《程控交換原理》課件

《程控交換原理》課程介紹本課程將深入探討程控交換的原理和技術(shù)。我們將從基礎(chǔ)知識(shí)開始，逐步學(xué)習(xí)各種交換技術(shù)，包括電路交換、分組交換、以及最新的軟件定義網(wǎng)絡(luò)（SDN）技術(shù)。什么是程控交換?自動(dòng)控制程控交換系統(tǒng)通過電子控制設(shè)備來控制電話呼叫的建立和連接，無需人工干預(yù)。數(shù)字信號(hào)程控交換系統(tǒng)使用數(shù)字信號(hào)來處理和傳輸電話呼叫信息，提高了傳輸質(zhì)量和效率。軟件控制程控交換系統(tǒng)通過軟件控制電話網(wǎng)絡(luò)的各種功能，實(shí)現(xiàn)靈活性和可擴(kuò)展性。1.1程控交換的定義數(shù)字信號(hào)處理程控交換系統(tǒng)利用數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)，實(shí)現(xiàn)電話呼叫的連接和控制。計(jì)算機(jī)控制采用計(jì)算機(jī)程序控制交換機(jī)的工作過程，實(shí)現(xiàn)呼叫的接續(xù)、路由選擇、計(jì)費(fèi)等功能。靈活性和可擴(kuò)展性程控交換系統(tǒng)具有高度的靈活性，能夠根據(jù)需要提供各種業(yè)務(wù)功能，并可輕松擴(kuò)展容量。1.2程控交換的基本原理1數(shù)字信號(hào)處理程控交換系統(tǒng)使用數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)，將模擬語音信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，進(jìn)行處理和傳輸。2存儲(chǔ)程序控制交換機(jī)通過存儲(chǔ)在內(nèi)存中的程序來控制各種功能，包括呼叫建立、路由選擇和計(jì)費(fèi)。3集中控制所有交換功能都由一個(gè)中央控制單元控制，實(shí)現(xiàn)了交換機(jī)各個(gè)部件的統(tǒng)一管理和協(xié)調(diào)運(yùn)作。1.3程控交換的發(fā)展歷程早期手動(dòng)交換早期交換機(jī)采用手動(dòng)操作，效率低下且易出錯(cuò)。機(jī)電交換時(shí)代機(jī)電交換機(jī)利用機(jī)械和電子部件實(shí)現(xiàn)自動(dòng)連接，提高了交換效率和可靠性。電子程控交換電子程控交換機(jī)使用計(jì)算機(jī)控制，具有更高的靈活性和智能化，成為現(xiàn)代通信系統(tǒng)的主流。數(shù)字程控交換數(shù)字程控交換機(jī)采用數(shù)字信號(hào)處理，傳輸容量更大，可以提供更多功能和服務(wù)。IP程控交換IP程控交換機(jī)利用互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議進(jìn)行通信，實(shí)現(xiàn)了多種通信方式的融合，并推動(dòng)了通信網(wǎng)絡(luò)向全I(xiàn)P化發(fā)展。2.程控交換系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)11.輸入部件輸入部件負(fù)責(zé)接收用戶發(fā)出的呼叫請(qǐng)求，并將信號(hào)轉(zhuǎn)換為程控交換系統(tǒng)能夠識(shí)別的信號(hào)。22.程控部件程控部件是程控交換系統(tǒng)的核心，負(fù)責(zé)控制整個(gè)交換過程，包括呼叫處理、路由選擇、計(jì)費(fèi)等。33.交換部件交換部件是程控交換系統(tǒng)的關(guān)鍵部件，負(fù)責(zé)連接用戶線路，建立通話路徑。44.輸出部件輸出部件負(fù)責(zé)將程控交換系統(tǒng)處理后的信號(hào)輸出，發(fā)送給用戶或其他設(shè)備。2.1輸入部件線路板線路板是輸入部件的核心組件。它包含各種電子元件，例如集成電路、電阻器和電容器，這些元件負(fù)責(zé)接收和處理來自電話機(jī)的模擬信號(hào)。連接線連接線用于將電話機(jī)連接到交換機(jī)。它們可以是雙絞線或光纖，并根據(jù)信號(hào)類型進(jìn)行選擇。電話機(jī)電話機(jī)是用戶與交換系統(tǒng)交互的主要接口。它可以是傳統(tǒng)的按鍵電話機(jī)或現(xiàn)代的智能手機(jī)，負(fù)責(zé)發(fā)送和接收語音信號(hào)。接線板接線板用于連接多條電話線到交換機(jī)。它提供了一個(gè)集中管理和分配電話線路的接口。