第19章-物聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)(曾憲武)LXX20147

第19章程控交換與ISDN19.1數(shù)字程控交換技術(shù)19.2信令系統(tǒng)及No.7信令19.3綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)本章小結(jié)19.1數(shù)字程控交換技術(shù)

19.1.1程控交換的基本概念

1.程控交換的基本結(jié)構(gòu)

程控交換機由話路部分和控制部分構(gòu)成，其基本結(jié)構(gòu)如圖19.1.1所示。話路部分由交換網(wǎng)絡(luò)、用戶電路、出入中繼等構(gòu)成；控制部分主要由計算機系統(tǒng)構(gòu)成。圖19.1.1程控交換機結(jié)構(gòu)框圖交換網(wǎng)可以是各種接線路(如縱橫接線器、編碼接線器、笛簧接線器等)，也可以是電子開關(guān)矩陣；它可以是空分的，也可以是時分的。交換網(wǎng)絡(luò)由CPU控制接續(xù)。

出入中繼電路是和其他電話交換機進行接口的電路。它用以傳輸交換機之間的各種通信信號，同時也用來監(jiān)視局間通話話路的狀態(tài)。

用戶電路是每個用戶話機獨用設(shè)備，只為一個用戶服務(wù)，它包括用戶狀態(tài)的監(jiān)視以及與用戶直接有關(guān)的功能等。2.程控交換的特點

（1）可為用戶提供除基本通話外的服務(wù)，如縮位撥號、叫醒服務(wù)、呼叫轉(zhuǎn)移、三方通話等服務(wù)。

（2）操作維護方便，可靠性高。程控交換機可以通過故障診斷程序?qū)收蠙z測和定位，在發(fā)生故障時能及時迅速處理。（3）具有較高的靈活性。對于交換機外部條件的變化，新業(yè)務(wù)的增加比較方便,往往只要改變軟件就能滿足不同外部條件（如市話局、長話局、匯接局或國際局等的不同需求）的需要，對于將來新業(yè)務(wù)的發(fā)展也帶來了方便。

（4）便于向綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)方向發(fā)展。在發(fā)展過程中，程控交換機是非常重要的節(jié)點設(shè)備。

（5）可采用公共信道信號系統(tǒng)。采用該系統(tǒng)后，可以提高呼叫接續(xù)的速度,提供更多服務(wù)，改善通信質(zhì)量。

（6）有利于采用最新的電子技術(shù)，使整機的技術(shù)水平不斷提高和發(fā)展。3.程控交換技術(shù)提供的服務(wù)

一般服務(wù)主要包含以下基本內(nèi)容：市內(nèi)、長途、國際長途接續(xù)與計費、話務(wù)員服務(wù)，信息查詢服務(wù)、特服電話、公用電話、搗亂用戶查詢、缺席用戶服務(wù)、呼叫禁止、用戶觀察、縮位撥號、呼叫轉(zhuǎn)移、呼叫等待、遇忙轉(zhuǎn)移、無應(yīng)答轉(zhuǎn)移、叫醒服務(wù)、遇忙回叫、免打擾、熱線服務(wù)、限制呼叫、防止插入、會議電話、及時呼叫計費通知等。小交換機服務(wù)主要包含以下內(nèi)容：小交換機號的連選（即呼入、呼出中繼可選擇幾條線中的任意一個，這些線可用同一個號碼）、夜間服務(wù)、直接撥入分機、查詢保持呼叫、呼叫轉(zhuǎn)移、多方電話會議。對于集中式小交換機，與一般服務(wù)內(nèi)容相同外，還可提供直接撥出、同組中分機間撥號、保留呼叫、分機連選、截取呼叫、呼叫限制等。19.1.2數(shù)字交換網(wǎng)絡(luò)的基本結(jié)構(gòu)和工作原理

數(shù)字交換網(wǎng)絡(luò)是整個交換系統(tǒng)的核心，被交換的語音信號是PCM數(shù)字信號。在數(shù)字交換中，用戶的語音信號經(jīng)過抽樣、量化和編碼后組成PCM幀進入到數(shù)字交換網(wǎng)絡(luò)中。對于一個語音電話通信來說，通信的信號分為發(fā)送語音信號和接收語音信號兩部分，發(fā)送的語音信號需到達目標接收端，而接收的語音信號是由目標接收端所發(fā)出的，因此電話語音信號的交換是一個四線制的PCM信號交換，即時隙交換。其基本原理如圖19.1.2所示。在圖19.1.2中，PCM的發(fā)送/接收支路通過數(shù)字交換網(wǎng)絡(luò)的時隙交換進行交換，A端的發(fā)送時隙為Ts1，而到B端接收的已換成Ts3；相反方向，B端信號從Ts3發(fā)出，經(jīng)過交換網(wǎng)絡(luò)的交換后，在A端，收到的B信號被換成Ts1。圖19.1.2數(shù)字時隙交換原理圖1.時間T接線器

時隙交換所采用的器件是T接線器，T接線器的結(jié)構(gòu)如圖19.1.3所示，其功能是完成一條PCM復(fù)用線上各時隙之間信息的交換。圖19.1.3(a)為輸出控制方式的T接線器，圖19.1.3(b)為輸入控制方式的T接線器，它們均由語音存儲器(SM)可控制存儲器(CM)構(gòu)成。圖19.1.3T接線器結(jié)構(gòu)圖語音存儲器(SM)用來暫時存儲1幀的語音編碼信息，又稱緩沖存儲器，其存儲容量取決于PCM復(fù)用一幀的時隙數(shù)。當一幀有32個時隙時，SM有32個存儲單元；當1幀有512個時隙時，SM有512個存儲單元。由于SM中存放的是8bit語音編碼信息，故SM的字長為8bit?？刂拼鎯ζ?CM)用于對SM進行讀/寫控制，即用來寄存語音時隙地址，是SM存儲單元的地址，又稱地址存儲器或時址（時隙地址）存儲器，因此，CM的存儲容量大小與SM相同。CM的字長取決于SM的容量，也就是地址的多少，即T接線器PCM復(fù)用1幀的時隙總數(shù)。若時隙總數(shù)為32，則CM的字長應(yīng)為5bit，此時SM的地址只有25＝32個；若時隙總數(shù)為512，則CM的字長應(yīng)為9bit。輸出控制方式又稱“順序?qū)懭?，控制讀出”。SM的寫入由時隙計數(shù)器控制，按時隙計數(shù)順序進行，PCM入線上各時隙信號按時隙順序依次寫入對應(yīng)的SM的存儲單元，SM的單元號與輸入時隙號相對應(yīng)。例如，Ts1時隙中的信息被寫入SM的1號單元。SM的讀出要受到CM的控制，由CM提供地址。當時隙計數(shù)器計數(shù)到規(guī)定的輸出時隙時，讀取CM內(nèi)容，根據(jù)CM給出的SM地址讀出SM內(nèi)的數(shù)字信息，并送至出線相應(yīng)時隙，因此CM的單元號與輸出時隙號相對應(yīng)。例如，圖19.1.3(a)中T接線器的輸入線和輸出線都為包含32個時隙的PCM復(fù)用線，即SM和CM的存儲單元數(shù)均為32。假設(shè)用戶A占用時隙1(Ts1)，用戶B占用時隙12(Ts12)，若A、B兩個用戶要互相通話，則在A通話時應(yīng)將Ts1上的語音編碼信息a交換到Ts12中。此時，當時隙計數(shù)器計數(shù)到1時，就將信息a寫入SM的1號單元內(nèi)，該信息a的讀出受CM控制，必須在第12個時隙到來時讀出，因此，由處理機在CM的12號單元中寫入“1”，這個“1”就是SM的讀出地址。當?shù)?2個時隙到來時，從CM的12號單元中讀出輸出地址“1”，從CM的1號單元中讀取信息a，將a放到輸出線上，從而完成將Ts1中的語音編碼信息a交換到Ts12中。輸入控制方式又稱“控制寫入，順序讀出”。其工作原理與輸出控制方式相似，不同之處在于由CM來控制SM的寫入，由時隙計數(shù)器來控制SM的讀出。采用該方式時，SM的單元號與輸出時隙號相對應(yīng)，而CM的單元號與輸入時隙號相對應(yīng)。又例如，要把用戶A的Ts1語音編碼信息a交換到用戶B的

