程控交換原理第1章課件

1、通信教研 焦禹淦1電子工程系辦公室34將多個輸入和多個輸出任意兩將多個輸入和多個輸出任意兩兩聯(lián)通和切斷的功能。兩聯(lián)通和切斷的功能。 即電話網(wǎng)內(nèi)的任一個用戶可以按著自己的要求與即電話網(wǎng)內(nèi)的任一個用戶可以按著自己的要求與網(wǎng)內(nèi)的其他用戶進行信息交換。網(wǎng)內(nèi)的其他用戶進行信息交換。51.1 交換的概念交換的概念終端傳輸媒介終端消息消息終端傳輸媒介終端消息消息終端傳輸媒介終端消息消息14141. 1. 電信網(wǎng)的構(gòu)成要素及主要功能電信網(wǎng)的構(gòu)成要素及主要功能基本的電信網(wǎng)由基本的電信網(wǎng)由終端終端、傳輸傳輸和和交換交換等三類設(shè)備組成。等三類設(shè)備組成。1) 1) 終端設(shè)備終端設(shè)備終端設(shè)備的主要功能是把待傳送的終端設(shè)

2、備的主要功能是把待傳送的信息信息和在信道上傳送的和在信道上傳送的信號信號進進行相互轉(zhuǎn)換。行相互轉(zhuǎn)換。對應(yīng)不同的電信業(yè)務(wù)有不同的終端設(shè)備，如電話業(yè)務(wù)的終端設(shè)備就是對應(yīng)不同的電信業(yè)務(wù)有不同的終端設(shè)備，如電話業(yè)務(wù)的終端設(shè)備就是電話機終端，數(shù)據(jù)通信的終端設(shè)備就是計算機等。電話機終端，數(shù)據(jù)通信的終端設(shè)備就是計算機等。 消息：通常把語言和聲音、音樂、文字、符號、數(shù)據(jù)、圖象等統(tǒng)稱為消息：通常把語言和聲音、音樂、文字、符號、數(shù)據(jù)、圖象等統(tǒng)稱為消息。消息。信息：消息中所給予收信者的新知識或消息中包含的有意義的內(nèi)容。信息：消息中所給予收信者的新知識或消息中包含的有意義的內(nèi)容。信號：描寫與消息相對應(yīng)的電信號或光信號

3、，是傳遞信息的載體。信號：描寫與消息相對應(yīng)的電信號或光信號，是傳遞信息的載體。 2) 2) 傳輸設(shè)備傳輸設(shè)備傳輸設(shè)備是傳輸媒介的總稱，它是電信網(wǎng)中的連接設(shè)傳輸設(shè)備是傳輸媒介的總稱，它是電信網(wǎng)中的連接設(shè)備，是信息和信號的傳輸通路。備，是信息和信號的傳輸通路。傳輸鏈路的實現(xiàn)方式很多，如市內(nèi)電話網(wǎng)的用戶端電纜，傳輸鏈路的實現(xiàn)方式很多，如市內(nèi)電話網(wǎng)的用戶端電纜，局間中繼設(shè)備和長途傳輸網(wǎng)的數(shù)字微波系統(tǒng)、衛(wèi)星系統(tǒng)以局間中繼設(shè)備和長途傳輸網(wǎng)的數(shù)字微波系統(tǒng)、衛(wèi)星系統(tǒng)以及光纖系統(tǒng)等。及光纖系統(tǒng)等。 3) 3) 交換設(shè)備交換設(shè)備如果說傳輸設(shè)備是電信網(wǎng)絡(luò)的神經(jīng)系統(tǒng)，那么交換系統(tǒng)如果說傳輸設(shè)備是電信網(wǎng)絡(luò)的神經(jīng)系統(tǒng)，那