2.2程控部件控制中心程控部件是程控交換系統(tǒng)的核心，負(fù)責(zé)控制整個(gè)交換系統(tǒng)的運(yùn)行。它就像大腦一樣，指揮著交換系統(tǒng)的各個(gè)部件，完成呼叫的建立和釋放等任務(wù)。2.3交換部件連接和路徑交換部件負(fù)責(zé)連接各個(gè)用戶線路和建立通話路徑。它可以連接多條線路，使用戶之間相互通話。信號(hào)處理交換部件還負(fù)責(zé)處理通話過程中產(chǎn)生的各種信號(hào)，例如呼叫建立信號(hào)、掛機(jī)信號(hào)等。通話控制交換部件根據(jù)呼叫信令進(jìn)行通話控制，確保通話的正常進(jìn)行。2.4輸出部件輸出信令輸出部件將交換機(jī)處理后的信令發(fā)送到用戶線路，例如接續(xù)控制信令或語音信號(hào)，并完成呼叫建立。輸出接口輸出部件提供與用戶線路的物理連接，并將來自交換機(jī)的數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為用戶線路可理解的模擬信號(hào)。3.程控交換技術(shù)的主要特點(diǎn)11.靈活性程控交換系統(tǒng)可以根據(jù)實(shí)際需求靈活配置，方便進(jìn)行業(yè)務(wù)擴(kuò)展。22.可靠性程控交換系統(tǒng)采用軟件控制，可以通過程序修復(fù)故障，提高系統(tǒng)可靠性。33.經(jīng)濟(jì)性程控交換系統(tǒng)可以有效利用資源，降低運(yùn)營(yíng)成本，提高經(jīng)濟(jì)效益。44.智能化程控交換系統(tǒng)具備智能控制功能，可以自動(dòng)處理多種業(yè)務(wù)，提高服務(wù)質(zhì)量。3.1靈活性網(wǎng)絡(luò)配置靈活程控交換系統(tǒng)可以靈活地配置網(wǎng)絡(luò)，根據(jù)不同的需求和環(huán)境進(jìn)行調(diào)整。業(yè)務(wù)擴(kuò)展方便可以輕松添加新的業(yè)務(wù)和功能，滿足不斷變化的通信需求。功能定制靈活可以根據(jù)用戶需求定制不同的功能，例如呼叫轉(zhuǎn)移、呼叫等待、會(huì)議電話等。3.2可靠性冗余設(shè)計(jì)程控交換系統(tǒng)通常采用冗余設(shè)計(jì)，例如雙電源供電、雙控制處理器等，以確保系統(tǒng)在發(fā)生故障時(shí)仍然能夠正常運(yùn)行。實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)會(huì)對(duì)關(guān)鍵設(shè)備和參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，及時(shí)發(fā)現(xiàn)潛在問題并采取措施。錯(cuò)誤檢測(cè)和糾正使用各種技術(shù)手段來檢測(cè)和糾正系統(tǒng)中的錯(cuò)誤，確保數(shù)據(jù)傳輸?shù)臏?zhǔn)確性。自愈能力系統(tǒng)能夠在發(fā)生故障時(shí)自動(dòng)隔離故障模塊，并嘗試恢復(fù)正常運(yùn)行。3.3經(jīng)濟(jì)性1降低成本程控交換系統(tǒng)可以有效提高設(shè)備利用率，減少人工成本。2提高效率自動(dòng)化的操作和管理減少了人工錯(cuò)誤，提高了效率。3擴(kuò)展性強(qiáng)系統(tǒng)可根據(jù)用戶需求靈活擴(kuò)展，避免了資源浪費(fèi)。4投資回報(bào)率高程控交換系統(tǒng)的長(zhǎng)期效益顯著，投資回報(bào)率高。3.4智能化智能路由選擇程控交換系統(tǒng)能夠根據(jù)實(shí)時(shí)網(wǎng)絡(luò)狀況和用戶需求，動(dòng)態(tài)地選擇最佳路由，提高網(wǎng)絡(luò)效率和用戶體驗(yàn)。智能呼叫控制可以根據(jù)用戶的號(hào)碼、時(shí)間、地點(diǎn)等信息，自動(dòng)地完成呼叫控制、呼叫轉(zhuǎn)移、呼叫限制等功能。智能網(wǎng)絡(luò)管理通過網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控、故障診斷、流量分析等手段，實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的智能管理，確保網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性和可靠性。4.