Ts12上，采用輸入控制方式，則由處理機在CM的1號單元中寫入“12”，這個“12”就是SM的寫入地址，將信息a寫入SM地址為12號的單元內(nèi)；該信息a的讀出受時隙計數(shù)器控制，當?shù)?2個時隙到來時，讀出SM第12號單元中的編碼信息a，則完成了交換。順序?qū)懭牒晚樞蜃x出中的“順序”是指按照SM的地址順序。由時隙計數(shù)器來控制SM的寫入或讀出，而控制寫入和控制讀出中的“控制”是指按CM中已規(guī)定的內(nèi)容，即SM的地址來寫

入或讀出SM。CM中的內(nèi)容都是由處理機控制寫入和清除，并按時隙計數(shù)器的順序依次讀出。為輸入時隙選定一個輸出時隙后，在整個通話期間保持不變，對每一幀都重復(fù)以上的讀/寫過程，即PCM信號在T接線器中需每幀交換1次。若A、B兩個用戶的通話時長為2分鐘，則上述時隙交換的次數(shù)達96萬次。

T接線器中的存儲器一般采用高速的RAM，所交換的時隙數(shù)高達512、11024，甚至4096個。2.空分S接線器

空分接線器簡稱S接線器，S接線器主要由電子交叉點矩陣和控制存儲器(CM)組成，如圖19.1.4所示。若有M條復(fù)用線，就有M個CM，每個CM控制它所連接的交叉點矩陣的開關(guān)。CM存儲單元的數(shù)量取決于PCM復(fù)用線的時隙數(shù)。S接

線器中的CM對交叉點矩陣的控制有輸出控制和輸入控制兩

種方式。圖19.1.4空分S接線器結(jié)構(gòu)圖輸出控制方式的S接線器，如圖19.1.4(a)所示。4條PCM復(fù)用線，每條PCM復(fù)用線包含32個時隙。對應(yīng)每1條輸出PCM復(fù)用線有1個CM來控制，共有4個CM，由這些CM決定輸入PCM復(fù)用線上各時隙中的信號經(jīng)過哪一個交叉點交換到哪一條輸出PCM復(fù)用線的相應(yīng)時隙中去。如果將輸入PCM0復(fù)用線的Ts1中語音編碼信息a交換到輸出PCM3復(fù)用線，則在Ts1時隙時，處理機在CM3的第1號單元中寫入0，也就是CM的單元號與時隙號相對應(yīng)，CM的單元中寫入的內(nèi)容是輸入PCM復(fù)用線的線路號。在此之后在每幀的Ts1時間內(nèi)，CM3控制交叉點“03”（輸入PCM0復(fù)用線與輸出PCM3復(fù)用線的交叉點）閉合，將輸入PCM0復(fù)用線上Ts1中信息a傳輸至輸出PCM3復(fù)用線上Ts1中去，實現(xiàn)線路交換。

輸入控制方式的S接線器如圖19.1.4(b)所示，對應(yīng)每1條輸入PCM復(fù)用線有1個CM。如果要將輸入PCM0復(fù)用線上Ts1中信息a交換到輸出

PCM3復(fù)用線，則在Ts1時隙時，處理機在CM0的第1號單元中寫入3，即CM的單元號與時隙號相對應(yīng)，CM的單元中寫入的內(nèi)容是輸出PCM復(fù)用線的線路號。在此之后在每幀的Ts1

時間內(nèi)，CM0控制交叉點“03”閉合，將信息a由輸入PCM0

復(fù)用線交換到PCM3復(fù)用線，實現(xiàn)線路交換。S接線器最主要的特點是不能進行時隙交換，由于它沒有數(shù)字信息寄存的元器件，輸入的時隙語音編碼立即通過有關(guān)門電路輸出，因此，語音編碼的時隙號不能改變。S接線器只能完成同一時隙上的不同線路之間的信號交換，而不能完成時隙交換，所以S接線器不能在數(shù)字交換網(wǎng)絡(luò)中單獨使用。S接線器的作用是增加交換網(wǎng)絡(luò)的線路數(shù)，以擴大交換網(wǎng)絡(luò)的容量。3.TST數(shù)字交換網(wǎng)絡(luò)

TST數(shù)字交換網(wǎng)絡(luò)是一個三級交換網(wǎng)絡(luò)，兩邊為T接線器，中間一級為S接線器，如圖19.1.5所示。若PCM0復(fù)用

線上Ts2的用戶A與PCM7復(fù)用線上Ts31的用戶B進行通話，

假設(shè)A的語音信號為a，B的語音信號為b。由于電話交換為

四線通話方式，因此，數(shù)字交換應(yīng)建立A→B和A←B兩條通話路由。圖19.1.5TST數(shù)字交換網(wǎng)絡(luò)原理圖在A→B方向，PCM0的Ts2到輸入級T接線器，在Ts2到

來時，該時隙的語音信息。被寫入SMA0的第2號單元。由

處理機尋找到1個空閑的內(nèi)部時隙Ts7，則在輸入級T接線器的CMA0中第7號單元中寫入SMA0的地址“2”；中間級S接線器的CM0中第7號單元中寫入輸出PCM7復(fù)用線的線號7；在輸出級T接線器的CMB7中第7號單元中寫入SMB7的地址31”。這樣就可以在Ts7時刻讀出輸入級T接線器的SMA0中第

2號單元的語音信號a，S接線器在CM0的控制下閉合交叉點“07”，將信息a送至輸出級T接線器上，輸出級T接線器再把語音信號a送至SMB7地址為“31”的存儲單元，于是在Ts31

時隙到來時讀出信號a，并其送到PCM7的Ts31時隙，此過程

每幀完成1次，從而實現(xiàn)A→B方向的通話。在A←B方向，語音信號b是由PCM7的Ts31時隙送來的，順序?qū)懭氲捷斎爰塗接線器的SMA7的第31號單元中；由處理機尋找到1個空閑的內(nèi)部時隙Ts23，則在CMA7中第23號單元中寫入SMB7的地址“31”，用于控制Ts23時隙到來時讀出SMB7中第31號單元的語音信號b。在S接線器CM7中第23號單元中寫入“0”，用于控制在

Ts23時隙到來時閉合交叉點“70”，并將信息b送至輸出級T接

線器。在輸出級T接線器的CMB0中第23號單元中寫入SMB0

的地址“2”，輸出級T接線器將信號b寫入SMB0第2號單元，在下一幀Ts2時隙到來時順序讀出b并送至PCM0的Ts2，這樣就完成A←B方向的通話。在整個通話過程中，這些控制存儲器中的值不變，通話完畢拆線時，只需將這些控制存儲器中的值清零即可。

數(shù)字交換系統(tǒng)中的話路部分采用4線制，來、去話都是單向傳輸、單向交換，當A→B的路由確定以后，A←B的路由也隨即需要建立。這個反向路由的建立雖然可以自由確定，但處理機就需兩次尋找通道。最常用的是采用“反相法”，反相法就是正、反向路由相差半幀時隙，即A→B方向的內(nèi)部時隙選定時隙號為i，則B→A方向所用的內(nèi)部時隙號為i+n/2，其中n為連接到交叉點矩陣的復(fù)用線上的復(fù)用度，即TST交換網(wǎng)絡(luò)中內(nèi)部鏈路上一幀時長內(nèi)的時隙總數(shù)。

