第二章 12電路交換技術(shù)(一)

1、12定義 電路，指承載用戶信息的物理層媒質(zhì)，可以是一對銅線、一個頻段或時分復(fù)用電路的一個時隙。 電路交換模式，交換設(shè)備只為通信雙方建立透明的通路連接，不對用戶信息進行任何檢測、識別或處理。 電路交換設(shè)備，常稱作程控交換機，在軟件控制下，接收和處理用戶呼叫信令，分配資源，提供雙向通信電路。32.1電路交換技術(shù)的發(fā)展 1876年貝爾發(fā)明電話。 1878年英國人設(shè)計了磁石電話交換機。 15年后步進制交換機問世。 1919年后，縱橫制交換機。 半導(dǎo)體技術(shù)發(fā)展，出現(xiàn)了半電子交換機，準(zhǔn)電子交換機。 計算機誕生后，將交換機的接續(xù)控制用計算機完成，有了模擬空分交換機。 20世紀(jì)70年代，PCM技術(shù)成熟，產(chǎn)生了

2、數(shù)字程控交換機，交換技術(shù)進入了數(shù)字化時代，可交換數(shù)字話音、數(shù)據(jù)和圖文業(yè)務(wù)。4 程控交換系統(tǒng)業(yè)務(wù)種類（1 1）基本電話業(yè)務(wù)）基本電話業(yè)務(wù) 如本地網(wǎng)用戶間呼叫，去話業(yè)務(wù)，各種特服 呼叫等。 （2 2）補充新業(yè)務(wù)）補充新業(yè)務(wù) 免打擾 熱線服務(wù) 會議電話 惡意呼叫跟蹤 號碼顯示 5 小交換機連選 縮位撥號 呼叫轉(zhuǎn)移 叫醒服務(wù) 呼叫等待 遇忙回叫 語音郵箱等。語音郵箱等。62.2 電路交換機的基本功能2.2.1 電路交換呼叫接續(xù)過程 72.2.2 電路交換的基本功能 能隨時發(fā)現(xiàn)信呼叫的到來； 能接收并保存主叫發(fā)送的被叫號碼； 能檢測被叫忙閑狀態(tài)及是否有空閑通路； 能向空閑的被叫用戶振鈴，在被叫應(yīng)答時建立

3、與主叫的通話電路； 能隨時發(fā)現(xiàn)任何一方用戶掛機。82.2.2 電路交換的基本功能 適配適配外部線路傳輸外部線路傳輸特性，信號格式轉(zhuǎn)特性，信號格式轉(zhuǎn)換，協(xié)同信令功能換，協(xié)同信令功能收發(fā)信令。收發(fā)信令。接收的終端狀態(tài)及接收的終端狀態(tài)及信令消息轉(zhuǎn)換成適信令消息轉(zhuǎn)換成適合控制功能處理的合控制功能處理的消息格式，或相反消息格式，或相反過程。過程。在控制功能管理下，按在控制功能管理下，按需求提供連接通路。需求提供連接通路。依照呼叫用戶的需求，依照呼叫用戶的需求，并結(jié)合交換設(shè)備的性能并結(jié)合交換設(shè)備的性能指標(biāo)、資源狀態(tài)完成相指標(biāo)、資源狀態(tài)完成相應(yīng)的接續(xù)操作，維持設(shè)應(yīng)的接續(xù)操作，維持設(shè)備正常運行。備正常運行。9

4、2.3 電路交換系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu) 102.3.1 話路子系統(tǒng)模擬用戶接口 模擬用戶接口模擬用戶接口，是連接普通電話機的接口電路。 普通電話機的特點普通電話機的特點 是一個無源電聲轉(zhuǎn)換裝置； 通過對絞線以二線模擬方式連接到交換機； 利用二線上直流環(huán)路狀態(tài)表示忙閑； 利用號盤DP或DTMF方式發(fā)送呼叫號碼。 模擬用戶接口須具備的功能模擬用戶接口須具備的功能 BORSCHT-BORSCHT-饋電、過壓保護、振鈴、監(jiān)視、編譯碼、二/四線變換、測試等7項基本功能； 極性倒換、傳送主叫號碼等附加功能。111.1. B B(Battery(Battery feeding) feeding)饋電饋電2.2. O

5、 O(Overvoltage(Overvoltage protection) protection)過壓保護過壓保護3.3. R R(Ringing(Ringing control) control)振鈴控制振鈴控制4.4. S S(Supervision(Supervision) )監(jiān)視監(jiān)視5.5. C C(CODEC & filters)(CODEC & filters)編譯碼和濾波編譯碼和濾波6.6. H H(Hybrid(Hybrid circuit) circuit)混合電路混合電路7.7. T T(Test(Test) )測試測試12模擬用戶接口 測試測試T，通過繼

