第三章電路交換技術(shù)及接口電路

1、 上一章我們介紹了交換網(wǎng)絡(luò)，交換機(jī)上一章我們介紹了交換網(wǎng)絡(luò)，交換機(jī)除了由交換網(wǎng)絡(luò)提供交換所需的通路，還除了由交換網(wǎng)絡(luò)提供交換所需的通路，還應(yīng)有實現(xiàn)控制功能的控制部件及其它接口應(yīng)有實現(xiàn)控制功能的控制部件及其它接口電路，本章即是介紹這些硬件。電路，本章即是介紹這些硬件。3.1 電路交換過程3.2 電路交換的接口電路 一 模擬用戶線接口電路 二 數(shù)字中繼電路3.3 控制系統(tǒng)主叫話機(jī) 交換機(jī)被叫話機(jī) 摘機(jī)撥號音 號碼回鈴音通話掛機(jī)振鈴摘機(jī)通話催掛音掛機(jī)呼叫(階段)消息傳輸釋放(階段)電路交換過程分三個階段: 呼叫建立、消息傳輸和釋放在呼叫建立和釋放階段用戶線和中繼線上傳輸?shù)男盘柗Q信令，起聯(lián)絡(luò)控制作用，

2、在消息 傳輸階段所傳輸?shù)男盘柗Q消息。電路交換在呼叫處理方面的基本要求: 能隨時發(fā)現(xiàn)呼叫的到來； 能接收并保存主叫發(fā)送的被叫號碼； 能檢測被叫的忙閑及是否存在空閑通路； 能向空閑的被叫用戶振鈴，建立通路； 能隨時發(fā)現(xiàn)任何一方用戶掛機(jī)； 前面談到外圍接口電路主要有用戶電路、中繼電路。 用戶電路 模擬用戶電路 數(shù)字用戶電路 中繼電路 模擬中繼電路 數(shù)字中繼電路 本節(jié)主要講解模擬用戶電路和數(shù)字中繼電路。一 模擬用戶線接口電路（Analog line circuit） 交換機(jī)與模擬用戶線的接口 模擬用戶線電路目前都是專用的集成電路，主要有七大功能：饋電、過壓保護(hù)、振鈴、監(jiān)視、混合、編譯碼與濾波、測試。

3、扼流圈阻止交流的話音信號通過電源回路串路。還有電流饋電方式，通過恒流源饋電，無需電感線圈。-48V電壓饋電式電路2 過壓保護(hù)過壓保護(hù)：避免高壓進(jìn)入交換機(jī)內(nèi)部而損壞交：避免高壓進(jìn)入交換機(jī)內(nèi)部而損壞交 換機(jī)，設(shè)置了兩極保護(hù)。換機(jī)，設(shè)置了兩極保護(hù)。 第一級在總配線架上安放保安器第一級在總配線架上安放保安器 第二級在用戶電路中設(shè)置二極管箝位電路第二級在用戶電路中設(shè)置二極管箝位電路保安器可為熱線圈或放電管，有高壓時，保安器動作，保安器可為熱線圈或放電管，有高壓時，保安器動作，會引高壓入地，但會引高壓入地，但 保安器的輸出電壓仍可達(dá)上百伏，故保安器的輸出電壓仍可達(dá)上百伏，故需第二級保護(hù)。需第二級保護(hù)。箝位

4、電路將用戶線箝位電路將用戶線(a或或b)的電壓箝位在的電壓箝位在-48V0V之間。之間。 熱敏電阻熱敏電阻R起限流作用，起限流作用，R的阻值隨電流增大而增大。的阻值隨電流增大而增大。僅有第一級或第二級保護(hù)是不夠的，需兩級配合使用。僅有第一級或第二級保護(hù)是不夠的，需兩級配合使用。E(-48V)內(nèi)線外線abRR3 振鈴：振鈴：提供振鈴所需提供振鈴所需25 50HZ，90V15V的的交流電壓，發(fā)送鈴流。交流電壓，發(fā)送鈴流。 過程：過程：控制系統(tǒng)發(fā)控制系統(tǒng)發(fā)“振鈴控制振鈴控制” 開關(guān)動作開關(guān)動作鈴流經(jīng)用戶線送達(dá)用戶話機(jī)鈴流經(jīng)用戶線送達(dá)用戶話機(jī)振鈴振鈴用戶摘機(jī)用戶摘機(jī)振鈴電路產(chǎn)生振鈴電路產(chǎn)生“截鈴截鈴”