如果交換網(wǎng)絡(luò)的內(nèi)部時隙總數(shù)為32，當A→B方向選用的內(nèi)部時隙為7時，B→A方向的內(nèi)部時隙號就采用7+32/2＝23。采用反相法可以減少空閑時隙選擇的工作量，使得查找空閑時隙的運算量減少了一倍。19.1.3數(shù)字程控交換機的組成

1.數(shù)字程控交換機的硬件組成

數(shù)字程控交換機的硬件部分通?？蓜澐譃樵捖凡糠趾涂刂撇糠帧Ｔ捖凡糠钟蓴?shù)字交換網(wǎng)絡(luò)、信令設(shè)備以及各種接口設(shè)備組成，接口設(shè)備主要包括用戶電路、用戶集線器、數(shù)字中繼、模擬中繼、信令設(shè)備等?？刂撇糠钟商幚頇C和存儲器、外部設(shè)備和遠端接口等部件組成。數(shù)字程控交換機的硬件組

成如圖19.1.6所示。圖19.1.6數(shù)字程控交換機的硬件組成1）數(shù)字交換網(wǎng)絡(luò)

數(shù)字交換網(wǎng)絡(luò)是數(shù)字交換系統(tǒng)的核心，其功能是實現(xiàn)任意用戶之間的語音交換，也就是要在兩個用戶之間建立一條語音通路。2）用戶電路

用戶電路是程控數(shù)字交換機系統(tǒng)連接模擬用戶線的接口電路，每個用戶有一套用戶電路。由于數(shù)字交換網(wǎng)絡(luò)只能以數(shù)字信號的方式進行交換，不能采用直流信號或交流信號，因此用戶電路必須向用戶線饋電，提供振鈴信息，對用戶線進行摘/掛機監(jiān)視及測試等動作。一般用戶線大多是2線制線路，傳輸?shù)氖悄M信號，為此用戶電路還要具有模/數(shù)轉(zhuǎn)換及數(shù)/模轉(zhuǎn)換、2/4線變換的功能。用戶電路功能結(jié)構(gòu)如圖19.1.7所示。圖19.1.7用戶電路功能結(jié)構(gòu)用戶電路的基本功能可歸納為BORSCHT。

（1）饋電(Batteryfeed,B)：連接在交換機上的所有電話機，交換機均要對其饋電。在數(shù)字交換機中由用戶電路饋電。數(shù)字交換機的饋電電壓在我國規(guī)定為－48~－60V，通話時饋電電流為20~50mA。（2）過壓保護(Over-voltageprotection,O)：用戶線是外線，有可能受到雷電襲擊，也可能和高壓線碰撞，如果這些高電壓從用戶線進入交換機，則會毀壞交換機內(nèi)的板件。為了防止外來高壓，交換機一般采用二級保護措施。第一級保護是在總配線架上安裝碳素避雷器和放電管，但從這一級輸出的電壓仍可能達到上百伏，對交換機中的器件仍會造成致命的損傷。第二級保護措施，就是保護二次進入的高壓。圖19.1.8振鈴控制電路原理圖（3）振鈴(Ringingcontrol,R)：向用戶振鈴的鈴流電壓一般較高，我國規(guī)定的標準是以90V±15V、25Hz交流為鈴流信號，這樣高的電壓是不允許從用戶電路中通過的，因此鈴流電壓一般通過繼電器K向用戶話機提供。振鈴控制電路如圖19.1.8所示。振鈴由繼電器控制，控制驅(qū)動信號由處理機按振鈴節(jié)奏發(fā)出，使其形成1s續(xù)、4s斷的斷續(xù)周期將鈴流送往

用戶。被叫用戶摘機后，振鈴開關(guān)送出截鈴信號，停止振鈴。（4）監(jiān)視(Supervision,S)：對用戶線的監(jiān)視是通過監(jiān)視用戶線上直流環(huán)路電流的通/斷來實現(xiàn)的，用戶掛機空閑時直流環(huán)路斷開，饋電電流為0，用戶摘機后直流環(huán)路接通，饋

電電流在20mA以上。通過監(jiān)視用戶線回路的通/斷狀態(tài)不僅能檢測用戶話機的摘/掛機狀態(tài)，還可以檢測號盤話機發(fā)出的撥號脈沖、投幣話機的輸入信號以及用戶通話時的話路狀態(tài)。監(jiān)視電路的原理如圖19.1.9所示，通過檢測電阻R上的直流電壓，可檢測在a、b線上是否形成直流回路。圖19.1.9監(jiān)視電路原理圖（5）編譯碼與濾波(Coding&Filter,C)：編譯碼器的功能是完成模擬信號和數(shù)字信號之間的轉(zhuǎn)換。數(shù)字交換機只能對數(shù)字信號進行交換處理，而語音信號是模擬信號，因此，需要用編碼器將模擬語音信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字語音信號，然后將其送到數(shù)字交換網(wǎng)絡(luò)進行交換，最后通過譯碼器把從數(shù)字網(wǎng)絡(luò)來的數(shù)字語音信號轉(zhuǎn)換成模擬語音信號送給用戶。為了避免在A/D轉(zhuǎn)換中由于信號采樣而產(chǎn)生混疊失真以及50Hz電源的干擾，并為0.3~4kHz語音信號抽樣、量化和編碼，需要采用4kHz的帶通濾波器；而在接收端，從譯碼器輸出的脈沖幅度調(diào)制(PAM)信號要通過一個低通濾波器，以恢復(fù)原來的模擬語音信號。目前常采用單路編/譯碼器(即對每

個用戶實行編譯碼)，然后合并成PCM的相應(yīng)時隙的數(shù)字串。一般采用集成電路實現(xiàn)這一功能，同樣也可用集成電路實現(xiàn)編碼前和譯碼后的濾波以及信號放大等功能。（6）混合電路(Hybridcircuit,H)：用來完成2/4線變換功

能。用戶話機的模擬信號是2線雙向的，但數(shù)字交換網(wǎng)絡(luò)的PCM數(shù)字信號是4線單向的，因此，在編碼以前和譯碼以后一定要進行2/4線變換。目前，已廣泛采用集成電路。

（7）測試(Test,T)：主要用于及時發(fā)現(xiàn)用戶線和用戶電路的各種故障，如混線、斷線、電路元器件的損壞等。3）用戶集線器

用戶集線器的主要功能是負責話務(wù)量的集中。由于每個用戶的話務(wù)量不高，而交換機用戶容量很大，因此通過用戶集線器可以將一組用戶集中起來，并通過較少的幾條線路與交換網(wǎng)絡(luò)連接。集中比一般為2∶1~8∶1。實際上用戶集線器就是一個簡單的數(shù)字交換網(wǎng)絡(luò)，可采用T接線器構(gòu)成用戶集線器。用戶電路和用戶集線器統(tǒng)稱為數(shù)字程控交換機的數(shù)字用戶級。4）模擬中繼

模擬中繼器是數(shù)字交換系統(tǒng)為適配模擬通信系統(tǒng)的終端而設(shè)置的接口，用來連接模擬中繼線。模擬終端和用戶電路都與模擬線路相連接，二者的功能有很多相同之處。如圖19.1.10所示，模擬終端比用戶電路少了振鈴控制和對用戶饋電的功能，而增加了一個忙閑指示功能，同時把對用戶線狀態(tài)監(jiān)視變?yōu)閷€路信號的監(jiān)視功能。還有一個不同之處是用戶電路接至用戶集線器，用戶話務(wù)量經(jīng)集中后才進入選組級，而模擬終端的每線話務(wù)負荷已經(jīng)較重，故無需進行集中收斂，復(fù)用后即可進入選組級。圖19.1.10模擬中繼功能結(jié)構(gòu)5）數(shù)字中繼

