-程控交换技术课件

第三章第三章程控交换技术程控交换技术3.1 3.1 数字程控交换机硬件的基本结构数字程控交换机硬件的基本结构3.2 3.2 数字交换原理和数字交换网络数字交换原理和数字交换网络3.3 3.3 数字程控交换机的终端与接口数字程控交换机的终端与接口3.4 3.4 程控交换软件的概述程控交换软件的概述3.5 3.5 运行软件的一般结构运行软件的一般结构3.6 3.6 操作系统操作系统3.7 3.7 呼叫处理程序呼叫处理程序本章基本要求本章基本要求1.1.掌握程控数字交换系统硬件的三种基本结构。掌握程控数字交换系统硬件的三种基本结构。2.2.掌握数字交换的基本概念。掌握数字交换的基本概念。3.3.掌握掌握T T接线器的功能，基本组成及基本工作原理。接线器的功能，基本组成及基本工作原理。4.4.掌握掌握S S接线器的功能、基本组成及基本工作原理。接线器的功能、基本组成及基本工作原理。5.5.掌握掌握T TS ST T数字交换网络的基本组成及工作原理。数字交换网络的基本组成及工作原理。6.6.掌握用户模块的基本功能。掌握用户模块的基本功能。7.7.掌握模拟用户电路的基本功能。掌握模拟用户电路的基本功能。8.8.掌握数字中继器的基本功能。掌握数字中继器的基本功能。9.9.掌握程控交换软件的基本特点。掌握程控交换软件的基本特点。10.10.掌握数据驱动程序的特点及数据驱动程序的结构。掌握数据驱动程序的特点及数据驱动程序的结构。11.11.掌握有限状态机掌握有限状态机FSMFSM和有限消息机和有限消息机FFMFFM的概念。的概念。12.12.掌握呼叫处理的基本原理及交换系统中作业处理的一般流程。掌握呼叫处理的基本原理及交换系统中作业处理的一般流程。13.13.掌握呼叫处理程序的基本组成及层次结构。掌握呼叫处理程序的基本组成及层次结构。14.14.掌握呼叫处理程序和局数据、用户数据之间的关系。掌握呼叫处理程序和局数据、用户数据之间的关系。15.15.了了解解用用户户摘摘、挂挂机机扫扫描描程程序序的的功功能能，掌掌握握DTMFDTMF信信令令的的接接收收原原理理。实实施施No.7No.7信信令令系系统统时时软软件件和和硬硬件件的的功功能能划划分分。去去话话分分析析程程序序、来来话话分分析析程程序序的功能及分析的数据来源。的功能及分析的数据来源。16.16.掌握数字分析程序的功能、分析的数据来源及结果数据的基本内容。掌握数字分析程序的功能、分析的数据来源及结果数据的基本内容。17.17.掌握交换系统中路由、中继组织的一般层次及路由中继选择程序的功能。掌握交换系统中路由、中继组织的一般层次及路由中继选择程序的功能。3.1程控数字交换系统硬件的几种基本结构程控数字交换系统硬件的几种基本结构程控交换机是电话交换网的核心设备，主要功能是完成用程控交换机是电话交换网的核心设备，主要功能是完成用户之间的接续。户之间的接续。数字程控交换机硬件系统可分为数字程控交换机硬件系统可分为话路部分和控制部分话路部分和控制部分。话路部分话路部分包括数字交换网络和外围模块；包括数字交换网络和外围模块；控制部分控制部分由计算机系统组成，采用由计算机系统组成，采用存储程序控制方式存储程序控制方式。用户电路用户电路入中继出中继存储器信令设备I/O设备中央处理机交交换换网网络络程控交换机的硬件结构程控交换机的硬件结构程控数字交换机的硬件结构大致可分为程控数字交换机的硬件结构大致可分为分级控制方式分级控制方式分级控制方式的基本特征在于处理机的分级，即将处理机按照功能划分为若分级控制方式的基本特征在于处理机的分级，即将处理机按照功能划分为若干级别，每个级别的处理机完成一定的功能，低级别的处理机是在高级别的干级别，每个级别的处理机完成一定的功能，低级别的处理机是在高级别的处理机指挥下工作的，各级处理机之间存在比较密切的联系。处理机指挥下工作的，各级处理机之间存在比较密切的联系。全分散控制方式全分散控制方式在采用全分散控制方式时，将系统划分为若干个功能单一的小模块，每个模在采用全分散控制方式时，将系统划分为若干个功能单一的小模块，每个模块都配备有处理机，用来对本模块进行控制。各模块处理机是处于同一个级块都配备有处理机，用来对本模块进行控制。各模块处理机是处于同一个级别的处理机，各模块处理机之间通过交换消息进行通信，相互配合以便完成别的处理机，各模块处理机之间通过交换消息进行通信，相互配合以便完成呼叫处理和维护管理任务。呼叫处理和维护管理任务。基于容量分担的分布控制方式基于容量分担的分布控制方式介于上面两种结构之间。首先，交换机分为若干个独立的模块，这些模块具介于上面两种结构之间。首先，交换机分为若干个独立的模块，这些模块具有较完整的功能和部件，相当于一个容量较小的交换局，每个模块内部采用有较完整的功能和部件，相当于一个容量较小的交换局，每个模块内部采用分级控制结构，有一对模块处理机为主处理机，下辖若干对外围处理机，控分级控制结构，有一对模块处理机为主处理机，下辖若干对外围处理机，控制完成本模块用户之间的呼叫处理任务。制完成本模块用户之间的呼叫处理任务。3.1.1采用分级控制方式的交换机的硬件的基本结构采用分级控制方式的交换机的硬件的基本结构一、硬件结构图一、硬件结构图采用分级控制的采用分级控制的交换机的硬件由交换机的硬件由用户模块用户模块，远端用户模块远端用户模块、数字中继器数字中继器、模拟中继器模拟中继器、数字交换网络数字交换网络、信令设备信令设备和和控制系统控制系统组成。组成。二各部分的基本功能二各部分的基本功能1用户模块用户模块：向用户终端提供接口电路，集中用户话务量，向用户终端提供接口电路，集中用户话务量，通过通过PCM链路与数字交换网络相连。链路与数字交换网络相连。2远端用户模块远端用户模块：与用户模块功能相同，通过中继设备与数与用户模块功能相同，通过中继设备与数字交换网络相连。字交换网络相连。