現(xiàn)代交換原理課件

現(xiàn)代交換原理*一、交換概論*電信交換的基本概念各種交換方式電信交換系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)本章主要內(nèi)容*終端傳輸媒介終端電信號電信號信息信息點對點通信在電信系統(tǒng)中，只有兩個終端的通信稱為點對點通信。1、電信交換的基本概念*點對點通信舉例話音數(shù)據(jù)*無交換的多個終端要實現(xiàn)相互間通信，必須以全互連的方式兩兩相連。若終端數(shù)為n，則線對數(shù)為C2n=n(n-1)/2（當終端n=100時，線對數(shù)=100X(100-1)/2=4950）無交換的多個終端的通信(終端=5、線對數(shù)=10)*用戶間通過交換設(shè)備連接用戶環(huán)線交換設(shè)備引入交換的終端間的通信*多個交換節(jié)點組成的通信網(wǎng)引入交換的終端間的通信中繼線*所謂電信交換，就是在通信網(wǎng)上，負責在通信的源和目的終端之間建立通信信道傳送通信信息的機制，也就是根據(jù)目的地，在源和目的終端之間傳送通信信息。電信交換的概念*交換節(jié)點可控制的接續(xù)類型：

本局接續(xù)、出局接續(xù)、入局接續(xù)、轉(zhuǎn)接接續(xù)交換節(jié)點的基本功能能按目的地址正確地進行選路以及在中繼線上轉(zhuǎn)發(fā)信號能控制連接的建立與拆除交換節(jié)點必須具備的基本功能：能正確接收和分析從用戶線或中繼線發(fā)來的呼叫信號、地址信號*交換節(jié)點接續(xù)類型圖示*幾個概念交換通信網(wǎng)交換設(shè)備傳輸設(shè)備終端設(shè)備用戶線中繼線出局呼叫入局呼叫本局呼叫轉(zhuǎn)接呼叫主叫被叫主叫局被叫局端局匯接局*2、各種交換方式電路交換報文交換分組交換幀中繼ATM交換IP交換光交換*CTM-CircuitTransferModePTM-PacketTransferModeATM-AsynchronousTransferMode各種交換方式IP交換多速率電路交換快速電路交換ATM交換幀中繼報文交換電路交換分組交換光交換PTMCTM*交換節(jié)點A交換節(jié)點B交換節(jié)點C建立傳送釋放電路交換的基本過程電路交換(CircuitSwitching)*要在通信的用戶間建立專用的物理連接通路。（固定分配帶寬）對傳送的信息無差錯控制措施。對通信信息不作處理(信令除外)，而是原封不動地傳送，用作低速數(shù)據(jù)傳送時不進行速率、碼型的變換。用基于呼叫損失制的方法來處理業(yè)務(wù)流量，過負荷時呼損率增加，但不影響已建立的呼叫。

電路交換的特點*

公用電信網(wǎng)的電報自動交換是報文交換的典型應(yīng)用，有的專用數(shù)據(jù)網(wǎng)也采用報文交換方式。報文交換（MessageSwitching）基本的報文交換動作是存儲報文、分析報文中的收報人地址和報文轉(zhuǎn)發(fā)。有多個報文送往同一地點時，要排隊按順序發(fā)送。報文傳送中有檢錯和糾錯措施*

采用存儲轉(zhuǎn)發(fā)方式的分組交換與報文交換的不同在于：分組交換將用戶要傳送的信息分割為若干個分組（packet），每個分組中有一個分組頭，含有可供選路的信息和其他控制信息。分組交換（PS：PacketSwitching）*

報文交換的時延分組交換的時延分組交換和報文交換比較*虛電路(VC：VirtualCircuit)方式數(shù)據(jù)報(DG：Datagram)方式

分組交換的兩種方式*

所謂虛電路方式，就是在用戶數(shù)據(jù)傳送前先要通過發(fā)送呼叫請求分組建立端到端之間的虛電路；一旦虛電路建立后，屬于同一呼叫的數(shù)據(jù)分組均沿著這一虛電路傳送，最后通過呼叫清除分組來拆除虛電路。它不同于電路交換中的物理連接，而是邏輯連接。交換虛電路(SVC：SwitchedVirtualCircuit)

用戶通過發(fā)送呼叫請求分組來建立虛電路的方式。永久虛電路(PVC：PermanentVirtualCircuit)

應(yīng)用戶預(yù)約，由網(wǎng)絡(luò)運營者為之建立固定的虛電路，而不需在呼叫時臨時建立虛電路，可直接進入數(shù)據(jù)傳送階段的方式。虛電路*

數(shù)據(jù)報不需要預(yù)先建立邏輯連接，而是按照每個分組頭中的目的地址對各個分組獨立進行選路。

數(shù)據(jù)報*DG方式的每個分組頭中要包含詳細的目的地址VC方式由于預(yù)先已建立邏輯連接，分組頭中只要含有對應(yīng)于所建立的VC的邏輯信道標識虛電路與數(shù)據(jù)報的比較——分組頭*VC方式預(yù)先有建立過程，但一旦虛電路建立，在端到端之間所選定的路由上的各個交換節(jié)點都具有映象表，存放出入邏輯信道的對應(yīng)關(guān)系，每個分組到來時只要查找映象表，而不需要進行復(fù)雜的選路。DG方式則不需要有建立過程，但對每個分組都要獨立地進行選路。虛電路與數(shù)據(jù)報的比較——選路*VC方式中，屬于同一呼叫的各個分組在同一條虛電路上傳送，分組會按原有順序到達終點，不會產(chǎn)生失序現(xiàn)象。DG方式中，各個分組由于是獨立選路，可以從不同的路由轉(zhuǎn)送，會引起失序。虛電路與數(shù)據(jù)報的比較—分組順序*VC方式對故障較為敏感，當傳輸鏈路或交換節(jié)點發(fā)生故障時可能引起虛電路的中斷，需要重新建立。（有些分組網(wǎng)具有再連接功能，出現(xiàn)故障時可自動建立新的虛電路，并做到不丟失用戶數(shù)據(jù)）DG方式中各個分組可選擇不同路由，對故障的防衛(wèi)能力較強，從而可靠性較高。虛電路與數(shù)據(jù)報的比較—故障敏感性*VC方式適用于較連續(xù)的數(shù)據(jù)流傳送，其持續(xù)時間應(yīng)顯著地大于呼叫建立的時間，如文件傳送、傳真業(yè)務(wù)等。DG方式則適用于面向事務(wù)的詢向／響應(yīng)型數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。虛電路與數(shù)據(jù)報的比較——應(yīng)用*

分組交換基于X.25協(xié)議，該協(xié)議包含了3層，第一層物理層，第二層數(shù)據(jù)鏈路層，第三層分組層，對應(yīng)于OSI模型的下三層。

分組交換協(xié)議物理層X.25分組層LAPB123物理層網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)鏈路層*

分組交換協(xié)議X.75X.25*RMAMRMRMRMAMAMAMAMAMAMCHINAPAC網(wǎng)絡(luò)模型AM*銀行提款機CHINAPAC銀行主機ATM1ATM2POS1ATMnPOS2POSn銀行提款機與CHINAPAC的鏈接*CHINAPAC本地服務(wù)器PCPC路由器本地服務(wù)器PCPC路由器局域網(wǎng)互連使用CHINAPAC實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)互連*接入Internet本地服務(wù)器PCPC路由器CHINAPACInternet使用CHINAPAC接入Internet*數(shù)據(jù)傳送階段協(xié)議大為簡化分組交換：X.25協(xié)議-OSI的1、2、3層信息傳送單位：分組幀中繼：協(xié)議-OSI的1、2（核心功能）層信息傳送單位：幀幀中繼（FrameRelay）*X.25和幀中繼處理流程比較*CHINAFRN本地服務(wù)器PCPC路由器本地服務(wù)器PCPC路由器PSPDNPSPDN幀中繼的應(yīng)用*