5、信號信號控制系統(tǒng)停止控制系統(tǒng)停止“振振鈴控制鈴控制”信號信號開關(guān)釋放開關(guān)釋放 停止振鈴?fù)Ｖ拐疋徔刂葡到y(tǒng)振鈴電路S振鈴控制用戶線截鈴原理圖：通過用戶線回路狀態(tài)來監(jiān)視用戶狀態(tài) 摘、掛機(jī)狀態(tài) 用戶狀態(tài) 號盤話機(jī)的撥號脈沖 投幣話機(jī)的輸入信號用戶線監(jiān)視信號-V原理圖實現(xiàn)用戶線上的模擬信號與交換機(jī)內(nèi)部實現(xiàn)用戶線上的模擬信號與交換機(jī)內(nèi)部的的PCM信號之間的轉(zhuǎn)換。信號之間的轉(zhuǎn)換。編碼器譯碼器平滑模擬模擬3003400HZPCMPCM交換機(jī)側(cè)用戶側(cè) 用戶話機(jī)的模擬信號是二線雙向 PCM數(shù)字信號在去話方向上要進(jìn)行編碼，在來話方向上要進(jìn)行譯碼，必須采用四線制的單向傳輸。 當(dāng)故障發(fā)生時，測試開關(guān)將用戶內(nèi)線與用戶外線

6、分開，以測定故障是局內(nèi)設(shè)備故障，還是局外設(shè)備故障。 模擬用戶線電路的功能框見書，通過該框圖了解各功能電路的位置(先后次序) 測試換極振鈴過壓保護(hù) 饋電，監(jiān)視 混合濾波與編譯碼 模擬中繼電路與模擬用戶電路有許多相同的地方，同學(xué)們自己看是數(shù)字中繼線和交換機(jī)的接口，主要實現(xiàn)碼型變換、同步和信令控制三方面的功能。具體功能如下：1 碼型變換 完成中繼線上適于遠(yuǎn)距離傳輸?shù)碾p極性的HDB3或AMI碼與交換機(jī)內(nèi)部單極性的NRZ碼之間的相互轉(zhuǎn)換。單極性雙極性 NRZ HDB3(或AMI)遠(yuǎn)距離傳輸碼型的特點： 便于時鐘提取，具有內(nèi)在的檢錯能力，具有良好的譜結(jié)構(gòu)，便于線路均衡和回波抵消等。2 時鐘提?。簳r鐘提?。?/p>

7、從輸入的從輸入的PCM碼流中提取對端局的碼流中提取對端局的時鐘頻率，作為輸入基準(zhǔn)時鐘，使時鐘頻率，作為輸入基準(zhǔn)時鐘，使 收發(fā)頻率一收發(fā)頻率一致，又稱位同步，不至于漏位或一位數(shù)據(jù)重復(fù)致，又稱位同步，不至于漏位或一位數(shù)據(jù)重復(fù)接收。接收。時鐘提取電路：時鐘提取電路：鎖相環(huán)，諧振回路，晶體濾波鎖相環(huán)，諧振回路，晶體濾波01001011讀出結(jié)果：讀出結(jié)果：0010010011讀出結(jié)果：讀出結(jié)果：01000113 幀幀/復(fù)幀同步復(fù)幀同步幀同步：幀同步：使收、發(fā)兩端各路時隙對齊，以便使收、發(fā)兩端各路時隙對齊，以便 發(fā)端所發(fā)送的各路信息都能夠被收發(fā)端所發(fā)送的各路信息都能夠被收 端各路正確接收而不會錯路。端各路

