現(xiàn)代交換技術全套課件

現(xiàn)代交換技術2024/9/19《現(xiàn)代交換技術》12024/9/19《現(xiàn)代交換技術》2第一章概述3數(shù)據(jù)通信原理交換技術2交換技術概述

12024/9/19《現(xiàn)代交換技術》3第一章概述1.1交換技術概述

2024/9/19《現(xiàn)代交換技術》4交換技術概述交換技術是隨著電話通信的發(fā)展和使用而出現(xiàn)的通信技術。

2024/9/19《現(xiàn)代交換技術》5交換技術概述2024/9/19《現(xiàn)代交換技術》6交換技術概述2024/9/19《現(xiàn)代交換技術》7通信網絡三要素現(xiàn)代通信網由三大部分構成：終端設備，傳輸設備和交換設備。終端設備直接面向用戶，主要功能是完成將需要傳送的信息轉換為線路上可以傳輸?shù)碾娦盘栆约巴瓿上喾吹墓ぷ?/p>

傳輸設備是連接交換機與交換機之間的通信線路，常用的傳輸媒介包括架空明線、電纜、光纜和無線電波

2024/9/19《現(xiàn)代交換技術》8通信網絡三要素交換設備是整個通信網的核心，它的基本功能是實現(xiàn)將連接到交換設備的所有信號進行匯集、轉發(fā)和分配，從而完成信息的交換2024/9/19《現(xiàn)代交換技術》9第一章概述1.2交換技術2024/9/19《現(xiàn)代交換技術》10交換技術基本交換技術交換技術發(fā)展2024/9/19《現(xiàn)代交換技術》11基本交換技術電路交換報文交換分組交換2024/9/19《現(xiàn)代交換技術》12電路交換

在通信雙方建立一條專用的通信線路的交換方式。（1）面向連接；（2）固定分配帶寬；（3）信息透明傳輸。2024/9/19《現(xiàn)代交換技術》13

源端將數(shù)據(jù)封裝為報文，發(fā)送給相連的交換節(jié)點，交換節(jié)點將報文暫存，分析其目的地址進行路由選擇，并在相應的輸出線上排隊，等到輸出線空閑時將該報文傳送給下一個交換節(jié)點，直到目的端。（1）無連接；（2）統(tǒng)計時分復用，動態(tài)分配帶寬；（3）差錯控制。報文交換2024/9/19《現(xiàn)代交換技術》14發(fā)送端先將用戶報文分割為多個較短的等長的數(shù)據(jù)段，在每個數(shù)據(jù)段前加上分組頭，再采用存儲轉發(fā)方式，將分組送到目的端。虛電路數(shù)據(jù)報

分組交換2024/9/19《現(xiàn)代交換技術》15（1）統(tǒng)計時分復用，動態(tài)分配帶寬；（2）完善的網絡協(xié)議和復雜的差錯控制；（3）提供面向連接和無連接。分組交換2024/9/19《現(xiàn)代交換技術》1612342134123431422413虛電路方式2024/9/19《現(xiàn)代交換技術》17數(shù)據(jù)報方式32141234142314322024/9/19《現(xiàn)代交換技術》18虛電路和數(shù)據(jù)報的比較A．虛電路：面向連接數(shù)據(jù)報：無連接B．虛電路：分組頭可以只含虛電路標識數(shù)據(jù)報：分組頭含完整的地址信息2024/9/19《現(xiàn)代交換技術》19虛電路和數(shù)據(jù)報的比較C．虛電路：分組到達目的端時，順序保持不變數(shù)據(jù)報：分組到達目的端時，順序可能變化D．虛電路：若線路故障，需要重新建立連接數(shù)據(jù)報：若線路故障，可靈活選擇路由2024/9/19《現(xiàn)代交換技術》20三種交換方式的比較2024/9/19《現(xiàn)代交換技術》21交換交換發(fā)展多速率電路交換快速電路交換幀中繼快速分組交換異步傳遞模式IP交換MPLS光交換技術軟交換技術2024/9/19《現(xiàn)代交換技術》22多速率電路交換多速率電路交換的基本思想是采用電路交換中時分復用TDM原理，允許同時以多種不同速率來進行電路交換，以支持各種速率的業(yè)務完全多速率電路交換改進型多速率交換

2024/9/19《現(xiàn)代交換技術》23快速電路交換在呼叫建立時，用戶根據(jù)業(yè)務要求請求一個帶寬為基本速率的整數(shù)倍的連接。此時網絡并不分配資源，而是將通信所需要的帶寬、目的地址信息等存入交換機中，并在信令信道中分配一個頭標志來表示這個連接，當用戶發(fā)送信息時，交換機根據(jù)頭標志來迅速分配資源完成信息傳送。2024/9/19《現(xiàn)代交換技術》24幀中繼幀中繼包括OSI/RM的下兩層結構，在數(shù)據(jù)鏈路層上使用簡化的方式傳送和交換數(shù)據(jù)單元，沒有第三層結構。幀中繼網絡交換節(jié)點不具有流量控制和差錯控制的功能，僅執(zhí)行基于CRC的差錯檢查功能，以便丟棄出錯的幀2024/9/19《現(xiàn)代交換技術》25快速分組交換快速分組交換對于幀中繼技術進一步簡化和改進獲得了更高的傳送速率，具有更高的效率，能夠適應不同業(yè)務的要求。歐洲：異步時分復用(AsynchronousTimeDivision，ATD)美國：快速分組交換(FastPacketSwitching，F(xiàn)CS)CCITT：異步傳遞模式(AsynchronousTransferMode，ATM)。2024/9/19《現(xiàn)代交換技術》26異步傳遞模式采用了面向連接的工作方式網絡功能進一步簡化ATM信元頭功能降低信元長度較短且長度固定2024/9/19《現(xiàn)代交換技術》27IP交換

改變傳統(tǒng)路由器轉發(fā)IP數(shù)據(jù)包的處理過程，使得路由器可以按照交換速率轉發(fā)IP數(shù)據(jù)包，也就是使用硬件實現(xiàn)IP報文的轉發(fā)，做到了線速轉發(fā)2024/9/19《現(xiàn)代交換技術》28多協(xié)議標簽交換技術多協(xié)議標簽交換技術是將二層ATM交換與三層的IP路由技術的優(yōu)點結合起來的一種數(shù)據(jù)傳輸技術，它既有IP的靈活性，又具有ATM的高效性，可以向用戶提供不同服務類型的同時又可以保證服務質量。MPLS被認為是公共骨干網上最適用的技術方案。2024/9/19《現(xiàn)代交換技術》29光交換技術光交換是指不經過任何光/電、電/光轉換，在光域直接將輸入的光信號交換到不同的輸出端。通信網可以直接在光域實現(xiàn)信號的復用、傳輸、交換、路由選擇、監(jiān)控，網絡信號不再承受光/電、電/光轉換的障礙，實現(xiàn)全光網絡。2024/9/19《現(xiàn)代交換技術》30軟交換技術NGN實現(xiàn)了將網絡中的業(yè)務功能與控制功能分開，而軟交換是NGN中的關鍵技術，位于NGN的控制層，實現(xiàn)了控制功能，而業(yè)務功能由業(yè)務層設備完成，NGN的另外兩層分別是承載層和接入層，分別完成了信息傳輸和用戶終端接入的功能。

2024/9/19《現(xiàn)代交換技術》31第一章概述1.3數(shù)據(jù)通信原理2024/9/19《現(xiàn)代交換技術》32數(shù)據(jù)通信原理網絡體系結構差錯控制與流量控制網絡拓撲2024/9/19《現(xiàn)代交換技術》33網絡體系結構分層次的網絡體系結構OSI協(xié)議的體系結構2024/9/19《現(xiàn)代交換技術》34網絡協(xié)議