面向連接的電路交換和無連接的分組交換的主要區(qū)別體現(xiàn)在以下幾個方面：在交換形式上在通路建立和網(wǎng)絡(luò)資源分配上在差錯控制上在業(yè)務(wù)流量控制上呼叫損失制、呼叫延遲制CTM與PTM的比較*在對信息的損傷方面電路交換具有較好的時間透明性分組交換具有較好的語義透明性在支持多種業(yè)務(wù)方面分組交換有更大的靈活性，可實現(xiàn)多速率交換，并允許多種業(yè)務(wù)共享網(wǎng)絡(luò)資源。在交換速率方面電路交換可達到高速率的交換；而分組交換的交換速率受到了限制。在設(shè)備的復(fù)雜性方面分組交換需要一套復(fù)雜的隊列管理機制，而電路交換則需要復(fù)雜路由選擇算法。

CTM與PTM的比較*固定長度的信元信元(cell)只有53個字節(jié)(byte)，其中開頭5個字節(jié)稱為信頭(cellheader)，其余48個字節(jié)為信息域，或稱為凈荷(payload)。采用很短的信元可以減少交換節(jié)點內(nèi)部的緩沖器容量以及排隊時延和時延抖動。信元的長度固定，則有利于簡化交換控制和緩沖器管理。ATM交換-異步傳送模式**信頭簡化

ATM信元的信頭功能有限，主要是虛連接的標識，還有優(yōu)先級標志、信頭的差錯檢驗等。面向連接

ATM采用面向連接的方式。即用戶信息傳送前，先要有連接建立過程，在信息傳送結(jié)束后，要拆除連接。它不是物理連接，而是一種虛連接(VC：VirtualConnection)。ATM交換*異步時分交換

同步時分（時間位置、物理信道）

(STD：SynchronousTimeDivision)異步時分（標記、物理信道）

(ATD：AsynchronousTimeDivision)ATM交換*

ATM技術(shù)是以分組傳送模式為基礎(chǔ)并融合了電路傳送模式高速化的優(yōu)點發(fā)展而成的。ATM克服了STM不能適應(yīng)任意速率業(yè)務(wù)，難以導(dǎo)入未知新業(yè)務(wù)的缺點；簡化了分組通信中的協(xié)議，并由硬件對簡化的協(xié)議進行處理，交換節(jié)點不再對信息進行流量控制和差錯控制，從而極大地提高了網(wǎng)絡(luò)的傳輸處理能力。ATM交換*IPoverATM有兩種模式：疊加模型：CIP、LANE、MPOA集成模型：IP交換、Tag交換、MPLSIP交換*電交換光電光電光電光電電光光電電光光信號光信號光交換光信號光信號光交換*3、電信交換系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)交換網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)接口接口接口接口用戶線中繼線*互連技術(shù)交換網(wǎng)絡(luò)的拓撲結(jié)構(gòu)、選路策略、控制機理、多播方式、阻塞特性、故障防衛(wèi)接口技術(shù)模擬用戶接口、數(shù)字用戶接口、模擬中繼接口、數(shù)字中繼接口信令技術(shù)用戶信令、局間信令控制技術(shù)控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)方式、處理機間的通信方式、多處理機結(jié)構(gòu)電信交換的基本技術(shù)*交換設(shè)備終端設(shè)備傳輸設(shè)備4、現(xiàn)代通信網(wǎng)技術(shù)綜述通信網(wǎng)的組成*通信網(wǎng)的分層結(jié)構(gòu)骨干傳送網(wǎng)接入網(wǎng)傳送網(wǎng)應(yīng)用層SN1業(yè)務(wù)網(wǎng)1SNn業(yè)務(wù)網(wǎng)n……業(yè)務(wù)網(wǎng)CPE/CPN支撐網(wǎng)*電信網(wǎng)通信業(yè)務(wù)主要特點電話通信網(wǎng)（PSTN）模擬電話、中低速率（≤56kbit/s）應(yīng)用廣泛分組交換網(wǎng)（X.25）中低速數(shù)據(jù)（≤64kbit/s）應(yīng)用廣泛可靠性高綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)（N-ISDN）電話、傳真、數(shù)據(jù)等綜合業(yè)務(wù)（64~2048kbit/s）靈活方便節(jié)省開支幀中繼網(wǎng)（FRN）中高速數(shù)據(jù)（64~2048kbit/s）傳輸速率高靈活、價格低數(shù)字數(shù)據(jù)網(wǎng)（DDN）中高速數(shù)據(jù)（64~2048kbit/s）應(yīng)用廣泛傳輸速度高價格高業(yè)務(wù)網(wǎng)的種類（1）*業(yè)務(wù)網(wǎng)的種類（2）電信網(wǎng)通信業(yè)務(wù)主要特點數(shù)字移動通信網(wǎng)（GSM、CDMA）（GPRS）（3G）電話、低速數(shù)據(jù)（8~16kbit/s）電話、中速數(shù)據(jù)<100kbit/s多媒體2Mbit/s應(yīng)用廣泛移動通信VSAT衛(wèi)星網(wǎng)電話、中低速數(shù)據(jù)（≤128kbit/s）建網(wǎng)快成本高寬帶綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)（B-ISDN）多媒體

≧155.52Mbit/s寬帶綜合業(yè)務(wù)下一代網(wǎng)絡(luò)（NGN）多媒體、高速數(shù)據(jù)（Gbit/s）發(fā)展方向、高效靈活、綜合、開放、多業(yè)務(wù)*電信網(wǎng)的支撐網(wǎng)No.7信令網(wǎng)數(shù)字同步網(wǎng)電信管理網(wǎng)（TMN）*通信網(wǎng)的技術(shù)發(fā)展通信技術(shù)數(shù)字化通信業(yè)務(wù)綜合通信網(wǎng)絡(luò)寬帶化通信服務(wù)個人化網(wǎng)絡(luò)管理智能化網(wǎng)絡(luò)互通融合化*小結(jié)——電信交換概論1、在通信網(wǎng)中為什么要引入交換的概念？2、目前交換技術(shù)主要有那幾種，分別屬于那種傳送模式？3、B-ISDN為什么采用ATM技術(shù)作為其傳輸、復(fù)用和交換的核心技術(shù)？4、電信交換系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)是怎樣的？其主要技術(shù)有哪些？5、基本概念：面向連接方式、無連接方式同步時分交換、異步時分交換*55二、交換網(wǎng)絡(luò)56交換網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)成和分類交換單元交換單元的基本概念開關(guān)陣列與空間交換單元共享存儲器型的交換單元——時間交換單元共享總線型的交換單元——數(shù)字交換單元交換網(wǎng)絡(luò)CLOS網(wǎng)絡(luò)TST網(wǎng)絡(luò)DSN網(wǎng)絡(luò)BANYAN網(wǎng)絡(luò)主要內(nèi)容57交換的基本功能是在任意的入線和出線之間建立連接。在交換系統(tǒng)中完成這一基本功能的部件就是交換網(wǎng)絡(luò)，它是交換系統(tǒng)的核心。交換網(wǎng)絡(luò)是由若干個交換單元按照一定的拓撲結(jié)構(gòu)和控制方式構(gòu)成的。

交換單元是構(gòu)成交換網(wǎng)絡(luò)的最基本的部件。交換網(wǎng)絡(luò)有：空分、時分數(shù)字、模擬1、交換網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)成和分類58交換單元的基本概念開關(guān)陣列與空間交換單元共享存儲器型的交換單元——時間交換單元共享總線型的交換單元——數(shù)字交換單元2、交換單元592.1交換單元的基本概念入線出線控制端狀態(tài)端…………MXN的交換單元0011M-1N-160入線出線0011442323同步時分復(fù)用信號的交換兩種信號的交換61入線出線001221異步時分復(fù)用信號的交換0210001222兩種信號的交換62交換單元按使用需要的不同可分為：入線0M-1出線0N-1入線0M-1出線0N-1出線0N-1入線0M-1集中型（M>N）擴散型（M<N）連接型（M=N）63交換單元按信息流向分為：有向交換單元：當信息經(jīng)過交換單元時只能從入線進出線出，具有唯一確定的方向。無向交換單元：交換單元的每條線即可入也可出，其入線數(shù)必等于出現(xiàn)數(shù)。出線0N-1入線0M-1MXN有向交換單元入線/出線0N-1N無向交換單元…..…..64