4、么交換系統(tǒng)就是各個神經(jīng)的中樞，它為就是各個神經(jīng)的中樞，它為信源信源和和信宿信宿之間架設(shè)通信的橋梁之間架設(shè)通信的橋梁?；竟δ芑竟δ埽焊鶕?jù)地址信息進行網(wǎng)內(nèi)鏈路的連接，以使電信網(wǎng)：根據(jù)地址信息進行網(wǎng)內(nèi)鏈路的連接，以使電信網(wǎng)中的所有終端能建立信號通路，實現(xiàn)任意通信雙方的信號交中的所有終端能建立信號通路，實現(xiàn)任意通信雙方的信號交換。換。對不同的電信業(yè)務(wù)，交換系統(tǒng)的性能要求不同，例如對電話對不同的電信業(yè)務(wù)，交換系統(tǒng)的性能要求不同，例如對電話業(yè)務(wù)網(wǎng)，交換系統(tǒng)的要求是話音信號的傳輸時延應(yīng)盡量小，業(yè)務(wù)網(wǎng)，交換系統(tǒng)的要求是話音信號的傳輸時延應(yīng)盡量小，因此目前電話業(yè)務(wù)網(wǎng)的交換系統(tǒng)主要采用直接接續(xù)通話電路因此目前

5、電話業(yè)務(wù)網(wǎng)的交換系統(tǒng)主要采用直接接續(xù)通話電路的的電路交換電路交換設(shè)備。交換系統(tǒng)除電路交換設(shè)備外，還有適合于設(shè)備。交換系統(tǒng)除電路交換設(shè)備外，還有適合于其他業(yè)務(wù)網(wǎng)用的報文交換設(shè)備和分組交換設(shè)備等。其他業(yè)務(wù)網(wǎng)用的報文交換設(shè)備和分組交換設(shè)備等。 由于交換系統(tǒng)的設(shè)備承擔(dān)了所有終端設(shè)備的匯接及轉(zhuǎn)接由于交換系統(tǒng)的設(shè)備承擔(dān)了所有終端設(shè)備的匯接及轉(zhuǎn)接任務(wù)，在通信網(wǎng)中成為了關(guān)鍵點，因此在網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)圖中任務(wù)，在通信網(wǎng)中成為了關(guān)鍵點，因此在網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)圖中，常將含交換系統(tǒng)的點稱為，常將含交換系統(tǒng)的點稱為節(jié)點節(jié)點。電信網(wǎng)僅有上述設(shè)備往往不能形成一個完善的通信網(wǎng)電信網(wǎng)僅有上述設(shè)備往往不能形成一個完善的通信網(wǎng)，還必須包括，還

6、必須包括信令、協(xié)議和標(biāo)準(zhǔn)信令、協(xié)議和標(biāo)準(zhǔn)。從某種意義上說，信令。從某種意義上說，信令是實現(xiàn)網(wǎng)內(nèi)設(shè)備相互聯(lián)絡(luò)的依據(jù)，協(xié)議和標(biāo)準(zhǔn)是構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)是實現(xiàn)網(wǎng)內(nèi)設(shè)備相互聯(lián)絡(luò)的依據(jù)，協(xié)議和標(biāo)準(zhǔn)是構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)的規(guī)則。因為它們可使用戶和網(wǎng)絡(luò)資源之間，以及各交換的規(guī)則。因為它們可使用戶和網(wǎng)絡(luò)資源之間，以及各交換設(shè)備之間有共同的設(shè)備之間有共同的“語言語言”，通過這些，通過這些“語言語言”可使網(wǎng)絡(luò)可使網(wǎng)絡(luò)合理地運轉(zhuǎn)和正確地控制，從而達到全網(wǎng)互通的目的。合理地運轉(zhuǎn)和正確地控制，從而達到全網(wǎng)互通的目的。 2. 2. 電話網(wǎng)的特點電話網(wǎng)的特點電話網(wǎng)最初的設(shè)計目標(biāo)很簡單，就是要支持話音通信電話網(wǎng)最初的設(shè)計目標(biāo)很簡單，就是要支持話音通