為進行網絡中的數(shù)據(jù)交換而建立的規(guī)則稱為網絡協(xié)議。

網絡協(xié)議明確了所交換的數(shù)據(jù)格式以及相關的時序問題,稱為語法、語義和同步。2024/9/19《現(xiàn)代交換技術》35各層次之間是獨立的靈活性好結構上可以分割開易于實現(xiàn)和維護能夠促進標準化工作分層結構

對于復雜的網絡協(xié)議，最好采用分層結構

2024/9/19《現(xiàn)代交換技術》36網絡體系結構網絡的各層及其協(xié)議的集合，稱為網絡體系結構。

OSI/RM、TCP/IP、802.X、ATM。

2024/9/19《現(xiàn)代交換技術》37第N層第N-1層SAP（N)服務實體(N-1）服務實體服務數(shù)據(jù)單元SDU協(xié)議數(shù)據(jù)單元PDU服務、協(xié)議與接口2024/9/19《現(xiàn)代交換技術》38（N)服務實體(N-1）服務實體（N)服務實體(N-1）服務實體（N）對等層協(xié)議（N－1）對等層協(xié)議服務、協(xié)議與接口2024/9/19《現(xiàn)代交換技術》39服務類型

面向連接的通信：建立連接、保持連接和拆除連接無連接的通信：自尋路方法2024/9/19《現(xiàn)代交換技術》40OSI協(xié)議網絡體系結構

開放系統(tǒng)互連參考模型是由國際標準化組織ISO制定的網絡標準，稱為OSI標準。只要遵守OSI

，一個系統(tǒng)就可以和位于世界上任何地方的、也遵守OSI的其他任何系統(tǒng)進行通信。

2024/9/19《現(xiàn)代交換技術》41物理層數(shù)據(jù)鏈路層網絡層傳輸層會話層表示層應用層OSI協(xié)議七層結構

2024/9/19《現(xiàn)代交換技術》42物理層

物理層的任務就是為它的上一層提供一個物理連接，以便透明的傳送比特流。在物理層上傳送的數(shù)據(jù)單位是比特。物理層的規(guī)定了四個特性是機械特性、電氣特性、功能特性和規(guī)程特性。2024/9/19《現(xiàn)代交換技術》43數(shù)據(jù)鏈路層

數(shù)據(jù)鏈路層負責在兩個相鄰節(jié)點間的線路上，無差錯地傳送以幀為單位的數(shù)據(jù)。每一幀包括一定數(shù)量的數(shù)據(jù)和一些必要的控制信息?？刂菩畔⒅?，有同步信息、地址信息、差錯控制、流量控制等信息。集線器、交換機、網橋2024/9/19《現(xiàn)代交換技術》44網絡層尋址功能選擇合適的路由和交換節(jié)點，是發(fā)送站的傳輸層所傳下來的數(shù)據(jù)能夠正確無誤的按照地址找到目的站，并交給目的站的傳輸層。在網絡層數(shù)據(jù)傳送的單位是分組。路由器2024/9/19《現(xiàn)代交換技術》45傳輸層

傳輸層為會話層提供了可靠的端到端的服務。傳輸層屏蔽了網絡層，使會話層看不見傳輸層以下的數(shù)據(jù)通信的細節(jié)。傳輸層只能存在于端系統(tǒng)中。在傳輸層，信息的傳送單位是報文。服務器2024/9/19《現(xiàn)代交換技術》46會話層

對數(shù)據(jù)傳輸進行管理。會話層在兩個互相通信的應用進程之間，建立、組織和協(xié)調其交互。2024/9/19《現(xiàn)代交換技術》47

表示層將于交換的數(shù)據(jù)從適合某一用戶的抽象語法，轉換為適合OSI內部使用的傳送語法。對傳送的數(shù)據(jù)加密和解密。表示層2024/9/19《現(xiàn)代交換技術》48應用層

應用層確定應用進程之間通信的性質以滿足用戶的需要。

2024/9/19《現(xiàn)代交換技術》49網絡數(shù)據(jù)傳輸示意圖（發(fā)送端）物理層數(shù)據(jù)鏈路層網絡層傳輸層會話層表示層應用層控制信息用戶數(shù)據(jù)2024/9/19《現(xiàn)代交換技術》50網絡數(shù)據(jù)傳輸示意圖（接收端）物理層數(shù)據(jù)鏈路層網絡層傳輸層會話層表示層應用層控制信息用戶數(shù)據(jù)2024/9/19《現(xiàn)代交換技術》51物理層數(shù)據(jù)鏈路層網絡層傳輸媒體網絡傳輸示意圖物理層數(shù)據(jù)鏈路層網絡層傳輸層會話層表示層應用層物理層數(shù)據(jù)鏈路層網絡層傳輸層會話層表示層應用層2024/9/19《現(xiàn)代交換技術》52差錯控制差錯控制通常分為兩步：首先是差錯檢測，通過差錯檢測可以發(fā)現(xiàn)接收的數(shù)據(jù)是否正確，如果不正確則進行第二步，差錯糾正。常用的差錯糾正方法有兩種：一是自動請求重發(fā)（AutomaticRepeatrequest，ARQ），二是前向糾錯（ForwordErrorCorrection，F(xiàn)EC）。2024/9/19《現(xiàn)代交換技術》53在k比特信息位附加一位效驗位構成碼字，使碼字中1的總數(shù)為奇數(shù)（奇校驗碼）或偶數(shù)（偶校驗碼），即滿足下列條件：an-1+an-2+…+a0=1（奇校驗碼）an-1+an-2+…+a0=0（偶校驗碼）式中a0為校驗位，其它為信息位。奇偶校驗碼2024/9/19《現(xiàn)代交換技術》54奇偶校驗能力對0011110信息進行奇偶校驗奇校驗0011110偶校驗001111010發(fā)現(xiàn)奇數(shù)個錯誤，但無糾錯能力2024/9/19《現(xiàn)代交換技術》55信息元N位（Sn-1，Sn-2，…，S1，S0）生成多項式：G(X)=Xk+Gk-1Xk-1+…+G1X+G0CRC編碼碼多項式：S(X)=Sn-1Xn-1+Sn-2Xn-2

+…+S1X+S0XkS(X)

=G(X)Q(x)+D(X)G(X)2024/9/19《現(xiàn)代交換技術》56最終發(fā)送序列T（Sn-1，…，S0

，Dk-1，…，D0）CRC編碼監(jiān)督元K位（Dk-1，Dk-2，…，D1，D0）信息元N位（Sn-1，Sn-2，…，S1，S0）2024/9/19《現(xiàn)代交換技術》57CRC解碼

通過R(X)/G(X)，通過能否整除，判斷接收數(shù)據(jù)的準確性。2024/9/19《現(xiàn)代交換技術》58自動請求重發(fā)ARQ停止等待ARQ2024/9/19《現(xiàn)代交換技術》59自動請求重發(fā)ARQ后退N幀ARQ2024/9/19《現(xiàn)代交換技術》60流量控制2024/9/19《現(xiàn)代交換技術》61流量控制流量控制對網絡中兩個節(jié)點的數(shù)據(jù)流量加以控制。采用的方法是由接收端來控制發(fā)送端的發(fā)送速度，使其滿足自身的處理能力，避免出現(xiàn)過載，也就是擁塞。擁塞控制使網絡中的分組數(shù)量保持在某一個量值之下，避免由于分組數(shù)量過多而造成的排隊時延增大，分組丟失等現(xiàn)象。