交換單元的連接特性

連接特性是交換單元的基本特性，它反映了交換單元入線到出線的連接能力，通常我們用連接集合和連接函數(shù)來描述交換單元的連接特性

連接集合：入線集合：T={0,1,2,…,M-1}出線集合：R={0,1,2,…,N-1}

定義：t∈T，即t是T的一個元

r∈Rt，Rt是R的一個子集，r是Rt的一個元

則集合c={t,Rt}為一個連接。65若r∈Rt，Rt中只含有一個元，則稱該連接為點到點連接。若r∈Rt，Rt中含有多個元，則稱該連接為一點到多點連接。若一個交換單元可以提供點到多點的功能，但Rt≠R，則稱其具有同發(fā)功能；若Rt=R，則該交換單元具有廣播功能。

交換單元的連接特性66

交換單元的連接特性一個交換單元的連接同時可有多個，這就構(gòu)成了交換單元的連接集合：

C={c0,c1,c2,…}其中：起點集Tc={t;t∈ci,ci

C}

終點集Rc={r;r∈Rt,Rt

ci,

ci

C}

連接和連接集合是對應(yīng)于某一時刻的連接集合的數(shù)目越多，連接能力就越強67

連接函數(shù)

一個連接函數(shù)對應(yīng)一種連接，連接函數(shù)表示相互連接的入線編號和出線編號之間的一一對應(yīng)關(guān)系，即存在連接函數(shù)f，入線x與出線f(x)相連接，0≤x≤M-1，0≤f(x)≤N-1。

連接函數(shù)實際上也反映了入線編號構(gòu)成的數(shù)組和出線編號構(gòu)成的數(shù)組之間的置換關(guān)系或排列關(guān)系，故連接函數(shù)也被稱作置換函數(shù)或排列函數(shù)。

交換單元的連接特性68

函數(shù)表示形式

x表示入線編號（二進制表示），f(x)表示連接函數(shù)。

排列表示形式即輸入輸出對應(yīng)表示形式t0，t1，…，tn-1r0，r1，…，rn-1

圖形表示形式連接函數(shù)的表示形式69直線連接：函數(shù)表示：I(xn-1xn-2…x1x0)=xn-1xn-2…

x1x0排列表示（N=4）：0，1，2，30，1，2，3

圖形表示（N=4）：

00123123

交換單元常用的連接函數(shù)70交叉連接：函數(shù)表示：E(xn-1xn-2…x1x0)=xn-1xn-2…

x1x0排列表示（N=4）：0，1，2，31，0，3，2

圖形表示（N=4）：

00123123

交換單元的連接特性71間隔交叉連接：

Ck(xn-1xn-2…xk…

x1x0)=xn-1xn-2…xk…

x1x00012312300123123N=4k=1N=4k=0

交換單元的連接特性72均勻洗牌連接：

σ(xn-1xn-2…xk…

x1x0)=xn-2…xk…

x1x0xn-10123N=84567301234567

交換單元的連接特性73蝶式連接：

β(xn-1xn-2…xk…

x1x0)=x0xn-2…xk…

x1xn-10123N=8456701234567

交換單元的連接特性74交換單元的性能

容量：交換單元所有入線可以同時送入的總的信息量接口：交換單元需要規(guī)定自己的信號接口標準，即信號形式、速率及信息流方向功能：點到點、同發(fā)、廣播質(zhì)量：完成交換動作的速度、任何情況下是否能完成指定連接、信息經(jīng)過交換單元是否有損傷（時間、語義）752.2開關(guān)陣列與空間交換單元——開關(guān)陣列在交換單元內(nèi)部，要建立任意入線和任意出線之間的連接，就在每條入線和每條出線之間都各自接上一個開關(guān)，所有開關(guān)就構(gòu)成了交換單元內(nèi)部的開關(guān)陣列。76MXN有向交換單元01N-101M-1入線出線MXN有向矩形開關(guān)陣列開關(guān)陣列的工作原理出線0N-1入線0M-1…..…..77N無向方形開關(guān)陣列入線0N-1N無向交換單元01N-101N-1入線出線開關(guān)陣列的工作原理78入線/出線0N-1N無向交換單元無向交換單元開關(guān)陣列的實現(xiàn)（補充）若在一個NXN的交換單元中的連接總是對稱的，即如果入端i連接到出端j，則入端j一定連接到出端i，那么相同編號的入端和出端可以看作一個同時具有發(fā)送和接收信息能力的信息端，既具有N個雙向通信的信息端，并且每個信息端都可以和任何其它的信息端相連，這樣的交換單元稱作N個信息端的無向交換單元，簡稱N無向交換單元。79N無向交換單元的開關(guān)陣列（用雙向開關(guān)）入線/出線0N-1N無向交換單元01N-21N-1無向交換單元開關(guān)陣列的實現(xiàn)（補充）2N-22800101N-1N-1無向交換單元開關(guān)陣列的實現(xiàn)（補充）入線/出線0N-1N無向交換單元N無向交換單元的開關(guān)陣列（用單向開關(guān)）81無向交換單元開關(guān)陣列的實現(xiàn)（補充）若N無向交換單元的N個信息端可以分為兩組，分別為K和L個信息端。屬于其中一組的信息端都可以和另一組的任何信息端相連接，但是不能和本組中的其它信息端相連，則稱其為一個KxL的無向交換單元。入線/出線0K-1KxL無向交換單元0L-1…入線/出線…（信息端）（信息端）82KXL無向矩形開關(guān)陣列01L-101K-1K(K=L)無向方形開關(guān)陣列01K-101K-1入線/出線0K-1KxL無向交換單元0L-1…入線/出線…（信息端）（信息端）無向交換單元開關(guān)陣列的實現(xiàn)（補充）83KXL無向矩形開關(guān)陣列（用雙向開關(guān)）01L-101K-1無向交換單元開關(guān)陣列的實現(xiàn)（補充）(K+L)X(K+L)有向開關(guān)陣列（用單向開關(guān)）0101K-1K+0K+L-1K+0K+1K+L-1K-1K+184K無向方形開關(guān)陣列（用雙向開關(guān)）01K-101K-1無向交換單元開關(guān)陣列的實現(xiàn)（補充）2KX2K有向開關(guān)陣列（用單向開關(guān)）0101K-1K+0K+K-1K+0K+1K+K-1K-1K+185全連接交換單元和部分連接交換單元01N-101N-1入線出線01N-101N-1入線出線8601M-1入線出線入線0M-1出線入線0N-1出線01N-1入線出線多路選擇器87開關(guān)陣列的特性開關(guān)控制簡單，從入線到出線具有均勻的單位延遲時間。開關(guān)陣列適合于構(gòu)成較小的交換單元（開關(guān)數(shù)反映了實現(xiàn)的復(fù)雜度和成本的高低）。交換單元的性能依賴于所使用的開關(guān)?？刂菩盘柡唵稳菀讓崿F(xiàn)同發(fā)和廣播功能88繼電器：其構(gòu)成的交換單元是無向的，可交換模擬和數(shù)字信息，干擾和噪聲大、動作慢（ms級）、體積大（cm級）。模擬電子開關(guān)：一般利用半導(dǎo)體材料制成。如：MC142100、MC145100（4x4開關(guān)陣列）

只能單向傳送，且衰耗和時延較大。數(shù)字電子開關(guān)：由簡單的由邏輯門構(gòu)成，用于數(shù)字信號的交換，開關(guān)動作極快且無信號損失。實際的開關(guān)陣列89通斷開關(guān)交叉點可看成是一個具有通/斷功能的開關(guān)。其具體實現(xiàn)比較復(fù)雜，包括FIFO緩沖器和相應(yīng)的控制邏輯。

多路選擇器開關(guān)陣列交叉點的實現(xiàn)（1）90Crossbar交叉點是一個2x2的傳送門，它有兩個狀態(tài)：bar狀態(tài)和cross狀態(tài)。Bar狀態(tài)是指橫向輸入連到縱向輸出，縱向輸入連到橫向輸出；cross狀態(tài)是指橫向輸入連到橫向輸出，縱向輸入連到縱向輸出。交換矩陣在初始狀態(tài)時，所有交叉點均處于cross狀態(tài)，即任何入線與任何出線間均不連通。如果要使入線i與出線j連通，則應(yīng)使處于交叉點（i,j）上的傳送門處于bar狀態(tài)，而在i行和j列的所有其它的傳送門仍處于cross狀態(tài)。開關(guān)陣列交叉點的實現(xiàn)（2）91橫向輸入縱向輸入縱向輸出橫向輸出bar狀態(tài)cross狀態(tài)開關(guān)陣列交叉點的實現(xiàn)（3）921234123412341234crossbar通/斷開關(guān)開關(guān)陣列交叉點的實現(xiàn)（4）93

