TSST数字交换网络的设计

数字程控交换机（DigitalProgrammingControlExchange）TSST数字交换网络的设计李伟伟（成都大学电子信息工程学院07级应用电子2班200720313211）摘要：随着现代通信技术的不断发展，并采用多级集线器构成数字交换网络，数字交换网络在通信领域的发展不断突破，并提供了很多个性化的特点。数字交换网络是程控交换系统中一种规模可缩放的大容量数字交换部件,目前在交换局中运行的程控数字交换系统,其数字交换网络主要采用复制式T型时分交换。数字程控交换网络中，是将不同用户和中继线的话音信号被转换成为数字信号，并被复用到不同的PCM复用线上。利用时间（T）接线器和空间（S）接线器的不同组合以得到一定的容量要求，在交换器件允许的情况下，尽量提高PCM的复用度。关键词：数字交换网络及发展时间接线器空间接线器复用度控制器阻塞计算系统结构Abstract:Withmoderncommunicationtechnologycontinuestoevolveandposeanumberofmulti-levelhubswitchednetwork,digitalswitchingnetworkinthecontinuousdevelopmentofbreakthroughinthefieldofcommunications,andprovidesalotofpersonalizedfeatures.Digitalswitchingnetworkoccupiesanimportantpositionintheprogramcontrolledswitchingsystem.ThesizeofitscapacityanddependabilityrelatetotheexchangecapabilityandthereliabilityofthewholesystemDigitalprogram-controlledswitchingnetwork,istodifferentusersandtrunksofvoicesignalsareconvertedintodigitalsignals,andisre-usedinadifferentPCMmultiplexline.Useoftime(T)wiringdevicesandspace(S)withdifferentcombinationsofwiringdevicestogetacertaincapacityrequirements,permittingtheexchangeofthedevicetomaximizethecomplexsuchextentPCMKeywords:DigitalswitchingnetworksanddevelopmentTimewiringdevicesSpaceforwiringdevicescontrollerinitializationBlockingcalculationArchitecture引言1876年美国贝尔发明电话以来，随着社会需求的日益增长和科技水平的不断提高，电话交换技术处于迅速的变革和发展之中。其历程可分为三个阶段：人工交换、机电交换、和电子交换。人工交换是由话务员完成转接的。机电交换机有步进交换机和纵横交换机，完成电话的自动接续。纵横交换机的出现时电子技术进入自动化有重要意义的转折点。其采用比较先进的纵横接线器，杂音小，通话质量高，不易磨损，寿命长，维护工作量少；采用公共控制方式，将控制功能和话路设备分开，是控制部分可以独立设计，功能加强，灵活性提高，速度加快，便于汇接和选择迂回路由，实现长途自动化。1965年，美国开通了世界上第一台程控交换机，并在电话交换机中引入了计算机控制技术。20世纪70年代开始出现数字程控交换机，其主要优点是能够灵活地向用户提供多种新服务功能，便于采用共路信令系统，体积小、重量轻、功耗低、可靠性高，操作维护管理化。进20年的努力，我国的数字电话网得到了很大的发展，基本上实现传输数字化，交换程控化。本设计在学习程控交换的基础上，通过自我思考将所学的时间（T）接线器和空间（S）接线器组合，实现一定容量的数字交换网络。1设计方向数字程控交换机（DigitalProgrammingControlExchange）利用时间（T）接线器和空间(S)接线器的功能设计一个要求输入为128个接线器，每个T接线器为16线，而每线的复用度为32的TSST数字交换网。2网络工作原理1)时间（T）接线器和空间(S)接线器工作原理上图分别是时间（T）接线器的a：输出控制方式b：输入控制方式T接线器的作用是完成在通一条复用线上的不同时隙之间的交换，即将T接线器中输入复用线上某个时隙的内容传输到输出复用线上的制定时隙。以上a图中的功能是将复用线上第19时隙的内容交换到同一复用线上的第3时隙中。在完成这个交换，计算机在呼叫建立时将控制存储器第3单元的值设为19；在此呼叫期间，输入复用线TS19上的内容按照顺序写入话音存储器的19单元中，而在时隙3时，由于控制存储器的内容是19，就将话音存储器19单元的内容输出到输出线的TS3，从而完成规定的交换。而b图几乎类似，只是这时控制存储器控制的是输入。下图是空间（S）接线器的a：输出控制方式b：输入控制方式S接线器的作用是完成不同复用线之间同一时隙内容交换，即将某条输入复用线上某个时隙的内容交换到指定的输出复用线的同一时隙。S接线器由一个连接n条输入复用线和n条输出复用线的n*n的电子接点矩阵、控制存储器组以及一些相关的接口逻辑电路组成，而S接线器的信号通常是并行信号，所以需要串/并、并/串的接口。