3中继模块中继模块：不同数字程控交换机之间的接口，码型转换、不同数字程控交换机之间的接口，码型转换、信号提取功能。分为模拟中继器和数字中继器。信号提取功能。分为模拟中继器和数字中继器。4数字交换网络数字交换网络：是整个话路部分的核心，实现信号交换。是整个话路部分的核心，实现信号交换。5信令设备信令设备：提供局间信令及各种信号音。提供局间信令及各种信号音。6控制部分控制部分是计算机系统，由处理器、存贮器和输入是计算机系统，由处理器、存贮器和输入/输出设输出设备组成，通过执行预定的程序和数据，来完成规定的话音备组成，通过执行预定的程序和数据，来完成规定的话音通路接续、维护和管理的功能逻辑。通路接续、维护和管理的功能逻辑。AXE-10AXE-10AXE-10AXE-10：采用：采用：采用：采用2 2 2 2级，分为区域处理机和中央处理机。级，分为区域处理机和中央处理机。级，分为区域处理机和中央处理机。级，分为区域处理机和中央处理机。区域处理机：是中央处理机和硬件的接口，负责从硬件收集信区域处理机：是中央处理机和硬件的接口，负责从硬件收集信区域处理机：是中央处理机和硬件的接口，负责从硬件收集信区域处理机：是中央处理机和硬件的接口，负责从硬件收集信息并向中央处理机报告息并向中央处理机报告息并向中央处理机报告息并向中央处理机报告(用户的摘挂机状态）；或接收中央处理机用户的摘挂机状态）；或接收中央处理机用户的摘挂机状态）；或接收中央处理机用户的摘挂机状态）；或接收中央处理机的命令，控制硬件设备工作（振铃控制）。的命令，控制硬件设备工作（振铃控制）。的命令，控制硬件设备工作（振铃控制）。的命令，控制硬件设备工作（振铃控制）。中央处理机：集中处理复杂的全局性任务（路由选择、来去话中央处理机：集中处理复杂的全局性任务（路由选择、来去话中央处理机：集中处理复杂的全局性任务（路由选择、来去话中央处理机：集中处理复杂的全局性任务（路由选择、来去话分析），以及维护管理工作分析），以及维护管理工作分析），以及维护管理工作分析），以及维护管理工作。19841984年，北京第一个程控电话局年，北京第一个程控电话局年，北京第一个程控电话局年，北京第一个程控电话局 FETEX-150FETEX-150FETEX-150FETEX-150：采用：采用：采用：采用3 3 3 3级结构，分为用户处理机、呼叫处理机和主级结构，分为用户处理机、呼叫处理机和主级结构，分为用户处理机、呼叫处理机和主级结构，分为用户处理机、呼叫处理机和主处理机。处理机。处理机。处理机。用户处理机：每个用户模块都设有用户处理机，完成本模块内用户处理机：每个用户模块都设有用户处理机，完成本模块内用户处理机：每个用户模块都设有用户处理机，完成本模块内用户处理机：每个用户模块都设有用户处理机，完成本模块内所有用户的呼叫处理的底层控制功能。所有用户的呼叫处理的底层控制功能。所有用户的呼叫处理的底层控制功能。所有用户的呼叫处理的底层控制功能。呼叫处理机：最多有呼叫处理机：最多有呼叫处理机：最多有呼叫处理机：最多有8 8 8 8对（根据用户模块的数量而定），用来对（根据用户模块的数量而定），用来对（根据用户模块的数量而定），用来对（根据用户模块的数量而定），用来完成呼叫处理的主要控制功能，如来去话分析，路由选择等。完成呼叫处理的主要控制功能，如来去话分析，路由选择等。完成呼叫处理的主要控制功能，如来去话分析，路由选择等。完成呼叫处理的主要控制功能，如来去话分析，路由选择等。主处理机：只有主处理机：只有主处理机：只有主处理机：只有1 1 1 1对，主要完成维护管理功能对，主要完成维护管理功能对，主要完成维护管理功能对，主要完成维护管理功能。3.1.2采用全分散控制方式的交换机采用全分散控制方式的交换机全分散控制方式的交换机的典型代表是全分散控制方式的交换机的典型代表是S1240交换机交换机S1240交换机由数交换机由数字交换网（字交换网（DSN）和连接到和连接到DSN上各上各模块组成。模块组成。终端控制单元终端控制单元模块模块辅助控制单元辅助控制单元模块模块每个模块都由每个模块都由CE+TC构成。构成。一一数字数字交换网络交换网络DSNDSN由最基本的功能单元由最基本的功能单元DSE构成。构成。每个每个DSE就是一块印刷电路板（就是一块印刷电路板（SWCH板），一个板），一个DSE有有16个交换端口，端口个交换端口，端口编号为编号为0-15，每个交换端口都为双交换，每个交换端口都为双交换端口，包括一个接收端口端口，包括一个接收端口Rx，一个发，一个发送端口送端口Tx。每个每个PCM链路有链路有32个时隙，所以一个个时隙，所以一个DSE相当于一个相当于一个512*512的全利用度接的全利用度接线器。线器。DSE结构图1、DSE结构结构DSN是一个最多是一个最多4级级4平面的立体结构。分为是平面的立体结构。分为是选面级选面级（AS也称入口级）也称入口级）和和选组级选组级（GS）。）。一个交换机最多可装备一个交换机最多可装备512对对AS，每个，每个AS最多可连接最多可连接12个个CE，另，另4个端个端口可连接至口可连接至4个平面。个平面。选组级分选组级分4个平面（平面个平面（平面0平面平面3）；每个平面有）；每个平面有3级（级（ST1，ST2，ST3）。其中，）。其中，ST1，ST2包括包括16组，每组组，每组8片片DSE，ST3有有8组，每组组，每组8片片DSE。2、DSN结构结构二终端控制单元二终端控制单元终端控制单元由两部分组成：称终端控制单元由两部分组成：称控制单元控制单元（CELControlElement）和和终端电路终端电路TC（TerminalCircuit）。）。不同的模块控制单元部分的硬件实现相同，但终端电路部不同的模块控制单元部分的硬件实现相同，但终端电路部分不同。分不同。交换机的全部控制功能都由分布在各个控制单元中的处理交换机的全部控制功能都由分布在各个控制单元中的处理机来完成。机来完成。