空間交換單元也稱為空間接線器（SpaceSwitch），簡稱為S單元或S接線器，用來實現(xiàn)多個輸入復(fù)用線與多個輸出復(fù)用線之間的空間交換，而不改變其時隙位置。2.3開關(guān)陣列與空間交換單元——空間交換單元94S接線器的構(gòu)成：交叉點矩陣、控制存儲器交叉點矩陣：開關(guān)陣列控制存儲器（CM-ControlMemory）：S接線器所含CM數(shù)量等于入（出）線數(shù)每個CM的所含有的存儲單元個數(shù)等于入（出）線上的復(fù)用時隙數(shù)每個存儲單元為n位bit,且滿足N≤2n,其中N為入（出）線上數(shù)

空間交換單元的基本結(jié)構(gòu)95空間交換單元的控制方式012012012TS12TS8TS12TS808121272TS8TS8輸入控制方式1TS12TS122096空間交換單元的控制方式012012012TS12TS8TS12TS808122TS8TS8輸出控制方式1TS12TS122012797空間交換單元的工作原理982.3、共享存儲器型的交換單元——時間交換單元01N-1輸入信號輸出信號共享存儲器型交換單元的一般結(jié)構(gòu)工作方式：入線緩沖、出線緩沖99

時間交換單元也稱為時間接線器（TimeSwitch），簡稱為T單元或T接線器，用來實現(xiàn)時隙交換功能。所謂時隙交換是指入線上各個時隙的內(nèi)容要按照交換連接的需要，分別在出線上的不同時隙位置輸出。時間交換單元100T接線器主要由話音存儲器（SM:SpeechMemory）和控制存儲器(CM:Controlmemory)構(gòu)成。SM用來暫存話音的數(shù)字編碼信息，故每個單元至少應(yīng)為8比特。SM的容量等于輸入復(fù)用線上每幀的時隙數(shù)。CM的容量等于SM的容量；設(shè)CM每個單元的比特數(shù)為n，SM的單元數(shù)為N，則有2n=N，N也就是復(fù)用線上的時隙數(shù)。時間交換單元的基本結(jié)構(gòu)101時間交換單元的控制方式1022.4、共享總線型交換單元——數(shù)字交換單元103入線控制部件的功能：接收入線信號，進行相應(yīng)的格式變換，放在緩沖存儲器中，并在分配給該部件的時隙上把收到的信息送到總線上。出線控制部件的功能：檢測總線上的信號，并把屬于自己的信息讀入一個緩沖存儲器中，進行格式變換，放在緩沖存儲器中，由出線送出，形成出線信號。共享總線型交換單元104總線：一般包括多條數(shù)據(jù)線和控制線。數(shù)據(jù)線用于在入線控制部件和出線控制部件傳送信號；控制線用于控制各入線控制部件獲得時隙和發(fā)送信息，以及出線控制部件讀取屬于自己的信息。

總線按時隙輪流分配給各個入線控制部件和出線控制部件使用，其時隙的分配有一定的規(guī)則。共享總線型交換單元105數(shù)字交換單元（DSE）106數(shù)字交換單元（DSE）的工作原理STS18STS12端口RAM話路RAM數(shù)據(jù)RAM00031D3131PC121218818S1073、交換網(wǎng)絡(luò)交換網(wǎng)絡(luò)是由若干個交換單元按照一定的拓撲結(jié)構(gòu)和控制方式構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)。交換網(wǎng)絡(luò)的三個基本要素是：交換單元、不同交換單元間的拓撲連接和控制方式。108交換網(wǎng)絡(luò)的一般結(jié)構(gòu)……控制單元出線入線……交換單元交換單元交換單元交換單元交換網(wǎng)絡(luò)109單級交換網(wǎng)絡(luò)和多級交換網(wǎng)絡(luò)交換網(wǎng)絡(luò)按拓撲連接方式可分為：單級交換網(wǎng)絡(luò)多級交換網(wǎng)絡(luò)出線0N-1入線0M-1單級交換網(wǎng)絡(luò)交換單元110單級交換網(wǎng)絡(luò)和多級交換網(wǎng)絡(luò)

如果一個交換網(wǎng)絡(luò)中的交換單元可以分為N級，順序命名為第1,2,…,N級，并且滿足：所有入線都只與第1級交換單元連接；所有第1級交換單元都只與入線和第2級交換單元連接；所有第2級交換單元都只與第1級和第3級交換單元連接；依此類推，所有第N級交換單元都只與第N-1級和出線連接；則稱這樣的交換網(wǎng)絡(luò)為多級交換網(wǎng)絡(luò)，或N級交換網(wǎng)絡(luò)。111多級交換網(wǎng)絡(luò)的拓撲結(jié)構(gòu)可用三個參數(shù)來說明：每個交換單元的容量交換單元的級數(shù)交換單元間的連接通路（鏈路）單級交換網(wǎng)絡(luò)和多級交換網(wǎng)絡(luò)112多級交換網(wǎng)絡(luò)(nmxnm兩級交換網(wǎng)絡(luò))……………O1n-1O1n-1…O1n-1O1m-1O1m-1O1m-1……………………OO11m-1n-11級2級113多級交換網(wǎng)絡(luò)的內(nèi)部阻塞

若出、入線空閑，但因交換網(wǎng)絡(luò)級間鏈路被占用而無法接通的現(xiàn)象，稱為多級交換網(wǎng)絡(luò)的內(nèi)部阻塞。嚴格無阻塞網(wǎng)絡(luò)：不管網(wǎng)絡(luò)處于何種狀態(tài)，任何時刻都可以在交換網(wǎng)絡(luò)中建立一個連接，只要這個連接的起點、終點是空閑的，而不會影響網(wǎng)絡(luò)中已建立起來的連接。114可重排無阻塞網(wǎng)絡(luò)：不管網(wǎng)絡(luò)處于何種狀態(tài)，任何時刻都可以在交換網(wǎng)絡(luò)中直接或?qū)σ延械倪B接重選路由來建立一個連接，只要這個連接的起點、終點是空閑的，而不會影響網(wǎng)絡(luò)中已建立起來的連接。廣義無阻塞網(wǎng)絡(luò)：指一個給定的網(wǎng)絡(luò)存在著固有的阻塞可能，但又可能存在著一種精巧的選路方法，使得所有的阻塞均可避免，而不必重新安排網(wǎng)絡(luò)中已建立起來的連接。多級交換網(wǎng)絡(luò)的內(nèi)部阻塞11513421342C1C1C2C21，2，3，44，2，1，3

可重排無阻塞網(wǎng)絡(luò)11613421342C1C1cc2cc2可重排無阻塞網(wǎng)絡(luò)1173.1CLOS網(wǎng)絡(luò)為了減少交叉點總數(shù)而同時具有嚴格的無阻塞特性，CLOSC.很早就提出一種多級結(jié)構(gòu)，推出了嚴格無阻塞的條件，這就是著名的CLOS網(wǎng)絡(luò)?！?n…1n1n1n……1…1m