數(shù)字中繼是數(shù)字交換系統(tǒng)與數(shù)字中繼線之間的接口，可適配一次群或高次群的數(shù)字中繼線。數(shù)字終端具有碼型變換、時鐘提取、幀同步與復(fù)幀同步、幀定位、信令插入和提取、告警檢測等功能，其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖19.1.11所示。圖19.1.11數(shù)字中繼系統(tǒng)結(jié)構(gòu)6）信令設(shè)備

當采用隨路信令(CAS)時應(yīng)具有多頻接收器和多頻發(fā)送器，用來接收或發(fā)送數(shù)字多頻信號，數(shù)字多頻信號是通過交換網(wǎng)絡(luò)在相應(yīng)的話路中傳送的。信令設(shè)備還應(yīng)包括雙音多頻(DTMF)接收器和信號音發(fā)生器。雙音多頻(DTMF)接收器用來接收用戶使用按鍵話機撥號時發(fā)來的DTMF信號。信號音發(fā)生器用來產(chǎn)生數(shù)字化的信號音，經(jīng)交換網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到所需的話路上去。

若采用共路信令(CCS)，則應(yīng)具有專門的共路信令終端設(shè)各，完成No.7信令的硬件功能。7）處理機系統(tǒng)

數(shù)字程控交換機的處理機系統(tǒng)主要由處理機、存儲器和外設(shè)構(gòu)成，是數(shù)字程控交換機的控制系統(tǒng)，主要完成交換控制和管理功能，是整個交換機的核心。處理器系統(tǒng)對數(shù)字

程控交換機的控制方式有集中式、分散式和分布式三種控制方式。（1）集中式控制：用一臺處理機對整個系統(tǒng)的運行工作進行直接控制，并執(zhí)行交換系統(tǒng)的全部功能，如圖19.1.12所示。集中控制的優(yōu)點是處理機對系統(tǒng)的狀態(tài)有全面的了解，處理機能有效地使用各部分資源，同時各功能間的接口主要是軟件程序問的接口，通過改變軟件即可方便地改變功能；缺點是軟件量大，設(shè)計復(fù)雜，需要采用處理能力強的高速處理機，同時系統(tǒng)較易癱瘓。為了提高系統(tǒng)的可靠性，一般采用冗余備份的雙機系統(tǒng)，雙機系統(tǒng)可采用同步雙工工作、主/備用方式工作或話務(wù)分擔方式工作等。圖19.1.12集中式控制結(jié)構(gòu)（2）分散式控制：在系統(tǒng)給定的狀態(tài)下，每臺處理機只能到達一部分資源和只能執(zhí)行一部分功能。分散控制方式有單級系統(tǒng)、多級處理機系統(tǒng)。單級多機系統(tǒng)可分為容量分擔、功能分擔兩種方式。單級多機系統(tǒng)和三級多機系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)如圖19.1.13所示。圖19.1.13分散式控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)功能分擔是指每臺處理機只承擔一部分功能，即只運行部分軟件，其優(yōu)點是分工明確，缺點是當容量較小時也須配置全部處理器。大型程控交換機常將容量分擔和功能分擔結(jié)合使用。應(yīng)注意的是，為了提高可靠性，每臺處理機均有其備用，按主/備方式工作，當然也可采用N+1的備用方式。如圖19.1.13(b)所示的是一個三級多機系統(tǒng)，即一個多級控制方式的系統(tǒng)。在交換處理中，有一些工作是執(zhí)行頻繁而簡單的任務(wù)，如用戶電路的掃描等；另一些工作處理較復(fù)

雜但執(zhí)行次數(shù)要少一些，如數(shù)字接收與數(shù)字分析；而故障診斷等維護測試執(zhí)行的次數(shù)更少，但處理更復(fù)雜。采用多級系統(tǒng)可以根據(jù)任務(wù)的性質(zhì)來配置處理機，使其負荷與復(fù)雜度相平衡。（3）分布式控制：分布控制方式也是一種分散控制方式。在分布控制方式中不設(shè)中央處理機，把控制功能分布在系統(tǒng)的各個部分，如圖19.1.14所示。這種控制方式的分散度更

高，可視為一級結(jié)構(gòu)的功能與容量分擔。圖19.1.14分布式控制方式2.數(shù)字程控交換機的軟件組成

1）操作系統(tǒng)

操作系統(tǒng)對系統(tǒng)中所有軟、硬件資源進行管理，也為其他軟件部分提供支持。與實時操作系統(tǒng)相比，程控交換機的功能相對較少，它主要完成內(nèi)存管理、程序調(diào)度、程序間通信、處理機間通信、時間服務(wù)和出錯處理等。2）數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)

數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)是對軟件中的大量數(shù)據(jù)進行集中管理，以實現(xiàn)各部分軟件對數(shù)據(jù)的共享訪問，并提供數(shù)據(jù)保護功能。

3）應(yīng)用軟件

應(yīng)用軟件通常包括呼叫處理程序、管理程序和維護程序三部分。其中呼叫處理程序主要用來完成交換機的呼叫處理功能，普通的呼叫處理過程從一方用戶摘機開始，接收用戶撥號、經(jīng)過對撥號信息分析后接通雙方，一直到雙方用戶全部掛機為止。4）支援軟件

支援軟件又稱脫機軟件，它是軟件系統(tǒng)中的服務(wù)程序，多用于開發(fā)和生成交換局的軟件和數(shù)據(jù)以及開通時的測試等。支援軟件包括軟件開發(fā)支援系統(tǒng)、應(yīng)用工程支援系統(tǒng)、軟件加工支援系統(tǒng)和交換局管理支援系統(tǒng)等，它是在交換系統(tǒng)設(shè)計、安裝和調(diào)試程序過程中為了提高效率而應(yīng)用的。19.1.4呼叫處理過程

1.呼叫處理的一般過程

在呼叫開始前，用戶處于空閑狀態(tài)，交換機進行掃描，監(jiān)視用戶線的狀態(tài)，用戶摘機后便開始了呼叫處理。呼叫處理的一般過程如下：

第一步，呼出接續(xù)。交換機通過周期性地定時掃描，對用戶線路狀態(tài)進行監(jiān)測，從主叫用戶摘機到用戶聽到撥號音，交換機要完成檢測主叫摘機呼出、查明主叫類別、選擇空閑收號器、發(fā)送撥號音、分配存儲區(qū)等主要任務(wù)。第二步，收號。主叫接收到撥號音后，開始撥號，交換機收號器開始收號，當接收到被叫號碼的第一位數(shù)字時，停送撥號音，并對已收到的號碼進行按位存儲，同時進行“已收位”和“應(yīng)收位”的對比計算。

第三步，號碼分析。處理機在接收完全部被叫號碼后將進行內(nèi)部分析處理，分析處理的主要內(nèi)容有：根據(jù)被叫號碼首位確定呼叫類型，如本局呼叫、出局呼叫、長途或特服呼叫等；檢查主叫用戶的身份，查找權(quán)限；檢測被叫忙閑狀態(tài)，若空閑，則予以占用，同時示忙以避免其他用戶的呼叫和呼入。第四步，選路。在主叫與被叫之間選擇一條空閑通路，該通路包括中繼線和交換網(wǎng)絡(luò)路由，同時通過驅(qū)動命令使硬件動作，但這個動作需待發(fā)碼結(jié)束或本局呼叫時被叫應(yīng)答以后執(zhí)行，為此應(yīng)將所選定的通路識別碼暫存在內(nèi)存中。