6、電器分別將外線或內(nèi)側(cè)電路，通過繼電器分別將外線或內(nèi)側(cè)電路連接到測試設(shè)備。連接到測試設(shè)備。外線測試可檢測用戶線短路、斷路、碰地、外線測試可檢測用戶線短路、斷路、碰地、搭接電力線等故障；搭接電力線等故障；內(nèi)側(cè)測試模仿話機的操作過程檢驗各功能電內(nèi)側(cè)測試模仿話機的操作過程檢驗各功能電路是否正常。路是否正常。振鈴振鈴R，通知被叫用戶有來話呼叫。，通知被叫用戶有來話呼叫。國標(biāo)規(guī)定，振鈴信號為有效值國標(biāo)規(guī)定，振鈴信號為有效值75V15V、25Hz的交流電壓，采用的交流電壓，采用1s通、通、4s斷周期斷周期方式向用戶話機饋送。方式向用戶話機饋送。 振鈴電壓較高，該模塊置于過壓保護功能振鈴電壓較高，該模塊置于過

7、壓保護功能模塊之外。模塊之外。13模擬用戶接口 過壓保護過壓保護O，為防止雷電等高壓損壞交，為防止雷電等高壓損壞交換機，三級保護：用戶配線架采用放換機，三級保護：用戶配線架采用放電管瀉放雷電等超高壓；接口板電管瀉放雷電等超高壓；接口板a、b線入口采用熱敏電阻、鉗位二極管限線入口采用熱敏電阻、鉗位二極管限制大于制大于160V的電壓流入板內(nèi)；振鈴電的電壓流入板內(nèi)；振鈴電路之后再用路之后再用48V鉗位二極管保護內(nèi)部低鉗位二極管保護內(nèi)部低壓電路。壓電路。饋電饋電B，向無源電話機饋送，向無源電話機饋送 -48V直流直流電源，電流保持在電源，電流保持在2050mA，饋電電，饋電電路要盡量減小對話音信號傳輸

8、的跨接路要盡量減小對話音信號傳輸?shù)目缃雍凸材Ｓ绊?。和共模影響。監(jiān)視監(jiān)視S，利用檢測是否在用戶環(huán)路上，利用檢測是否在用戶環(huán)路上有直流流過來判別用戶摘有直流流過來判別用戶摘/掛機狀態(tài)，掛機狀態(tài)，直流脈沖撥號數(shù)字變化。直流脈沖撥號數(shù)字變化。二二/四線變換四線變換H，利用混合線，利用混合線圈或半導(dǎo)體電路完成外部二圈或半導(dǎo)體電路完成外部二線傳輸?shù)絻?nèi)部四線傳輸方式線傳輸?shù)絻?nèi)部四線傳輸方式的轉(zhuǎn)換。的轉(zhuǎn)換。14模擬用戶接口 編譯碼編譯碼C，數(shù)字交換機只進行數(shù)字信，數(shù)字交換機只進行數(shù)字信號交換，外線用戶環(huán)路采用模擬方號交換，外線用戶環(huán)路采用模擬方式傳送話音信號，需采用式傳送話音信號，需采用PCM編譯編譯碼器完成

9、相互轉(zhuǎn)換。碼器完成相互轉(zhuǎn)換。極性倒換附加功能，當(dāng)交換機獲知本極性倒換附加功能，當(dāng)交換機獲知本次呼叫的被叫已摘機時，利用繼電器次呼叫的被叫已摘機時，利用繼電器倒換饋送給倒換饋送給a、b線的電源極性，以通線的電源極性，以通知主叫終端開始計費。知主叫終端開始計費。傳送主叫號碼附加功能，傳送主叫號碼附加功能，當(dāng)該接口的終端作為被叫當(dāng)該接口的終端作為被叫時，在振鈴間隙利用時，在振鈴間隙利用FSK調(diào)制器將主叫號送給被叫調(diào)制器將主叫號送給被叫終端顯示。終端顯示。DTMF收號，可利用專用收號，可利用專用單片電路分錄接收，也可單片電路分錄接收，也可以設(shè)置集中的收號器通過以設(shè)置集中的收號器通過交換網(wǎng)絡(luò)選擇連接進行