1r11rmmmm11111111rrrr3級CLOS網(wǎng)絡(luò)118在最壞情況下，中間級會有（n-1）X2個交換單元被占用，因此中間級至少要有（n-1）X2+1=2n-1個交換單元，即m≥2n-1時，可確保無阻塞（嚴格無阻塞）。CLOS網(wǎng)絡(luò)1193.2TST網(wǎng)絡(luò)TST網(wǎng)絡(luò)是在電路交換系統(tǒng)中經(jīng)常使用的一種交換網(wǎng)絡(luò)，它是三級交換網(wǎng)絡(luò)，兩側(cè)為T接線器，中間一級為S接線器，S級的出入線數(shù)決定于兩側(cè)T接線器的數(shù)量。第1級T接線器：負責輸入母線的時隙交換。S接線器：負責母線之間的空間交換交換。第2級T接線器：負責輸出母線的時隙交換。120123123123TS2TS310723313TS2TS31S(輸入控制)TS7TS2310312720313123232231731CMACMASMASMASMBSMBCMBCMBTS23TS7T(輸出控制)T(輸入控制)ABAB121為減少選路次數(shù)，簡化控制，可使兩個方向的內(nèi)部時隙具有一定的對應(yīng)關(guān)系，通?？上嗖畎霂?，俗稱反相法，即：設(shè)：Nf=一幀的時隙數(shù)Na=A到B方向的內(nèi)部時隙數(shù)Nb=B到A方向的內(nèi)部時隙數(shù)則：Nb=Na+Nf/2TST網(wǎng)絡(luò)完全無阻塞的條件：m（內(nèi)部時隙數(shù)）=2n（輸入時隙數(shù)）3.2TST網(wǎng)絡(luò)122關(guān)于T-S組合網(wǎng)絡(luò)T-S(n)-TT-S-T網(wǎng)絡(luò)：AXE10，F(xiàn)ETEX-150，E10B，5ESS等T-S-S-T網(wǎng)絡(luò)：NEAX61T-S-S-S-T網(wǎng)絡(luò)：EWSDT-S-S-S-S-T網(wǎng)絡(luò)：4ESS(長途)S-T(n)-S1233.3BANYAN網(wǎng)絡(luò)Banyan網(wǎng)絡(luò)的基本結(jié)構(gòu)Banyan網(wǎng)絡(luò)的基本特性BATCHER-BANYAN網(wǎng)絡(luò)基于banyan的多通路結(jié)構(gòu)Benes網(wǎng)絡(luò)124banyan網(wǎng)絡(luò)可分為一些子類，L級banyan是其中的一類，其特征是只有相鄰級之間才有鏈路相連，即任何輸入到任何輸出之間的通路都經(jīng)過L級。L級banyan網(wǎng)絡(luò)又可分為規(guī)則banyan和不規(guī)則banyan。規(guī)則banyan是指構(gòu)成banyan網(wǎng)絡(luò)的各個交換單元都是等同的，而不規(guī)則banyan則不然。如果規(guī)則banyan中的各個交換單元不僅是等同的，而且每個交換單元的入線數(shù)等于出線數(shù)，則稱此規(guī)則banyan為矩形banyan。1、Banyan網(wǎng)絡(luò)的基本結(jié)構(gòu)125通常將由2X2的交換單元構(gòu)成的單通路網(wǎng)絡(luò)稱為banyan網(wǎng)絡(luò)。banyan網(wǎng)絡(luò)是基于樹型的拓撲結(jié)構(gòu)，但每一個交換單元卻是基于crossbar的結(jié)構(gòu)。2X2的交換單元也具有bar和cross兩種狀態(tài)。1、Banyan網(wǎng)絡(luò)的基本結(jié)構(gòu)12601234567012345678x8的3級banyan網(wǎng)絡(luò)127樹型結(jié)構(gòu)特性：從banyan的任一輸入端口引出的一組通路形成了2分支樹，級數(shù)越多，分支越多，級數(shù)k=㏒2N，N=總?cè)刖€數(shù)/出線數(shù)，即2k=N。單通路特性：

banyan的任一入端到任一出端之間，具有1條且僅有一條通路。自選路由特性：自選路由，即是給定出線地址，不用外加控制命令，就可選到出線?？梢允褂脤?yīng)于出端號的二進制碼的選路標簽來自動選路。2、Banyan網(wǎng)絡(luò)的基本特性12801234567012(010)3(011)4(100)5(101)678x8的3級banyan網(wǎng)絡(luò)10110(011)(010)(100)(101)Banyan網(wǎng)絡(luò)的自選路由特性129可擴展性：

banyan的構(gòu)成具有一定的規(guī)律，可以采用有規(guī)則的擴展方法將較小容量的banyan擴展成較大規(guī)模。已有NXN的BANYAN網(wǎng)絡(luò)，需構(gòu)成2NX2N的BANYAN網(wǎng)絡(luò)，則可用2組NXN，再加上一組N個2X2交換單元構(gòu)成。第一組的NXN的N條出線分別與N個2X2交換單元的某一入線相連，第二組的NXN的N條出線分別與N個2X2交換單元的另一入線相連。內(nèi)部竟爭性：

banyan是具有內(nèi)部競爭的有阻塞網(wǎng)絡(luò)。2、Banyan網(wǎng)絡(luò)的基本特性13016X16BANYAN交換網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)成Banyan網(wǎng)絡(luò)的可擴展性13116X16BANYAN交換網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)成Banyan網(wǎng)絡(luò)的可擴展性1321）內(nèi)部阻塞是在2X2交換單元的兩條入線要向同一個出線上發(fā)送信元時產(chǎn)生的，最壞情況下概率為50%，若減少入線上的信息量，就可減少阻塞的概率，故可通過適當限制入線上的信息量或加大緩沖存儲器來減少內(nèi)部阻塞。2）可以通過增加多級交換網(wǎng)絡(luò)的級數(shù)來消除內(nèi)部阻塞。已有證明，若要完全消除NXN的banyan網(wǎng)絡(luò)的內(nèi)部阻塞，至少需要2㏒2N-1級。3）可以增加banyan網(wǎng)的平面樹，構(gòu)成多通道交換網(wǎng)絡(luò)。4）使用排序-banyan網(wǎng)絡(luò)。解決內(nèi)部阻塞的方法133

該網(wǎng)絡(luò)也簡稱為B-B網(wǎng)，是由BATCHER排序網(wǎng)和BANYAN網(wǎng)組成，它成功地避免了BANYAN網(wǎng)絡(luò)的內(nèi)部阻塞，這是目前ATM交換機使用較多的一種網(wǎng)絡(luò)。BATCHER排序網(wǎng)是由2X2的比較器（BATCHER比較器）構(gòu)成的。xymin(x,y)max(x,y)xymin(x,y)max(x,y)3、BATCHER-BANYAN網(wǎng)絡(luò)134BATCHER-BANYAN網(wǎng)絡(luò)011111010100011010100111111100010011BATCHER-BANYAN網(wǎng)絡(luò)135為了減少或消除banyan的內(nèi)部阻塞，提高吞吐率，除了構(gòu)成B-B網(wǎng)絡(luò)之外，還可以構(gòu)成基于banyan的的各種多通路網(wǎng)絡(luò)。（1）增長型banyan

增長型banyan就是前面加上分配級，以擴大每個入端的選擇范圍，從而形成多通路網(wǎng)絡(luò)。每增加1級，每個入端與每個出端之間的通路數(shù)就增加1倍。前置分配級還可以使業(yè)務(wù)流均衡地進入banyan的入端，減少banyan對流入的業(yè)務(wù)流模型的敏感性。4、基于BANYAN的多通路結(jié)構(gòu)1360123456701234567增長型banyan增長型BANYAN137（2）擴展型banyan

考察banyan中的交換單元，對應(yīng)于每個交換單元輸出地址有1條鏈路，如果使每個輸出地址有d條鏈路，也就是可以任意選擇d條中的1條，就稱為擴展型banyan。在擴展型banyan網(wǎng)中，2×2的交換單元變成了2d×2d的交換單元。但輸出地址并非2d個，而仍然是2個，只要用1個比特來區(qū)別。于是在任何時刻，最多可有d個信息單元傳送到交換單元的每個輸出；如果對應(yīng)于同一輸出地址同時有多于d個的信元到達，只能傳送其中的d個。4、基于BANYAN的多通路結(jié)構(gòu)1380123456701234567擴展型banyan擴展型BANYAN139（3）膨脹型banyan

膨脹型banyan是膨脹度d在各級可以變化的擴展型banyan。（4）復(fù)份型banyan

復(fù)份型banyan是將若干個相同的banyan并接在一起，形成多平面的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。從復(fù)份型banyan的每個輸入端進入的信息單元，可以隨機地選擇某個平面，也可以按負荷均分原則分配到各個平面，還可以廣播到所有的平面。

4、基于BANYAN的多通路結(jié)構(gòu)1400123456701234567膨脹型banyand=2d=3d=4膨脹型BANYAN141Banyan1Banyan2Banyanr…………………………12n12n復(fù)份型banyan復(fù)份型BANYAN142

benes網(wǎng)絡(luò)是著名的多通路網(wǎng)絡(luò)，具有再配置無阻塞的特點?？梢钥闯?，Benes網(wǎng)絡(luò)實際上相當于兩個banyan（banyan與反轉(zhuǎn)banyan）的背對背相連，并將中間相鄰兩級合并為1級。由于每個banyan有l(wèi)og2

