建筑通信及网络技术-3

3电话交换系统3.1公用电话交换网3.2程控交换原理3.3程控数字用户交换机及其组成3.4程控交换接续原理3.5电话交换系统设计本章重点：程控交换原理程控交换机组成程控交换机入网方式3.1公用电话交换网3.1.1公用电话交换网的组成3.1.2公用电话交换网的等级结构本节学习要求1了解公用电话交换网的组成；2了解二级长途网的等级结构；3了解本地网的等级结构；3.1公用电话交换网公用电话交换网是目前建立时间最长的通信网。公用电话交换网主要向用户提供实时话音通信业务，是建立在电路交换技术基础上的传统通信网络。公用电话交换网由四个部分组成：A.传输系统提供数据传输通道，有线、无线均可使用；B.交换系统进行数据的交换，设于电话局内；C.用户系统包括用户终端设备和连接终端设备与交换机的传输线路；D.信令系统为实现用户间通信，在交换局间提供呼叫建立、释放控制等信号。3.1公用电话交换网3.1.1公用电话交换网的组成1.等级结构等级结构就是把全网的交换局划分成若干等级；低等级的交换局与管辖它的高等级的交换局相连、形成多级汇接辐射网即星形网；最高等级的交换局则直接互连，形成网形网。2.等级结构级数选择考虑因素：A.全网的服务质量B.全网的经济性3.1公用电话交换网3.1.2公用电话交换网的等级结构3.我国电话网等级结构我国电话网由长途网和本地网构成。二级长途网将网内长途交换中心分为两个等级：省级(直辖市)交换中心以DC1表示地(市)交换中心以DC2表示。DC1之间以网状网相互连接，DC1与本省各地、市的DC2以星形方式连接；本省各地市的DC2之间以网状或不完全网状相连，同时，辅以一定数量的直达电路与非本省的交换中心相连。3.1公用电话交换网3.1.2公用电话交换网的等级结构3.我国电话网等级结构基干结构DC1DC2实际结构DC1DC2省际平面DC1DC1DC1省内平面DC2DC2DC2DC2DC2DC23.1公用电话交换网3.1.2公用电话交换网的等级结构3.我国电话网等级结构各级长途交换中心的职能：DC1主要汇接所在省的省际长途来话、去话话务，以及所在本地网的长途终端话务。DC2主要汇接所在本地网的长途终端话务。直辖市本地网内设一个或多个长途交换中心时，一般均设DC1(含DC2功能)。省会本地网内设一个或两个长途交换中心时，均设为DC1(含DC2功能)；设三个及三个以上长途交换中心时，一般设两个DC1和若干个DC2。地市本地网内设长途交换中心时，所有的长途交换中心均为DC2。3.1公用电话交换网3.1.2公用电话交换网的等级结构3.我国电话网等级结构4.本地网本地网是指同一编号区范围内，由若干个端局，或者由若干个端局和汇接局及局间中继线、用户线和话机终端等组成的电话网。A.本地网的交换中心及职能职能：负责疏通本局用户的去话和来话业务。本的网可设端局和汇接局。端局通过用户线与用户相连。汇接局与所管辖的端局相连，以疏通这些端局间的话务；汇接局还与其它汇接局相连，疏通不同汇接区间端局的话务；根据需要，还可与长途交换中心相连，用来疏通本汇接区的长途转话话务。本地网用户相对集中的地方，可设一个隶属于端局的支局，经用户线与用户相连，但其中继线只有一个方向即到所隶属的端局，用来疏通本支局用户的去话和来话业务。3.1公用电话交换网3.1.2公用电话交换网的等级结构4.本地网B.本地网的网路结构a.网形网网中所有端局个个相连。端局之间设直达电路。当本地网交换局数目不太多时采用。b.二级网当本地网交换局数量较多时，可由端局和汇接局构成两级结构的等级网，端局为低一级，汇接局为高一级。分类：全覆盖分区双汇接分区单汇接分区汇接二级网3.1公用电话交换网3.1.2公用电话交换网的等级结构4.本地网(a)分区汇接把本地网分成若干个汇接区，在每个汇接区内选择话务密度较大的一个局或两个局作为汇接局。分区单汇接：每个汇接区设一个汇接局，汇接区之间以网形网连接，汇接局与端局之间根据话务量的大小可采取不同的连接方式。