第五步，向被叫振鈴。交換機在測到被叫為空閑后找到一個空閑振鈴器；回鈴音器，然后向被叫用戶振鈴，向主叫用戶回送回鈴音，同時監(jiān)視主、被叫用戶的狀態(tài)變化。第六步，應(yīng)答監(jiān)視。被叫聽到振鈴后摘機應(yīng)答，此時交換機要進行應(yīng)答識別（識別主叫身份）、切斷鈴流及回鈴音、啟動計費系統(tǒng)開始計費、通話接續(xù)（為主、被叫連通通話路由）、監(jiān)測掛機信號及特殊情況（如根據(jù)需要進行必要的特殊處理，若需進行三方通話，用戶會拍叉簧或按一下話機上的特殊按鍵，使用戶回路產(chǎn)生短暫的中斷，交換機監(jiān)視到此變化后會做相應(yīng)的處理）等操作。

第七步，話畢釋放。主、被叫任何一方話畢掛機，線路的狀態(tài)都會發(fā)生變化，交換機檢測到其變化后即送出拆線信息，釋放通話通路，并停止計費，同時向釋放端發(fā)送忙音。2.狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖

從上述呼叫處理的一般過程可以看到，整個呼叫處理過程就是處理機監(jiān)視、識別、分析、執(zhí)行、再監(jiān)視、再分析、再執(zhí)行等環(huán)節(jié)的循環(huán)，因此一個呼叫處理過程是一個非常復(fù)雜的計算過程。為了把復(fù)雜的執(zhí)行交換動作計算過程用程序表現(xiàn)出來以便于理解，可以把一次接續(xù)分解若干階段，每個階段用一個穩(wěn)定狀態(tài)來表示。各個穩(wěn)定狀態(tài)間由要執(zhí)行的各種處理連接，這樣便形成了完成一次本局接續(xù)時的狀態(tài)遷移圖。圖19.1.15為一個局內(nèi)接續(xù)過程的狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖，可將穩(wěn)定狀態(tài)按接續(xù)過程分為空閑、等待收號、收號、振鈴、通話和忙音六個穩(wěn)定狀態(tài)。圖19.1.15局內(nèi)接續(xù)過程狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖例如，用戶摘機，從“空閑”狀態(tài)轉(zhuǎn)移到“等待收號”狀態(tài)。它們之間由主叫摘機識別、收號器接續(xù)、撥號音接續(xù)等各種處理來連接。又如“振鈴”狀態(tài)到“通話”狀態(tài)間可由被叫摘

機檢測、振鈴?fù)?、回鈴音停、路由?qū)動等處理來連接。

在一個穩(wěn)定狀態(tài)下，如果沒有輸入信號，即如果沒有處理要求，則處理機是不會處理的。如在空閑狀態(tài)時，只有當處理機檢測到摘機信號以后，才開始處理，并進行狀態(tài)遷移。同樣輸入信號，在不同狀態(tài)時會進行不同的處理，并會轉(zhuǎn)移至不同的新狀態(tài)。如同樣檢測到摘機信號，在空閑狀態(tài)下，則認為是主叫摘機呼叫，要找尋空閑收號器和送撥號音，轉(zhuǎn)向“等待收號”狀態(tài)；如在振鈴狀態(tài)，則認為是被叫摘機應(yīng)答，要進行通話接續(xù)處理，并轉(zhuǎn)向“通話”狀態(tài)。

在同一狀態(tài)下，不同的輸入信號其處理也不同，如在“振鈴”狀態(tài)下，收到主叫掛機信號，則要做中途掛機處理；收到被叫摘機信號，則要做通話接續(xù)處理。前者轉(zhuǎn)向“空閑”狀態(tài)，后者轉(zhuǎn)向“通話”狀態(tài)。在間一狀態(tài)下，輸入同樣信導(dǎo)，也可能因不同情況得出不同結(jié)果。如在空閑狀態(tài)下，主叫用戶摘機，將進行收號器接續(xù)處理。如果遇到無空閑收號器，或無空閑路由（收號路由或送撥號音路由），則就要進行“送忙音”處理，轉(zhuǎn)向“聽忙音”狀態(tài)。如能找到，則就要轉(zhuǎn)向“等待收號”狀態(tài)。

因此，一個狀態(tài)遷移圖能反映交換系統(tǒng)呼叫處理中各種可能的狀態(tài)、各種處理要求、各種可能結(jié)果以及轉(zhuǎn)移的新狀態(tài)等一系列復(fù)雜過程。3.狀態(tài)轉(zhuǎn)移與呼叫處理程序間的關(guān)系

狀態(tài)轉(zhuǎn)移與呼叫處理程序之間的關(guān)系如圖19.1.16所示。由一個穩(wěn)定狀態(tài)轉(zhuǎn)移到另一個穩(wěn)定狀態(tài)的原因可能是用戶線或中繼線上信號的到來，也可能是事件的推移，這些均稱為任

務(wù)的啟動原因。對啟動原因的識別處理就是監(jiān)視處理，相應(yīng)的程序稱為輸入程序。輸入程序由各種掃描程序組成，可對用戶線、中繼線等進行監(jiān)視，以便確定摘機、掛機、應(yīng)答、撥號和數(shù)字間隔等。圖19.1.16狀態(tài)轉(zhuǎn)移與呼叫處理程序的關(guān)系1）輸入處理程序

輸入處理程序由各種掃描程序所組成，監(jiān)視用戶線和中繼線的變化以獲取輸入數(shù)據(jù)。具體程序主要有：識別主叫的用戶線監(jiān)視掃描程序、識別應(yīng)答和掛機的中繼器監(jiān)視程序、接收撥號脈沖的脈沖識別程序、計數(shù)程序和存儲程序等。2）內(nèi)部處理程序

內(nèi)部處理程序包括任務(wù)分析程序和任務(wù)執(zhí)行程序，使輸入處理所獲得的數(shù)據(jù)通過相應(yīng)的分析程序以完成狀態(tài)遷移。具體程序包括去話分析（分析主叫類別以確定應(yīng)執(zhí)行的任務(wù)）、數(shù)字分析（根據(jù)第一位號碼分析接續(xù)性質(zhì)和應(yīng)收位數(shù)，有時稱為預(yù)譯處理）、來話分析（當本局來話時，根據(jù)被叫用戶號碼分析被叫類別和忙閑以確定下一個處理是送振鈴音還是送忙音）、狀態(tài)分析（分析在什么狀態(tài)下出現(xiàn)了何種變化因素，應(yīng)轉(zhuǎn)入到何種新的狀態(tài)）。19.2信令系統(tǒng)及No.7信令

19.2.1信令系統(tǒng)

1.信令的概念

當進行電話通信時，主叫必須通過交換系統(tǒng)發(fā)出操作命令為主叫和被叫間建立一條專用的通信鏈路。如圖19.2.1所示為兩個用戶通過兩個端局進行電話接續(xù)的基本信令流程。圖19.2.1電話接續(xù)基本信令流程在主、被叫分屬兩個交換局的情況下，當主叫摘機后，發(fā)送端交換機A收到主叫用戶摘機信號后，向主叫發(fā)送撥號音，主叫聽到撥號音后，開始撥號，將被叫號碼發(fā)送到發(fā)送端交換機A。

發(fā)送端交換機A根據(jù)被叫號碼選擇到終端被叫交換機B，選擇一條A到B的空閑中繼線，并向被叫終端交換機B發(fā)送占用信令，然后將選擇信令，即終端交換機B相關(guān)的被叫號碼發(fā)送給B。終端交換機B根據(jù)被叫號碼接通被叫用戶后，向被叫用戶送振鈴信令，向主叫用戶送回鈴音。

被叫用戶摘機應(yīng)答，將應(yīng)答信令發(fā)送給終端交換機B，并由B轉(zhuǎn)發(fā)給發(fā)送端交換機A。

雙方開始通話。話終時，若被叫用戶先掛機，則被叫用戶向終端交換機B發(fā)送掛機信令，并由B交換機將該信令轉(zhuǎn)發(fā)給發(fā)送端交換機A；若是主叫先掛機，則A向B發(fā)送正向拆線信令，B拆線后，向A回送拆線證實信令，A也拆線，A、B復(fù)原。