10、集交換網(wǎng)絡(luò)選擇連接進行集中收號。中收號。15模擬用戶接口電路實現(xiàn)示例 162. 用戶級和遠端模塊 用戶級，用戶集線器的簡稱，完成用戶話務(wù)的集中和分配功能，對用戶呼叫信令進行預(yù)處理。目的是減少PCM鏈路和減輕主控CPU的處理負荷。遠端模塊遠端模塊，遠離交換機主體且用戶話務(wù)較為集中，將用戶級和用戶接口功能部件移出交換機，然后通過數(shù)字中繼接口連接交換機。遠端模塊是一個基本完整的交換機，但不對用戶呼叫進行接續(xù)處理，只是集中并轉(zhuǎn)送給主交換處理器進行處理。173. 數(shù)字用戶接口 典型的典型的2B+D基本速率接口?；舅俾式涌谀K結(jié)構(gòu)。國標(biāo)規(guī)定，采用塊結(jié)構(gòu)。國標(biāo)規(guī)定，采用2B1Q碼、回波抵消技術(shù)，以碼、回波

11、抵消技術(shù)，以數(shù)字方式在用戶環(huán)路上傳送數(shù)字方式在用戶環(huán)路上傳送數(shù)據(jù)和話音信號。數(shù)據(jù)和話音信號?；舅俾式涌谔峁﹥蓚€基本速率接口提供兩個64kbps的的B信道和一個信道和一個16kbps的的D信道。信道。B信道可用來傳輸數(shù)字話音、低信道可用來傳輸數(shù)字話音、低速圖像和數(shù)據(jù)，速圖像和數(shù)據(jù)，D信道用傳送信信道用傳送信令和低速數(shù)據(jù)。令和低速數(shù)據(jù)。182B+D數(shù)字用戶線接口示例 193. 數(shù)字用戶接口 基群速率數(shù)字用戶接口，采用數(shù)字基群速率數(shù)字用戶接口，采用數(shù)字中繼接口電路，但在信令方式上為中繼接口電路，但在信令方式上為用戶信令方式，可提供用戶信令方式，可提供30個個B信道信道和一個和一個D信道傳送語音或數(shù)

12、據(jù)，主信道傳送語音或數(shù)據(jù)，主要用于大客戶、集群用戶的接入。要用于大客戶、集群用戶的接入?；核俾蕯?shù)字用戶接口，常稱作基群速率數(shù)字用戶接口，常稱作V5接口，接口，V5.1為一個為一個2Mbps群，群，V5.2可有最多可有最多16個個2Mbps群。群。204. 數(shù)字中繼接口 數(shù)字中繼接口是數(shù)字交換系統(tǒng)與數(shù)字中繼線之間的接口電路，用于交換機之間及其他傳輸系統(tǒng)之間的數(shù)字信號傳輸連接。 數(shù)字中繼接口由碼型變換、時鐘提取、幀同步和復(fù)幀同步、幀定位、信令提取和插入、告警處理等模塊組成。214. 數(shù)字中繼接口 224. 數(shù)字中繼接口 (1)碼形變換碼形變換，將單極性碼變成雙極性碼，以適應(yīng)外部線路傳輸特性的需要

13、，內(nèi)部為不歸零碼，外部可為HDB3/AMI碼。 (2)時鐘提取時鐘提取，從輸入PCM碼流中提取2.048MHz時鐘信號。 (3)幀同步和復(fù)幀同步幀同步和復(fù)幀同步，幀同步就是確定TS0的位置。搜索特定碼組“x0011011”，連續(xù)兩次搜索到該碼組即可確定TS0位置。234. 數(shù)字中繼接口 復(fù)幀同步主要在隨路信令應(yīng)用情形下有效，當(dāng)采用No.7信令時TS16同于其他話音數(shù)據(jù)時隙。 隨路信令方式時， TS16用作話路狀態(tài)信令通道，30話路復(fù)用，每幀的TS16傳2個話路的狀態(tài)，16幀為一個復(fù)幀。 復(fù)幀定位利用第0#子幀TS16傳送“00001A11”來標(biāo)識。244. 數(shù)字中繼接口 (4) 告警檢測告警檢

14、測，當(dāng)時鐘或幀同步故障，則強迫進入搜索和再同步狀態(tài)，并產(chǎn)生告警信息。 (5)內(nèi)部時鐘內(nèi)部時鐘，兩交換機互連，其時鐘永遠存在差異，不可能做到絕對同步，通常利用彈性緩存器暫存輸入PCM碼流，用本機時鐘讀出，使兩交換機時隙相位達到相對同步。254. 數(shù)字中繼接口 (6)信令提取和插入信令提取和插入，復(fù)幀第115幀的TS16傳送隨路信令的線路狀態(tài)信令，信令提取時將每幀收到的8比特分成兩個4比特送給交換機控制系統(tǒng)，插入時則執(zhí)行相反過程。 (7)連零控制連零控制，由于比特同步和幀同步的需要，不允許PCM鏈路輸出超過4個比特位置連續(xù)為0，當(dāng)出現(xiàn)時則自動插1，接收時再去掉。265. 模擬中繼接口 275. 模