S1240交换机中主要的终端控制单元模块交换机中主要的终端控制单元模块（1）模拟用户模块）模拟用户模块ASM（2）数字中继模块）数字中继模块DTM（3）ISDN用户模块用户模块ISM（4）ISDN中继模块中继模块ITM（5）服务电路模块）服务电路模块SCM（6）ISDN远端用户单元接口模块远端用户单元接口模块IRIM（7）高性能公共信道信令模块）高性能公共信道信令模块HCCM。（8）外设与装载模块）外设与装载模块P&L（9）时钟与信号音模块）时钟与信号音模块CTM三三.辅助控制单元模块辅助控制单元模块ACE辅助控制单元不含终端电路，只有控制单元，主要完辅助控制单元不含终端电路，只有控制单元，主要完成软件控制功能。成软件控制功能。根据所装软件的不同，根据所装软件的不同，ACE有多种有多种类型：类型：1呼叫服务呼叫服务ACE2防护、操作及七号信令管理防护、操作及七号信令管理ACE3数据收集和中继资源管理数据收集和中继资源管理ACE4PBX（小交换机）和计费（小交换机）和计费ACE5智能网和开放系统互连堆栈智能网和开放系统互连堆栈ACE6备用备用ACE：这类：这类ACE没有特定的功能，如果别的没有特定的功能，如果别的ACE出现故障，在装载相应的软件和数据后，原来为备用出现故障，在装载相应的软件和数据后，原来为备用的的ACE可接替它们之工作。可接替它们之工作。优点：便于扩充，系统全阻断可能性小。优点：便于扩充，系统全阻断可能性小。优点：便于扩充，系统全阻断可能性小。优点：便于扩充，系统全阻断可能性小。缺点：处理机间通信量大，软件复杂。缺点：处理机间通信量大，软件复杂。缺点：处理机间通信量大，软件复杂。缺点：处理机间通信量大，软件复杂。3.1.3基于容量分担的分散控制方式的交换机基于容量分担的分散控制方式的交换机基于容量分担的分散控制方式的交换机主要由基于容量分担的分散控制方式的交换机主要由交换模交换模块块SM、通信模块通信模块CM和和管理模块管理模块AM三部分组成。交三部分组成。交换系统中可有一个或多个交换模块（换系统中可有一个或多个交换模块（SM）。）。华为华为华为华为C&C08C&C08C&C08C&C08、美国、美国、美国、美国5ESS5ESS5ESS5ESS都采用这种控制方式。都采用这种控制方式。都采用这种控制方式。都采用这种控制方式。华为将这种控制方式称为模块化分级式结构。华为将这种控制方式称为模块化分级式结构。华为将这种控制方式称为模块化分级式结构。华为将这种控制方式称为模块化分级式结构。一交换模块一交换模块交换模块主要完成交换和控制功能，提供用户线和交换模块主要完成交换和控制功能，提供用户线和局间中继线的接口电路。根据局间中继线的接口电路。根据SM所处的位置不同，所处的位置不同，可可分为本地（局端）交换模块和远端交换模块分为本地（局端）交换模块和远端交换模块。交换模块（交换模块（SM）是交换机中最主要、最基本的组）是交换机中最主要、最基本的组成部分，交换机中大部分的呼叫处理功能和电路维护成部分，交换机中大部分的呼叫处理功能和电路维护功能由交换模块完成。在交换模块包括功能由交换模块完成。在交换模块包括接口单元接口单元、模模块交换网络块交换网络和和交换模块控制单元交换模块控制单元三部分。三部分。交换模块相当于一个采用分级控制结构的交换机，交换模块相当于一个采用分级控制结构的交换机，可完成本模块的信令处理和呼叫处理。可完成本模块的信令处理和呼叫处理。二二通信模块通信模块CM通信模块（通信模块（CM）的主要功能是完成管理模块（）的主要功能是完成管理模块（AM）与交）与交换模块（换模块（SM）之间及交换模块之间的连接与通信）之间及交换模块之间的连接与通信。还可还可完成管理模块（完成管理模块（AM）与交换模块（）与交换模块（SM）之间的呼叫处理）之间的呼叫处理和管理信息的传送和管理信息的传送,完成各交换模块之间的话音时隙交换完成各交换模块之间的话音时隙交换功能功能。三三管理模块管理模块AM管管理理模模块块（AM）用用来来完完成成呼呼叫叫处处理理的的支支援援功功能能（包包括括系系统统范范围围内内的的维维护护访访问问、诊诊断断、控控制制和和调调度度、软软件件恢恢复复和和初初始始化化、故故障障检检测测和和恢恢复复等等，这这些些都都是是集集中中控控制制的的），同同时时完完成成管管理理功功能能，提提供供访访问问软软件件的的外外接接数数据据链路和磁盘存储器。链路和磁盘存储器。3.2数字交换原理和数字交换网络数字交换原理和数字交换网络3.2.1语音信号数字化和时分多路通信语音信号数字化和时分多路通信一一、语音信号的语音信号的数字化数字化要经过要经过抽样抽样、量化量化和和编码编码三个步骤三个步骤1抽样抽样：信号转换为信号转换为PAM信号（脉冲调幅信号）信号（脉冲调幅信号）抽样的功能是以相等的时间间隔来抽取信号的瞬时值抽样的功能是以相等的时间间隔来抽取信号的瞬时值。根据抽样定理，抽样频率根据抽样定理，抽样频率fc至少为信号最高频率的至少为信号最高频率的2倍，倍，语音信号的最高频率为语音信号的最高频率为3400Hz，因此取，因此取fc=8000Hz，即，即Tc=125s。2.量化：对量化：对PAM信号分级取整信号分级取整量化是指用有限个度量值来表示抽样后的信号的幅度值。量化是指用有限个度量值来表示抽样后的信号的幅度值。在在PCM30/32系系统统中中采采用用A率率压压扩扩法法进进行行非非均均匀匀量量化化，对对大大信信号号的的量量化化噪噪音音可可以以大大一一些些，小小信信号号的的量量化化噪噪音音小小一一些些，这样能够保证信号整体的信噪比一致。这样能够保证信号整体的信噪比一致。A律：律：13折线折线32路路E1接口，欧中接口，欧中律：律：15折线折线24路路T1接口，北美，日本接口，北美，日本图图3-5压扩法基本原理图压扩法基本原理图在在PCM32系系统统中中，采采用用8位位码码来来表表示示一一个个样样值值，最最高高位位是是极极性性码码，剩剩下下的的7位位对对应应128个个量量化化级级，考考虑虑正正负负区区别别，共共256个量化级。