N級，因此Benes網(wǎng)絡(luò)共有2log2

N-1級。

benes網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)成也有一定的規(guī)律。使用2X2交換單元的NXNbenes網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)成方法為：兩側(cè)各有N/2個2X2交換單元，中間為兩個N/2XN/2的子網(wǎng)絡(luò)，每個交換單元以一條鏈路連到每個子網(wǎng)絡(luò)；再將中間子網(wǎng)絡(luò)按上述方法繼續(xù)分解，直到中間子網(wǎng)絡(luò)就是2X2交換單元為止。4、BENES網(wǎng)絡(luò)14301234567012345678X8benes網(wǎng)絡(luò)8X8BENES網(wǎng)絡(luò)1440123456701234567benes網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成方法N/2XN/2N/2XN/2BENES網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成方法145作業(yè)（1）1、有一個T-S-T交換網(wǎng)絡(luò)，有8條輸入母線和8條輸出目線，每條母線為一幀256個TS，其第一級T接線器為輸入控制方式，S接線器為輸出控制方式，第二級T接線器為輸出控制方式，請畫圖表示該網(wǎng)絡(luò)將HW6TS8交換到HW2TS23的過程（內(nèi)部選定的空閑時隙為TS15），并標出各級SM和CM的容量及相關(guān)單元內(nèi)容，給出CP的時間。146作業(yè)（2）2、構(gòu)造16*16的交換單元：采用基本開關(guān)陣列時，需要

多少個開關(guān)？采用K=4的繩路開關(guān)陣列時，需要多少個開關(guān)？采用可重排無阻塞網(wǎng)絡(luò)時，需多少個2*2交叉單元？采用BANYAN網(wǎng)絡(luò)時，需多少個2*2交叉單元？采用共享存貯器結(jié)構(gòu)時，至少需

多少個存儲單元。3、構(gòu)造256*256的三級嚴格無阻塞CLOS網(wǎng)絡(luò)。要求：入口級選擇8入線的交換單元，出口級選擇8出線的交換單元。畫出該網(wǎng)絡(luò)連接示意圖（標出各級交換單元的個數(shù)，入出線）。

147本章小結(jié)描述交換單元連接特性的方法交換單元的外部特性描述的描述指標三種典型的交換單元的結(jié)構(gòu)、特性及工作原理無阻塞網(wǎng)絡(luò)的概念，構(gòu)成無阻塞網(wǎng)絡(luò)的方法

TST、CLOS、BANYAN網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)及特性148二、程控數(shù)字交換與電話通信網(wǎng)電話通信的基本原理電話交換技術(shù)的發(fā)展程控數(shù)字交換機的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)接口電路交換網(wǎng)絡(luò)-話路建立控制系統(tǒng)程控交換軟件系統(tǒng)呼叫處理的基本原理交換技術(shù)基礎(chǔ)電話通信網(wǎng)本章主要內(nèi)容1501、電話通信的基本原理1.1電話機的發(fā)明1875年6月2日貝爾和沃森發(fā)明了電話（原始的電磁式電話）↓1877年愛迪生發(fā)明了碳精式送話器+手柄+呼叫設(shè)備（電鈴）+手搖發(fā)電機+干電池（磁石式電話機）↓1882年出現(xiàn)了共電式電話機（沒有手搖發(fā)電機和干電池，通話所用電源由交換機供給）↓↓1896年美國人愛立克森發(fā)明了旋轉(zhuǎn)式電話撥號盤1920年美國人坎貝爾發(fā)明了消側(cè)音電路（自動電話機-撥號盤電話機）↓60年代電子學飛速發(fā)展、70年代大規(guī)模集成電路出現(xiàn)(電子電話機-按鍵式電話機)↓80年代隨著N-ISDN的應(yīng)用出現(xiàn)了數(shù)字電話機1.1電話機的發(fā)明送話器受話器原始話音還原話音二-四轉(zhuǎn)換消側(cè)音電路電話機原始話音還原話音1.2電話機的構(gòu)成及通話原理受話器：將相應(yīng)的電信號還原為聲音的轉(zhuǎn)換器。送話器：將聲音變換為相應(yīng)電信號的轉(zhuǎn)換器。旋轉(zhuǎn)式撥號盤（三個參數(shù)）：

脈沖速度：表示撥號盤每秒鐘發(fā)生的脈沖個數(shù)。普通：10/s快速：20/s

脈沖斷續(xù)比：在一個脈沖周期里，斷開電流的時間和接通電流的時間之比。

t斷/t續(xù)=1.6:1或2:1

位間隔：≥300ms1.2電話機的構(gòu)成及通話原理按鍵式撥號盤：與撥號集成電路配合發(fā)出脈沖或雙音頻(DTMF)信令。振鈴器：交鈴流、音調(diào)振鈴器開關(guān)、叉簧：接插件，二、四線繩1.2電話機的構(gòu)成及通話原理697Hz770Hz852Hz941Hz1209Hz1336Hz1477Hz1633Hz高頻低頻12457*80369ABCD#1.2電話機的構(gòu)成及通話原理揚聲電話機免提電話機無繩電話機錄音電話機可視電話機投幣電話機磁卡電話機1.3電話機的分類1582、電話交換技術(shù)的發(fā)展

人工交換階段：

磁石式電話交換機共電式電話交換機機電式自動交換階段：

步進制交換機（StepbyStepSystem）：史端喬（Strowger）式自動電話交換機德國西門子式自動交換機

特點：直接控制方式電話交換技術(shù)發(fā)展的三個階段機動制交換機：旋轉(zhuǎn)制或升降制電話交換機

特點：間接控制方式共同特點：噪聲大易磨損維護工作量大接線速度慢故障率高電路技術(shù)簡單人員培訓容易電話交換技術(shù)發(fā)展的三個階段

縱橫制交換機（CrossbarSystem）：

特點：間接控制方式接線器接點采用壓接觸方式電子式自動交換階段：半電子交換機（準電子交換機）：話路部分采用機械接點，控制部分采用電子器件。全電子交換機：話路部分和控制部分均采用電子器件。電話交換技術(shù)發(fā)展的三個階段模擬程控交換機：1965年5月美國開通了第一個程控交換機（ESSNo.1）。數(shù)字程控交換機：1970年法國開通了第一個數(shù)字程控交換機（E10）。幾個概念：程控與布控、時分與空分、模擬與數(shù)字電話交換技術(shù)發(fā)展的三個階段在技術(shù)上的：能提供許多新的服務(wù)性能維護管理方便、可靠性高靈活性大、便于采用新技術(shù)和增加新業(yè)務(wù)在經(jīng)濟上的：在交換設(shè)備上在線路設(shè)備上在維護和生產(chǎn)方面程控交換機的優(yōu)越性縮位撥號熱線服務(wù)呼出限制免打擾服務(wù)查找惡意呼叫鬧鐘服務(wù)截接服務(wù)缺席用戶服務(wù)補充業(yè)務(wù)遇忙回叫無條件呼叫前轉(zhuǎn)遇忙呼叫前轉(zhuǎn)無應(yīng)答呼叫前轉(zhuǎn)呼叫等待三方通話會議電視主叫號碼顯示等