程控交換系統(tǒng)的工作原理1來話信令處理識(shí)別來話號(hào)碼、檢測(cè)呼叫類型等2號(hào)碼分析和路由選擇確定目標(biāo)號(hào)碼、選擇最優(yōu)路徑3通路建立和語音傳輸建立通話連接、傳輸語音信號(hào)4通話控制和計(jì)費(fèi)管理通話過程、計(jì)費(fèi)結(jié)算程控交換系統(tǒng)通過一系列步驟處理來電，包括識(shí)別號(hào)碼、分析目標(biāo)號(hào)碼、選擇最佳路徑、建立連接、傳輸語音信號(hào)、管理通話過程以及計(jì)費(fèi)。4.1來話信令處理來話信令是用戶發(fā)起呼叫時(shí)，從電話機(jī)發(fā)送到交換機(jī)的一系列信號(hào)。這些信號(hào)包含了呼叫者的號(hào)碼、目標(biāo)號(hào)碼以及其他一些呼叫相關(guān)信息。1信令接收交換機(jī)接收電話機(jī)發(fā)來的來話信令2信令識(shí)別交換機(jī)識(shí)別來話信令類型和內(nèi)容3信令處理交換機(jī)根據(jù)信令內(nèi)容進(jìn)行相應(yīng)的處理4信令發(fā)送交換機(jī)將處理后的信令發(fā)送到其他交換機(jī)或電話機(jī)交換機(jī)根據(jù)來話信令完成呼叫的建立、路由選擇、通話控制等功能。4.2號(hào)碼分析和路由選擇1號(hào)碼分析識(shí)別來話號(hào)碼2路由選擇確定呼叫目的地3通話建立連接呼叫方和被叫方號(hào)碼分析過程包括識(shí)別來話號(hào)碼類型，例如是本地號(hào)碼還是長(zhǎng)途號(hào)碼。然后，根據(jù)號(hào)碼類型和目的地，進(jìn)行路由選擇，找到通往被叫方的最佳路徑。最后，建立呼叫連接，將呼叫方的聲音傳輸?shù)奖唤蟹健?.3通路建立和語音傳輸1呼叫信令處理程控交換系統(tǒng)接收來自用戶的呼叫請(qǐng)求，并根據(jù)號(hào)碼信息進(jìn)行分析和路由選擇。2通路建立系統(tǒng)根據(jù)路由結(jié)果，通過連接不同交換機(jī)之間的線路，建立一條通話路徑。3語音傳輸一旦通路建立，系統(tǒng)便將用戶的語音信號(hào)通過這條通路傳輸?shù)綄?duì)方用戶，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)通話。4.4通話控制和計(jì)費(fèi)1通話控制通話建立、保持、釋放2計(jì)費(fèi)信息通話時(shí)長(zhǎng)、呼叫類型3計(jì)費(fèi)方式按時(shí)長(zhǎng)計(jì)費(fèi)、按流量計(jì)費(fèi)4計(jì)費(fèi)記錄通話記錄、資費(fèi)信息通話控制和計(jì)費(fèi)是程控交換系統(tǒng)的重要功能，確保通話質(zhì)量和資費(fèi)管理。通話控制負(fù)責(zé)建立、保持和釋放通話連接。計(jì)費(fèi)功能記錄通話信息，并根據(jù)計(jì)費(fèi)方式計(jì)算資費(fèi)。5.程控交換系統(tǒng)的主要功能基本呼叫處理程控交換系統(tǒng)可以完成基本的電話呼叫功能，包括呼叫建立、通話保持、呼叫轉(zhuǎn)移等。業(yè)務(wù)擴(kuò)展功能程控交換系統(tǒng)可以提供多種增值業(yè)務(wù)，例如語音信箱、呼叫等待、會(huì)議電話等。網(wǎng)絡(luò)管理功能程控交換系統(tǒng)可以通過網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控和管理，例如故障診斷、流量統(tǒng)計(jì)等。5.1基本呼叫處理呼叫建立用戶撥號(hào)后，系統(tǒng)識(shí)別號(hào)碼并建立連接。振鈴系統(tǒng)將呼叫傳遞給被叫用戶，并發(fā)出振鈴信號(hào)。通話用戶接聽電話后，系統(tǒng)建立通話連接，完成語音傳輸。呼叫釋放用戶掛斷電話后，系統(tǒng)釋放通話連接。5.2業(yè)務(wù)擴(kuò)展功能呼叫轉(zhuǎn)移呼叫轉(zhuǎn)移功能允許用戶將呼叫轉(zhuǎn)移到另一個(gè)電話號(hào)碼，例如手機(jī)或其他固定電話。呼叫保持呼叫保持功能允許用戶在通話過程中將通話暫時(shí)掛起，然后在需要時(shí)繼續(xù)通話。三方通話三方通話功能允許用戶在通話過程中添加另一個(gè)參與者，形成一個(gè)三方通話。呼叫等待呼叫等待功能允許用戶在通話過程中接聽另一個(gè)呼叫，并在結(jié)束通話后返回原先的通話。5.3網(wǎng)絡(luò)管理功能系統(tǒng)監(jiān)控實(shí)時(shí)監(jiān)控交換機(jī)運(yùn)行狀態(tài)，包括硬件資源、軟件配置、連接狀態(tài)等。故障診斷分析網(wǎng)絡(luò)故障原因，快速定位問題，并提供相應(yīng)的解決方案。配置管理對(duì)交換機(jī)進(jìn)行配置管理，包括添加新用戶、分配權(quán)限、修改網(wǎng)絡(luò)參數(shù)等。