个量化级。话音信号的话音信号的PCM编码的传输速率编码的传输速率=8000Hz/s8=64kb/s。64kb/s是程控数字交换机中基本的交换单位。是程控数字交换机中基本的交换单位。3.编码：对量化后的值变成二进制编码：对量化后的值变成二进制PCM信号信号PCM编码调制的整个过程为：编码调制的整个过程为：该功能由交换机的用户电路完成该功能由交换机的用户电路完成二二、时分多路通信和时分多路通信和PCM30/32系统系统1频分复用方式和时分复用方式频分复用方式和时分复用方式频频分分复复用用方方式式是是将将信信道道的的可可用用频频带带划划分分为为若若干干互互不不交交叠叠的的频频段段，每路信号的频谱占用其中的一个频段，以实现多路传输。每路信号的频谱占用其中的一个频段，以实现多路传输。时分复用时分复用是把一条物理通道按照不同的时刻分成若干条通信信是把一条物理通道按照不同的时刻分成若干条通信信道道(如话路如话路)，各信道按照一定的周期和次序轮流使用物理通道，各信道按照一定的周期和次序轮流使用物理通道，这样，从宏观上看，一条物理通路就可以传送多条信道的信息。这样，从宏观上看，一条物理通路就可以传送多条信道的信息。时分多路复用在数字化的基础上，可进行数字时分多路复用。在数字在数字化的基础上，可进行数字时分多路复用。在数字化的过程中，将信号在时间上进行了离散，对语音信号采用化的过程中，将信号在时间上进行了离散，对语音信号采用8000Hz进行抽样，则在两次抽样之间的空闲时间，就可以用进行抽样，则在两次抽样之间的空闲时间，就可以用来传输其他话路的信号，这就是时分复用的基本思想。来传输其他话路的信号，这就是时分复用的基本思想。具体地说就是把时间分成均匀的时间间隔，将每一路信具体地说就是把时间分成均匀的时间间隔，将每一路信号的传输时间分配在不同的时间间隔内，以达到互相分开的号的传输时间分配在不同的时间间隔内，以达到互相分开的目的。这里每一路信号所占用的时间间隔称为目的。这里每一路信号所占用的时间间隔称为“时隙时隙”。如果复用路数为如果复用路数为n，设第，设第1路语音信号的一个抽样值经路语音信号的一个抽样值经量化编码后的量化编码后的8位码占用第位码占用第1时隙；同样第时隙；同样第2个话路的个话路的8位码占位码占用第用第2时隙，以此类推，直到把第时隙，以此类推，直到把第n路传输完毕后，再进行第路传输完毕后，再进行第二轮传送。每一轮称为二轮传送。每一轮称为1“帧帧”2PCM时分多路通信系统的基本原理时分多路通信系统的基本原理3 3PCM30/32PCM30/32系统的几个主要参数为：系统的几个主要参数为：每一帧占每一帧占125us,125us,分为分为3232个时隙，每个个时隙，每个TS=3.9usTS=3.9us每一时隙传送每一时隙传送8 8位码，一帧为位码，一帧为832=256 bit832=256 bit每每1616帧形成一复帧，一复帧时间为帧形成一复帧，一复帧时间为12516=2 ms12516=2 ms每一路话路的数据率为每一路话路的数据率为 8/(125 0.000001)=64K bps8/(125 0.000001)=64K bps在在PCM30/32PCM30/32系统中，一条系统中，一条PCMPCM链路的数据率为链路的数据率为 64 32=2.048M bps64 32=2.048M bps在电路上按时间分割成等长的时间单元（帧），在每在电路上按时间分割成等长的时间单元（帧），在每帧里又按时间分成等长的时隙，并按照时间顺序编号，每帧里又按时间分成等长的时隙，并按照时间顺序编号，每帧中相同时间位置的时隙用来传输同一信元的信息。这种帧中相同时间位置的时隙用来传输同一信元的信息。这种传输信道称作位置化信道（时间化信道），即可通过时间传输信道称作位置化信道（时间化信道），即可通过时间（时隙）来判别信息属于哪个话路。（时隙）来判别信息属于哪个话路。3.2.2数字交换的基本概念和两种基本的接线器数字交换的基本概念和两种基本的接线器数字程控电话交换机和交换机间的全部运作都是数数字程控电话交换机和交换机间的全部运作都是数字化的。在交换机中，字化的。在交换机中，30个个64kb/s话音电路被时分复用话音电路被时分复用成一条成一条PCM30/32基群通路并称为基群通路并称为HW（Highway）。）。每个话路的每个话路的8bit话音编码占用话音编码占用HW的一个时隙。的一个时隙。用户间用户间电话交互实际就是这些电话交互实际就是这些HW内容的交互称为电路交换内容的交互称为电路交换。电路交换分为电路交换分为时分交换时分交换和和空分交换空分交换两种方式，分别两种方式，分别由以下两种设备完成，是程控交换机由以下两种设备完成，是程控交换机“交换交换”的主要部的主要部件件一、数字交换的基本概念一、数字交换的基本概念T接线器，时分接线器，时分S接线器，空分接线器，空分 空分（模拟）交换网络空分（模拟）交换网络空分（模拟）交换网络空分（模拟）交换网络入线入线1 1A A入线入线3 3入线入线N N出出线线1 1出出线线2 2出出线线3 3出出线线N N入线入线2 2 时分（数字）交换网络时分（数字）交换网络时分（数字）交换网络时分（数字）交换网络 如如如如每每每每条条条条入入入入线线线线和和和和出出出出线线线线都都都都是是是是PCMPCMPCMPCM复复复复用用用用线线线线，并并并并且且且且任任任任一一一一条条条条入入入入线线线线上上上上的的的的任任任任一一一一入入入入时时时时隙隙隙隙都都都都可可可可交交交交换换换换到到到到任任任任一一一一条条条条出出出出线线线线上上上上任任任任一一一一出出出出时时时时隙隙隙隙，这这这这个交换网络就是数字交换网络。个交换网络就是数字交换网络。个交换网络就是数字交换网络。个交换网络就是数字交换网络。