Chapter3数字程控电话交换与电话通信网

第3章数字程控电话交换与电话通信网介绍电话通信的产生和电话交换技术的发展介绍数字程控电话交换系统的体系结构，并在此基础上重点阐述电话交换系统硬件系统各个组成部分的工作原理、控制系统的构成方式、软件系统的组成以及程控交换软件技术介绍电话通信网的网络结构和工作原理等相关技术。本章主要内容第3章数字程控电话交换与电话通信网概述3.13.1.1电话通信与电话机图3.1电话机的基本构成及通话原理第3章数字程控电话交换与电话通信网概述3.13.2.1电话交换技术的发展电话交换技术的发展经历了三个阶段：人工交换阶段机电式自动交换阶段电子式自动交换阶段第3章数字程控电话交换与电话通信网程控交换机的总体结构话路子系统控制子系统数字程控交换机系统结构3.2第3章数字程控电话交换与电话通信网第3章数字程控电话交换与电话通信网接口设备：是实现数字交换系统和外围环境的接口。远端接口：是到集中维护操作中心、网管中心、计费中心等的数据传送接口。用户集中级：完成话务集中功能，集中比一般为2:1到8:1一般为单T交换网络。用户模块：用户集中级+用户电路远端模块：设置在远端的用户模块。几个概念数字程控交换机系统结构3.2第3章数字程控电话交换与电话通信网数字程控电话交换系统话路子系统控制子系统接口设备交换网络CPU与存储器远端接口外部设备模拟/数字用户电路数字/模拟中继电路信令设备MFC接收和发送器DTMF接收器信号音发生器用户集中级数字程控交换机系统结构3.2第3章数字程控电话交换与电话通信网ETETETETETETETETETETETETETET数字交换网络模拟用户线Z1模拟远端集线器Z2模拟PABXZ3数字用户线V1LTLTLTLTZ1V2V3V4V5数字远端模块Z1V1NT数字PABXmX(2B+D)nXE12,048kbit/sABLTC11C12C21C22LT本地转换二线中继器通路转换设备四线FDM实线PCM8,448kbit/sLT34,368kbit/s8,448kbit/sLT4.2.2接口设备3.3.1接口设备1.数字交换机接口类型第3章数字程控电话交换与电话通信网V接口：V1：64kb/s，可为2B+D或30B+D的终端V2：连接数字远端模块的接口V3：连接数字PABX的接口，属30B+D的接口V4：可接多个2B+D的终端，支持ISDN的接入V5：支持nXE1的接入网，包括V5.1和V5.2接口A接口：速率为2048kb/s的数字中继接口B接口：PCM二次群接口，其接口速率为8448kb/s程控交换系统接口类型——数字接口接口设备3.3第3章数字程控电话交换与电话通信网Z1接口：连接单个模拟用户的接口Z2接口：连接模拟远端集线器的接口Z3接口：连接模拟PABX的接口程控交换系统接口类型——模拟接口接口设备3.3第3章数字程控电话交换与电话通信网模拟用户电路数字用户电路3.2.2接口设备2.用户电路接口设备3.3第3章数字程控电话交换与电话通信网模拟用户电路功能框图第3章数字程控电话交换与电话通信网模拟用户电路的功能可归纳为BORSCHT七个功能：——B(Batteryfeeding)馈电——O(Overvoltageprotection)过压保护——R(Ringingcontrol)振铃控制——S(Supervision)监视——C(CODEC&filters)编译码和滤波——H(Hybirdcircuit)混合电路——T(Test)测试模拟用户电路接口设备3.3第3章数字程控电话交换与电话通信网①馈电：为用户终端提供通信所需的直流电源。电容特性：隔直流、通交流电感特性：隔交流、通直流-48V用户线ab接口设备3.3第3章数字程控电话交换与电话通信网②过压保护：避免高压进入交换机内部而损坏交换机，设置了两极保护。