对于a输出控制方式来说，话音存储器÷(IM)控制存储器(CM)190123TS191931WRCLK012331WRCPUCLKTS19话音存储器(IM)19控制存储器(CM)30123TS19TS31931WR01231931WRCPUCLKTS3TS19CLKW:写入R:读入(a)(b)W：写入R：读入数字程控交换机（DigitalProgrammingControlExchange）输入TS14TS1HW0HW110011431CM0CM11001TS1TS14输出HW0HW1输出HW0HW10101431CM0CM11001输入HW0HW1(a)(b)由于控制存储器CM0的1号单元值为1，所以输出线HW0在时隙1时与输入线HW0接通，将输入线HW1TS1上的内容交换到输出线HW0的TS1上，CM1的14单元内容是0，所以输出线HW1在时隙14时与输入线HW0接通，将输入线HW0TS14的内容交换到输出线HW1的TS14上。3网络的阻塞计算在进入阻塞计算之前，首先我们的了解话务量，话务量反应了电话负荷的大小，与呼叫发生强度和平均占用时间长度有关。其话务量的表达式是A=λ×S其中A表示话务量强度，单位为爱尔兰（Erl），λ为呼叫发生强度，S为平均占用时长。占用概率分布：在一个线束中同时占用的线路数十一个随机变量。爱尔兰分布适用于话源数N为无穷大、线束容量为有限值的情况。在爱尔兰分布情况下，线束中有X条线被占用的概率为p(x)=AxX!∑𝐴𝑖𝑖!𝑚𝑖=0试中，p(x)为线束中x条线被占用的概率，A为线束的流入话务量，m为线束的容量。当x=m时，线束全忙，即产生呼损，爱尔兰呼损公式为E=p(x)=Amm!∑Aii!mi=0=Em(A)试中，E为线束发生呼损的概率，A为线束的流入话务量，m为线束的容量。实际应用中，可以查爱尔兰呼损表，只要知道E，A和m中的任何两个值，通过查表，就可以查出第3个值。4TSST数字交换网络构成图TSST为四级交换网络，两侧是T接线器，中间是S接线器对于有n条输入复用线和n数字程控交换机（DigitalProgrammingControlExchange）条输出复用线的交换网络而言，需要配置2n套接线器。其中一个n条复用线在输入侧，称为初级T接线器，将输入线上的某个时隙的内容交换到选定的交换网络内部公共时隙；另一个n套在输出侧，称为次级T接线器，将交换网络内部的公共时隙的内容交换到输出线的制定时隙。交换网络内部能够提供的公共时隙的数量决定了交换网络中能够形成的话语通道的数量。中间的S接线器主要由相应设计的线路来决定，是用来将交换网络内部运载用户信息的公共时隙，从一条输入侧复用线上交换到规定的一条输出复用线上。而初级T接线器和次级T接线器一般采用不同的工作方式。一般将数字交换网络的输入端称为上行通路，用来与用户信息的发送端相连；将数字交换网络的输入端称为上行通道，用来与用户信息的接收端相连。TSST交换网络的结构TSST交换网络的结构5TSST交换网络的思想其要求需要实现输入为128个接线器，每个接线器为16线，每线的复用度为32，S接线器的构成自定。128个初级T1接线器，分为8组模块，每个模块有16个T1接线器，1个16×24的初级S1接线器，一个24×16的次级S2接线器和16个次级T2接线器，初级T1接线器可实现32个时隙之间的交换，16×24的初级S1接线器的16条输入线分别与模块中的16个初级T1接线器相连，24条输出线分别与24个24×16的次级S2接线器连接，次级S2接线器的输出线为16条，分别与16个次级T2接线器相连。A到B的交换：实现将用户A的话音信息的PCM编码又交换网络的上行通道HW1交T1Sn×m交叉矩阵Sm×n交叉矩阵T2TnT1T2Tn数字程控交换机（DigitalProgrammingControlExchange）换到用户A占用的下行通道HW16上的TS20。为完成将这个交换，计算机在呼叫建立时将初级T接线器的控制存储器CMA1（10）的值设置为20.将次级接线器的CMB3(5),由于初级T接线器采用的是控制输出，顺序读入的方式。首先设S接线器的控制存储器CM-2的26单元是16，交换网络内部时隙选择ITS10。在T接线器的上行通道，要将TS5的内容传输到同一复用线的ITS10中。在这个交换中，通过T接线器的输出控制，将10单元中的内容设置为5，输入复用线上的内容按照顺序写入的方式将内容A写入话音存储器的5单元中，在输出复用线的第10时隙取出话音存储器中的A内容。在第一个S接线器中，实现的是不同复用线上同一时隙的交换。在进行交换前，计算机将控制存储器CM-2的26单元内容设置为16。这里S接线器的控制方式是输出控制。控制存储器CM-2控制单元的内容已经设置好，由于选择的控制单元是CM-2，因此控制的输出复用线是HW2的，此时将输入复用线HW1上的ITS10的内容A传输到HW2上的26时隙。这样就实现了不同复用线上同一时隙的传输。在第二个S接线器上，此控制方式也是采用的输出控制方式。同样是实现不同复用线上同一时隙的传输。此时计算机将控制存储器CM16的2单元内容设置为7。这样利用输出控制的方式，将HW2复用线上的ITS26内容传输到内部S接线器输出复用线HW16上的ITS7（这里设置的内部第二个S时隙为TS7）中。在T接线器的输出复用线上，通过同一复用线上不同时隙的传输。由于此时是利用T接线器的输入控制方式。此时计算机将控制存储器CMB16中7单元的内容设置为20。此时就将复用线HW16上的第20时隙读出语音存储器20单元的内容A，这样就利用TSST数字交换网络将用户A的内容传输到了用户B。而中间加入的S接线器增加了同时在线用户数。这样就可以针对不同区域的使用密度来确定使用什么组合的数字交换网。数字程控交换机（DigitalProgrammingControlExchange）6结束语随着数字交换网络技术的不断发展，数字交换网络是程控交换系统中一种规模可缩放的大容量数字交换部件,目前在交换局中运行的程控数字交换系统,其数字交换网络主要采用复制式T型时分交换。在实现上通常采用专用通信芯片。现今数字网络已经在通信应用中起着至关重要的作用。从整体上看，大大简化了网络容量的局限性，实现大容量。其业务能力加强，且