死鎖防止死鎖防止技術就是合理的設計網絡而避免出現(xiàn)死鎖，并在死鎖情況下及時恢復網絡通信。2024/9/19《現(xiàn)代交換技術》62流量控制技術滑動窗口協(xié)議滑動窗口協(xié)議進行流量控制的方法與后退N幀ARQ協(xié)議中使用的滑動窗口是完全一致的。通過控制窗口寬度決定發(fā)送端發(fā)送數(shù)據(jù)的速率，因此窗口寬度的選擇是十分關鍵的。漏斗式速率控制算法在數(shù)據(jù)通信中發(fā)生擁塞的原因是由于數(shù)據(jù)業(yè)務往往具有突發(fā)性，如果發(fā)送端能夠按一個恒定的速率發(fā)送數(shù)據(jù)，則擁塞現(xiàn)象將大大降低。根據(jù)這種特點，可以采用一種稱為業(yè)務整形的流量控制方法，這種方法使分組以某種固定的速率傳送。2024/9/19《現(xiàn)代交換技術》63網絡拓撲網絡拓撲：

網絡拓撲是通過網絡中的各個節(jié)點與通信線路之間的幾何關系來表示網絡結構，反映了網絡中各實體之間的結構關系。常見網絡拓撲類型：

總線形、環(huán)形、星形、樹形和網形。2024/9/19《現(xiàn)代交換技術》64總線形拓撲總線形拓撲使用一根稱為總線的電纜連接網絡中的所有節(jié)點。所有節(jié)點共享全部帶寬。

2024/9/19《現(xiàn)代交換技術》65環(huán)形拓撲數(shù)據(jù)沿著環(huán)向一個方向傳送，數(shù)據(jù)的目的地址節(jié)點接收并處理該數(shù)據(jù)。2024/9/19《現(xiàn)代交換技術》66星形拓撲

每個節(jié)點都將數(shù)據(jù)發(fā)送到中心節(jié)點，再由中心節(jié)點轉發(fā)到目的節(jié)點。2024/9/19《現(xiàn)代交換技術》67樹形拓撲

樹形拓撲采用分層結構，任何節(jié)點發(fā)出的數(shù)據(jù)都可傳送到整個網絡。2024/9/19《現(xiàn)代交換技術》68網形拓撲在網形網絡中，任何兩個節(jié)點都直接相連，網形網絡又稱為全互連網絡。

2024/9/19《現(xiàn)代交換技術》69本章小節(jié)現(xiàn)代通信網絡包括有終端、傳輸和交換三要素，其中交換技術決定了網絡的性能。常用的交換技術有電路交換、報文交換、分組交換、ATM交換、多協(xié)議標簽交換、軟交換等。網絡體系結構是通信網絡的基礎，不同的網絡具有不同的網絡體系結構，開放系統(tǒng)互聯(lián)OSI是CCITT制定的網絡體系結構，包括有七層結構。差錯控制和流量控制是數(shù)據(jù)通信的關鍵技術之一。網絡拓撲反映的一個網絡中節(jié)點和通信鏈路的連接關系，網絡拓撲決定了網絡的工作原理和性能。

第二章電路交換技術2024/9/19《現(xiàn)代交換技術》70數(shù)字程控交換機的軟件43數(shù)字程控交換機的硬件結構數(shù)字交換網絡2電路交換技術概述1電話通信網規(guī)程65呼叫處理的基本原理第二章電路交換技術2.1電話交換技術概述

2024/9/19《現(xiàn)代交換技術》71電話通信的起源2024/9/19《現(xiàn)代交換技術》72線路利用率低使用不方便安裝維護困難能完成任意兩個用戶之間的通話接續(xù)，即具有任意性。在同一時間內，能使若干對用戶同時通話且互不干擾。全互連方式引入交換節(jié)點電話交換機與電話通信網2024/9/19《現(xiàn)代交換技術》73終端設備傳輸設備交換設備信令協(xié)議、標準終端設備終端設備是電話通信網的源點和終點。它的主要功能是把待傳送的信息和在信道上傳送的信號之間相互轉換。它利用發(fā)送傳感器來感受信息，利用接收傳感器將信號恢復成能被人感知的信息。它完成承載信號與傳輸信道之間的匹配。對應不同的電信業(yè)務有不同的終端設備，如電話業(yè)務的終端設備就是電話機終端，數(shù)據(jù)通信的終端設備就是計算機等。2024/9/19《現(xiàn)代交換技術》74傳輸設備傳輸設備是傳輸媒介的統(tǒng)稱，它是電話通信網中的連接設備，是信息和信號的傳輸通路。它的主要功能是將用戶終端設備與交換設備，以及多個交換設備相互連接在一起。傳輸鏈路的實現(xiàn)方式很多，如市內電話網的用戶端電纜、局間中繼設備和長途傳輸網的數(shù)字微波系統(tǒng)、衛(wèi)星系統(tǒng)以及光纖通信系統(tǒng)等。2024/9/19《現(xiàn)代交換技術》75傳輸設備交換設備是整個電話通信網的核心，它的基本功能是根據(jù)地址信息進行網內鏈路的連接，以使電話通信網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。2024/9/19《現(xiàn)代交換技術》76信令協(xié)議標準僅包含上述三種設備的電話通信網還不能形成一個完善的通信網，還必須包括信令、協(xié)議和標準。從某種意義上說，信令是實現(xiàn)網內設備相互聯(lián)絡的依據(jù)，協(xié)議和標準是構成網絡的規(guī)則。它們使得用戶和網絡資源之間，以及各交換設備之間具備共同的“語言”，通過這些“語言”使電話通信網合理地運轉和正確地控制，達到全網互通的目的。2024/9/19《現(xiàn)代交換技術》77電話交換機的發(fā)展2024/9/19《現(xiàn)代交換技術》781878人工交換機人工接續(xù)磁石交換機共電交換機1892步進制交換機自動接續(xù)機械直接控制可靠性差壽命低1938縱橫制交換機自動接續(xù)機械間接控制體積龐大耗電量大1965空分式模擬程控交換機話路空分傳輸模擬信號程序控制1970時分式數(shù)字程控交換機話路時分傳輸數(shù)字信號程序控制電話交換機的分類2024/9/19《現(xiàn)代交換技術》79按交換機的使用對象分

局用交換機和用戶交換機按呼叫接續(xù)方式分

人工接續(xù)交換機和自動接續(xù)交換機按所交換的信號表示形式分

模擬交換機和數(shù)字交換機按交換機構的工作方式分

空分交換機和時分交換機按控制器電路的結構分

集中控制、分級控制和全分散控制

數(shù)字程控交換機的組成框圖2024/9/19《現(xiàn)代交換技術》80數(shù)字程控交換機的外圍設備2024/9/19《現(xiàn)代交換技術》81數(shù)字程控交換機外圍設備備份設備維護終端測試設備時鐘錄音通知設備監(jiān)視告警設備數(shù)字程控交換機的任務2024/9/19《現(xiàn)代交換技術》82

模擬用戶線接口：模擬電話用戶間的接續(xù)與信息交換；

數(shù)字用戶線接口：完成數(shù)字話機間的接續(xù)與信息交換；

模擬用戶線接口和modem：完成數(shù)據(jù)終端間的數(shù)據(jù)通信；

配置硬軟件：提供諸多專門的應用功能；

話務臺：用戶分機的呼叫轉接、號碼查詢、故障受理等服務業(yè)務。

維護終端：對程控交換系統(tǒng)或網絡的配置以及對各類參數(shù)數(shù)據(jù)、話務統(tǒng)計、計費系統(tǒng)等的管理與維護。數(shù)字程控交換機的功能2024/9/19《現(xiàn)代交換技術》83業(yè)務功能控制功能交換功能接口功能信令功能公共服務功能運行管理功能維護診斷功能計費功能交換機功能分機功能來電顯示縮位撥號熱線服務呼叫轉移惡意跟蹤會議電話免打擾呼叫處理過程2024/9/19《現(xiàn)代交換技術》84呼叫建立階段通過呼叫信令完成逐個節(jié)點的接續(xù)，建立起一條端到端的通信電路