入线入线1 1入线入线3 3入线入线N N出线出线1 1入线入线2 2出线出线2 2出线出线3 3出线出线N NTS9TS9TS3TS3TS8TS8TS1TS1交交换换网网络络译码器译码器译码器译码器编码器编码器编码器编码器TS0译码器译码器译码器译码器编码器编码器编码器编码器TS1译码器译码器译码器译码器编码器编码器编码器编码器TS31编码器编码器编码器编码器译码器译码器译码器译码器TS0编码器编码器编码器编码器译码器译码器译码器译码器TS1编码器编码器编码器编码器译码器译码器译码器译码器TS31HW0HW0HW5HW5HW0HW0HW5HW5 假假假假设设设设数数数数字字字字交交交交换换换换网网网网络络络络有有有有6 6 6 6条条条条入入入入线线线线和和和和6 6 6 6条条条条出出出出线线线线，每每每每条条条条入入入入线线线线和和和和出出出出线线线线都是都是都是都是PCMPCMPCMPCM复用线。复用线。复用线。复用线。有有有有32323232个个个个用用用用户户户户电电电电路路路路，用用用用户户户户电电电电路路路路中中中中的的的的编编编编码码码码器器器器将将将将语语语语音音音音信信信信号号号号数数数数字字字字化化化化后后后后，分分分分别别别别插插插插入入入入TS0-TS31TS0-TS31TS0-TS31TS0-TS31送送送送入入入入交交交交换换换换网网网网络络络络的入线中去。的入线中去。的入线中去。的入线中去。交交换换网网络络译码器译码器译码器译码器编码器编码器编码器编码器TS0译码器译码器译码器译码器编码器编码器编码器编码器TS1译码器译码器译码器译码器编码器编码器编码器编码器TS31编码器编码器编码器编码器译码器译码器译码器译码器TS0编码器编码器编码器编码器译码器译码器译码器译码器TS1编码器编码器编码器编码器译码器译码器译码器译码器TS31HW0HW0HW5HW5HW0HW0HW5HW5 经经经经数数数数字字字字交交交交换换换换网网网网络络络络交交交交换换换换后后后后的的的的数数数数字字字字语语语语音音音音，由由由由数数数数字字字字交交交交换换换换网网网网络络络络的的的的出出出出线线线线送送送送入入入入32323232个个个个用用用用户户户户电电电电路路路路的的的的译译译译码码码码器器器器，还还还还原原原原出出出出模模模模拟拟拟拟语语语语音音音音。（每每每每个个个个用用用用户户户户电电电电路路路路的的的的译译译译码码码码器器器器只只只只对对对对自自自自己己己己对对对对应应应应的的的的时时时时隙隙隙隙进进进进行译码）行译码）行译码）行译码）交交换换网网络络译码器译码器译码器译码器编码器编码器编码器编码器TS0译码器译码器译码器译码器编码器编码器编码器编码器TS1译码器译码器译码器译码器编码器编码器编码器编码器TS31编码器编码器编码器编码器译码器译码器译码器译码器TS0编码器编码器编码器编码器译码器译码器译码器译码器TS1编码器编码器编码器编码器译码器译码器译码器译码器TS31A AA ATS31TS31A ATS1TS1A AB BB BTS31TS31B BTS1TS1B BHW0HW0HW5HW5HW0HW0HW5HW5 上行通路：从用户电路进入交换网络的通路。上行通路：从用户电路进入交换网络的通路。上行通路：从用户电路进入交换网络的通路。上行通路：从用户电路进入交换网络的通路。下行通路：从交换网络进入用户电路的通路。下行通路：从交换网络进入用户电路的通路。下行通路：从交换网络进入用户电路的通路。下行通路：从交换网络进入用户电路的通路。程控数字交换机中两个用户通话连接示意图程控数字交换机中两个用户通话连接示意图将将A用户的话音从上行通路的用户的话音从上行通路的HWlTS2经过数字交换网络后传经过数字交换网络后传送到交换网络下行通路送到交换网络下行通路HW3TS31后传送给后传送给B用户。用户。将将B用户的话音从上行通路的用户的话音从上行通路的HW3TS31经过数字交换网络经过数字交换网络后，传送到交换网络的下行后，传送到交换网络的下行通路的通路的HWlTS2后传送给后传送给A用用户户数字交换网络的基本功能是完成数字交换网络的基本功能是完成不同复用线之间不同时隙内容的交换不同复用线之间不同时隙内容的交换。数字交换网络一般由数字交换网络一般由T接线器和接线器和S接线器组成接线器组成AB二、二、时间（时间（T）接线器）接线器1T接线器的基本功能接线器的基本功能T接线器的基本功能是完成在接线器的基本功能是完成在同一条复用线同一条复用线（母线）上的（母线）上的不不同时隙同时隙之间的之间的交换交换。2.T接线器的基本组成接线器的基本组成T接线器主要由接线器主要由话音存贮器话音存贮器SM，控制存贮器控制存贮器CM，以及必要，以及必要的接口电路（如串的接口电路（如串/并，并并，并/串转换等）组成。串转换等）组成。SM和和CM数量等于数量等于复用线的复用度复用线的复用度（时隙数）。（时隙数）。pSM用来存贮话音信号，用户的数据信息以及数字化的信号音等的用来存贮话音信号，用户的数据信息以及数字化的信号音等的PCM编码的，每个单元的位元数至少为编码的，每个单元的位元数至少为8位。位。pCM是用来存贮处理机写入的控制命令字，用来指示写入或读出的话是用来存贮处理机写入的控制命令字，用来指示写入或读出的话音存储器的地址。设控制存储器的位元数为音存储器的地址。设控制存储器的位元数为i，复用线的复用度为，复用线的复用度为j，则应满足则应满足2ij。图图3-9T接线器的结构接线器的结构 话音存储器：话音存储器：话音存储器：话音存储器：用于存放话音信号的用于存放话音信号的用于存放话音信号的用于存放话音信号的PCMPCMPCMPCM编码，容量等于编码，容量等于编码，容量等于编码，容量等于PCMPCMPCMPCM复复复复用度（用度（用度（用度（32323232），单元字长为），单元字长为），单元字长为），单元字长为8 8 8 8位。位。位。位。