟體§4.1交換軟體的組成

交換軟體運行軟體系統(tǒng)(交換機運行時執(zhí)行的軟體)支援軟體系統(tǒng)操作系統(tǒng)資料庫系統(tǒng)應用軟體系統(tǒng)軟體開發(fā)、生產(chǎn)工具與環(huán)境軟體維護工具與環(huán)境呼叫處理程式管理程式維護程式一運行軟體系統(tǒng)呼叫處理程式管理程式應用軟體系統(tǒng)維護程式調(diào)用返回系統(tǒng)調(diào)用操作系統(tǒng)硬件系統(tǒng)中斷控制資料庫管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)圖4.1運行軟體的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù):反映交換局和用戶的情況，為程式的執(zhí)行提供必要的環(huán)境和依據(jù)。操作系統(tǒng):負責資源的管理和程式的執(zhí)行控制。操作系統(tǒng)直接覆蓋在裸機上，為其他軟體提供一個虛擬機環(huán)境。呼叫處理程式:負責呼叫處理功能。管理程式:協(xié)助實現(xiàn)交換機的軟、硬體系統(tǒng)的更新(如新用戶建立，用戶改號時用戶數(shù)據(jù)的更新)；進行計費管理；監(jiān)督交換機的工作情況，確保交換機的服務品質(zhì)(如服務觀察和話務量測量)。維護程式:負責交換機的故障檢測，診斷和恢復，保證交換機可靠工作。管理25%呼叫處理15%操作系統(tǒng)20%維護40%圖4.2運行軟體的比例分配

交換機的運行軟體本身是很龐大和複雜，它的設(shè)計生產(chǎn)和維護工作也是艱巨的，軟體支援系統(tǒng)就是提供這兩方面的工具和環(huán)境。交換機的運行軟體大體結(jié)構(gòu)相同，但對不同的交換局，需作一定的修改以適應各種具體要求，利用軟體開發(fā)、生產(chǎn)工具與環(huán)境可高效、可靠地完成。軟體維護指對原先設(shè)計的運行軟體不斷地改進和擴充，直至交換機退役，這也可以由軟體維護工具與環(huán)境完成。二軟體支援系統(tǒng)§4.2呼叫處理軟體

呼叫處理軟體是負責呼叫處理功能，具體有:

監(jiān)視話路設(shè)備的狀態(tài)(用戶線、中繼線)、接收用戶號碼、數(shù)字(號碼)分析、狀態(tài)分析、路由選擇、通路選擇、驅(qū)動話路設(shè)備等。第一位號碼到一呼叫處理的過程及處理任務處理任務狀態(tài)輸入信號(事件)用戶掃描去話分析，送撥號音停撥號音，數(shù)字分析來話分析，(路由選擇)通路選擇，振鈴控制，送回鈴音通路接續(xù)路由復原，送忙音主叫復原空閒等待收號收號振鈴通話聽忙音空閒主叫摘機送用戶號碼被叫摘機被叫掛機主叫掛機

上述呼叫處理過程中所執(zhí)行的處理任務可以分為三種類型：輸入處理、內(nèi)部處理、輸出處理。

輸入處理：用於識別輸入信號，具體有用戶掃描，收號等。

內(nèi)部處理：分析輸入資訊的現(xiàn)有狀態(tài)，分配資源（收號器，中繼路由，內(nèi)部鏈路），決定下一步的工作。如數(shù)字分析，來話分析，通路選擇。

輸出處理：執(zhí)行內(nèi)部處理的結(jié)果，完成對話路設(shè)備的驅(qū)動，如振鈴控制，通路接續(xù)，送忙音，回鈴音等。一個呼叫處理過程是輸入處理、內(nèi)部處理、輸出處理的不斷迴圈，一個迴圈的結(jié)束，硬體設(shè)備就從一個穩(wěn)定狀態(tài)轉(zhuǎn)移到新的穩(wěn)定狀態(tài)。一個呼叫處理的過程實際上是狀態(tài)轉(zhuǎn)移的過程。二用戶掃描

——識別用戶狀態(tài)（摘機或掛機狀態(tài)）的輸入處理。摘機：用戶回路閉合（-48V提供給

用戶話機）。用“0”表示掛機：用戶回路斷開。用“1”表示

交換機通過週期性掃描用戶線來識別用戶狀態(tài)。1用戶掃描週期：

確定為100ms左右（96ms或100ms），太長：影響服務品質(zhì)。太短：增加了處理機的負擔。100ms左右的掃描週期濾去了話機抖動造成的干擾。2摘機識別和掛機識別