通信階段在已建立的端到端的直通鏈路上，透明地傳送和交換數(shù)字化的語音信號電路拆除階段結束一次通信時，拆除電路連接，釋放節(jié)點和信道資源數(shù)字程控交換機的優(yōu)越性能提供許多新的用戶服務性能；維護管理方便，可靠性高；靈活性大；便于向綜合業(yè)務數(shù)字網（ISDN）方向發(fā)展；可以采用No.7信令；便于利用電子器件的最新成果，使系統(tǒng)在技術上的先進性得到發(fā)揮。2024/9/19《現(xiàn)代交換技術》85數(shù)字程控交換機技術的發(fā)展軟、硬件進一步模塊化，軟件設計和數(shù)據(jù)修改采用數(shù)據(jù)處理機完成；控制系統(tǒng)采用計算機局域網技術，將控制系統(tǒng)設計成開放式系統(tǒng)，為今后適應新的業(yè)務和功能奠定基礎；在交換網絡方面進一步提高網絡的集成度和容量；在接口電路方面進一步提高用戶電路的集成度；加強有關智能網、綜合業(yè)務數(shù)字網性能的開發(fā)；大力開發(fā)各種接口，包括各種無線接口和光接口；通過專用接口，完成程控交換機與局域網LAN、分組數(shù)據(jù)網PDN、ISDN、接入網AN及無線移動通信網的互聯(lián)；加強接入網業(yè)務的開發(fā),實現(xiàn)三網合一,從而給人們提供以寬帶技術為核心的綜合信息服務。2024/9/19《現(xiàn)代交換技術》86第二章電路交換技術2.2數(shù)字交換網絡

2024/9/19《現(xiàn)代交換技術》87話音信號數(shù)字化話音信號數(shù)字化是將話音信號進行數(shù)字傳輸、數(shù)字交換的前提和基礎，是話音信號進入數(shù)字交換網絡之前必須完成的工作。話音信號為模擬信號，將模擬信號轉變?yōu)閿?shù)字信號的過程叫做數(shù)字信號的調制。話音信號數(shù)字化過程中常用的調制方法有脈沖編碼調制（PCM）和增量調制（ΔM）。本小節(jié)著重講述脈沖編碼調制（PCM）的基本步驟和基本原理。2024/9/19《現(xiàn)代交換技術》88PCM模型2024/9/19《現(xiàn)代交換技術》89脈沖編碼調制（PCM）模型1）目的：模擬信號在時間上離散化。2）原理：每隔一定時間離散地抽取信號的一個瞬時幅度值。3）樣值特點：時間等間隔幅度變化4）采樣的實現(xiàn)：由取樣脈沖電子開關控制5）采樣頻率：fs=8000Hz2024/9/19《現(xiàn)代交換技術》901.采樣

1）目的：使樣值在幅度上離散化。

2）原理：用有限個電平表示模擬信號的樣值。

PCM系統(tǒng)中，Q=256。（8bit）3）方法：均勻量化非均勻量化

4）實現(xiàn)：信號壓縮與擴張技術（壓縮與擴張是互逆的）2024/9/19《現(xiàn)代交換技術》912.量化2024/9/19《現(xiàn)代交換技術》92均勻量化2024/9/19《現(xiàn)代交換技術》93非均勻量化：壓縮律＋均勻量化律：A律：x，y分別是歸一化后的輸入電壓和輸出電壓。將量化后信號轉變?yōu)槎M制數(shù)字信號。①單極性不歸零碼型——NRZ

（適用于近距離傳輸，常用于交換機內部。）

②極性交替倒置碼——AMI碼（AlternateMarkInversion）（局內采用）③三階高密度雙極性碼——HDB3碼（HighDensityBipolar3）

（適用于遠距離傳輸，常用于長途線路上。）

2024/9/19《現(xiàn)代交換技術》943.編碼PCM信號的組成形式2024/9/19《現(xiàn)代交換技術》95極性碼：由高1位表示，用以確定樣值的極性。幅度碼：由2～8位共7位碼表示，用以確定樣值的大小。段落碼是指將13折線分為16個不等的段（非均勻量化），其中正、負極性各8段，量化級為8，由高2～4位表示，用以確定樣值的幅度范圍。段內碼是指將上述16個段的每段再平均分為16段（均勻量化），量化級為16，由低5～8位表示，確定樣值的精確幅度。2024/9/19《現(xiàn)代交換技術》961）目的：消除噪聲和失真積累。2）實現(xiàn)：再生中繼器放大均衡器判決單元定時線路有畸變的PCM波再生后的PCM波4.再生5.譯碼將二進制數(shù)字信號還原成樣值脈沖序列。

6.重建1）目的：將解碼后的輸出恢復為信號波形。2）實現(xiàn)：低通濾波器2024/9/19《現(xiàn)代交換技術》97譯碼和重建頻分復用FDM2024/9/19《現(xiàn)代交換技術》98原理：傳輸信道總帶寬劃分成若干個子頻帶，每一個子頻帶傳輸一路信號。時分復用TDM2024/9/19《現(xiàn)代交換技術》99原理：將信道的傳輸時間劃分成若干時隙，各路信號輪流在自己的時隙內獨占信道傳輸。聯(lián)系：二者都是多路復用技術。區(qū)別：FDM信道以頻率劃分；TDM信道以時間段劃分。FDM同一瞬間傳送若干路話音信息；TDM同一瞬間傳送一路話音信息。FDM多用于模擬通信；TDM多用于數(shù)字通信。2024/9/19《現(xiàn)代交換技術》100FDM與TDM的區(qū)別與聯(lián)系話音信號組裝成幀2024/9/19《現(xiàn)代交換技術》101PCM30/32路幀結構2024/9/19《現(xiàn)代交換技術》102幀的概念1.幀（F）：多路信息輪流被接通一次的總時間。2.時隙（TS）：每個話路接通一次所占的時間。30/32路：每幀32個時隙30個話路信息幀同步信號——TS0

復幀同步與標志信號——TS1624路：每幀24個時隙——24個話路信息3.復幀：每16幀構成一個復幀。2024/9/19《現(xiàn)代交換技術》103PCM30/32路幀結構的時間特性1.1幀時間：ts=1/fs=125μs(fs=8000Hz)2.1時隙：t=ts/32≈3.9μs3.1位碼：t=3.9μs/8≈488ns4.1復幀：t=ts×16=2ms.2024/9/19《現(xiàn)代交換技術》104PCM30/32路幀結構的位碼特性1.1時隙傳8bit2.1幀傳8×32=256bit3.PCM30/32路制式碼率：256×8000=2.048Mb/s2024/9/19《現(xiàn)代交換技術》105PCM30/32路幀結構的時隙分配1.TS0——

幀同步時隙①作用：保證收、發(fā)兩端同時工作②D1：留作國際通用，目前固定為“1”③偶數(shù)幀D2～D8：幀同步碼“0011011”④奇數(shù)幀D2：監(jiān)視碼“1”，區(qū)分奇數(shù)幀和偶數(shù)幀⑤奇數(shù)幀D3：幀失步告警碼，同步時發(fā)“0”失步時發(fā)“1”⑥奇數(shù)幀D4～D8：其他信息，未占用時固定發(fā)“1”

2024/9/19《現(xiàn)代交換技術》106PCM30/32路幀結構的時隙分配2.TS16——

復幀同步和標志信號時隙①F0中D1～D4：復幀同步碼，“0000”

②F0中D6：復幀失步告警碼，同步時發(fā)“0”失步時發(fā)“1”③F0中D5.D7.D8：備用比特，未占用時固定發(fā)“1”