2.信令的分類

1）隨路與共路信令

按信令傳送信道與用戶信息傳送信道的關(guān)系不同，信令分為隨路信令和共路信令，如圖19.2.2所示。隨路信令信令信道與用戶信息信道合在一起或具有固定的一一對應(yīng)關(guān)系的信令

方式，該信令適合模擬通信系統(tǒng)。共路信令是指信息信道和信令信道分開，它具有傳輸速度快、容量大的特點。圖19.2.2隨路與共路信令系統(tǒng)示意2）線路信令

線路信令用來監(jiān)視終端設(shè)備的忙閑，如摘機、掛機等

信令。

3）路由信令

路由信令用來選擇接續(xù)方向。如電話通信中主叫所撥的被叫號碼是具有選擇功能的信令。

4）管理信令

管理信令用于管理線路擁塞、計費及故障告警等信息。5）用戶線信令

用戶線信令是通信終端盒網(wǎng)絡(luò)節(jié)點之間的信令，也稱為用戶—網(wǎng)絡(luò)接口信令。網(wǎng)絡(luò)節(jié)點既可以是交換系統(tǒng)，也可以是各種網(wǎng)管中心、服務(wù)中心、計費中心和數(shù)據(jù)中心等。

6）局間信令

局間信令是網(wǎng)絡(luò)節(jié)點間的信令，在局間中繼線上傳送，也稱為網(wǎng)絡(luò)接口信令。局間信令除應(yīng)滿足呼叫處理和通信接續(xù)外，還應(yīng)提供各種網(wǎng)管中心、服務(wù)中心、計費中心、數(shù)據(jù)庫等之間與呼叫無關(guān)的信令傳遞。19.2.2信令方式

1.信令的結(jié)構(gòu)形式

信令的結(jié)構(gòu)形式分為未編碼和已編碼兩種。未編碼的信令可按脈沖幅度不同、脈沖持續(xù)時間不同、脈沖在時間上的位置、脈沖頻率的不同來區(qū)分。未編碼信令的特點是信息量少、傳輸速度慢及設(shè)備復(fù)雜。

已編碼信令主要分為模擬型線路、數(shù)字型線路和信令單元三種類型。1）模擬已編碼信令

模擬已編碼信令主要指多頻信令。其中，六中取二是一種典型的多頻信令，即由六個頻率中每次取出兩個頻率同

時發(fā)送，表示一種信令，共可表示15種。它的特點是編碼較多、傳送速度快、可靠性高、有一定的自檢能力。中國1號記發(fā)器信令為六中取二的多頻編碼，如表19.2.1所示。2）數(shù)字型線路信令

數(shù)字型線路信令采用4位二進制編碼表示線路狀態(tài)的信令。當局間傳輸采用PCM時，在隨路信令系統(tǒng)中采用數(shù)字型線路信令。例如，中國1號信令的數(shù)字型信令是基于PCM30/32路幀結(jié)構(gòu)中的復(fù)幀的16個子幀中的第16時隙構(gòu)成的，具體構(gòu)成見圖18.2.2。3）信令單元

No.7信令是采用二進制編碼組成的若干個字節(jié)（每字節(jié)

8bit）構(gòu)成的信令單元來表示各種信令的。該信令方式具有傳送容量大、傳送速度快、可靠性高的特點。

2.傳送方式

信令在多段路由上有端到端、逐段轉(zhuǎn)發(fā)和混合三種傳送方式。1）端到端傳送方式

如圖19.2.3所示，在電話通信中，發(fā)送端局收號器收到用戶發(fā)送的全部號碼后，由發(fā)送端局的發(fā)號器發(fā)送轉(zhuǎn)接局所需要的長途區(qū)號，并將其接續(xù)到第一個轉(zhuǎn)接局，第一個轉(zhuǎn)接局根據(jù)收到的區(qū)號再將其接續(xù)到第二個轉(zhuǎn)接局，再由發(fā)送端局的發(fā)號器向第二個轉(zhuǎn)接局發(fā)送區(qū)號，找到接收端局后，接續(xù)到端局，此時由發(fā)送端局向接收端局發(fā)送用戶號碼，建立起收發(fā)端的接續(xù)。圖中的ABC為長途區(qū)號、XXXX為被叫的電話號碼。該方式具有速度快、撥號后等待時間短的優(yōu)點，但信令在多段路由上的類型必須相同。圖19.2.3端到端方式示意圖2）逐段轉(zhuǎn)接

如圖19.2.4所示，信令逐段進行接收和轉(zhuǎn)發(fā)，全部被叫號碼由每一轉(zhuǎn)接局全部接收，并逐段轉(zhuǎn)發(fā)。逐段轉(zhuǎn)發(fā)方式具有對線路要求低的特點，信令在多段路由上的類型可以不同，但缺點是信令傳送速度慢、接續(xù)時間長。圖19.2.4逐段轉(zhuǎn)發(fā)示意圖3）混合方式

在實際電話通信中，通常將前兩種方式混合起來使用。如中國1號記發(fā)器信令可根據(jù)線路質(zhì)量，在不良電路中采用逐段轉(zhuǎn)發(fā)方式，在優(yōu)質(zhì)電路中采用端到端方式。No.7信令通常采用逐段轉(zhuǎn)發(fā)方式，但也可采用端到端方式。3.控制方式

1）非互控方式

非互控方式也稱為脈沖方式，即發(fā)送端不斷地將需要發(fā)送的連續(xù)或脈沖信令發(fā)送給接收端，而不管接收端是否收到，如圖19.2.5所示。該方式設(shè)備簡單、可靠性差。圖19.2.5非互控方式2）半互控方式

發(fā)送端向接收端每發(fā)送一個或一組信令，必須等待收到接收端回送的接收正常的證實信令后，才能接著發(fā)下一個信令，這種信令控制方式為半互控方式，如圖19.2.6所示。由發(fā)端向收端的信令叫前向信令，由收端發(fā)給發(fā)送端的信令叫后向信令。半互控方式就是前向信令受后向信令控制。圖19.2.6半互控方式3）全互控方式

全互控方式是指發(fā)送端發(fā)送前向信令且不能自動中斷，要等待收到接收端的證實信令后才停止發(fā)送該前向信令；接收端連續(xù)發(fā)證實信令也不能自動中斷，必須在發(fā)送端停發(fā)后才能停發(fā)證實信令。由于前、后向信令均是連續(xù)的，所以全互控方式也稱為連續(xù)互控，如圖19.2.7所示。該方式具有抗干擾強、可靠性高的特點，但其設(shè)備較復(fù)雜，傳輸速度慢。中國1號信令的記發(fā)器采用全互控方式。圖19.2.7全互控方式19.2.3No.7信令系統(tǒng)

No.7信令系統(tǒng)是ITU-T于20世紀80年代初為數(shù)字電話網(wǎng)設(shè)計的一種局間公共信道信令方式。隨著多年來的不斷研究和完善，No.7信令系統(tǒng)已成為最適合面向連接的數(shù)字交換和傳輸網(wǎng)絡(luò)的國際標準化公共信道信令系統(tǒng)。該信令系統(tǒng)主要應(yīng)用在數(shù)字電話網(wǎng)、基于電路交換方式的數(shù)據(jù)網(wǎng)、N-ISDN和B-ISDN、智能網(wǎng)、移動通信網(wǎng)的呼叫連接控制、網(wǎng)絡(luò)維護管理和處理機之間事務(wù)處理信息的傳送和管理等方面。1.No.7信令系統(tǒng)的特點