第一级保护在总配线架上安装避雷设施和保安器第二级保护在用户电路中设置二极管箝位电路E(-48V)内线外线abRRABD1D2接口设备3.3第3章数字程控电话交换与电话通信网③振铃控制：提供振铃所需的90V±15V,25Hz的交流电压。控制系统R振铃控制振铃电路用户线截铃接口设备3.3第3章数字程控电话交换与电话通信网④监视：监视用户线通/断状态，及时将用户线的状态信息送给处理机处理。＞监视信号-Vab接口设备3.3第3章数字程控电话交换与电话通信网⑤编译码和滤波：完成模拟信号和数字信号间的转换。平滑模拟模拟300～3400HZ编码器译码器PCMPCM交换机侧用户侧接口设备3.3第3章数字程控电话交换与电话通信网⑥混合电路：完成二/四线的转换。用户话机的模拟信号是二线双向的，PCM数字信号是四线单向，因此，在编码以前和译码之后要进行二/四线的转换。⑦测试：用于及时发现用户终端、用户线路和用户线接口电路可能发生的混线、断线、接地、与电力线碰接以及元器件损坏等各种故障，以便及时修复和排除。接口设备3.3第3章数字程控电话交换与电话通信网测试接口设备3.3第3章数字程控电话交换与电话通信网模拟中继器：是程控数字交换机与模拟中继线的接口，用于与模拟交换机的连接。模拟中继电路3.中继电路接口设备3.3第3章数字程控电话交换与电话通信网数字中继器：是连接数字局间中继线的接口电路，用于与数字交换局或远端模块的连接。主要作用：是根据PCM时分复用原理，将30路64kb/s的话路信号复接成2048kb/s的基群信号发送出去，或者反之，把从其它数字交换系统（或数字传输系统）来的2048kb/s的基群信号分成30路话路信号，然后再通过数字交换网络分接到各个相应的用户。在上述过程中，完成信号传输、信号同步、信令配合数字中继电路接口设备3.3第3章数字程控电话交换与电话通信网①码型变换完成中继线上适于远距离传输的双极性的HDB3或AMI码与交换机内部单极性的NRZ码之间的相互转换。HDB3型码NRZ码②时钟提取就是从输入的数据流中提取时钟信号，作为输入数据流的基准时钟。同时该时钟信号还用来作为本端系统时钟的外部参考时钟源。接口设备3.3第3章数字程控电话交换与电话通信网③帧同步从接收的数据流中搜索并识别帧同步码，作为一帧的开始，使接收端的帧结构排列和发送端的完全一致。帧同步码0011011在PCM偶帧的TS0中。④复帧同步使接收端与发送端的复帧结构排列完全一致。PCM的1个复帧由16个帧组成。复帧同步码在F0的TS16的高4bit中传送，码字为0000。接口设备3.3第3章数字程控电话交换与电话通信网⑤帧定位采用弹性缓存的方式，使输入的码流相位和局内的时钟相位同步。弹性存储器写入控制读出控制本局时钟及帧同步PCM出PCM入时钟提取及帧同步接口设备3.3第3章数字程控电话交换与电话通信网⑥提取和插入信号在交换网络输出的信号中，不包含帧和复帧的同步信号，故在发送时，应将帧和复帧的同步信号插入，这样就形成了完整的帧和复帧的结构。⑦检测和告警处理检测：帧/复帧同步检测误码检测对端告警检测告警处理：告警比特插入接口设备3.3第3章数字程控电话交换与电话通信网码型变换帧定位信令提取时钟提取帧/复帧同步告警检测帧同步复帧同步指示信令帧/复帧同步信号插入信令插入信令内部时钟码型变换交换网络收发PCM第3章数字程控电话交换与电话通信网REVIEW程控交换机由控制子系统和话路子系统构成，控制子系统采取分级分散控制方式，设有中央处理机和用户处理机；话路子系统由各种接口、交换网络组成。接口设备是数字程控交换机与外围环境的接口，其功能是完成外部信号与交换机内部信号的转换。数字程控交换机的接口设备主要有用户电路、中继电路和信令收发设备。模拟用户电路具有BORSCHT七个功能。数字中继电路具有码型变换、时钟提取、帧同步、复帧同步、插入和提取信号、帧定位等功能。