安全管理控制訪問權(quán)限，防止非法入侵，確保網(wǎng)絡(luò)安全。6.程控交換系統(tǒng)的典型應(yīng)用電話交換系統(tǒng)程控交換技術(shù)是現(xiàn)代電話交換系統(tǒng)的核心，為用戶提供各種通話服務(wù)，如本地通話、長(zhǎng)途通話、國(guó)際通話等。移動(dòng)通信網(wǎng)程控交換技術(shù)應(yīng)用于移動(dòng)通信網(wǎng)的基站和交換中心，為用戶提供移動(dòng)電話、數(shù)據(jù)通信等服務(wù)。VoIP系統(tǒng)程控交換技術(shù)用于VoIP系統(tǒng)，將語音信號(hào)數(shù)字化并通過網(wǎng)絡(luò)傳輸，提供更靈活、更經(jīng)濟(jì)的通話方式。6.1電話交換系統(tǒng)傳統(tǒng)電話網(wǎng)絡(luò)程控交換系統(tǒng)是現(xiàn)代電話網(wǎng)絡(luò)的核心，負(fù)責(zé)連接用戶并建立通話。數(shù)字信號(hào)處理系統(tǒng)通過數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)實(shí)現(xiàn)語音信號(hào)的傳輸和交換，提高通話質(zhì)量。多種功能現(xiàn)代電話交換系統(tǒng)提供多種功能，如呼叫轉(zhuǎn)移、呼叫保留、會(huì)議電話等。6.2移動(dòng)通信網(wǎng)蜂窩結(jié)構(gòu)移動(dòng)通信網(wǎng)采用蜂窩結(jié)構(gòu)，將服務(wù)區(qū)域劃分為多個(gè)小區(qū)，每個(gè)小區(qū)內(nèi)有一個(gè)基站，負(fù)責(zé)與該小區(qū)內(nèi)的移動(dòng)用戶進(jìn)行通信。移動(dòng)交換中心移動(dòng)交換中心（MSC）負(fù)責(zé)管理移動(dòng)通信網(wǎng)的各個(gè)基站，并進(jìn)行呼叫控制、路由選擇、計(jì)費(fèi)等工作。6.3VoIP系統(tǒng)基于IP網(wǎng)絡(luò)VoIP系統(tǒng)通過互聯(lián)網(wǎng)或其他IP網(wǎng)絡(luò)傳輸語音數(shù)據(jù)。成本效益高與傳統(tǒng)電話相比，VoIP系統(tǒng)降低了通話成本，尤其在長(zhǎng)途和國(guó)際通話方面。功能豐富VoIP系統(tǒng)支持視頻通話、會(huì)議、語音郵件和短信等功能。靈活性和可擴(kuò)展性VoIP系統(tǒng)可以輕松擴(kuò)展到多個(gè)用戶和地點(diǎn)，并提供靈活的通話方式。程控交換系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)向全I(xiàn)P化發(fā)展傳統(tǒng)程控交換系統(tǒng)主要使用電路交換技術(shù)。近年來，隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，IP技術(shù)在交換領(lǐng)域得到越來越廣泛的應(yīng)用。全I(xiàn)P化是程控交換系統(tǒng)未來發(fā)展的主要趨勢(shì)之一，它將使交換系統(tǒng)更加靈活、高效、經(jīng)濟(jì)。向智能化發(fā)展智能化是程控交換系統(tǒng)發(fā)展的另一個(gè)重要趨勢(shì)，它將使交換系統(tǒng)能夠根據(jù)用戶的需求，提供更加個(gè)性化、智能化的服務(wù)。例如，智能路由、智能呼叫、智能計(jì)費(fèi)等。7.1向全I(xiàn)P化發(fā)展網(wǎng)絡(luò)協(xié)議統(tǒng)一全I(xiàn)P化使數(shù)據(jù)、語音和視頻等各種業(yè)務(wù)都可以在統(tǒng)一的IP網(wǎng)絡(luò)上傳輸，簡(jiǎn)化了網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和管理。提高資源利用率全I(xiàn)P網(wǎng)絡(luò)能夠充分利用網(wǎng)絡(luò)資源，提高網(wǎng)絡(luò)的帶寬利用率和效率。降低網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)成本全I(xiàn)P化可以減少網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和維護(hù)成本，提高網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)效率。7.2向智能化發(fā)展智能路由基于用戶需求