控制存储器：控制存储器：控制存储器：控制存储器：存放处理机的控制命令，单元内容为话音存储存放处理机的控制命令，单元内容为话音存储存放处理机的控制命令，单元内容为话音存储存放处理机的控制命令，单元内容为话音存储器的地址，等于器的地址，等于器的地址，等于器的地址，等于PCMPCMPCMPCM复用度（复用度（复用度（复用度（32323232），单元字长大于或等于），单元字长大于或等于），单元字长大于或等于），单元字长大于或等于5 5 5 5位。位。位。位。0 01 12 23 331313131CLKCLKW/RW/RW/RW/RR/WR/WR/WR/WCCMCCM0 01 12 23 331313131CLKCLKR R R RW W W WCPUCPUCCMCCM话音入话音入话音出话音出0 0 0 01 1 1 12 2 2 26 6 6 631313131CLKCLKCLKCLKW W W WR R R R0 0 0 01 1 1 12 2 2 22020202031313131CLKCLKCLKCLKR R R RW W W WCPUCPUCPUCPUTS0A ATS6TS31X0X0X1X1X1X1A AX31X316 6在在在在TS20TS20TS20TS20时刻时刻时刻时刻6 6TS0A ATS20TS31A A输出控制方式输出控制方式输出控制方式输出控制方式 输出控制，就是控制读出，输出控制，就是控制读出，输出控制，就是控制读出，输出控制，就是控制读出，也把这种控制方式称为顺序写入也把这种控制方式称为顺序写入也把这种控制方式称为顺序写入也把这种控制方式称为顺序写入控制读出方式。控制读出方式。控制读出方式。控制读出方式。0 0 0 01 1 1 12 2 2 22 2 2 20 0 0 031313131CLKCLKCLKCLKR R R RW W W W0 0 0 01 1 1 12 2 2 26 6 6 631313131CLKCLKCLKCLKR R R RW W W WCPUCPUCPUCPUTS0A ATS6TS31X0X0X1X1X1X1X31X312020在在在在TS6TS6TS6TS6时刻时刻时刻时刻2020TS0A ATS20TS31A A在在在在TS20TS20TS20TS20时刻时刻时刻时刻A A 输入控制方式输入控制方式输入控制方式输入控制方式 输入控制，就是控制写入，输入控制，就是控制写入，输入控制，就是控制写入，输入控制，就是控制写入，也把这种控制方式称为控制写入也把这种控制方式称为控制写入也把这种控制方式称为控制写入也把这种控制方式称为控制写入顺序读出方式。顺序读出方式。顺序读出方式。顺序读出方式。输出控制方式输出控制方式也叫做也叫做顺序写入，控制读出顺序写入，控制读出方式。方式。T接接线线器器的的输输入入线线的的内内容容按按照照顺顺序序写写入入话话音音存存储储器器SM的相应单元；的相应单元；输出复用线某个时隙应读出话音存储器的哪个单元的输出复用线某个时隙应读出话音存储器的哪个单元的内容，则由控制存储器的相应单元的内容来决定。内容，则由控制存储器的相应单元的内容来决定。控制存储器的第控制存储器的第j个单元存放的内容个单元存放的内容k，就是输出复用，就是输出复用线第线第j个时隙应读出的话音存储器的地址。个时隙应读出的话音存储器的地址。控制存储器的内容是在呼叫建立时由计算机写入的。控制存储器的内容是在呼叫建立时由计算机写入的。2输入控制输入控制方式也叫做方式也叫做控制写入控制写入，顺序读出顺序读出。在在采采用用输输入入控控制制方方式式时时，T接接线线器器的的输输入入复复用用线线上上某某个个时时隙隙的的内内容容，应应写写入入话话音音存存储储器器的的哪哪个个单单元元，由由控控制制存存储储器器相相应应单单元元的的内内容容来来决决定定。控控制制存存储储器器的的内内容容，是是在呼叫建立时由计算机控制写入的。在呼叫建立时由计算机控制写入的。输输出出复复用用线线的的某某个个时时隙隙就就依依次次读读出出话话音音存存储储器器SM相相应单元的内容，应单元的内容，控制方式都是相对于话音存贮器控制方式都是相对于话音存贮器SM而言的，而控制而言的，而控制存贮器存贮器CM只有一种控制方式只有一种控制方式控制写入，顺序读出方控制写入，顺序读出方式。式。课堂练习课堂练习3-1T接线器的输入（输出）复用线的复用度接线器的输入（输出）复用线的复用度为为512，将输入，将输入TS5的内容的内容A交换到输出的交换到输出的TS511，将输入，将输入TS10的内容的内容B交换到输出的交换到输出的TS8，画出交换原理图（分别按两种方式画），画出交换原理图（分别按两种方式画）三三空间（空间（S）接线器）接线器1S接线器的基本功能接线器的基本功能空间（空间（S）接线器的作用是完成在）接线器的作用是完成在不同复用线之间同一时不同复用线之间同一时隙内容的交换隙内容的交换2.S接线器的基本组成接线器的基本组成由由电子交叉矩阵电子交叉矩阵和和控制存储器控制存储器(CM)构成。构成。S接线器结构接线器结构2S接接线线器器主主要要由由一一个个连连接接n条条输输入入复复用用线线和和n条条输输出出复复用用线线的的nn的的电电子子接接点点矩矩阵阵，控控制制存存贮贮器器组组以以及及一一些些相相关关的的接接口逻辑电路组成。口逻辑电路组成。控制存储器共有控制存储器共有n组组（n=复用线条数）复用线条数），每组，每组控制存储控制存储器的存储单元数等于复用线的复用度器的存储单元数等于复用线的复用度(时隙数时隙数)。第第j组控制存储器的第组控制存储器的第I个单元用来存放在时隙个单元用来存放在时隙I时第时第j条条输入（输出）复用线应接通的输出（输入）线的线号。输入（输出）复用线应接通的输出（输入）线的线号。设控制存储器的位元数为设控制存储器的位元数为i，S接线器的输入（输出）线接线器的输入（输出）线的数目为的数目为n，则控制存储器的位元数应满足以下关系：，则控制存储器的位元数应满足以下关系：2in。