No.7信令系統(tǒng)是以PCM傳送和電路交換技術(shù)為基礎(chǔ)而發(fā)展起來的信令系統(tǒng)，信令采用分組化方式在64kb/s的信道中傳送，最適合于數(shù)字通信網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用。與隨路信令系統(tǒng)相比，No.7信令系統(tǒng)采用分組方式傳送信令消息，與信息交換網(wǎng)在邏輯上相互獨立，自己組成專用的信令傳送網(wǎng)。

通常在兩個信令終端之間，采用一條與業(yè)務(wù)傳送信道分離的雙向64kb/s數(shù)據(jù)鏈路傳送信令消息，可被多達4095條話路所共享。其主要特點如下：

（1）信令系統(tǒng)更加靈活。該信令中，一群話路以時分方式共享一條公共信道信令鏈路，兩個交換局之間的信令通過一條與語音通道分開的信令鏈路傳送。信令系統(tǒng)的發(fā)展和改變不受業(yè)務(wù)系統(tǒng)約束，可隨時改變或增刪信令內(nèi)容。

（2）信令在信令鏈路上以信號單元方式傳送，傳送速度快，縮短了呼叫建立時間，提高了網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的使用效率和服務(wù)質(zhì)量。（3）采用不等長信令單元編碼方式，信令編碼容量

大，便于增加新的網(wǎng)絡(luò)管理和維護信號，可滿足新業(yè)務(wù)發(fā)

展的需要。

（4）信令以統(tǒng)一格式的信號單元傳送，簡化了不同交換系統(tǒng)的信令接口方式的復(fù)雜度。

（5）信令消息的傳送和交換與話路完全分離，可在通話期間可以隨意處理信今，便于支持復(fù)雜的交互式業(yè)務(wù)。

（6）眾多條話路共用一條64kb/s數(shù)據(jù)鏈路，節(jié)省了信令設(shè)備總投資。2.No.7信令的功能與結(jié)構(gòu)

No.7信令系統(tǒng)采用分組方式的消息單元來傳送信令，因此，No.7信令消息的交互和傳送可看做是分組數(shù)據(jù)通信。No.7信令的基本結(jié)構(gòu)由消息傳遞部分(MTP)和用戶部分(UP)組成，如圖19.2.8所示。用戶部分可以是電話用戶部分(TUP)、數(shù)據(jù)用戶部分(DUP)、ISDN用戶部分(ISUP)等。圖19.2.8No.7信令基本功能結(jié)構(gòu)MTP作為一個公共消息傳送系統(tǒng)，其功能是在對應(yīng)的兩個用戶部分之間可靠地傳遞信令消息。按照具體功能的不同，它又分為三級，并和用戶部分一同構(gòu)成No.7信令基本四級結(jié)構(gòu)。UP是信令功能的實體，如圖19.2.9所示。圖19.2.9No.7信令系統(tǒng)的四級結(jié)構(gòu)4級結(jié)構(gòu)中各級的主要功能如下：

（1）信令數(shù)據(jù)鏈路功能級。該級定義了No.7信令網(wǎng)上使用的信令鏈路的物理、電氣特性以及短路的接入方法等，相當于OSI參考模型的物理層。

（2）信令鏈路功能級。該級負責確保在一條信令鏈路直連的兩點之間可靠地交換信號單元。它包含差錯控制、流量

控制、順序控制、信元定界等功能，與OSI參考模型的數(shù)據(jù)鏈路層相當。（3）信令網(wǎng)功能級。該級在信令鏈路功能級的基礎(chǔ)上，為信令網(wǎng)上任意兩點之間提供可靠的信令傳送能力，而不

管它們是否直接相連。該級的主要功能包括信令路由、轉(zhuǎn)發(fā)、網(wǎng)絡(luò)故障時的路由倒換、擁塞控制等。

（4）用戶部分功能級。該級由不同的用戶部分組成，每個用戶部分定義了與某一類用戶業(yè)務(wù)相關(guān)的信令功能和過程。3.信令單元格式

在No.7信令系統(tǒng)中，所有信令消息都是以可變長度的信令單元形式在信令網(wǎng)中傳送和交換的。No.7信令協(xié)議定義了三種信令單元類型，即消息信號單元(MessageSignalUnits,MSU)、鏈路狀態(tài)信號單元(LinkSatusSignalUnits,LSSU)和填充信號單元(Fill-InSignalUnits,FISU)，格式如圖19.2.10所示。圖19.2.10No.7信令單元格式信令單元格式內(nèi)各內(nèi)容的含義如下：

（1）標志碼(F)：也稱分界符。在數(shù)字信令鏈路上，規(guī)定用8比特固定碼型“01111110”來標識一個信令單元SU的開頭和結(jié)尾。標志碼的處理與HDLC中的“插0”與“去0”一致。（2）FSN/FIB和BSN/DIB：FSN占7比特，表示正在

發(fā)送的前向信令單元的序號；FIB占1比特，為前向指示比

特，當其翻轉(zhuǎn)(0→l或1→0)時表示正在開始重發(fā)。BSN為后向順序號，占7比特，表示已正確接收對端發(fā)來的信令單元的序號，BIB為后向指示比特，占1比特，當其翻轉(zhuǎn)時表示

要求對端重發(fā)。這4個字段的作用是：對接收到的SU確認(正確或錯誤)；保證發(fā)送的SU在接收端按順序接收；控制流量。（3）長度指示碼(N)：長度為6比特，用來表示LI與CK之間字段的8比特字節(jié)數(shù)。由于不同類型的信令單元有不同的長度，LI也可看做是信令單元類型指示碼，當LI＝0時為FISU信令單元類型，LI=1或2時為LSSU信令單元類型，LI=3~63時為MSU信令單元類型。圖19.2.11SIO格式（4）校驗碼(CK)：長度為16比特，采用CRC校驗。

（5）業(yè)務(wù)類型指示碼(SIO)：長度為8比特，主要用來指明MSU的類型。如圖19.2.11所示，SIO分為兩部分，低4位為業(yè)務(wù)指示碼SI，高4位為子業(yè)務(wù)字段SSF。

業(yè)務(wù)類型指示碼的編碼和含義如表19.2.2所示。19.3綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)

19.3.1綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)的演化及其概念與特點

1.綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)的演化及其概念

早期的通信系統(tǒng)大多是以電話通信為主的模擬系統(tǒng)，語音信息和數(shù)據(jù)信息以模擬信號的方式進行傳輸和交換。PCM通信系統(tǒng)和數(shù)字程控交換技術(shù)的出現(xiàn)使得傳輸和交換進入了數(shù)字傳輸?shù)臅r代，傳輸和交換的數(shù)字化使整個通信網(wǎng)均工作在數(shù)字的環(huán)境中。傳輸和交換的數(shù)字化可緊密結(jié)合用來傳輸單一的電話業(yè)務(wù)，這樣便形成了綜合數(shù)字網(wǎng)(IntegratedDigitalNetwork,IDN)。在IDN中，由于終端設(shè)備所發(fā)送和接收的信號依然是模擬信號，所以該網(wǎng)不能承載多種綜合業(yè)務(wù)。也就是說，對不同的通信業(yè)務(wù)需要建立不同的專用IDN，如為電話通信所建設(shè)的IDN就叫做電話IDN。為了能使多種業(yè)務(wù)在一個網(wǎng)上綜合傳輸，實現(xiàn)真正意義上的業(yè)務(wù)綜合化，在IDN的基礎(chǔ)上發(fā)展出了現(xiàn)在的綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)(IntegratedServiceDigitalNetwork,ISDN)，可以說ISDN是從IDN發(fā)展而來的。在ISDN中，數(shù)字交換設(shè)備和數(shù)字傳輸不

