《數(shù)字交換與交換機(jī)》PPT課件

1、第二章數(shù)字交換原理與交換機(jī)-電路交換技術(shù)（一）,2.1 電路交換的基本功能,適配外部線路傳輸特性，信號(hào)格式轉(zhuǎn)換，協(xié)同信令功能收發(fā)信令。,接收的終端狀態(tài)及信令消息轉(zhuǎn)換成適合控制功能處理的消息格式，或相反過(guò)程。,在控制功能管理下， 按需求提供連接通路。,依照呼叫用戶的需求，并結(jié)合交換設(shè)備的性能指標(biāo)、資源狀態(tài)完成相應(yīng)的接續(xù)操作，維持設(shè)備正常運(yùn)行。,2.1 程控交換系統(tǒng)業(yè)務(wù)種類,2.1.1 公眾交換電話網(wǎng)PSTN用戶提供的業(yè)務(wù)種類 （1）基本電話業(yè)務(wù) 本地網(wǎng)、國(guó)內(nèi)和國(guó)際長(zhǎng)途自動(dòng)直撥來(lái)去話、用戶交換 機(jī)、各種特服服務(wù)、公用網(wǎng)中移動(dòng)用戶之間的呼叫等。 （2）補(bǔ)充新業(yè)務(wù) *免打擾 *熱線服務(wù) *會(huì)議電話 *

2、惡意呼叫跟蹤 *號(hào)碼顯示 *小交換機(jī)連選 *縮位撥號(hào) *呼叫轉(zhuǎn)移 *叫醒服務(wù) *呼叫等待 *遇忙回叫 *語(yǔ)音郵箱等,2.2 話路子系統(tǒng)2.2.1模擬用戶接口,模擬用戶接口 是連接普通電話機(jī)的接口電路，每個(gè)用戶一套 普通電話機(jī)的特點(diǎn) 是一個(gè)無(wú)源電聲轉(zhuǎn)換裝置； 通過(guò)對(duì)絞線以二線模擬方式連接到交換機(jī)； 利用二線上直流環(huán)路狀態(tài)表示忙閑； 利用號(hào)盤DP或DTMF方式發(fā)送呼叫號(hào)碼。 用戶級(jí)（用戶集線器LC） 話務(wù)集中作用提高交換網(wǎng)的利用率,一、模擬用戶接口須具備的功能(BORSCHT),1、B (Battery feeding)饋電 2、O (Overvoltage protection)過(guò)壓保護(hù) 3、R

3、 (Ringing control)振鈴控制 4、S (Supervision)監(jiān)視 5、C (CODEC & filters)編譯碼和濾波 6、H (Hybrid circuit)混合電路 7、T (Test)測(cè)試,模擬用戶接口,測(cè)試T，通過(guò)繼電器分別將外線或內(nèi)側(cè)電路連接到測(cè)試設(shè)備。 外線測(cè)試可檢測(cè)用戶線短路、斷路、碰地、搭接電力線等故障； 內(nèi)側(cè)測(cè)試模仿話機(jī)的操作過(guò)程檢驗(yàn)各功能電路是否正常。,振鈴R，通知被叫用戶有來(lái)話呼叫。 國(guó)標(biāo)規(guī)定，振鈴信號(hào)為有效值75V15V、25Hz的交流電壓，采用1s通、4s斷周期方式向用戶話機(jī)饋送。 振鈴電壓較高，該模塊置于過(guò)壓保護(hù)功能模塊之外。,編,/,譯,碼器

4、,C,平,衡,網(wǎng),絡(luò),混合電路,H,饋電和,監(jiān)視,B,S,振鈴,R,測(cè)試,T,過(guò)壓,保護(hù),O,a,b,內(nèi),、,外線測(cè)試,鈴流,掃描,用戶電路的,BORSCHT,功能及順序關(guān)系,模擬用戶接口,過(guò)壓保護(hù)O，為防止雷電等高壓損壞交換機(jī)，三級(jí)保護(hù)：用戶配線架采用放電管瀉放雷電等超高壓；接口板a、b線入口采用熱敏電阻、鉗位二極管限制大于160V的電壓流入板內(nèi)；振鈴電路之后再用48V鉗位二極管保護(hù)內(nèi)部低壓電路。,饋電B，向無(wú)源電話機(jī)饋送 -48V直流電源，電流保持在2050mA，饋電電路要盡量減小對(duì)話音信號(hào)傳輸?shù)目缃雍凸材Ｓ绊憽?監(jiān)視S，利用檢測(cè)是否在用戶環(huán)路上有直流流過(guò)來(lái)判別用戶摘/掛機(jī)狀態(tài)，直流脈沖撥

