程控交换原理电子课件教案-第2章数字交换和数字交换网络

,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,第,2,章 数字交换和数字交换网络,数字交换原理,T型接线器,S型接线器,数字交换网络,话务理论根底,学不好本章者，扁之！,11/16/2024,1,这一章，我能学到什么？,1.空分交换与时分交换,2.数字交换原理,3.T型接线器与S型接线器的工作原理,4.使用T型和S型接线器组建交换网络,5.话务理论根底,11/16/2024,2,什么是空分交换？什么是时分交换？,空分交换：交换局部只有闭合、断开两个状态的元件(交叉节点)组成的交换矩阵。用于小容量的模拟交换机。,时分交换：在一条公共的通路中，提供适当的时隙TS(Time Slot)传送信号，用于数字交换机。又称数字交换、时隙交换。其实质是将话音信息由一个时隙“搬移到另一个时隙。数字交换网络由T型时分接线器和S型时分接线器两种接线器组成。,11/16/2024,3,空分交换矩阵,缺点：“全利用度，需要的交叉节点数多(共M*N个)，节点利用率不高，解决方法：利用多级交叉矩阵或数字交换。,11/16/2024,4,三级交叉矩阵,对于入线和出线的任一特定接续来说，有,k,条路径可供选择；每一条入线和出线都有较小数目的交叉节点。,11/16/2024,5,数字程控交换机的任务是什么呢？,程控数字交换机的根本任务是通过数字交换来实现任意两个用户之间的语音交换，即在这两个用户之间建立一条数字话音通道。,11/16/2024,6,数字程控交换机通过什么方式来完成任务呢？,程控数字交换机完成任务的最简单的方法是动态分配时隙，即给这两个要求通话的用户之间分配一个公共时隙时分通路，话音信号经数字化后，每个用户的话音信号就在PCM复用线上都进入这个特定的时隙，周期的传递。发话回路和回话回路是分开的。,11/16/2024,7,时隙交换原理又是怎样呢？,话音存储器：32个存储单元，单元地址顺序排列。,输入侧时序开关,K,入,：32接点，按序号与,SM,的存储单元相连。,输出侧时序开关,K,出,：32接点，非顺序，而是按用户要求连接。,K,入,和,K,出,：8000/,s，T=125s，,周而复始的同步旋转。话音信息不断存入和读出，每,125,s,交换一次，每次只传送一个抽样值。,两用户交换信息，采用暂存的方法。,为形象说明时隙交换原理，用两个时序开关代替控制机构，控制话音信息的交换。,11/16/2024,8,时隙交换的实质是将一个话音信息由一个时隙搬移到另一个时隙。,时隙交换的实质是什么？是如何完成的？,时隙交换由时分接线器完成。,时分接线器分为T型接线器时间交换即时隙搬移和S型接线器空间交换即扩大容量。,时分接线器的容量不太大，因此，大型的交换机还必须使用空间交换来扩大其容量。,11/16/2024,9,T,型接线器工作原理,T,型时分接线器,(,Time Switch),，,又称时间型接线器，简称,T,接线器。由话音存储器,SM(Speech Memory),和控制存储器,CM(Control Memory),组成。,SM,用于暂存经,PCM,编码的数字化语音信息，由高速,RAM,实现。容量有,32、128、256、512、1024,单元，每个单元存储,8,bit，SM,的单元数由输入或输出时分复用线上的时隙数决定。,CM用来存储时隙地址，用于控制SM信息的写入或读出。其内容为SM的地址，CM的单元数与SM的单元数相同，其位数由SM的个数来决定。其内容由中央处理机(CPU)控制写入或去除。,T,接线器的功能：时隙交换，完成同一母线不同时隙的信息交换，即把某一时分复用线上某一时隙的信息交换至另一时隙。