引進交換機

AXE10，F(xiàn)ETEX-150，E10B，5ESS、NEAX61、EWSD引進生產(chǎn)線上海：S1240，北京：EWSD，天津：NEAX61

自行研制巨龍HJD-04，大唐SP30，華為C&C08，中興ZXJ10

我國程控交換技術(shù)的發(fā)展1663、程控數(shù)字交換機的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)數(shù)字交換機的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)數(shù)字程控電話交換系統(tǒng)話路子系統(tǒng)控制子系統(tǒng)接口設(shè)備交換網(wǎng)絡(luò)CPU與存儲器遠端接口外部設(shè)備模擬/數(shù)字用戶電路數(shù)字/模擬中繼器信令設(shè)備MFC接收和發(fā)送器DTMF接收器信號音發(fā)生器用戶集中級接口設(shè)備：是實現(xiàn)數(shù)字交換系統(tǒng)和外圍環(huán)境的接口。遠端接口：是到集中維護操作中心、網(wǎng)管中心、計費中心等的數(shù)據(jù)傳送接口。用戶集中級：完成話務(wù)集中功能，集中比一般為2:1到8:1一般為單T交換網(wǎng)絡(luò)。用戶模塊：用戶集中級+用戶電路遠端模塊：設(shè)置在遠端的用戶模塊。幾個概念數(shù)字交換系統(tǒng)接口類型交換網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)模擬用戶接口用戶側(cè)接口中繼側(cè)接口數(shù)字用戶接口數(shù)字中繼接口模擬中繼接口數(shù)字用戶接口操作維護OAMZVABCQ3數(shù)字交換機接口類型ETETETETETETETETETETETETETET數(shù)字交換網(wǎng)絡(luò)模擬用戶線Z1模擬遠端集線器Z2模擬PABXZ3數(shù)字用戶線V1LTLTLTLTZ1V2V3V4V5數(shù)字遠端模塊Z1V1NT數(shù)字PABXmX(2B+D)nXE12,048kbit/sABLTC11C12C21C22LT本地轉(zhuǎn)換二線中繼器通路轉(zhuǎn)換設(shè)備四線FDM實線PCM8,448kbit/sLT34,368kbit/s8,448kbit/sLTV接口：

V1：64kb/s，可為2B+D或30B+D的終端V2：連接數(shù)字遠端模塊的接口V3：連接數(shù)字PABX的接口，屬30B+D的接口V4：可接多個2B+D的終端，支持ISDN的接入V5：支持nXE1的接入網(wǎng)，包括V5.1和V5.2接口A接口：速率為2048kb/s的數(shù)字中繼接口B接口：PCM二次群接口，其接口速率為8448kb/s程控交換系統(tǒng)接口類型——數(shù)字接口Z1接口：連接單個模擬用戶的接口

Z2接口：連接模擬遠端集線器的接口Z3接口：連接模擬PABX的接口程控交換系統(tǒng)接口類型——模擬接口1744、接口電路4.1模擬用戶電路模擬用戶電路的功能可歸納為BORSCHT七個功能：——B(Batteryfeeding)饋電——O(Overvoltageprotection)過壓保護——R(Ringingcontrol)振鈴控制——S(Supervision)監(jiān)視——C(CODEC&filters)編譯碼和濾波——H(Hybirdcircuit)混合電路——T(Test)測試饋電電容的特性：“隔直流，通交流”電感的特性：“隔交流，通直流”（-48v）過壓保護振鈴控制振鈴電壓：90+15v可檢測以下各種用戶狀態(tài)：1、用戶話機的摘掛機狀態(tài)2、用戶話機（號盤）發(fā)出的撥號脈沖3、投幣話機的輸入信號4、話終掛機狀態(tài)監(jiān)視監(jiān)視編譯碼和濾波（CODEC）編碼器：完成模擬信號到數(shù)字信號的轉(zhuǎn)換（Coder）。譯碼器：完成數(shù)字信號到模擬信號的轉(zhuǎn)換（Decoder）?；旌想娐吠瓿啥€到四線的轉(zhuǎn)換功能。測試其它功能極性倒換（反轉(zhuǎn)）計費脈沖發(fā)送模擬用戶電路功能框圖舉例——用戶電路板模擬中繼器：是程控數(shù)字交換機與模擬中繼線的接口，用于與模擬交換機的連接。4.2模擬中繼電路數(shù)字中繼器：是連接數(shù)字局間中繼線的接口電路，用于與數(shù)字交換局或遠端模塊的連接。主要作用：是根據(jù)PCM時分復(fù)用原理，將30路64kb/s的話路信號復(fù)接成2048kb/s的基群信號發(fā)送出去，或者反之，把從其它數(shù)字交換系統(tǒng)（或數(shù)字傳輸系統(tǒng)）來的2048kb/s的基群信號分成30路話路信號，然后再通過數(shù)字交換網(wǎng)絡(luò)分接到各個相應(yīng)的用戶。在上述過程中，完成信號傳輸、信號同步、信令配合4.3數(shù)字中繼電路數(shù)字中繼電路的基本功能碼型變換：單極性不歸零碼HDB3（高密度雙極性碼）時鐘提取：就是從輸入的數(shù)據(jù)流中提取時鐘信號，作為輸入數(shù)據(jù)流的基準時鐘。同時該時鐘信號還用來作為本端系統(tǒng)時鐘的外部參考時鐘源。幀同步：就是從接收的數(shù)據(jù)流中搜索并識別到同步碼，并以該時隙作為一幀的開始，以便接收端的幀結(jié)構(gòu)排列和發(fā)送端的完全一致。復(fù)幀同步：如果數(shù)字中繼線上使用的是隨路信號（中國1號信令），則除了幀同步外，還要有復(fù)幀同步。復(fù)幀同步是為了解決各路標志信號的錯路問題。提取和插入隨路信號幀定位（再定時）數(shù)字中繼電路的基本功能碼型變換碼型變換時鐘提取幀同步幀定位信號提取幀定位信號插入復(fù)幀定位信號插入收發(fā)PCM數(shù)字中繼電路的基本功能4.4音頻信號的產(chǎn)生、發(fā)送和接收1、信號種類：

交換機到用戶：各種信號音（單頻，信號源450Hz或950Hz的正弦波）交換機到交換機：

局間信號（MFC）

前向信號頻率：1380Hz,1500Hz,1620Hz,1740Hz,1860Hz,1980Hz（6中取2）后向信號頻率：1140Hz,1020Hz,900Hz,780Hz,（4中取2）用戶到交換機：撥號信息（直流脈沖、DTMF）2、單頻信號的產(chǎn)生T=2ms500Hz音頻信號產(chǎn)生原理

將信號按125μs間隔進行抽樣（也就是8kHz的PCM抽樣頻率），然后進行量化和編碼，得到各抽樣點的PCM信號，放到ROM中，使用時對ROM按一般PCM信號讀出，就是這個音頻信號（數(shù)字化的信號）。單音頻信號產(chǎn)生原理信號發(fā)生器的硬件結(jié)構(gòu)3、雙音頻信號的產(chǎn)生雙音頻信號產(chǎn)生原理：

首先要找到一個重復(fù)周期。將兩個雙音頻信號按125μs間隔進行抽樣（也就是8kHz的PCM抽樣頻率），然后進行量化和編碼，得到各抽樣點的PCM信號，放到ROM中，使用時對ROM按一般PCM信號讀出。

舉例：產(chǎn)生1380HZ和1500HZ信號4、數(shù)字音頻信號的發(fā)送

指定時隙或占用普通話路的時隙經(jīng)交換網(wǎng)絡(luò)送出。5、數(shù)字音頻信號的接收F1數(shù)字濾波F2數(shù)字濾波Fn數(shù)字濾波數(shù)字邏輯識別輸入輸出多頻的接收2005、交換網(wǎng)絡(luò)（話路建立）復(fù)用和分路串并變換原理移位寄存器移位寄存器HW0HW7CP鎖存器鎖存器D0D7D0D7……D0D7D7D0……D0D78-1(D0)8-1(D7)HW0HW0HW7HW7(8)(8)(8)CPCP∧TD7并串變換原理時鐘、定時脈沖和位脈沖2076、程控交換機的控制系統(tǒng)呼叫處理能力：最大忙時試呼次數(shù)（MaximumNumberofBusyHourCallAttempts）

可靠性靈活性和適應(yīng)性經(jīng)濟性交換系統(tǒng)對控制部件的要求控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)交換機控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)方式：集中控制、分散控制（靜態(tài)分配、動態(tài)分配）多處理機結(jié)構(gòu)：按功能分擔、按話務(wù)分擔、備用工作（冷備用、熱備用）備用方式：同步方式、互助方式、主/備方式處理機間的通信方式：通過PCM信道進行通信、采用計算機網(wǎng)常用的通信方式210三、信令系統(tǒng)2111、信令的概念

信令：信令是各交換局在完成呼叫接續(xù)中使用的一種通信語言，它是控制交換機產(chǎn)生動作的命令。

信令方式：信令在傳送過程中所要遵守的規(guī)約和規(guī)定，就是信令方式。它包括信令的結(jié)構(gòu)形式，信令在多段路由上的傳送方式及控制方式。