④F1至F15中D1～D4：分別傳第1～15路的話路標志信號碼。不能同時為0，區(qū)分復幀同步碼。⑤F1至F15中D5～D8：分別傳第16～30路的話路標志信號碼。2024/9/19《現(xiàn)代交換技術》107PCM30/32路幀結構的時隙分配3.話路時隙TS1～TS15：第1～15路的話音信息碼組TS17～TS31：第16～30路的話音信息碼組D1：極性碼D2～D4：段落碼D5～D8：段內碼2024/9/19《現(xiàn)代交換技術》108

PCM一次群

PCM30/32路：30個話路，傳輸速率：2.048Mb/s

PCM24路：24個話路，傳輸速率：1.544Mb/s2024/9/19《現(xiàn)代交換技術》109PCM高次群

1）意義：提高信號傳輸速率和交換容量2）高次群構成規(guī)則：通過復用器，四個一次群復用成二次群；四個二次群復用成三次群；四個三次群復用成四次群……

2024/9/19《現(xiàn)代交換技術》110交換網絡示意圖2024/9/19《現(xiàn)代交換技術》111主叫用戶被叫用戶或中繼接口接線器線束利用度2024/9/19《現(xiàn)代交換技術》112全利用度線束……12151……5051……100線束利用度2024/9/19《現(xiàn)代交換技術》113部分利用度線束12151……5051……10067n×nm的兩級接線器結構2024/9/19《現(xiàn)代交換技術》114nm×nm的兩級接線器結構

2024/9/19《現(xiàn)代交換技術》115nm×nm的兩級接線器（簡化圖）2024/9/19《現(xiàn)代交換技術》116nmk×nmk的三級接線器結構2024/9/19《現(xiàn)代交換技術》117擴大級間鏈路數(shù)2024/9/19《現(xiàn)代交換技術》118混合級交換網絡2024/9/19《現(xiàn)代交換技術》119三級無阻塞網絡舉例2024/9/19《現(xiàn)代交換技術》120CLOS網絡——無阻塞網絡2024/9/19《現(xiàn)代交換技術》121對于一般情況，Clos已證明，當?shù)谝患売衜個交換器，每個交換器有n條入線，而第三級有k個交換器，每個有j條出線時，一個三級無阻塞網絡應滿足。第一級有m個n×(n＋j－1)交換器第二級有n＋j－1個m×k交換器第三級有k個（n＋j－1）×j交換器

上述原則可推廣到任意奇數(shù)級網絡。數(shù)字交換的實質2024/9/19《現(xiàn)代交換技術》122數(shù)字交換實質：時隙內容在時間位置上進行搬移ATS1BTS2ATS2BTS1ATS1BTS2BTS1ATS2時隙交換2024/9/19《現(xiàn)代交換技術》123入線數(shù)字交換網絡出線HW1HW2BTS1TS3AHW1HW2BTS1TS3A時隙交換：同一HW上不同TS的交換HW2TS1HW2TS3線間交換2024/9/19《現(xiàn)代交換技術》124入線數(shù)字交換網絡出線HW1HW2BTS1TS1AHW1HW2BTS1TS1A線間交換：同一TS在不同HW間的交換HW1TS1HW2TS1數(shù)字交換網絡2024/9/19《現(xiàn)代交換技術》125入線數(shù)字交換網絡出線HWiHWjBTSmTSnAHWiHWjBTSmTSnA數(shù)字交換網絡：將任一條輸入母線(HW)上的任一時隙(TS)交換到所需的任一輸出母線（HW）上的任一TS的接續(xù)網絡。HWiTSmHWjTSn2024/9/19《現(xiàn)代交換技術》126…12nTS1TS2TS3AB…TS1TS2TS3BA…暫存經過PCM編碼的話音信息

暫存話音存儲器的單元地址，用來控制話音存儲器的寫入或讀出話音存儲器…12n控制存儲器話音信息單元地址容量：SM單元數(shù)＝HW線上TS數(shù)T接線器的構成內容：數(shù)字話音信息字長：8bit容量：CM單元數(shù)＝SM單元數(shù)內容：SM的單元地址字長：由SM的單元數(shù)決定

log2nbit例：設HW上有1024個時隙，則：2024/9/19《現(xiàn)代交換技術》127（1）SM的單元數(shù)是多少？每個單元的字長是多少？（2）CM的單元數(shù)是多少？每個單元的字長是多少？10248102410時隙交換舉例分析2024/9/19《現(xiàn)代交換技術》128T接線器HW入HW出A:TS1TS3B:TS3TS1B空ATS1TS3TS2TS1TS3TS2（2）CM和SM的讀寫周期由定時脈沖控制（1）定時脈沖CP的周期＝一個時隙的長度A空BT接線器的工作原理（輸出控制）2024/9/19《現(xiàn)代交換技術》129A:TS1→TS3

B:TS3→TS1

TS1TS2TS3ATS1TS2TS3話音存儲器控制存儲器123123CPU控制寫入TS2TS3ATS1→BTS3空TS2→BTS3→AB空TS1TS2TS3A空空TS1TS2TS3B定時脈沖CPCP31TS1TS2TS3SM單元號——輸入TS號SM內容——話音信息CM單元號——輸出TS號CM內容——輸入TS號T接線器的工作原理（輸入控制）2024/9/19《現(xiàn)代交換技術》130A:TS1→TS3

B:TS3→TS1

TS1TS2TS3ATS1TS2TS3話音存儲器控制存儲器123123CPU控制寫入TS2TS3BTS3空BAB空TS1TS2TS3A空空TS1TS2TS3B定時脈沖CPCP31TS1TS2TS3CM單元號——輸入TS號CM內容——輸出TS號SM單元號——輸出TS號SM內容——話音信息AT接線器的工作原理（補充說明）兩種控制方式話音信息交換的結果一樣。T接線器具有“空分”意義。修改CM內容就可改變時隙交換的結果。話音在SM中暫存時間最短為一個時隙，最長不會超過一幀。2024/9/19《現(xiàn)代交換技術》131形成定時脈沖和位脈沖2024/9/19《現(xiàn)代交換技術》132SM的數(shù)字電路實現(xiàn)原理2024/9/19《現(xiàn)代交換技術》133CM的數(shù)字電路實現(xiàn)原理2024/9/19《現(xiàn)代交換技術》134單端PCM設備與T接線器連接碼型變換與逆變換：完成機內碼型與線路碼型之間的變換（NRZ/HDB3）。同步：取出同步時隙，在定時脈沖控制下做同步檢查。定時：用來產生各種定時脈沖，如：采樣時用的采樣脈沖、編碼時用的位脈沖和同步時用的幀同步脈沖等。標志信號收/發(fā)：插入或取出TS16傳輸?shù)臉酥拘盘枺刂菩帕睿R總：將話音信號、同步信號和標志信號匯總在一起，然后通過碼型變換電路送至輸出端。串/并變換：在T接線器的數(shù)據(jù)總線上連接了一個輸入串/并（S/P）變換電路和一個輸出并/串（P/S）變換電路。目的是將傳輸線上的串行碼變換成并行碼后存入T接線器RAM中。2024/9/19《現(xiàn)代交換技術》135PCM設備與T接線器連接的電路框圖2024/9/19《現(xiàn)代交換技術》136多端PCM設備與T接線器連接單端PCM終端設備接入T接線器時只能處理30個用戶的話音交換。如果將多端PCM終端設備接入T接線器，就會大大擴大T接線器所交換的信息容量。因此，多端PCM終端設備和T接線器連接時其接口除了需要串/并、并/串電路外，還需要增加復用和分路電路，實現(xiàn)多端PCM復用線的合并。復用器的作用是將多條HW線合并成一條HW線；分路器的作用是將一條HW線分路成多條HW線。2024/9/19《現(xiàn)代交換技術》1378條HW線與T接線器的連接圖2024/9/19《現(xiàn)代交換技術》138S接線器的構成2024/9/19《現(xiàn)代交換技術》139交叉節(jié)點：負責接通母線之間的通路CM:控制電子交叉點的通或斷