,T,型接线器的组成,11/16/2024,10,SM,CM,功能,暂存经过PCM编码的数字化话音信息,控制SM信息的写入或读出,构成,随机存取存储器（RAM）,RAM,存储单元数,输入或输出时分复用线上的时隙数,输入或输出时分复用线上的时隙数,单元存储量,位PCM编码信息,取决于SM的单元数,存储内容,话音信息,话音存储器的地址,容量,存储单元数单元存储量,同SM,读写操作,周期性写入读出,若干次读操作，只在规定时间内执行一次写操作,T型接线器中SM和CM的比较,11/16/2024,11,T接线器的工作方式有两种读出控制方式顺序写入、控制读出和写入控制方式控制写入、顺序读出。“顺序指按照SM地址的顺序，由时钟脉冲控制；“控制指按CM中的内容来控制SM的读出和写入。,T,型接线器的分类,读出控制方式,SM,的写入在定时脉冲的控制下顺序写入，读出在,CM,的控制下读出；,CM,的写入在,CPU,的控制下写入，读出在定时脉冲的控制下顺序读出。,写入控制方式,SM,的写入在,CM,的控制下写入，读出在定时脉冲的控制下顺序读出；,CM,的写入在,CPU,的控制下写入，读出在定时脉冲的控制下顺序读出。,11/16/2024,12,顺序写入、控制读出方式,假设：输入、输出线均为,32,时隙的一条,PCM,复用线；,A,用户占用,TS1,时隙，,B,用户占用,TS8,时隙。,CM,内的信息，由,CPU,控制写入,11/16/2024,13,顺序写入、控制读出方式,11/16/2024,14,B,用户说话时，通过另一个时分复用线和另一个,T,接线器，把,TS8,时隙中的内容交换到,TS1,上去。在,TS8,时刻，把语音信息写入到,SM,中的,8,号单元，而读出这个信息码，只有在,下一帧,的,TS1,时隙才能完成，所以数字交换会出现时延，但最大时延不超过,1,帧的时间。,PCM语音信息在每帧中需要交换一次，以PCM30/32为例，如果TS1和TS8两个用户的通话时间为2分钟，那么其交换次数为96万次。,A到B的通话通道和B到A的通道通道是同时建立的(CPU向CM下达写入控制信息命令完成，通道即建立)，这两个通道分别使用不同的复用线和接线器。通话结束后，CPU向CM下达去除命令，此时，通信通道被撤除。,读出控制方式，,CM,的单元地址与输出时隙号对应，而在其单元内写入的内容与输入时隙号对应。,11/16/2024,15,控制写入、顺序读出方式,1.CPU在CM,的,1,号单元内写入,8,2.,写入时，,TS1,时隙，读取,CM,的,1,号单元的内容，为,8,，然后把,TS1,的语音信息写入,SM,的,8,号单元,3.,读出时，依照,SM,的地址顺序读出。,CM,的单元地址与输入时隙号对应，写入的内容与输出时隙号对应,11/16/2024,16,下面这句话相当重要，仔细体会一下，你能理解吗？,T型接线器不管采用哪种工作方式，都是将PCM每个输入时隙中的语音信息对应写入SM中的一个存储单元，这实际上由空间位置的划分来实现时隙的交换，所以T型时分接线器是按空分方式来工作的。,11/16/2024,17,T,接线器的原理我明白了，那么实用的,T,接线器的构造是什么样子的呢？,T,型接线器的交换容量主要取决于什么？,存储器的容量和访问速度,当存储器容量为,32,个单元时，该接线器可以有,1,条,PCM,复用线,HW(Highway);,当存储器为,64,个单元时，可以有,2,条,PCM,复用线。常用为,8,条,PCM,复用线，此时一个,T,型接线器的存储器容量为多少个存储单元？,当T型接线器连接多条PCM复用线时，这些复用线中的时隙顺序如何进入T型接线器的存储器？如果还是串行进入，那么T型接线器输入端的传输速率会提高多少？,11/16/2024,18,8,端输入的,T,型接线器,8bit,并行码,8bit,并行码,PCM30/32,11/16/2024,19,复用器的根本功能是串/并变换和并路复用。其目的是减低数据传输速率，提高数字信道的利用率。,分路器的根本功能是并/串变换和分路输出。,11/16/2024,20,各,HW,线上的时隙号与总时隙号的对应关系：,总时隙号,=,HW,线上时隙号*,8+,HW,线号,各,HW,线上的时隙号与总时隙号间的编码关系：,总时隙的,8,位二进制编码的前三位表示,8个,HW,线号，后五位表示各,HW,线上的,32,个时隙号。