僅能提供電話業(yè)務(wù)，還能提供多種非話業(yè)務(wù)，各種通信業(yè)務(wù)綜合在同一個網(wǎng)中。從上述分析可以看出，ISDN是以電話IDN為基礎(chǔ)發(fā)展起來的，它為用戶提供了端對端的數(shù)字連接，用來提供包括語音和非語音業(yè)務(wù)在內(nèi)的多種業(yè)務(wù)。用戶能夠通過一組標準多用途的用戶—網(wǎng)絡(luò)接口接到ISDN中，以實現(xiàn)各種通信業(yè)務(wù)的綜合傳輸和交換。CCITT對ISDN有如下定義：（1）ISDN是以IDN為基礎(chǔ)發(fā)展而成的通信網(wǎng)。

（2）提供端到端的數(shù)字連接，即發(fā)送端用戶終端送出的已經(jīng)是數(shù)字信號，接收端用戶終端輸入的也是數(shù)字信號。（3）支持包括語音、數(shù)據(jù)、文字、圖像在內(nèi)的各種綜合業(yè)務(wù)，能夠在同一個網(wǎng)絡(luò)上支持廣泛的語音和非語音應(yīng)用；任何形式的原始信號，只要能轉(zhuǎn)變成數(shù)字信號，都可以利用ISDN來進行傳送和交換，實現(xiàn)用戶之間的通信。

（4）為用戶提供一組標準的多用途用戶—網(wǎng)絡(luò)接口，并定義接口標準。

（5）既可以支持電路交換也可以支持分組交換，還可以以專線形式支持非交換服務(wù)2.ISDN的特點

（1）通信業(yè)務(wù)的綜合化。

（2）通信質(zhì)量和可靠性高。

（3）使用方便。

（4）通信網(wǎng)中的功能分散化。

（5）整體費用低廉。19.3.2ISDN網(wǎng)絡(luò)功能體系結(jié)構(gòu)

網(wǎng)絡(luò)功能是指經(jīng)過用戶—網(wǎng)絡(luò)接口承載業(yè)務(wù)的網(wǎng)絡(luò)能力，它是由電信網(wǎng)內(nèi)各單元所提供的功能來實現(xiàn)的。ISDN網(wǎng)絡(luò)功能體系結(jié)構(gòu)如圖19.3.1所示。圖19.3.1ISDN網(wǎng)絡(luò)功能體系結(jié)構(gòu)1.本地連接功能

本地連接功能對應(yīng)于本地交換機或其他類似設(shè)備的功能。2.電路交換功能

電路交換功能提供64kb/s和大于64kb/s的電路交換功能。在ISDN中，電路交換功能的基準傳輸速率是64kb/s，根據(jù)用戶需要也可提供2×64kb/s、384kb/s的中速電路交換功能，甚至更高的PCM一次群的電路交換功能。3.分組交換功能

ISDN分組交換功能的實現(xiàn)方法有如下兩種：

(1)由ISDN本身提供分組交換功能。

（2）由分組交換公用數(shù)據(jù)網(wǎng)提供ISDN的分組交換功能。4.專線功能

專線功能是指不利用網(wǎng)的交換功能，在終端間建立永久或半永久連接的功能。

5.公共信道信令功能

ISDN的全部信令都采用公共信道信令方式，從工作范圍來分，ISDN具有以下三種不同的信令：（1）用戶—網(wǎng)絡(luò)信令：用戶終端設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)之間的控制信號，可利用用戶—網(wǎng)絡(luò)接口處的D信道來傳送。

（2）網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部信令：ISDN交換機之間的控制信號，可利用No.7信令系統(tǒng)來傳送。

（3）用戶—用戶信令：用戶終端設(shè)備之間的控制信號，可利用用戶—網(wǎng)絡(luò)接口處的D信道和網(wǎng)內(nèi)的No.7信令系統(tǒng)透明地穿過網(wǎng)絡(luò)，在用戶之間傳送。19.3.3ISDN用戶—網(wǎng)絡(luò)接口

1.ISDN用戶—網(wǎng)絡(luò)接口功能

ISDN用戶—網(wǎng)絡(luò)接口的作用是用戶終端與ISDN網(wǎng)絡(luò)之

間或網(wǎng)絡(luò)與用戶之間能夠相互交換信息。該接口的主要功

能如下：

（1）具有利用同一接口提供多種業(yè)務(wù)的能力。

（2）具有多終端配置功能。

（3）具有終端的移動性。

（4）在主叫用戶和被叫用戶終端之間進行兼容性檢查。2.ISDN用戶—網(wǎng)絡(luò)接口參考配置

ISDN的參考配置是指ISDN內(nèi)部各組成部分之間連接關(guān)系的系統(tǒng)模型。CCITT的I.411建議中采用功能群和參考點的

概念規(guī)定了ISDN用戶—網(wǎng)絡(luò)接口的參考配置的ISDN用戶系

統(tǒng)標準結(jié)構(gòu)，如圖19.3.2所示，它是ISDN用戶—網(wǎng)絡(luò)接口的根據(jù)。圖19.3.2ISDN用戶—網(wǎng)絡(luò)接口參考配置1）一類終端設(shè)備TE1

類終端設(shè)備TE1是指用于ISDN中的語音、數(shù)據(jù)或其他業(yè)務(wù)的輸入或輸出。TE1是符合ISDN接口，標準S參考點上的標準終端設(shè)備，也稱為ISDN終端，如數(shù)字電話機等終端。2）二類終端設(shè)備TE2

二類終端設(shè)備TE2是指不符合ISDN接口標準的終端設(shè)備，也稱為非ISDN終端，如X.21或X.25數(shù)據(jù)集終端、模擬電話機等。TE2需要經(jīng)過終端適配器TA的轉(zhuǎn)換才能接入ISDN的標準接口S參考點。3）終端適配器TA

終端適配器TA用來完成適配功能，包括速率適配和協(xié)議轉(zhuǎn)換功能，使TE2能接入ISDN的標準接口具有用戶—網(wǎng)絡(luò)接口處第一層的功能以及高層功能。4）網(wǎng)絡(luò)終端NT1

網(wǎng)絡(luò)終端NT1是用來完成用戶—網(wǎng)絡(luò)接口功能的主要部件，其主要功能是將用戶終端設(shè)備連接至用戶線，為用戶

信息和信令信息提供透明的傳輸通道。更重要的是用戶通過NT1得到綜合業(yè)務(wù)的數(shù)字接續(xù)能力，從而享用網(wǎng)絡(luò)的交換和信號傳遞功能。NT1是應(yīng)用最為廣泛的網(wǎng)絡(luò)終端，用來完成用戶—網(wǎng)絡(luò)接口處網(wǎng)絡(luò)側(cè)第一層的功能，負責與用戶線的物理

連接，實現(xiàn)線路傳輸、維護、性能監(jiān)控以及定時、饋電、接口等功能。5）網(wǎng)絡(luò)終端NT2

網(wǎng)絡(luò)終端NT2用來完成用戶—網(wǎng)絡(luò)接口處的交換和集中功能的第一至三層全部功能，物理上可以是ISDN用戶交換機PBX、集線器或局域網(wǎng)(LAN)。PBX和LAN可以將一定數(shù)量的終端設(shè)備連接成局部地區(qū)的專用網(wǎng)絡(luò)，提供本地交換功能，并經(jīng)過T參考點和NT1將局部網(wǎng)絡(luò)與ISDN連接。集中器不能進行本地交換，其作用是將一群本地終端的通信業(yè)務(wù)量集中起來再和ISDN相連，以提高用戶—網(wǎng)絡(luò)接口上信道的利用率。6）線路終端LT

線路終端LT是用戶環(huán)路和交換局端的接口設(shè)備，用來實現(xiàn)交換設(shè)備和線路傳輸端之間的接口功能。

7）