汇接局A端局A1端局A2a1a2汇接局B端局B1端局B2b1b2a’1a’2b’1b’2A汇接区B汇接区3.1公用电话交换网3.1.2公用电话交换网的等级结构4.本地网分区双汇接：每个汇接区设两个汇接局，两个汇接局地位平等，均匀分担话务负荷，汇接局之间以网形网连接，汇接局与端局之间的连接同单汇接连接，只是每个端局到汇接局的话务量一分为二，由两个汇接局承担。汇接局A端局A1端局A2a1a2汇接局B端局B1端局B2b1b2a’1a’2b’1b’2A汇接区B汇接区A’B’3.1公用电话交换网3.1.2公用电话交换网的等级结构4.本地网(b)全覆盖在本地网设若干个汇接局，汇接局地位平等，均匀分担话务负荷。汇接局间以网状网相连。各端局与各汇接局均相连。两端局间用户通话最多经过一次转接。汇接局A端局a端局b汇接局C端局c端局d汇接局B3.1公用电话交换网3.1.2公用电话交换网的等级结构4.本地网3.2程控交换原理3.2.1单条复用线间的时隙交换3.2.2多条复用线交换3.2.3TST数字交换网络将信号由一个信道转移到另一个信道的过程，称为交换。3.2程控交换原理本节学习要求1掌握时分交换原理掌握CCITT复接系统；掌握时分接线器的构成；了解时分接线器工作原理；2掌握空分交换原理掌握空分接线器的构成；了解空分接线器工作原理；3掌握电话交换网络掌握TST型数字交换网络的构成；掌握TST型数字交换网络工作原理；了解双向通道的建立。3.2程控交换原理1.时分接线器—T接线器所谓时隙交换，是将输入复用线上指定时隙中的内容放到输出复用线上某一指定时隙中去。即时隙与信道之间存在对应关系（TS0和TS16除外）。单条复用线间的时隙交换3.2程控交换原理3.2.1单条复用线间的时隙交换1.时分接线器—T接线器(1)CCITT基群复接系统国际上通用的PCM编码有μ律和A律两种标准，其编码规则和帧结构均不相同。由于抽样频率fs=8000Hz，故每帧的时间长度Ts=125μs。一帧周期内的时隙安排称为帧结构。A.在一个抽样周期内定出32个时间间隔，可以传送32路信息的PCM系统，称为32路PCM系统。单条复用线间的时隙交换3.2程控交换原理3.2.1单条复用线间的时隙交换1.时分接线器—T接线器B.将定出的32个时间间隔称为32个“时隙”（TS—TimeSlice）,编号为TS0～TS31。其中，TS0—用于传送同步信号（帧同步）TS16—用于传送各种控制信号，即信令信号。TS1～TS15，TS17～TS31—传送话音信号。故32路PCM系统可开通30个话路，记为30/32路PCM系统。(2)采样频率fs=8000HzTs=125μs故每一时隙宽度为：125/32=3.91μs每一TS传送8bit二进制码，故每bit宽度为：3.91μs/8=0.488μs＝488ns。单条复用线间的时隙交换3.2程控交换原理3.2.1单条复用线间的时隙交换1.时分接线器—T接线器(3)A律PCM基群信息速率A.对每一话路而言，每秒抽样8000次，每次抽样结果需8bit传送，故每秒传送的bit数为：8000帧/s×8bit/帧=64×103bit/s=64kbps即平均每路的信息速率为64kbpsB.对32路PCM系统，每秒需传送32个话路，故每秒传送的bit数为：8000帧/s×32时隙/帧×8bit/时隙=2048kbpsA律PCM基群信息速率为2048kbps单条复用线间的时隙交换3.2程控交换原理3.2.1单条复用线间的时隙交换1.时分接线器—T接线器(4)群的概念将30/32路PCM系统对时隙的时分复用看成是基群，其参与复用的最基本单元是TS（时隙）。将一个32路PCM系统看成是最基本单元，与其它32路PCM系统复用，叫做二次群。两个或两个以上30/32路PCM系统复用可以依此类推。CCITT建议4个30/32路PCM系统复用。典型应用：数字程控电话交换机3.2程控交换原理3.2.1单条复用线间的时隙交换1.