,11/16/2024,21,S,型时分接线器工作原理,S,型时分接线器,(,Space Switch),，,又称空间型接线器，简称,S,接线器。由交叉节点矩阵和控制存储器,CM,组成。完成空间交换，即在一根入线中，可以选择任何一根出线与之接通。,空分交换网络的入线和出线在整个通话期间一直接通，属于,空分交换,；而空分接线器的入线和出线只在某个特定时隙接通，因此空分接线器还需要,CM,来控制在哪个时隙接通，属于,时分交换,。,且慢，有一点不明，既然,S,型接线器的功能是这样的，那和空分交换有什么区别呢？,11/16/2024,22,我可以单独使用,T,型接线器来组建交换机吗？如果能，为什么还需要,S,型接线器呢？,只用,T,型时分接线器完全可以组建数字交换网络，但其交换容量有限制。,当连接到交换网络的,PCM,复用线超过,2,条的时候，就需要采用,S,型接线器来完成复用线之间的交换。,11/16/2024,23,S型接线器也分为两种工作方式，如果CM是控制输入线上的交叉点闭合，那么工作在输入控制方式；如果CM是控制输出线上的交叉点闭合，那么工作在输出控制方式。,每条出线或入线上的所有节点的闭合都由一个,CM,来控制。,CM,的写入由,CPU,控制，与,T,型接线器的,CM,写入时刻相同，是在通话之前由,CPU,控制写入。,输出控制方式：,S,型接线器的,CM,的个数与输出线的个数相同，每个,CM,的单元数与输出线的时隙数相同；单元地址与输入时隙号相对应，内容与输入线号相对应。,输入控制方式：,S,型接线器的,CM,的个数与输入线的个数相同，每个,CM,的单元数与输入线的时隙数相同；单元地址与输入时隙号相对应，内容与输出线号相对应。,11/16/2024,24,输出控制方式的88S接线器,假设：每个,HW,复用线时隙数为,32,个；把,HW0,上,TS2,时隙内的内容交换到,HW7,的,TS2,时隙内。,8条入线,8条出线,7,把入线,HW0,上的,TS0,时隙交换到出线,HW0,上的,TS0,时隙，该怎么做？能把,HW0,上的,TS0,时隙交换到出线,HW0,上的其它时隙吗？,11/16/2024,25,S,型接线器完成的是不同,PCM,复用线语音信息之间的交换，但这种交换仅在相同时隙间进行，不同时隙间不能进行交换，所以,S,型接线器不能在交换网络中单独使用,(,为什么？,),，这是和,T,型接线器之间最大的区别。,NOTICE,S,型接线器以时分方式完成复用线之间的空间交换。还记得,T,型接线器是按空间位置的划分来实现时隙交换吗？,11/16/2024,26,T,型,S,型,SM,个数,1,无,每个,SM,单元数,等于,PCM,复用线上的时隙数,无,每单元,SM,位数,8bit,无,CM,个数,1,等于入线或出线个数,每个,CM,单元数,等于,SM,单元数,等于每条入线或出线上时隙数,每单元,CM,位数,由,SM,单元数决定,由入线或出线个数决定,CM单元中的内容,SM的单元地址,输入线或者是输出线号,11/16/2024,27,多级时分交换网络,11/16/2024,28,我们首先做以下假设,假设有两个小镇,A,和,B，,风光秀丽，人们和谐相处。,小镇,A,上一共有,64,户人家，可巧的是小镇,B,上的人家与小镇,A,竟然相同。,小镇A与小镇B之间想组建一个 网，这样可以方便大家的交流，可是消息张贴出去很久，小镇上竟然没有一个人能接手这个工程。,11/16/2024,29,时间又过去了很长时间，依旧没有人能够胜任这份工作，镇长为此整天愁眉苦脸,镇长有个非常漂亮的女儿，看到父亲为此事烦恼，她说：,如果谁能完成这件工程，我可以做他的助手,Ok,，,现在，你愿意接手这件工程吗？,假定每个接线器有64个存储单元,。,11/16/2024,30,完成这样的工程，需要解