5、號(hào)數(shù)字變化。,二/四線變換H，利用混合線圈或半導(dǎo)體電路完成外部二線傳輸?shù)絻?nèi)部四線傳輸方式的轉(zhuǎn)換。,編,/,譯,碼器,C,平,衡,網(wǎng),絡(luò),混合電路,H,饋電和,監(jiān)視,B,，,S,振鈴,R,測(cè)試,T,過(guò)壓,保護(hù),O,a,b,內(nèi),、,外線測(cè)試,鈴流,掃描,用戶電路的,BORSCHT,功能及順序關(guān)系,模擬用戶接口,編譯碼C，數(shù)字交換機(jī)只進(jìn)行數(shù)字信號(hào)交換，外線用戶環(huán)路采用模擬方式傳送話音信號(hào)，需采用PCM編譯碼器完成相互轉(zhuǎn)換。,極性倒換附加功能，當(dāng)交換機(jī)獲知本次呼叫的被叫已摘機(jī)時(shí)，利用繼電器倒換饋送給a、b線的電源極性，以通知主叫終端開始計(jì)費(fèi)。,傳送主叫號(hào)碼附加功能，當(dāng)該接口的終端作為被叫時(shí)，在振鈴間隙

6、利用FSK調(diào)制器將主叫號(hào)送給被叫終端顯示。,DTMF收號(hào)，可利用專用單片電路分路接收，也可以設(shè)置集中的收號(hào)器通過(guò)交換網(wǎng)絡(luò)選擇連接進(jìn)行集中收號(hào)。,編,/,譯,碼器,C,平,衡,網(wǎng),絡(luò),混合電路,H,饋電和,監(jiān)視,B,，,S,振鈴,R,測(cè)試,T,過(guò)壓,保護(hù),O,a,b,內(nèi),、,外線測(cè)試,鈴流,掃描,用戶電路的,BORSCHT,功能及順序關(guān)系,二、模擬用戶接口電路實(shí)現(xiàn)示例,測(cè)試,T,a,b,外線測(cè)試,內(nèi)線測(cè)試,倒極性,振鈴電路,振鈴,R,過(guò)壓保護(hù),R,監(jiān)視,S,-,48,V,譯碼器,編碼器,T,接,線,器,饋電,B,混合電路,H,編譯碼,C,選,通,門,掃描狀態(tài),75,V,正弦波,鎖,存,器,控制信

7、號(hào),用戶接口電路原理結(jié)構(gòu)圖,2.2.2 用戶級(jí)和遠(yuǎn)端模塊,用戶級(jí)，用戶集線器的簡(jiǎn)稱，完成用戶話務(wù)的集中和分配功能，對(duì)用戶呼叫信令進(jìn)行預(yù)處理。目的是減少PCM鏈路和減輕主控CPU的處理負(fù)荷。,遠(yuǎn)端模塊，遠(yuǎn)離交換機(jī)主體且用戶話務(wù)較為集中，將用戶級(jí)和用戶接口功能部件移出交換機(jī)，然后通過(guò)數(shù)字中繼接口連接交換機(jī)。遠(yuǎn)端模塊是一個(gè)基本完整的交換機(jī)，但不對(duì)用戶呼叫進(jìn)行接續(xù)處理，只是集中并轉(zhuǎn)送給主交換處理器進(jìn)行處理。,1. 數(shù)字用戶接口,典型的2B+D基本速率接口模塊結(jié)構(gòu)。國(guó)標(biāo)規(guī)定，采用2B1Q碼、回波抵消技術(shù)，以數(shù)字方式在用戶環(huán)路上傳送數(shù)據(jù)和話音信號(hào)。,基本速率接口提供兩個(gè)64kbps的B信道和一個(gè)16kbp