时分接线器—T接线器CCITT已推荐两种数字速率系列与数字复接等级。其中：北美和日本采用以1544kbps为基群的数字速率系列；我国和西欧等采用以2048kbps为基群的数字速率系列。PCM30/32路系统数字复接系列的速率数字系列等级零次群基群二次群三次群四次群五次群速率(kbps)642048844834368139264564992话路数13012048019207680等级基群二次群三次群四次群五次群日本(Mbps)1.5(24路)6.3(96路)32(480路)100(1440路)400(5760路)美国(Mbps)1.5(24路)6.3(96路)45(672路)274(4032路)PCM24路系统数字复接系列的速率3.2程控交换原理3.2.1单条复用线间的时隙交换1.时分接线器—T接线器2.时分接线器的实质输入时隙号与输出时隙号的对应关系，可以将这种对应关系写成一张表。输入时隙号输出时隙号12523……318当用专用存储器存储这张表格时，可以优化存储方式。以存储单元地址号代表输入时隙号；以存储单元所存内容代表输出时隙号。3.2程控交换原理3.2.1单条复用线间的时隙交换2.时分接线器的实质3.时分接线器的原理构成话音存储器SM控制存储器CM输入复用线输出复用线来自处理机时分接线器原理构成图话音存储器（SoundMemory，SM）：暂存输入复用线上32个时隙内容。控制存储器(ControlMemory，CM):存储输入/输出时隙对应关系表。存储单元数存储单元位数SM328bitCM325bit(25=32)3.2程控交换原理3.2.1单条复用线间的时隙交换3.时分接线器的原理构成4.时分接线器工作原理控制方式：控制写入，顺序读出例如：将TS2时隙的内容交换到TS31中去将CM第2个单元写入的内容为31，作为SM的写入地址。CM控制第2个输入时隙中的话音信息A写入SM的第31个单元。由于顺序读出，在第31个单元时隙到达时，读出SM中第31个存储单元的内容。3.2程控交换原理3.2.1单条复用线间的时隙交换4.时分接线器工作原理当输入/输出复用线均有多路时，任一输入复用线与任一输出复用线在某一时隙间连通，而不改变其时隙位置，称为复用线交换。1.空分接线器——S接线器空分接线器（输入控制方式）3.2程控交换原理3.2.2多条复用线交换1.空分接线器—S接线器2.交叉矩阵部分控制门特性：三态门当不允许输出端输出时，控制端呈高阻状态。3.2程控交换原理3.2.2多条复用线交换2.交叉矩阵部分3.控制器存储部分控制存储器对应于出线设置。CMi——控制第i出线号空分接线器（输入控制方式）3.2程控交换原理3.2.2多条复用线交换3.控制存储器部分4.控制方式按输入线配置的输出控制方式(CM内容为输出线号码)存储单元地址号——时隙号存储单元的内容——出线号按输出线配置的输入控制方式(CM内容为输入线号码)存储单元地址号——时隙号存储单元的内容——入线号问题：S接线器可以单独在数字交换网络中存在吗？3.2程控交换原理3.2.2多条复用线交换4.控制方式由时分接线器（T）与空分接线器（S）可组合成各种各样的数字交换网络，如：TST、STS、TS2T、TS4T等。1.TST型交换网络的构成以8路输入/输出复用线、每路复用度为32为例：8×8交叉矩阵输入时分接线器空分接线器输出时分接线器T00T11T77…T00T11T77…TST型交换网络3.2程控交换原理3.2.3TST型数字交换网络1.TST型交换网络的构成每个T接线器完成32个时隙交换，每个S接线器完成8路输入/输出复用线间交换。T中：SM8bit/单元,共32个单元CM5bit/单元,共32个单元(25=32，内容为SM地址号)S中：CM8只存储器——对应8路复用线（输入/输出）32个存储单元/只——对应32个时隙3bit/存储单元——23=88×8交叉矩阵输入时分接线器空分接线器输出时分接线器T00T1