接口设备3.3第3章数字程控电话交换与电话通信网3.3.4音频信号的产生、发送和接收1）、信号种类：交换机到用户：各种信号音（单频，信号源450Hz或950Hz的正弦波）交换机到交换机：局间信号（MFC）前向信号频率：1380Hz,1500Hz,1620Hz,1740Hz,1860Hz,1980Hz（6中取2）后向信号频率：1140Hz,1020Hz,900Hz,780Hz,（4中取2）用户到交换机：拨号信息（直流脉冲、DTMF）接口设备3.3第3章数字程控电话交换与电话通信网第3章数字程控电话交换与电话通信网2）、单频信号的产生将信号按125us间隔进行抽样（也就是8kHz的PCM抽样频率），然后进行量化和编码，得到各抽样点的PCM信号，放到ROM中，使用时对ROM按一般PCM信号读出，就是这个音频信号（数字化的信号）。⑩⑪⑫⑬⑭⑮⑯⑰①②③④⑤⑥⑦⑧⑨对500HZ的正弦波信号按8kHZ采样T=2ms，一个周期抽样16次，占用ROM的16个单元接口设备3.3第3章数字程控电话交换与电话通信网3）、双音频信号的产生双音频信号产生原理：确定一个重复周期，使得这个周期内两个双音频信号和PCM抽样信号都重复了完整的周期。将两个双音频信号按125μs间隔进行抽样（也就是8kHz的PCM抽样频率），然后进行量化和编码，得到各抽样点的PCM信号，放到ROM中，使用时对ROM按一般PCM信号读出。接口设备3.3第3章数字程控电话交换与电话通信网4）、数字音频信号的发送指定时隙或占用普通话路的时隙经交换网络送出。数字音频信令通过数字交换网络送出，和话音信号一样处理，也可占用某个固定时隙(如TS10,TS16)利用T接线器交换到多个用户，即向多个用户发送音频信令(一个信号可交换给多个用户)。接口设备3.3第3章数字程控电话交换与电话通信网5）、数字音频信号的接收①发给用户的数字音频信令经用户电路变成模拟信号由用户话机自动接收。②发给交换机的多频信令由交换机内部的收号器接收。通过交换网络实现多频信号的接收。DTMF收号器和MFC接收器接在交换网络的出线上。接口设备3.3第3章数字程控电话交换与电话通信网输入F1数字滤波F2数字滤波Fn数字滤波数字逻辑识别输出多频的接收数字逻辑识别：根据频率的组合判断信令含义（代表什么数字）接口设备3.3第3章数字程控电话交换与电话通信网3.4.1复用器与分路器PCM信号传输采用串行码，即一个时隙的8位码在一条线路上串行传输，而T接线器的话音存储器字长一般为8位，其写入和读出是以字长为单位进行的，即8位码并行同时写入或读出。数字程控交换系统的交换网络一般由T接线器或T和S接线器组合构成的，因此当话音信号进入交换网络交换时，先要将串行码转换为并行码，这个过程叫做串并变换；当话音信号完成交换从交换网络输出时，也要进行一个反变换，即将并行码转换为串行码，这个过程叫做并串变换。话路建立3.4第3章数字程控电话交换与电话通信网复用器主要完成两个功能：1、信号的串并变换2、将多路低速信号进行时分复用，形成高速的时分复用信号分路器完成的功能与复用器相反，也称为解复用，它有两个功能：1、信号的并串变换2、将高速的时分复用信号进行分路，形成多路低速信号话路建立3.4第3章数字程控电话交换与电话通信网复用器、分路器与TST网络的连接方式如图3.17所示。TTTT1n串行1串行n1串行n1n串行S复用器复用器分路器分路器并行并行并行并行并行并行并行并行图3.17复用器、分路器与TST网络话路建立3.4第3章数字程控电话交换与电话通信网复用器的串并变换与复用见图3.18（a）所示，分路器的并串变换和分路见图3.18（b）所示。1n串行（a）复用器并行串并变换串并变换复用并行1231n串行（b）分路器并行并串变换并串变换分路并行123…………图3.18复用器与分路器的工作原理话路建立3.4第3章数字程控电话交换与电话通信网若进入每个复用器的PCM线路数为4，即n=4，并且每条PCM线路速率为2048kbit/s，则①点速率为2048kbit/s，传输信号为串行码；②点速率为256kbit/s，传输信号为8位并行码；③点速率为1024k