2024/9/19《現(xiàn)代交換技術》140對應每一條入線、出線（入線m×出線n）

每一條輸入、輸出母線都是時分復用的，由很多個時隙組成。（全復用度的交叉點）每一條輸入、輸出母線接通，交叉點必須接通。交叉點在CM控制下接通。每一條入線都可以與任意一條出線接通，但必須在同一時隙內。交叉節(jié)點：電子接點矩陣2024/9/19《現(xiàn)代交換技術》141CM的個數(shù)對應輸出（入）母線的線數(shù)；CM的單元數(shù)對應輸出（入）母線上的時隙數(shù)；CM單元內的內容填寫要交換的輸入(出)母線的線號。S接線器（CM）原理：每一個CM控制同號輸出線上的所有交叉點。2024/9/19《現(xiàn)代交換技術》142123213231S接線器的工作原理（輸出控制）原理：每一個CM控制同號輸入線上的所有交叉點。2024/9/19《現(xiàn)代交換技術》143213121332S接線器的工作原理（輸入控制）例：某HW線有32個TS，S接線器矩陣為4×4（1）有多少個交叉點？（2）有多少個CM？（3）每個CM有多少個單元？（4）單元內的字長有幾位？2024/9/19《現(xiàn)代交換技術》144164325S接線器的工作原理（補充說明）

S接線器的“時分”意義。

S接線器在每一時隙時，不允許矩陣中一行或一列同時有兩個以上的交叉點閉合，否則會造成串話（三方通話例外）。在一幀的時間內，CM的全部內容執(zhí)行一遍。CM的內容每秒執(zhí)行8000遍。線路的復用度不能無限制的增大。2024/9/19《現(xiàn)代交換技術》145二級交換網絡2024/9/19《現(xiàn)代交換技術》146A：HW0TS1→HW2TS6TS1TS6二級交換網絡（結論）TS網：內部TS=被叫TS內部HW=主叫HWST網：內部TS=主叫TS內部HW=被叫HW2024/9/19《現(xiàn)代交換技術》147TST三級交換網絡（控制原則）2024/9/19《現(xiàn)代交換技術》148兩級T接線器的工作方式必須不同。中間S級用兩種方式（入控、出控）均可。主被叫通話占用的兩個內部時隙相互制約。TST網絡舉例有一TST交換網絡，輸入輸出均有兩條HW線，網絡的內部時隙總數(shù)32。完成下列信號的雙向交換：HW1TS18（A）——HW2TS24（B）。要求：（1）輸入級T接線器采用輸出控制方式，S接線器采用輸入控制方式，輸出級T接線器采用輸入控制方式；（2）CPU選定的內部正向時隙為20；（3）畫TST交換網絡圖并在相關存儲器中填寫數(shù)據(jù)。2024/9/19《現(xiàn)代交換技術》149TST三級交換網絡（交換過程）2024/9/19《現(xiàn)代交換技術》150TST三級交換網絡（網絡結構）2024/9/19《現(xiàn)代交換技術》151A級T接線器：將輸入HW的TS交換到某一空閑的內部TS上。

B級T接線器：將內部TS交換到輸出HW所要求的外部TS上。S接線器：完成HW間的線間交換。STS網絡舉例有一STS交換網絡，輸入輸出均有兩條HW線，網絡的內部時隙總數(shù)32。完成下列信號的雙向交換：HW1TS3（A）——HW2TS6（B）。要求：（1）輸入級S接線器采用輸出控制方式，T接線器采用輸出控制方式，輸出級S接線器采用輸入控制方式；（2）畫STS交換網絡圖并在相關存儲器中填寫數(shù)據(jù)。2024/9/19《現(xiàn)代交換技術》152STS三級交換網絡（交換過程）2024/9/19《現(xiàn)代交換技術》153STS三級交換網絡（網絡結構）2024/9/19《現(xiàn)代交換技術》154A級S接線器：將輸入HW交換到某一空閑的內部HW上，TS不變。

T接線器：將主叫TS交換為被叫TS。B級S接線器：將內部HW的TS交換到所要求的輸出HW上。第二章電路交換技術2.3數(shù)字程控交換機的硬件結構

2024/9/19《現(xiàn)代交換技術》155數(shù)字程控交換機的硬件結構2024/9/19《現(xiàn)代交換技術》156B(Battery)：饋電。O(Over-voltageProtection)：過壓保護。R(Ringing)：振鈴。S(Supervision)：監(jiān)視。C(Co-decoder)：編譯碼。H(Hybrid)：混合電路、二/四線轉換。T(Test)：測試。2024/9/19《現(xiàn)代交換技術》157模擬用戶接口饋電所有話機由程控交換機統(tǒng)一供電，稱為中央饋電。交換機通過用戶接口的饋電電路向電話機提供通話用的-48V饋電電壓，饋電電流為18～50mA。饋電電路和傳輸語音信號共用一對傳輸線路。饋電電路一般采用恒流源電路方式，要求器件盡量對稱平衡。2024/9/19《現(xiàn)代交換技術》158過壓保護過壓保護電路是為保護交換機的內部電路不受外界雷擊、工業(yè)高壓的損害而設置的。由于外線進入交換機前，配線架上裝配保安器/仿雷管，已做了一次保護，所以用戶接口中的過壓保護電路又叫做二次保護電路。用戶接口電路入口串連壓敏電阻，其阻值隨電壓的升高迅速增大，從而起到限流作用。過壓保護電路采用了鉗位電橋，鉗位電橋將用戶內線側兩端的正向高電壓鉗位到0V，負向高電壓鉗位到-48V。2024/9/19《現(xiàn)代交換技術》159振鈴程控交換機的信號發(fā)生器通過用戶接口的振鈴開關電路向用戶話機饋送振鈴信號。我國交換機規(guī)范振鈴信號的標準是25Hz，（90±15）V的交流電壓。振鈴電壓信號用電子器件發(fā)送比較困難，因此采用振鈴繼電器，由繼電器的接點轉換來控制鈴流發(fā)送，以1s通、4s斷的周期方式向用戶話機饋送。另外，鈴流信號送到用戶線時，考慮到較高的振鈴電壓，必須采用隔離措施，以免損壞內線電路，所以應將振鈴電路設計在二次過壓保護電路之前。2024/9/19《現(xiàn)代交換技術》160監(jiān)視監(jiān)視電路用來監(jiān)測環(huán)路直流電流的變化，以此判斷用戶摘/掛機狀態(tài)和撥號脈沖信號，并向控制系統(tǒng)輸出相應的信息。它通過檢測用戶環(huán)路上的電流變化來實現(xiàn)，由用戶電路不斷地循環(huán)掃描用戶環(huán)路，一般掃描周期是200ms左右。2024/9/19《現(xiàn)代交換技術》161編譯碼器編譯碼器完成模擬話音信號以及模擬信令信號的PCM編碼和解碼。CODEC是編碼器和譯碼器的縮寫。每個用戶接口電路內都包含有濾波器和編譯碼器，模擬話音信號首先經濾波器限頻，消除帶外干擾，再進行抽樣量化，最后用編碼器編碼并暫存，待指定的時隙到來時以64Kb/s的基帶速率輸出。由交換網絡返回的基帶PCM信號進入譯碼器，完成模擬話音的恢復。2024/9/19《現(xiàn)代交換技術》162混合電路模擬用戶線是二線傳輸方式，而與之連接的數(shù)字交換網絡是四線傳輸方式，所以信號在編碼前和譯碼后一定由用戶接口的混合電路完成二/四線轉換。圖2.29中的平衡網絡是對用戶線進行阻抗匹配的。2024/9/19《現(xiàn)代交換技術》163測試2024/9/19《現(xiàn)代交換技術》164測試電路可實現(xiàn)對用戶線的測試，及時檢測出混線、斷線、接地等問題。它分為外線測試和內線測試。外線測試是通過繼電器觸點斷開外線與接口電路的連接，將外線接至測試設備，由軟件程序控制測試線路及用戶終端的狀態(tài)和相關參數(shù)；內線測試是通過繼電器觸點將接口電路接至一個模仿用戶終端的測試設備上，通過測試軟件控制一個完整的通話應答，檢測接口電路的相關動作和參數(shù)。模擬用戶接口功能框圖2024/9/19《現(xiàn)代交換技術》165模擬用戶接口板實物圖（8套/板）2024/9/19《現(xiàn)代交換技術》166數(shù)字用戶電路數(shù)字用戶接口是數(shù)字程控交換機在用戶環(huán)路上采用數(shù)字傳輸方式連接數(shù)字用戶終端的接口電路。標準數(shù)字用戶接口有基本速率接口（BasicRateInterface，BRI）和基群速率接口（PrimayRateInterface，PRI），通稱V系列接口，具體分為V1、V2、V3、V4、V5接口。其中：BRI接口也稱為V1接口，用于連接用戶終端，其傳輸幀結構為2B＋D，線路傳輸速率144kbps；PRI接口也稱為V5接口，V5接口支持n×E1(n2048kb/s)的接入網。V5接口包括V5.1接口和V5.2接口。對于V5.1接口來說，n=1；對于V5.2接口來說，1≤n≤16。2024/9/19《現(xiàn)代交換技術》1672024/9/19《現(xiàn)代交換技術》168數(shù)字用戶電路接口功能框圖模擬中繼接口定義：數(shù)字交換局與模擬交換局間中繼線的接口電路。功能：O、S、H、C、T、忙閑指示。2024/9/19《現(xiàn)代交換技術》169模擬中繼接口與用戶電路接口的比較沒有B（饋電）、R（振鈴），增加忙閑指示。對用戶線狀態(tài)監(jiān)視變?yōu)閷€路信號的監(jiān)視。用戶電路接至用戶集線器，對用戶話務量進行集中以后才進入選組級，而模擬中繼器則直接進入交換網絡。2024/9/19《現(xiàn)代交換技術》170定義：數(shù)字交換局與數(shù)字交換局（或遠端模塊）間中繼線的接口電路。功能：1）碼型變換2）時鐘提取和幀同步3）提取和插入隨路信號（TS0、TS16）4）失步告警2024/9/19《現(xiàn)代交換技術》171數(shù)字中繼接口用戶模塊與遠端模塊2024/9/19《現(xiàn)代交換技術》172用戶模塊：集線比；話務量的集中。遠端模塊：用戶級的遠程化。控制系統(tǒng)工作過程2024/9/19《現(xiàn)代交換技術》173對控制系統(tǒng)的要求