3S接线器接线器两种控制方式和控制原理两种控制方式和控制原理（1）输出控制方式）输出控制方式在输出控制方式下，在输出控制方式下，控制存储器是为输出线配置控制存储器是为输出线配置的。的。对于有对于有n条线的条线的S接线器来说，配备有接线器来说，配备有n组控制存储器组控制存储器CM1CMn。设输出线的复用度为设输出线的复用度为m，则每组控制存储器都有，则每组控制存储器都有m个个存储单元。存储单元。CM1用来控制第用来控制第1条输出线的连接，在条输出线的连接，在CM1的第的第I个存个存储单元中，存放的内容是时隙储单元中，存放的内容是时隙I时第时第1条输出线应该接条输出线应该接通的输入线的线号。通的输入线的线号。CM2用来控制第用来控制第2条输出线的连接。条输出线的连接。CMn用来控制第用来控制第n条输出线的连接。条输出线的连接。控制存储器的内容是在连接建立时由计算机控制写入控制存储器的内容是在连接建立时由计算机控制写入的。的。20 1 20 1 2TS1208122输出控制方式输出控制方式120TS8TS12 TS8（2）输入控制方式）输入控制方式在在输输入入控控制制方方式式时时，控控制制存存储储器器是是为为输输入入线线配配置置的的，在在控控制制存存储储器器CMq的的第第I个个单单元元中中存存放放的的内内容容是是第第q条条输输入入复复用用线线在在时时隙隙I时时应应接接通通的的输输出线的线号。出线的线号。S接线器一般都采用输出控制方式接线器一般都采用输出控制方式，在采用输，在采用输出控制方式时可实现广播发送，将一条输入线上出控制方式时可实现广播发送，将一条输入线上某个时隙的内容同时输出到多条输出线。某个时隙的内容同时输出到多条输出线。画出输入控制方式下的画出输入控制方式下的S接线器结构。矩阵容量为接线器结构。矩阵容量为N*N，以完成如下的交换：输入复用线，以完成如下的交换：输入复用线2上的上的TS5（传（传话音信息话音信息A）交换到输出复用线）交换到输出复用线N上。上。课堂练习课堂练习2S接线器有接线器有4条输入（输出）复用线，复用度为条输入（输出）复用线，复用度为128，将输入，将输入HW0的的TS5的内容的内容A交换到输出的交换到输出的HW3，将输入，将输入HW3的的TS10的内容的内容B交换到输出的交换到输出的HW2，画出交换原理图（分别按两种方式画）画出交换原理图（分别按两种方式画）3.2.3数字交换网络数字交换网络数数字字交交换换网网络络由由多多级级接接线线器器构构成成，常常见见的的类类型型有有TSnT型型，STS型和型和TTT型和型和TS结合型。结合型。一一TST数字交换网络数字交换网络TST数字交换网络是一种得到广泛应用的数字交换数字交换网络是一种得到广泛应用的数字交换网络结构，很多程控数字交换系统都采用了这种网络结网络结构，很多程控数字交换系统都采用了这种网络结构，例如构，例如AXE10、FETEX-150和和5ESS程控数字交换机。程控数字交换机。整个整个TST网络是一个三级交换网络，它以网络是一个三级交换网络，它以S接线器接线器为中心，两侧为为中心，两侧为T接线器，输入侧的接线器，输入侧的T接线器称为接线器称为初级初级T接线器接线器，输出侧的，输出侧的T接线器称为接线器称为次级次级T接线器接线器，两侧，两侧T接接线器的数量决定于线器的数量决定于S接线器矩阵的大小。引入接线器矩阵的大小。引入S接线器，接线器，改善话务疏导功能，具有低成本，低阻塞和路由选择简改善话务疏导功能，具有低成本，低阻塞和路由选择简单的特点。单的特点。1TST数字交换网络的结构数字交换网络的结构T接线器完成时隙交换，初级接线器完成时隙交换，初级T接线器与次级接线器与次级T接线器采用接线器采用不同的工作方式。不同的工作方式。S接线器完成复用线交换。接线器完成复用线交换。2TST交换网络的工作原理交换网络的工作原理初级T接线器采用输入控制方式，即控制写入，顺序读出方式。S接线器采用输出控制方式。次级T接线器采用输出控制方式，即顺序写入，控制读出方式。下一页AB的交换：将A用户的话音信息的PCM编码由交换网络的上行通路HW1的TS5交换至B用户占用的下行通路HW6的TS20，交换网络内部时隙选用ITS10。BA的交换：将B用户的话音信息的PCM编码从交换网络的上行通路的HW6的TS20交换到A用户占用的下行通路的HW1的TS5。其内部时隙ITS的选用一般采用反相法来确定Y=(X+N/2)mod N=(10+32/2)mod 32=26式中Y为反向通路的内部时隙号，X为正向通路的内部时隙号，N为每帧中的时隙数（即复用度）。TSTTST网络的初、次级网络的初、次级T T接线器共用控制存储器的问题接线器共用控制存储器的问题 TSTTST网网络络初初、次次级级接接线线器器总总是是采采用用相相反反的的工工作作方方式式，在在反反向向内内部部时时隙隙的的选选取取采采用用反反相相法法的的时时候候，初初、次次级级T T接接线线器器的的控控制制存存储储器器之之间间存存在在一一定定的的关关系系，初初、次次级级T T接线器可共用控制存储器。接线器可共用控制存储器。CMA1（5）=10，CMB1（5）=26；CMA6（20）=26，CMB6（20）=10。（10）2=01010，（26）2=11010。TSTTST网络的初、次级网络的初、次级T T接线器共用控制存储器的问题接线器共用控制存储器的问题 TSTTSTTSTTST网网网网络络络络初初初初、次次次次级级级级接接接接线线线线器器器器总总总总是是是是采采采采用用用用相相相相反反反反的的的的工工工工作作作作方方方方式式式式，在在在在反反反反向向向向内内内内部部部部时时时时隙隙隙隙的的的的选选选选取取取取采采采采用用用用反反反反相相相相法法法法的的的的时时时时候候候候，初初初初、次次次次级级级级T T T T接接接接线线线线器器器器的的的的控控控控制制制制存存存存储储储储器器器器之之之之间间间间存存存存在在在在一一一一定定定定的的的的关关关关系系系系，初初初初、次次次次级级级级T T T T接接接接线线线线器器器器可可可可共共共共用用用用控控控控制制制制存储器。