8、正確接收而不會錯路。方法：方法：識別幀同步碼識別幀同步碼0011011復(fù)幀同步：復(fù)幀同步：使收、發(fā)兩端一復(fù)幀中的幀與幀使收、發(fā)兩端一復(fù)幀中的幀與幀 對齊，以便正確接收各路標(biāo)志信對齊，以便正確接收各路標(biāo)志信 號。號。方法：方法：識別復(fù)幀同步碼識別復(fù)幀同步碼0 0 0 1 1 0 1 1TS0TS1TS0TS1 將輸入的將輸入的PCM碼流同步到本局時鐘上碼流同步到本局時鐘上來（頻率相位一致），以便進(jìn)入本局交換來（頻率相位一致），以便進(jìn)入本局交換機(jī)流通。機(jī)流通。彈性存儲器寫入控制讀出控制本局時鐘及幀同步PCM出PCM入時鐘提取及幀同步 檢測：幀/復(fù)幀同步檢測 誤碼檢測 對端告警檢測 告警處理：告警比

9、特插入 TS16中的標(biāo)志信號的提?。ㄊ諘r）和插入（發(fā)時）數(shù)字中繼電路的結(jié)構(gòu)框圖雙/單碼型變換幀定位信令提取時鐘提取幀/復(fù)幀同步告警檢測幀同步復(fù)幀同步指示信令告警控制幀/復(fù)幀同步及告警比特插入信令插入 信令碼型變化單/雙內(nèi)部時鐘 程控交換機(jī)中的控制系統(tǒng)實際上是一個多處理機(jī)系統(tǒng)，或計算機(jī)的局域網(wǎng) ，沒有必要討論每臺處理機(jī)的組成，這里只了解控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)方式。 控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)方式主要由控制系統(tǒng)的控制方式、處理機(jī)的分工方式來決定。 控制方式控制方式 集中控制集中控制 分散控制分散控制 分級控制分級控制 全分散控制全分散控制1 集中控制集中控制 處理機(jī)可以使用所有的資源，完成所有的處理機(jī)可以使用所有的資

10、源，完成所有的功能。功能。 特點：特點：靈活性差，經(jīng)濟(jì)性差（處理機(jī)復(fù)雜靈活性差，經(jīng)濟(jì)性差（處理機(jī)復(fù)雜 故貴），故貴）， 軟件龐大，維護(hù)困難軟件龐大，維護(hù)困難資源資源1資源資源2資源資源m處處理理機(jī)機(jī) 1處處理理機(jī)機(jī) 2處處理理機(jī)機(jī) n功能功能1功能功能2功能功能f圖：集中控制系統(tǒng) 控制系統(tǒng)中的每臺處理機(jī)只能使用部分資源，完成部分功能。分級式多處理機(jī)系統(tǒng) 將控制功能分級，不同層次的控制功能由不同的處理機(jī)完成。 分布式（全分散）多處理機(jī)系統(tǒng) 取消了中央處理機(jī)，處理機(jī)遍布于每個功能模塊，每個模塊都具有通路選擇和建立功能。設(shè)立輔助控制單元完成較高層次的呼叫處理和控制功能，如S-1240型數(shù)字交換機(jī)。

11、特點：更好地使用硬件和軟件的模塊化，便于系統(tǒng)擴(kuò)充，提高了系統(tǒng)的可靠性和靈活性。 話 路 設(shè) 備預(yù)處理機(jī)1用戶處理機(jī) 呼叫處理機(jī)可有多臺維護(hù)管理處理機(jī) 圖：分級控制系統(tǒng)預(yù)處理機(jī)1預(yù)處理機(jī)1數(shù)字交換網(wǎng)絡(luò) DSN模擬用戶模塊S-1240型數(shù)字交換機(jī)數(shù)字用戶模塊ISDN用戶模塊服務(wù)電路模塊公共信道模塊模擬中繼模塊數(shù)字中繼模塊ISDN中繼模塊維護(hù)和外設(shè)模塊話務(wù)員接口模塊輔助控制單元1按功能分擔(dān) 如分級控制的不同級之間是按功能分擔(dān)2容量分擔(dān) 完成的功能一樣，使用的資源不一樣，如分級控制的同級處理機(jī)之間可按容量分擔(dān)。3話務(wù)分擔(dān) 各承擔(dān)一部分話務(wù)，完成的功能一樣，使用的資源也一樣，如集中控制的處理機(jī)之間可按話