7、信，因此話音業(yè)務(wù)的特點也就決定了電話網(wǎng)的技術(shù)特征。話，因此話音業(yè)務(wù)的特點也就決定了電話網(wǎng)的技術(shù)特征。話音業(yè)務(wù)具有如下特點：音業(yè)務(wù)具有如下特點： (1) (1) 速率恒定且單一。每個用戶的話音經(jīng)過抽樣、量速率恒定且單一。每個用戶的話音經(jīng)過抽樣、量化、編碼后都形成了化、編碼后都形成了64 kb/s64 kb/s的速率。的速率。(2) 話音對丟失不敏感。電話通信中允許一定的信息丟話音對丟失不敏感。電話通信中允許一定的信息丟失，因為話音信息的相關(guān)性較強，可以通過通信的雙方用失，因為話音信息的相關(guān)性較強，可以通過通信的雙方用戶來恢復(fù)。戶來恢復(fù)。 (3) (3) 話音對實時性要求較高。話音通信中，時延應(yīng)盡

8、量話音對實時性要求較高。話音通信中，時延應(yīng)盡量小，用戶雙方應(yīng)像面對面一樣進行交流。小，用戶雙方應(yīng)像面對面一樣進行交流。(4) (4) 話音具有連續(xù)性。通話雙方一般是在較短的時間話音具有連續(xù)性。通話雙方一般是在較短的時間內(nèi)連續(xù)地表達自己的通信信息的。內(nèi)連續(xù)地表達自己的通信信息的。隨著通信技術(shù)的發(fā)展，通信的業(yè)務(wù)將越來越豐富隨著通信技術(shù)的發(fā)展，通信的業(yè)務(wù)將越來越豐富22232331 最簡單的通信網(wǎng)最簡單的通信網(wǎng)(communication network) 僅由僅由組成，如圖組成，如圖4所示。所示。每一臺通信終端通過一每一臺通信終端通過一條專門的用戶環(huán)線條專門的用戶環(huán)線(或簡或簡稱稱)與交換機中的與

9、交換機中的相應(yīng)接口連接。相應(yīng)接口連接。圖圖4 由一臺交換機組成的通信網(wǎng)由一臺交換機組成的通信網(wǎng)交換機用戶接口用戶環(huán)線32 當(dāng)用戶數(shù)量很多且分布的區(qū)域較廣時，一臺交換機不能覆當(dāng)用戶數(shù)量很多且分布的區(qū)域較廣時，一臺交換機不能覆蓋所有用戶，這時就需要設(shè)置蓋所有用戶，這時就需要設(shè)置組成如圖組成如圖5所示的通信所示的通信網(wǎng)。網(wǎng)。 通信網(wǎng)匯接交換機市話交換機用戶交換機中繼線用戶線圖圖5 多臺交換機組成的通信網(wǎng)多臺交換機組成的通信網(wǎng)33圖圖5 多臺交換機組成的通信網(wǎng)多臺交換機組成的通信網(wǎng)通信網(wǎng)匯接交換機市話交換機用戶交換機中繼線用戶線網(wǎng)中直接連接電話機或終端的交換機網(wǎng)中直接連接電話機或終端的交換機,也稱為也

10、稱為，相應(yīng)，相應(yīng)的交換局稱為的交換局稱為34圖圖5 多臺交換機組成的通信網(wǎng)多臺交換機組成的通信網(wǎng)通信網(wǎng)匯接交換機市話交換機用戶交換機中繼線用戶線 僅與各交換機連接的交換機稱為僅與各交換機連接的交換機稱為。當(dāng)通信距當(dāng)通信距離很遠，離很遠，35圖圖5 多臺交換機組成的通信網(wǎng)多臺交換機組成的通信網(wǎng)通信網(wǎng)匯接交換機市話交換機用戶交換機中繼線用戶線交換機之間的線路稱為交換機之間的線路稱為。36圖圖5 多臺交換機組成的通信網(wǎng)多臺交換機組成的通信網(wǎng)通信網(wǎng)匯接交換機市話交換機用戶交換機中繼線用戶線用戶交換機用戶交換機PBX(Private Branch Exchange) :常用于一個集團的內(nèi)部。常用于一個集