呼叫處理能力：BHCA最大忙時呼叫次數(shù)可靠性：

MTBF平均故障間隔時間MTTR平均維修時間靈活性和適用性經濟性2024/9/19《現(xiàn)代交換技術》174交換機控制系統(tǒng)的結構方式

集中控制

分散控制2024/9/19《現(xiàn)代交換技術》175分級控制方式全分散控制方式主備用工作方式冷備用熱備用2024/9/19《現(xiàn)代交換技術》176在冷備用方式中，平時備用機不接收電話外設送來的輸入數(shù)據(jù)，不做任何處理，當收到主機發(fā)來的倒換請求信號后，才開始接收數(shù)據(jù)，進行處理。在熱備用方式中，主、備用機共用一個存儲器，它們平時都接收并保留電話外設送來的數(shù)據(jù)，但備用機不做處理工作。當備用機收到主用機的倒換請求時，備用機進入處理狀態(tài)。多處理機結構功能分擔話務分擔容量分擔負荷分擔混合分擔備用方式2024/9/19《現(xiàn)代交換技術》177多處理機結構：一個系統(tǒng)中有多于一個處理機配合來完成控制功能。分級控制方式2024/9/19《現(xiàn)代交換技術》178全分散控制方式2024/9/19《現(xiàn)代交換技術》179系統(tǒng)可靠性高系統(tǒng)軟硬件模塊化，便于系統(tǒng)擴容處理機間通信方式1.通過PCM信道進行通信2024/9/19《現(xiàn)代交換技術》1802.采用計算機網絡通信結構利用TS16進行通信通過數(shù)字交換網絡的PCM信道直接傳送共享存儲器方式環(huán)形結構第二章電路交換技術2.4數(shù)字程控交換機的軟件

2024/9/19《現(xiàn)代交換技術》181數(shù)字程控交換機的軟件任務：完成呼叫接續(xù)、交換機的管理和控制、日常維護及系統(tǒng)安全運行。2024/9/19《現(xiàn)代交換技術》1821．運行程序的作用：維持交換系統(tǒng)正常運行所必須的程序。2．運行程序的要求1）實時性2）多道程序運行3）業(yè)務的不間斷性2024/9/19《現(xiàn)代交換技術》183運行程序3．運行軟件的組成：1）執(zhí)行管理程序（OS）2）系統(tǒng)監(jiān)視和故障處理程序3）故障診斷程序4）輸入/輸出和人機通信程序5）呼叫處理程序6）維護和運行程序2024/9/19《現(xiàn)代交換技術》184運行程序1．支援程序的任務：完成交換系統(tǒng)從設計、生產、安裝到交換局開通后的一系列維護、分析等支援任務。2．支援程序的組成：1）軟件開發(fā)支援程序2）應用工程支援系統(tǒng)3）軟件加工支援系統(tǒng)4）交換局管理支援系統(tǒng)2024/9/19《現(xiàn)代交換技術》185支援程序系統(tǒng)數(shù)據(jù)：與交換機類型和容量無關的公共數(shù)據(jù)局數(shù)據(jù)：與交換機的類型、容量、具體安裝有關的數(shù)據(jù)用戶數(shù)據(jù)：與用戶有關的數(shù)據(jù)2024/9/19《現(xiàn)代交換技術》186交換機數(shù)據(jù)專用數(shù)據(jù)通用數(shù)據(jù)數(shù)字程控交換機的軟件結構2024/9/19《現(xiàn)代交換技術》187軟件工具語言SDL：功能與描述語言，用于系統(tǒng)設計和程序設計。

CHILL：用于軟件編程。

MML：人－機對話語言，用于操作與維護。

2024/9/19《現(xiàn)代交換技術》188程控交換機對操作系統(tǒng)的要求實時處理對隨時發(fā)生的事情做出及時處理多重處理解決多個任務并發(fā)執(zhí)行高可靠性處理機連續(xù)工作的穩(wěn)定性

2024/9/19《現(xiàn)代交換技術》189優(yōu)先級由高到低：故障級、周期級、基本級2024/9/19《現(xiàn)代交換技術》190程序的分級1）故障級（由故障中斷啟動執(zhí)行）2）周期級（由時鐘中斷啟動執(zhí)行）3）基本級（由隊列啟動執(zhí)行）2024/9/19《現(xiàn)代交換技術》191程序的調度

優(yōu)先級高的程序先處理。同一優(yōu)先級：FIFO優(yōu)先級低的程序在處理過程中可以被優(yōu)先級高的程序中斷。時間表調度周期級任務2024/9/19《現(xiàn)代交換技術》192時間表調度周期級任務組成及功能時間計數(shù)器：時間中斷控制調度表：每一個bit位對應一程序功能程序入口地址表：地址索引