信令系統(tǒng)：是指為完成特定的信令方式所使用的通信設(shè)備的全體。212交換機A交換機B中繼線HKOF撥號音撥號占用信令回鈴音選擇信令振鈴應(yīng)答信令HKOF忙音HKON后向掛機信令HKON前向拆線信令拆線證實信令通話1、信令的概念213按信令的功能分：線路信令：具有監(jiān)視功能，用來監(jiān)視主被叫的摘、掛機狀態(tài)及設(shè)備忙閑。路由信令：具有選擇功能，指主叫所撥的被叫號碼，用來選擇路由。管理信令：具有操作功能，用于電話網(wǎng)的管理和維護。按信令的工作區(qū)域分：用戶信令：是用戶和交換機之間的信令，在用戶線上傳送。主要包括用戶向交換機發(fā)送的監(jiān)視信令和選路信令，交換機向用戶發(fā)送的鈴流和各種音信號。2、信令的分類214局間信令：是交換機和交換機之間的信令，在局間中繼線上傳送，用來控制呼叫接續(xù)和拆線。

用戶線信令少而簡單，中繼線信令多而復(fù)雜。按信令的信道分：隨路信令：信令和話音在同一條話路中傳送的信令方式。

缺點：信令傳送速度慢，信息容量有限（傳遞與呼叫無關(guān)的信令能力有限）。2、信令的分類215公共信道信令：是以時分方式在一條高速數(shù)據(jù)鏈路上傳送一群話路的信令的信令方式。優(yōu)點：信令傳送速度快、容量大、具有改變或增加信令的靈活性，便于開放新業(yè)務(wù)。其它分類：帶內(nèi)信令與帶外信令：可以在通路頻帶（300~3400Hz）范圍內(nèi)傳送的信令，叫帶內(nèi)信令，在通路頻帶外傳送的信令，就叫帶外信令。2、信令的分類216模擬信令和數(shù)字信令：模擬信令是按模擬方式傳送的信令，數(shù)字信令是將信令按數(shù)字方式編碼進行傳送的信令。前向信令和后向信令：由發(fā)端局記發(fā)器或出中繼電路發(fā)送，而由終端局記發(fā)器或入中繼電路接收的信令，為前向信令，反之為后向信令。2、信令的分類217信令方式包括信令的結(jié)構(gòu)形式、傳送方式和控制方式。1、結(jié)構(gòu)形式：可分為未編碼和編碼二種結(jié)構(gòu)形式。編碼的信令：DTMF

MFC數(shù)字線路信令

多頻編碼的優(yōu)點：編碼豐富、傳送速度快、可靠性高、有自檢能力3、信令方式2182、傳送方式：隨路信令在多段路由上的傳送方式有3種：

端到端方式

逐段轉(zhuǎn)發(fā)方式

混合方式

在優(yōu)質(zhì)電路上使用端到端方式，在劣質(zhì)電路上使用逐段轉(zhuǎn)發(fā)方式，即為混合方式。3、信令方式219發(fā)端局發(fā)收X1X2+被叫號碼發(fā)收X1X2發(fā)收被叫號碼轉(zhuǎn)接局終端局端到端方式特點：速度快，撥號后等待時間短，信令在多段路由上的類型必須相同。3、信令方式220發(fā)端局發(fā)收X1X2+被叫號碼發(fā)收發(fā)收被叫號碼轉(zhuǎn)接局終端局逐段轉(zhuǎn)發(fā)方式特點：信令傳送速度慢，接續(xù)時間長，對線路要求低，信令在多段路由上的類型可多種。X1X2+被叫號碼3、信令方式2213、控制方式：是指控制信令發(fā)送的方法，由三種：

非互控方式：發(fā)端不斷地將要發(fā)送的脈沖信令連續(xù)發(fā)向收端，而不管收端是否收到。

特點：設(shè)備簡單，但可靠性差。

半互控方式：發(fā)端向收端每發(fā)一個信令后，必須等接收到收端回送的接收良好的證實信令，才能接著發(fā)下一個信令。也就是前向信令受控于后向信令。3、信令方式222全互控方式：發(fā)端發(fā)前向信令不能自動中斷，要等收到收端的證實信令后，才停止發(fā)送；收端發(fā)證實信令也不能自動中斷，須在發(fā)端信令停發(fā)后，才能停發(fā)證實信令。特點：抗干擾能力強，可靠，但設(shè)備復(fù)雜，傳送速度慢。3、信令方式223用戶信令是用戶終端與交換機之間的信令。它包括用戶狀態(tài)（摘、掛機）信號及用戶撥號（脈沖、DTMF）所產(chǎn)生的數(shù)字信號，以及交換機向用戶終端發(fā)送的信號（鈴流、信號音）。4、用戶信令224

局間信令是交換局之間在中繼設(shè)備上傳遞的信令。CCITT建議的信令系統(tǒng)有（見P.291）：

CCITTNo.1：用于國際人工業(yè)務(wù)CCITTNo.2：用于國際半自動業(yè)務(wù)CCITTNo.3：用于單音頻系統(tǒng)CCITTNo.4：雙音頻組合脈沖方式，想用于衛(wèi)星通信。CCITTNo.5：用于國際通信CCITTNo.5bis：CCITTNo.5的變形，幾乎未得到應(yīng)用。

CCITTNo.6：模擬型公共信道系統(tǒng)

CCITTNo.7：數(shù)字型公共信道系統(tǒng)CCITTNo.3：用于單音頻系統(tǒng)

CCITTR1、CCITTR2……….5、局間信令2256、No.7號信令系統(tǒng)1、No.7信令的應(yīng)用與發(fā)展：通信網(wǎng)中采用的信令方式與它的交換技術(shù)和傳輸技術(shù)密切相關(guān)。隨路信令的局限性信令傳送速度慢信令容量有限無法傳送與呼叫無關(guān)的信令信息

………公共信道信令（CCS）的出現(xiàn)

No.6信令系統(tǒng)：2.4kb/s，4kb/s或56kb/s226

No.7信令系統(tǒng)：目前標準化和正在使用的公共信道系統(tǒng)。

優(yōu)點：信令傳送速度快具有提供大量信令的潛力統(tǒng)一了信令系統(tǒng)信令設(shè)備經(jīng)濟合理No.7信令系統(tǒng)在國際上得到廣泛的應(yīng)用6、No.7號信令系統(tǒng)2272、No.7信令系統(tǒng)的特點：局間的NO.7信令鏈路是由兩端的信令終端設(shè)備和它們之間的數(shù)據(jù)鏈路組成。數(shù)據(jù)鏈路是速率為64kbit/s的雙向數(shù)據(jù)通道。交換網(wǎng)絡(luò)處理機信令終端交換網(wǎng)絡(luò)處理機信令終端信令鏈路數(shù)據(jù)鏈路話路群…6、No.7號信令系統(tǒng)228No.7信令是基于分組交換的，其分組是經(jīng)數(shù)字編碼的信令單元（SU）。信令終端具有對SU同步、定位和差錯控制功能，以保證發(fā)送端發(fā)送的信令消息被接收端可靠地接收。SU中必須包含一個標記，以識別該信令單元傳送的信令屬于哪一個話路。由于話路與信令通道分開，所以必須要對話路進行單獨的導(dǎo)通檢驗。必須要設(shè)置備用設(shè)備，以保證可靠性。6、No.7號信令系統(tǒng)2293、No.7信令系統(tǒng)的功能結(jié)構(gòu)：

No.7信令的基本功能結(jié)構(gòu)由消息傳遞部分（MTP）和用戶部分（UP）組成。UP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。其基本應(yīng)用為：公用電話交換網(wǎng)（PSTN）

窄帶ISDN網(wǎng)（N-ISDN）

電路交換的數(shù)據(jù)網(wǎng)（CSPDN）MTPUPUP6、No.7號信令系統(tǒng)230MTP（消息傳遞部分）：

主要是在信令網(wǎng)中提供可靠的信令消息傳遞，并在系統(tǒng)和信令網(wǎng)故障情況下，具有為保證可靠的信息傳送而作出響應(yīng)并采取必要措施的能力。它由三個功能級組成：信令數(shù)據(jù)鏈路功能（MTP1）信令鏈路功能（MTP2）信令網(wǎng)功能（MTP3）信令數(shù)據(jù)鏈路功能：對應(yīng)OSI物理層功能，為信令傳輸提供一條64kbit/s的雙向數(shù)據(jù)通路。