8、s的D信道。B信道可用來(lái)傳輸數(shù)字話音、低速圖像和數(shù)據(jù)，D信道用傳送信令和低速數(shù)據(jù)。,2.2B+D數(shù)字用戶線接口示例,阻抗匹配,線路保護(hù),測(cè)試切換,阻抗匹配,線路保護(hù),測(cè)試切換,阻抗匹配,線路保護(hù),測(cè)試切換,U,接口,0,U,接口,1,U,接口,7,測(cè)試控制,線路收發(fā)器,2,B,+,D,2,B,+,D,2,B,+,D,2,Mbit,/,s,鏈路,D,信道提,取,/,插入,HDLC,控制,B,信道,交換,存儲(chǔ)器,CPU,分組數(shù)據(jù),HDLC,控,制,通信,控制器,至交換機(jī)主控處理器,數(shù)字用戶線接口電路,3. 數(shù)字用戶接口,基群速率數(shù)字用戶接口，采用數(shù)字中繼接口電路，但在信令方式上為用戶信令方式，可提

9、供30個(gè)B信道和一個(gè)D信道傳送語(yǔ)音或數(shù)據(jù)，主要用于大客戶、集群用戶的接入。,基群速率數(shù)字用戶接口，常稱作V5接口，V5.1為一個(gè)2Mbps群，V5.2可有最多16個(gè)2Mbps群。,4. 數(shù)字中繼接口,數(shù)字中繼接口是數(shù)字交換系統(tǒng)與數(shù)字中繼線之間的接口電路，用于交換機(jī)之間及其他傳輸系統(tǒng)之間的數(shù)字信號(hào)傳輸連接。 數(shù)字中繼接口由碼型變換、時(shí)鐘提取、幀同步和復(fù)幀同步、幀定位、信令提取和插入、告警處理等模塊組成。,4. 數(shù)字中繼接口,4. 數(shù)字中繼接口,(1)碼形變換，將單極性碼變成雙極性碼，以適應(yīng)外部線路傳輸特性的需要，內(nèi)部為不歸零碼，外部可為HDB3/AMI碼。 (2)時(shí)鐘提取，從輸入PCM碼流中提取

10、2.048MHz時(shí)鐘信號(hào)。 (3)幀同步和復(fù)幀同步，幀同步就是確定TS0的位置。搜索特定碼組“x0011011”，連續(xù)兩次搜索到該碼組即可確定TS0位置。,4. 數(shù)字中繼接口,復(fù)幀同步主要在隨路信令應(yīng)用情形下有效，當(dāng)采用No.7信令時(shí)TS16同于其他話音數(shù)據(jù)時(shí)隙。 隨路信令方式時(shí)，TS16用作話路狀態(tài)信令通道，30話路復(fù)用，每幀的TS16傳2個(gè)話路的狀態(tài)，16幀為一個(gè)復(fù)幀。 復(fù)幀定位利用第0#子幀TS16傳送“00001A11”來(lái)標(biāo)識(shí)。,4. 數(shù)字中繼接口,(4) 告警檢測(cè)，當(dāng)時(shí)鐘或幀同步故障，則強(qiáng)迫進(jìn)入搜索和再同步狀態(tài)，并產(chǎn)生告警信息。 (5)內(nèi)部時(shí)鐘，兩交換機(jī)互連，其時(shí)鐘永遠(yuǎn)存在差異，不可

11、能做到絕對(duì)同步，通常利用彈性緩存器暫存輸入PCM碼流，用本機(jī)時(shí)鐘讀出，使兩交換機(jī)時(shí)隙相位達(dá)到相對(duì)同步。,4. 數(shù)字中繼接口,(6)信令提取和插入，復(fù)幀第1-15幀的TS16傳送隨路信令的線路狀態(tài)信令，信令提取時(shí)將每幀收到的8比特分成兩個(gè)4比特送給交換機(jī)控制系統(tǒng)，插入時(shí)則執(zhí)行相反過(guò)程。 (7)連零控制，由于比特同步和幀同步的需要，不允許PCM鏈路輸出超過(guò)4個(gè)比特位置連續(xù)為0，當(dāng)出現(xiàn)時(shí)則自動(dòng)插1，接收時(shí)再去掉。,5. 模擬中繼接口,5. 模擬中繼接口,與模擬交換機(jī)互連的中繼接口，采用模擬中繼線連接。 國(guó)標(biāo)規(guī)定，模擬中繼接口類型和信令配合多達(dá)18種，有二線、四線、六線和八線接口，復(fù)雜，現(xiàn)已較少使用。