屏蔽表：有效位2024/9/19《現(xiàn)代交換技術》193某任務調度的時間表共12個單元，字長為16，時間計數(shù)器基本周期為4ms，問：（1）可實現(xiàn)多少個任務的調度？（2）可實現(xiàn)多少種調度周期？周期各為多少？（3）用戶撥號脈沖的識別程序周期為8ms，在此表內如何安排？2024/9/19《現(xiàn)代交換技術》194時間表調度舉例1（1）∵字長為16bit

∴可實現(xiàn)16個任務的調度。（2）∵單元數(shù)＝12，因子有1，2，3，4，6，12，基本周期4ms，

∴可實現(xiàn)6種調度周期，分別是：4、8、12、16、24、48ms。（3）T＝8ms此任務相應的比特位隔一個單元寫一個“1”。2024/9/19《現(xiàn)代交換技術》195舉例1解答過程設計一時間表進行任務調度，表中有四項任務的T=40ms，三項任務的T=60ms，一項任務的T=100ms，問：（1）時間計數(shù)器基本周期是多少？（2）字長多少？（3）任務如何安排？（4）單元數(shù)為多少？2024/9/19《現(xiàn)代交換技術》196時間表調度舉例2（1）∵40、60、100的最大公約數(shù)＝20∴計數(shù)器基本周期是20ms。（2）∵要調度8個程序，∴字長為8bit。（3）T=40ms任務，相應的比特位隔1單元寫“1”；T=60ms任務，相應的比特位隔2單元寫“1”；T=100ms任務，相應的比特位隔4單元寫“1”（4）∵2、3、5的最小公倍數(shù)＝30∴該時間表應為30個單元。2024/9/19《現(xiàn)代交換技術》197舉例2解答過程基本級程序調度原理基本級程序的調度采用計算機原理中的“隊列”方法。“隊列”是刪除操作在一端進行，而插入操作在另一端進行的線性表。2024/9/19《現(xiàn)代交換技術》198①隊首指針：用以指示隊首的地址，便于調度程序取出任務，也稱取出口。②任務表：主要用于存放與基本級任務有關的數(shù)據(jù)信息。③隊尾指針：用以指示隊尾的地址，便于把任務編入隊列，也稱編入口。鏈形隊列類型2024/9/19《現(xiàn)代交換技術》199單鏈結構單循環(huán)鏈結構雙循環(huán)鏈結構基本級程序的隊列結構2024/9/19《現(xiàn)代交換技術》200

2024/9/19《現(xiàn)代交換技術》201故障級程序的調度故障級程序分類：識別故障設備程序主/備用設備切換程序重新組織中斷程序

處理機周期地向所控制的設備發(fā)出信息，當被控設備收到此信息后在規(guī)定時間內向處理機回送一個證實信號則表示一切正常。如果處理機在這個規(guī)定的時限內收不到證實信號，就認為是該設備有故障，即應調度“識別故障設備程序”，進行中斷處理。2024/9/19《現(xiàn)代交換技術》202故障級程序的調度調度原理第二章電路交換技術2.5呼叫處理的基本原理

2024/9/19《現(xiàn)代交換技術》203四種呼叫類型2024/9/19《現(xiàn)代交換技術》204局內呼叫出局呼叫入局呼叫轉接呼叫AB基本的呼叫處理過程主叫摘機到聽撥號音收號和號碼分析來話分析至向被叫振鈴被叫應答雙方通話話終釋放2024/9/19《現(xiàn)代交換技術》205第一階段：從主叫摘機到聽到撥號音2024/9/19《現(xiàn)代交換技術》206掃描檢測程序去話分析程序CPU用戶接口電路主叫數(shù)據(jù)塊信號音設備撥號音第二階段：收號和號碼分析2024/9/19《現(xiàn)代交換技術》207收號器用戶接口電路CPU號碼識別程序號碼分析程序主叫第三階段：來話分析至被叫振鈴2024/9/19《現(xiàn)代交換技術》208來話分析程序CPU用戶接口電路被叫數(shù)據(jù)塊信號音設備回鈴音查找空閑時隙交換網絡用戶接口電路被叫振鈴信號主叫第四階段：被叫應答雙方通話2024/9/19《現(xiàn)代交換技術》209CPU用戶接口電路信號音設備停回鈴音建立接續(xù)交換網絡被叫停振鈴信號主叫用戶接口電路掃描檢測程序啟動計費設備第五階段：話終釋放2024/9/19《現(xiàn)代交換技術》210CPU用戶接口電路拆除鏈路交換網絡被叫主叫用戶接口電路停計費設備掃描檢測程序掃描檢測程序信號音設備送忙音基本的呼叫處理過程主叫摘機到聽撥號音收號和號碼分析來話分析至向被叫振鈴被叫應答雙方通話話終釋放2024/9/19《現(xiàn)代交換技術》211空閑等待收號收號振鈴通話聽忙音穩(wěn)定狀態(tài)和狀態(tài)轉移空閑狀態(tài)等待收號狀態(tài)收號狀態(tài)振鈴狀態(tài)通話狀態(tài)聽忙音狀態(tài)2024/9/19《現(xiàn)代交換技術》212狀態(tài)遷移：由一個穩(wěn)定狀態(tài)轉換到另外一個穩(wěn)定狀態(tài)輸入信號激勵處理機響應關于狀態(tài)轉移的說明（1）結論1：相同輸入，不同狀態(tài)，處理不同。2024/9/19《現(xiàn)代交換技術》213主叫摘機送撥號音等待收號被叫摘機斷鈴流通話空閑狀態(tài)振鈴狀態(tài)關于狀態(tài)轉移的說明（2）結論2：同一狀態(tài)，不同輸入，處理不同。2024/9/19《現(xiàn)代交換技術》214主叫掛機空閑被叫摘機斷鈴流通話振鈴狀態(tài)關于狀態(tài)轉移的說明（3）結論3：同一狀態(tài)，同一輸入，情況不同，處理不同。2024/9/19《現(xiàn)代交換技術》215空閑狀態(tài)；主叫摘機有空閑收號器收號狀態(tài)無空閑收號器聽忙音狀態(tài)任務處理的工作模式2024/9/19《現(xiàn)代交換技術》216數(shù)據(jù)采集數(shù)據(jù)處理輸出命令輸入處理分析處理輸出處理輸入處理2024/9/19《現(xiàn)代交換技術》217輸入處理摘/掛機監(jiān)視掃描中繼線占用監(jiān)視掃描號碼信號監(jiān)視掃描公共信道信號監(jiān)視掃描操作臺信號監(jiān)視掃描2024/9/19《現(xiàn)代交換技術》218摘/掛機監(jiān)視掃描2024/9/19《現(xiàn)代交換技術》219用戶線狀態(tài)200ms掃描前次掃描結果LM這次掃描結果SCN1111111000011111111111110000111100000001000000000000000000010000摘機掛機2024/9/19《現(xiàn)代交換技術》220例如：這^前＝00100001這^前＝10000000實際中采取“群處理”的辦法代表0號和5號用戶摘機代表7號用戶掛機摘/掛機監(jiān)視掃描雙音多頻DTMF與按鍵對應關系2024/9/19《現(xiàn)代交換技術》221DTMF收號器2024/9/19《現(xiàn)代交換技術》222低頻組：697Hz770Hz852Hz941Hz高頻組：1209Hz1336Hz1477Hz1633Hz高頻組低頻組狀態(tài)信息SP檢波H4檢波H3檢波H2檢波H1檢波L4檢波L3檢波L2檢波L1輸入至數(shù)據(jù)總線按鈕號碼接收原理2024/9/19《現(xiàn)代交換技術》223狀態(tài)信息SP16ms掃描前次掃描結果這次掃描結果這前11100000110000011000100001010000100001000000100000001（這前）^這按鈕號碼11110000011000001分析處理2024/9/19《現(xiàn)代交換技術》224呼叫進程中的主、被叫數(shù)據(jù)塊是