摘機識別式：SCN∧LSCN=1

本次掃描值上次掃描值掛機摘機‘1’‘0’

摘機事件的識別是識別摘機動作，而不是識別是否出於摘機狀態(tài)，以便處理機做下一步處理。

對於摘機事件還應區(qū)分出是呼出摘機還是應答摘機，兩個事件會有不同的處理?？衫糜脩舻拿﹂e狀態(tài)LM進行區(qū)分。呼出摘機前，用戶處於“閑”狀態(tài)用“1”表示。應答摘機前，用戶處於“忙”狀態(tài)（已振鈴）用“0”表示。因此：呼出摘機識別：SCN∧LSCN∧LM=1應答摘機識別：SCN∧LSCN∧LM=1

掛機識別式：SCN∧LSCN=1

掛機事件的識別也是識別掛機動作。3用戶掃描採用群處理方式Ⅰ

用戶狀態(tài)是由硬體週期性地寫入特定記憶體中，一個用戶線掃描值占一位，然後由軟體週期性地讀取，讀取時是一次讀一個字長的數(shù)據(jù)，通過判別式一起判斷，再通過尋“1”指令確定具體的用戶。Ⅱ另外，大量用戶分成若干群，按群分時掃描，以免集中掃描佔用過多時間，使其他工作不能及時處理。掃第一群掃第二群掃第一群掃第二群0ms50ms100ms150mst第一群，第二群用戶掃描週期均為100ms注意摘機識別和掛機識別是通過不同的判別式判別，但都是在用戶掃描程式中識別(同時識別）。用戶掃描程式流程圖SCN⊕LSCN=0？用戶掃描置掃描行起始地址讀取掃描結(jié)果通過尋1指令找出呼出用戶LSCN=1？YNYNNYYLM=1？通過尋1指令找出應答用戶通過尋1指令找出掛機用戶行號加1指定行掃完？N登記掛機事件登記應答事件登記呼出事件用戶改忙結(jié)束1號盤話機的收號號盤話機送號的方式：

號盤話機的指標：

脈衝速度：每秒8～20個。脈衝斷續(xù)比：1：1～3：1

位間隔：≥250ms摘機2個間斷脈衝表示“2”位間隔掛機‘3’三收號收號方法：識別用戶線上的脈衝並計數(shù)，同時識別位間隔，當識別到位間隔時，計數(shù)值存儲並給計數(shù)器清零，為計下一位號的脈衝作準備。Ⅰ脈衝識別掃描週期識別脈衝需要掃描用戶線狀態(tài)為了不漏掉一個脈衝，脈衝識別掃描週期須＜最短的脈衝斷或續(xù)的持續(xù)時間最短的斷或續(xù)持續(xù)時間：

1秒/20×1/（3+1）=12.5ms通常取脈衝識別的掃描週期為8ms或10ms漏掉了一個脈衝Ⅱ脈衝識別可通過脈衝前沿變化或脈衝後沿變化來識別脈衝

前沿變化識別

SCN∧LSCN=1或(SCN⊕LSCN)∧SCN=1(UM∧SCN=1)後沿變化識別

SCN∧LSCN=1或(SCN⊕LSCN)∧SCN=1

(UM∧SCN=1)UM=SCN⊕LSCN，為失配信號Ⅲ位間隔識別若用戶線在較長一段時間內(nèi)(位間隔識別週期內(nèi))沒有脈衝變化，且LSCN=0，則認為是位間隔。

0

1用AP表示位間隔識別週期內(nèi)有無脈衝變化。

AP1有脈衝變化

0無脈衝變化AP的值由脈衝識別程式給出

位間隔識別式:AP∧LAP∧LSCN=1(位間隔只識別一次)中途掛機識別式:AP∧LAP∧LSCN=1本次位間隔識別週期內(nèi)無變化上次位間隔識別週期內(nèi)有變化與中途掛機區(qū)分開位間隔識別週期T位確定:第一:T位＞最長的斷或續(xù)狀態(tài)的持續(xù)時間=1秒/8×3/(3+1)=93.75ms第二:T位＜1/2最短的位間隔時間

=1/2×250ms=125ms若脈衝識別週期為8ms，則T位取96ms若脈衝識別週期為10ms，則T位取100ms若2T位＜最短位間隔時間，就可以避免該情況的發(fā)生有變化有變化收號掃描輸出掃描指令讀取掃描結(jié)果UM=（SCN⊕LSCN）UM∨AP→APUM∧LSCN=1?脈衝計數(shù)判停撥號音SCN→LSCN全識別完?結(jié)束