12、務(wù)分擔(dān)。4業(yè)務(wù)分擔(dān) 按業(yè)務(wù)類別分擔(dān)，實現(xiàn)的功能不一樣，使用的資源也不一樣，分布式控制即是采用業(yè)務(wù)分擔(dān) 對交換機(jī)的控制系統(tǒng)的可靠性要求非常高，指標(biāo)是累計間斷時間3分鐘/每年，為了提高控制系統(tǒng)的可靠性，采用冗余配置。 對于完成重要功能的處理機(jī)采用1+1冗余配置，不重要的則可采用(n+1)冗余配置(即n臺處理機(jī)1臺冗余)。 1+1的冗余配置有三種工作方式: 同步雙工工作方式 雙機(jī) 互助(話務(wù)分擔(dān)) 主/備用方式1 同步雙工工作方式（同時接收話路設(shè)備的輸入信息，執(zhí)行相同的指令） 兩臺處理機(jī)同步工作，執(zhí)行結(jié)果進(jìn)行比較，相同則繼續(xù)。 兩臺處理機(jī)中只有一臺處理機(jī)輸出信息控制話路設(shè)備工作，如結(jié)果不一致，則中斷

13、正常業(yè)務(wù)，各自啟動檢測程序，檢測有故障的處理機(jī)退出服務(wù)，且應(yīng)盡快修復(fù)，返回到工作系統(tǒng)中。 話 路 設(shè) 備處理機(jī) A比較器處理機(jī) 存儲器同步雙工工作方式B特點（1）對硬件故障反應(yīng)快，對軟件故障沒有容錯能力（2）需不停進(jìn)行同步復(fù)核，降低了處理機(jī)的效率。 話 路 設(shè) 備處理機(jī) A比較器處理機(jī) 存儲器同步雙工工作方式B 話務(wù)工作由兩臺能獨立承擔(dān)該話務(wù)工作的處理機(jī)分擔(dān)，一旦有一臺處理機(jī)出現(xiàn)故障，就由另一臺處理機(jī)承擔(dān)全部的話務(wù)工作。故障處理機(jī)應(yīng)盡快修復(fù)，返回到工作系統(tǒng)中。話話 路路 設(shè)設(shè) 備備處理機(jī)處理機(jī)處理機(jī)處理機(jī) A處理機(jī)處理機(jī) B禁禁止止設(shè)設(shè)備備存儲存儲器器A存儲存儲器器B 一旦某個話務(wù)工作被一臺處理機(jī)接受處理，禁止設(shè)備就禁止另一臺處理機(jī)再去處理該話務(wù)優(yōu)點：(1)過負(fù)荷能力強(qiáng)。(2)對軟件故障有容錯能力。(3)調(diào)試新軟件，擴(kuò)充新設(shè)備時，可使一臺服務(wù)，一臺調(diào)試。缺點：為避免雙機(jī)同搶資源，雙機(jī)通信息較頻繁，使軟件較復(fù)雜，對硬件故障不如同步方式反應(yīng)快。3 主/備方式 一臺處理機(jī)聯(lián)機(jī)工作，一臺處理機(jī)備用，一旦主用機(jī)出現(xiàn)故障，進(jìn)行主/備用設(shè)備切換。特點： 實現(xiàn)簡單，主/備用切換時會產(chǎn)生延誤或已有的連接中斷。通信方式通信方式 利用利用PCM信道信道 利用利用TS16進(jìn)行