存储器。存储器。存储器。例：如下图所示的例：如下图所示的T-S-T网络中，网络中，T接线器的输入接线器的输入HW速率为速率为2Mbps，S接线器的交叉矩阵为接线器的交叉矩阵为44。（1）T接线器输入输出接线器输入输出HW总线上的时隙数为多少？总线上的时隙数为多少？（2）A用户占用用户占用HW0TS9，B用户占用用户占用HW3TS20，AB的内部时的内部时隙为隙为ITS5，BA的内部时隙采用半帧法（即反相法），请计算的内部时隙采用半帧法（即反相法），请计算BA的内部时隙，并在图中填写相关内容，以实现的内部时隙，并在图中填写相关内容，以实现A与与B之间的双向通信。之间的双向通信。(1)时隙数：时隙数：322M/32=64kbps(2)BA内部时隙：内部时隙：（5+32/2）mod32=21955AITS5AITS5A2055ATS20A202121BITS21BITS21B92121BTS9BTS20(3)从图中可看出从图中可看出S接接线器为输入控制方式线器为输入控制方式5 3210二二T接线器集成电路芯片和扩展接线器集成电路芯片和扩展随着数字交换技术和半导体芯片技术的发展，出现了越来越多的随着数字交换技术和半导体芯片技术的发展，出现了越来越多的集成电路芯片，可以构成数字交换网络；单个集成电路芯片，可以构成数字交换网络；单个T接线器芯片的交接线器芯片的交换容量能够完成换容量能够完成128128、256256、10241024时隙交换时隙交换T T单元的扩展单元的扩展 利用16个256256的T接线器，可以得到一个10241024的T接线器。容量扩展后所需的T单元的数量k的值是按照扩展倍数的平方增长的。k=（扩展后的容量（扩展后的容量/单个单个T单元的容量）单元的容量）23 3 3 3.2 2 2 2.4.4.4.4 交换网络的阻塞计算交换网络的阻塞计算交换网络的阻塞计算交换网络的阻塞计算一一话务基础知识话务基础知识1话务量话务量话话务务量量反反映映了了电电话话负负荷荷的的大大小小，与与呼呼叫叫发发生生强强度度和和平平均均占占用用时时长长有有关关。呼呼叫叫发发生生强强度度是是指指单单位位时时间间内内发发生生的的呼呼叫叫次次数数，平平均均占占用用时时长长是是指指每每个个呼呼叫叫的的平平均均持持续续时时间间，当当使使用用相相同同的的时时间间单单位位时时，呼呼叫叫发发生生强强度度与与平平均均占占用用时时长长的的乘乘积积，就就是是单单位位时时间间内内的的话话务务量量，称称为为话话务务量量强强度度，简称为话务量，通常用爱尔兰为单位。用公式表示为：简称为话务量，通常用爱尔兰为单位。用公式表示为：A=S式式中中，A为为话话务务量量强强度度，为为呼呼叫叫发发生生强强度度，S为为平平均均占用时长。占用时长。注意：注意：和和S必须使用相同的时间单位。必须使用相同的时间单位。流入话务量流入话务量 流入话务量是指送入设备的话务量，即话源产生的话流入话务量是指送入设备的话务量，即话源产生的话务量，流入话务量反映了设备的负荷。务量，流入话务量反映了设备的负荷。完成话务量完成话务量完成话务量有以下完成话务量有以下3个等价的定义：个等价的定义：一一组组设设备备（例例如如一一群群中中继继线线）的的完完成成话话务务量量在在数数值值上上等等于这组设备的平均同时占用数。于这组设备的平均同时占用数。一一组组设设备备的的完完成成话话务务量量在在数数值值上上等等于于单单位位时时间间内内这这组组设设备中各个设备占用时间的总和。备中各个设备占用时间的总和。一组设备的完成话务量在数值上等于这组设备在一个平一组设备的完成话务量在数值上等于这组设备在一个平均占用时长内的平均占用次数。均占用时长内的平均占用次数。例、设某个中继群的完成话务量为例、设某个中继群的完成话务量为5，每条中继线的平均，每条中继线的平均占用时间为占用时间为120秒，则该中继群的平均同时占用数为秒，则该中继群的平均同时占用数为5条，该中继群的各中继线在一小时时间中占用时间的条，该中继群的各中继线在一小时时间中占用时间的总和为总和为5小时，该中继群在小时，该中继群在120秒内的平均占用次数为秒内的平均占用次数为5次。次。占用概率分布占用概率分布 在一个线束中同时占用的线路（中继线或内部链路）在一个线束中同时占用的线路（中继线或内部链路）数是一个随机变量。根据话源数数是一个随机变量。根据话源数N和线束容量和线束容量M之间的关系，之间的关系，有有4种概率分布。种概率分布。其中应用得最广泛的是爱尔兰分布。爱尔兰分布适用于其中应用得最广泛的是爱尔兰分布。爱尔兰分布适用于话源数话源数N为无穷大，线束容量为有限值的情况。在爱尔兰分为无穷大，线束容量为有限值的情况。在爱尔兰分布的情况下，线束中有布的情况下，线束中有X条线被占用的概率为：条线被占用的概率为：式中，式中，p（x）为线束中有）为线束中有x条线被占用的概率，条线被占用的概率，A为线束为线束的流入话务量，的流入话务量，m为线束的容量。为线束的容量。2当当x=m时，线束全忙，即产生呼损，爱尔兰呼损公式为：时，线束全忙，即产生呼损，爱尔兰呼损公式为：式中，式中，E为线束发生呼损的概率，为线束发生呼损的概率，A为线束的流入话务量，为线束的流入话务量，m为线束的容量。为线束的容量。实际应用中，可以查爱尔兰呼损表，只要知道实际应用中，可以查爱尔兰呼损表，只要知道E、A、m中的任意两个，通过查表，就可以查出第中的任意两个，通过查表，就可以查出第3个的值。个的值。3.3数字程控交换机的终端与接口数字程控交换机的终端与接口3.3.1用户模块用户模块1 1 1 1、用户模块的结构、用户模块的结构、用户模块的结构、用户模块的结构 （1 1 1 1）用户电路：与用户线的接口。）用户电路：与用户线的接口。）用户电路：与用户线的接口。）用户