15、擬中繼接口 與模擬交換機互連的中繼接口，采用模擬中繼線連接。 國標(biāo)規(guī)定，模擬中繼接口類型和信令配合多達18種，有二線、四線、六線和八線接口，復(fù)雜，現(xiàn)已較少使用。286. 信令設(shè)備 信令的作用是通知交換機控制系統(tǒng)實施通信電路的建立和釋放，控制呼叫進程。 信令可有直流狀態(tài)信令、DTMF/MFC地址信令、音信號和鈴流、No.7分組信令，種類和格式繁雜，并且不太適合交換控制系統(tǒng)處理。 信令設(shè)備，作用是收集各類信令消息，并轉(zhuǎn)換成適合控制系統(tǒng)處理的數(shù)據(jù)格式，或者執(zhí)行相反過程。297. 數(shù)字交換網(wǎng)絡(luò) 功能功能，將某條線路上某個時間傳輸?shù)挠脩魯?shù)據(jù)信號搬移到另一線路的某個時間上輸出，遞交給接收該信號的用戶，以實

16、現(xiàn)任意兩用戶間的互連通信。307. 數(shù)字交換網(wǎng)絡(luò) 312.3.2 控制子系統(tǒng) 主要由處理機組成，存儲器作主要由處理機組成，存儲器作為輔助環(huán)境，存儲處理程序、為輔助環(huán)境，存儲處理程序、交換機資源的狀態(tài)和參數(shù)，控交換機資源的狀態(tài)和參數(shù)，控制交換機動作，建立和釋放通制交換機動作，建立和釋放通信電路。信電路。遠程維護遠程維護本地維護本地維護32程控交換機的控制方式程控交換機的控制方式主要分三類：主要分三類： 集中集中控制方式控制方式 - - 一臺一臺CPUCPU控制，主備用方式控制，主備用方式 分級分級控制方式控制方式 - - 多臺多臺CPUCPU分級控制分級控制 全分布全分布控制方式控制方式 - -

17、 多臺多臺CPUCPU分布在各個模塊控制分布在各個模塊控制331. 集中控制 主處理機負責(zé)整個交換機呼叫處理和主處理機負責(zé)整個交換機呼叫處理和資源管理，故障時倒換到備用機。結(jié)資源管理，故障時倒換到備用機。結(jié)構(gòu)簡單，但倒換時會丟失當(dāng)前的呼叫構(gòu)簡單，但倒換時會丟失當(dāng)前的呼叫處 理 和 已 建 立 的 連 接 。處 理 和 已 建 立 的 連 接 。處理機都處于工作態(tài)，都接收當(dāng)前處理機都處于工作態(tài)，都接收當(dāng)前的資源狀態(tài)和呼叫請求，但只一個的資源狀態(tài)和呼叫請求，但只一個有效發(fā)布控制命令?？刂平Y(jié)構(gòu)較復(fù)有效發(fā)布控制命令?？刂平Y(jié)構(gòu)較復(fù)雜，但一般不會丟失當(dāng)前的呼叫處雜，但一般不會丟失當(dāng)前的呼叫處理和已建立的連接。理和已建立的連接。341. 集中控制 優(yōu)點優(yōu)點： 處理機掌握整個系統(tǒng)的狀態(tài)，可訪問所有資源； 改變功能一般在軟件進行，較方便。 缺點缺點： 軟件須包含不同特性的功能，龐大，不便管理； 系統(tǒng)較脆弱，一旦故障會造成全局癱瘓。352. 分級控制* 用于控制的每臺處理機只能訪問部分資源或控制部分功能。* 按照其在管理任務(wù)中的關(guān)系，又可分為單級多機系統(tǒng)和多級多機系統(tǒng)。36（1）單級多機控制方式 37（2）多級多機處理機系統(tǒng) 383. 分布式控制 分布式控制分布式控制，每個功能板均配置單片機和處理程序，構(gòu)成完整的基礎(chǔ)模塊，通過相互通信對消息加工，協(xié)調(diào)完成所承擔(dān)的功能或作用。 結(jié)構(gòu)類似單級多