12、,6. 信令設(shè)備,信令的作用是通知交換機(jī)控制系統(tǒng)實(shí)施通信電路的建立和釋放，控制呼叫進(jìn)程。 信令可有直流狀態(tài)信令、DTMF/MFC地址信令、音信號(hào)和鈴流、No.7分組信令，種類和格式繁雜，并且不太適合交換控制系統(tǒng)處理。 信令設(shè)備，作用是收集各類信令消息，并轉(zhuǎn)換成適合控制系統(tǒng)處理的數(shù)據(jù)格式，或者執(zhí)行相反過(guò)程。,7.數(shù)字交換網(wǎng)絡(luò)(DSN-Digital Switching Network),功能： 將某條線路上某個(gè)時(shí)間傳輸?shù)挠脩魯?shù)據(jù)信號(hào)搬移到 另一線路的某個(gè)時(shí)間上輸出，遞交給接收該信號(hào)的用戶， 以實(shí)現(xiàn)任意兩用戶間的互連通信。,7. 數(shù)字交換網(wǎng)絡(luò),數(shù)字交換系統(tǒng)的交換過(guò)程,乙,甲,a,TS,30,b,T

13、S,2,PCM,1,出,PCM,2,出,PCM,1,出,PCM,2,出,2.3 控制子系統(tǒng),主要由處理機(jī)組成，存儲(chǔ)器作為輔助環(huán)境，存儲(chǔ)處理程序、交換機(jī)資源的狀態(tài)和參數(shù)，控制交換機(jī)動(dòng)作，建立和釋放通信電路。,遠(yuǎn)程維護(hù),本地維護(hù),2.3.1 程控交換機(jī)的控制方式,主要分三類： * 集中控制方式 - 一臺(tái)CPU控制，主備用方式 * 分級(jí)控制方式 - 多臺(tái)CPU分級(jí)控制 * 全分布控制方式 - 多臺(tái)CPU分布在各個(gè)模塊控制,1. 集中控制,主處理機(jī)負(fù)責(zé)整個(gè)交換機(jī)呼叫處理和資源管理，故障時(shí)倒換到備用機(jī)。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但倒換時(shí)會(huì)丟失當(dāng)前的呼叫處理和已建立的連接。,處理機(jī)都處于工作態(tài)，都接收當(dāng)前的資源狀態(tài)和呼叫

14、請(qǐng)求，但只一個(gè)有效發(fā)布控制命令?？刂平Y(jié)構(gòu)較復(fù)雜，但一般不會(huì)丟失當(dāng)前的呼叫處理和已建立的連接。,1. 集中控制,優(yōu)點(diǎn)： 處理機(jī)掌握整個(gè)系統(tǒng)的狀態(tài)，可訪問(wèn)所有資源； 改變功能一般在軟件進(jìn)行，較方便。 缺點(diǎn)： 軟件須包含不同特性的功能，龐大，不便管理； 系統(tǒng)較脆弱，一旦故障會(huì)造成全局癱瘓。,2. 分級(jí)控制,* 用于控制的每臺(tái)處理機(jī)只能訪問(wèn)部分資源或控制部分功能。 * 按照其在管理任務(wù)中的關(guān)系，又可分為單級(jí)多機(jī)系統(tǒng)和多級(jí)多機(jī)系統(tǒng)。,（1）單級(jí)多機(jī)控制方式,（2）多級(jí)多機(jī)處理機(jī)系統(tǒng),3. 分布式控制,分布式控制，每個(gè)功能板均配置單片機(jī)和處理程序，構(gòu)成完整的基礎(chǔ)模塊，通過(guò)相互通信對(duì)消息加工，協(xié)調(diào)完成所承擔(dān)的功能或作用。 結(jié)構(gòu)類似單級(jí)多機(jī)系統(tǒng)。 優(yōu)點(diǎn) 標(biāo)準(zhǔn)組件化，設(shè)計(jì)和編程規(guī)整，易組成更大容量、更復(fù)雜功能系統(tǒng)； 方便引入新技術(shù)、新元件，系統(tǒng)持續(xù)發(fā)展性好； 可靠性高，故障只影響局部。,2.3.2處理機(jī)間通信,利用P