11、團的內(nèi)部。PBX與市話交換機之間的中繼線數(shù)目通與市話交換機之間的中繼線數(shù)目通常遠比常遠比PBX所連接的用戶線數(shù)目少，因此當(dāng)集團中的電話主要用所連接的用戶線數(shù)目少，因此當(dāng)集團中的電話主要用于內(nèi)部通信時，采用于內(nèi)部通信時，采用PBX要比將所有話機都連到市話交換機上更要比將所有話機都連到市話交換機上更經(jīng)濟。當(dāng)經(jīng)濟。當(dāng)PBX具有自動交換能力時，又稱為具有自動交換能力時，又稱為PABX(Private Automatic Branch Exchange)。公共電話網(wǎng)只負責(zé)接續(xù)到公共電話網(wǎng)只負責(zé)接續(xù)到PBX，進一步從進一步從PBX到電話機的接續(xù)常需要由話務(wù)員轉(zhuǎn)接到電話機的接續(xù)常需要由話務(wù)員轉(zhuǎn)接，或采用特殊

12、，或采用特殊的直接接入設(shè)備的直接接入設(shè)備(DID)。37圖圖5 多臺交換機組成的通信網(wǎng)多臺交換機組成的通信網(wǎng)通信網(wǎng)匯接交換機市話交換機用戶交換機中繼線用戶線38圖圖5 多臺交換機組成的通信網(wǎng)多臺交換機組成的通信網(wǎng)通信網(wǎng)匯接交換機市話交換機用戶交換機中繼線用戶線由此可見，交換機在通信網(wǎng)中起著非常重要的作用，由此可見，交換機在通信網(wǎng)中起著非常重要的作用，它就像它就像可以使路上的車輛可以使路上的車輛(信息信息)安全、快捷地通往任何一個道口安全、快捷地通往任何一個道口(交換機輸出端口交換機輸出端口)。392 交換機的發(fā)展交換機的發(fā)展手手搖搖式、式、戰(zhàn)戰(zhàn)爭爭時時期期 402 交換機的發(fā)展交換機的發(fā)展轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)

13、盤盤式、式、改改革革開開放放初初期、期、自自動動化化 412 交換機的發(fā)展交換機的發(fā)展按按鍵鍵式、式、開開放放安安裝裝 422 交換機的發(fā)展交換機的發(fā)展無無繩、繩、移移動動電電話話 4445 非常簡單，非常簡單，接線由人工控制。由于人工接續(xù)的固有接線由人工控制。由于人工接續(xù)的固有如如等，迫使人們尋求自等，迫使人們尋求自動接續(xù)方式。動接續(xù)方式。46 1892年年發(fā)明了自動電話交換機，并開通使用。用發(fā)明了自動電話交換機，并開通使用。用自動選擇器取代了話務(wù)員，通常稱步進制交換機。自動選擇器取代了話務(wù)員，通常稱步進制交換機。 這種交換機的交換網(wǎng)絡(luò)由這種交換機的交換網(wǎng)絡(luò)由組成，主叫用戶組成，主叫用戶的的的動作，從而的動作，從而完成電話的接續(xù)。步進選擇器動作范圍大，帶來的直接后完成電話的接續(xù)。步進選擇器動作范圍大，帶來的直接后果是果是的方式導(dǎo)致的方式導(dǎo)致非常不靈活。非常不靈活。 474849縱橫制交換機（縱橫制交換機（ 1919年發(fā)明年發(fā)明）縱橫接線器由縱線（入縱橫接