第3部分-数字程控交换(T接线器和S接线器).ppt

*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,数字程控交换,概述,交换机的基本功能,功能,实现任意入线与任意出线之间的互连，即实现任意两个用户之间信息的交换,概述,交换机的,基本组成,包括三部分,接口,：将来自不同终端或其他交换机的各种传输信号转换成统一的交换机内部工作信号,用户接口；中继接口,交换网络,：实现各出、入线上信号的传递或接续,控制系统,：负责处理信令，按信令的要求控制交换网络完成接续,数字程控交换机的基本结构,交,换,网,络,用户 接口,用户 接口,中继 接口,中继 接口,控制系统,话路系统,控制系统,用户线,中继线,控制系统,话路系统,（信息传送子系统）：交换网络,+,接口设备,中央处理机,存储器,数,字,交,换,网,络,数字中,继器,远端接口,话路子系统,控制子系统,外设,OAM,设备,模拟中,继器,信号部件,用户电路,用户处理机,用户电路,用户,级,用户模块,PCM,数字中继线,模拟中继线,数字中,继电路,用户电路,用户处理机,用户电路,用户,级,远端用户模块,数字程控机典型系统结构,1,、话路系统,话路子系统是由,用户级（或称用户模块）、选组级交换网络、各种中继接口、信号部件等组成,选组级交换网络,主要完成交换功能，,即在某条入线与出线之间建立连接，从而实现不同线路端口上的信息交换。,数字程控交换机的交换网络是数字交换网络,1,、话路系统,用户级：用户终端与选组级之间的接口电路,用户模块将每个用户产生的较小话务进行集中,用户电路,：每个用户独占,用户集线器,：负责话务量的集中与分散；集线比：入端信道数与出端信道数之比,模拟用户电路,的七大功能,（,BORSCHT,功能）：,馈电,B,（,Battery Feeding,）,过压保护,O,（,Over Voltage Protection,）,振铃控制,R,（,Ringing Control,）,监视,S,（,Supervision,）,编译码和滤波,C,（,CODEC&Filters,）,混合电路（二,/,四线转换）,H,（,Hybrid Circuit,）,测试,T,（,Test,）,1.,馈电（,B,）,所有连在交换机上的,电话,分机用户，都,由交换机向其馈电,。数字交换机的馈电电压为,-48V,，,馈电电流为,1850mA,。,馈电电路一般采用恒流源电路方式，限制在用户线上的电流。,2.,过压保护（,O,）,由于外界雷电、市电的影响，,容易从用户线上串入高压,、强电流到用户电路，因此在用户电路上必须有过压保护电路。这里也称做,二次保护,，因为在用户线的总配线架上有了基本的保护，那里称作一次保护。二次保护电路比一次保护电路的性能更好，反应速度更快，已防止高压和强电流在一次保护电路还没有来得及工作时就串入了用户电路，在这里以更高速度起到二次保护的作用，进一步,对,后级的,用户电路进行保护。,3.,振铃控制（,R,）,通知被叫用户有来话呼叫,。国标规定，振铃信号为有效值,90V,15V,、,25Hz,的交流电压，采用,1s,通、,4s,断周期方式向用户话机馈送。振铃电压较高，该模块置于过压保护功能模块之外。,4.,监视（,S,）,利用检测是否在用户环路上有直流流过来判别用户摘,/,挂机状态，,直流脉冲拨号数字变化。一般的扫描周期是,200ms,左右，不管用户是否在使用话机，用户电路都按这个周期不断地对用户进行扫描，一旦发现摘机,/,挂机，立即向上层程序报告，从而再进行其他相关处理。,5.,编译码（,C,）,编译码器的任务是,完成模拟信号和数字信号间的转换,。数字 交换机只能对数字信号进行交换处理，而话音信号是模拟信号，所以需要用编码器（,Coder,）,把模拟话音信号转换成数字话音信号，然后送到交换网络中进行交换；并通过解码器（,Decode,）,把从交换网络来的数字话音信号转换为模拟话音信号送给用户。编译码器和滤波，一般采用集成电路来实现。,6.,混合电路（,H,）,混合电路用来完成二,/,四线的转换。用户话机的,模拟信号是二线双向的,，,数字交换网的,PCM,数字信号是四线单向的（两发两收）,，因此，在编码以前和译码以后一定要进行二,/,四线转换。混合电路的平衡网络用于平衡用户线阻抗。,7.,测试（,T,）,测试,T,，,通过继电器分别将外线或内侧电路连接到测试设备。外线测试可检测用户线短路、断路、碰地、搭接电力线等故障；内侧测试模仿话机的操作过程检验各功能电路是否正常。,1,、话路系统,远端用户级,指装在距离电话局较远的用户分布点上的话路设备，其基本功能与局内的用户模块相似，话务集中后再中继至母局,1,、话路系统,中继接口,交换网络与局间中继线之间的接口设备，完成与其他交换机的连接,模拟中继模块（几乎已经被淘汰）,数字中继模块，一般采用,PCM30/32,路系统,1,、话路系统,信号部件（信令部分）：接收和发送电话信令,数字程控交换机一般具有下列信令设备,产生各种信号音的,信号音发生器,，如拨号音、忙音、回铃音等,双音多频（,DTMF,）,接收器：,用于接收用户话机发送的,DTMF,信号,多频信号发送器和接收器,：,用于发送和接收局间的多频信号（,MFC,信号）,7,号信令终端,2,、控制系统,交换机的“指挥系统”,典型系统结构中采用的是,分级分散制控制方式,中央级（选组级）控制系统,中央,CPU,存储器：保存程序和数据的设备,OAM,终端,外设（,I/O,设备）：计算机系统中的所有外围部件,远端接口：是控制子系统与操作维护中心、网管中心、计费中心等的数据传送接口。,用户级控制系统（用户处理机）：,控制用户级交换网络，完成话务的集中和分散,数字交换原理,数字程控交换中，来自不同用户或模拟中继线的,话音信号首先被转换成数字信号,然后按,时隙被复用到不同的,PCM,复用线上,数字交换网络必须完成,不同复用线之间不同时隙的交换，即将数字交换网络某条输入复用线上某个时隙的内容交换到指定输出复用线上的指定时隙,时隙交换,数字交换网络,PCM,输入复用线,PCM,输出复用线,TS0,TS2,TS18,TS31,TS0,TS2,TS18,TS31,A,B,A,B,如果,PCM,输入复用线上任一时隙的信息可以在,PCM,输出复用线上任一时隙输出，即称为,时隙交换,数字交换网络,数字交换网络的功能是实现时隙交换，即完成任意,PCM,复用线上任意时隙之间的信息交换,在同一复用线进行各时隙之间的交换功能,在不同复用线之间进行同一时隙的交换功能,以上两种基本的交换功能分别由不同的数字接线器实现,时间接线器（,T,接线器）,空间接线器（,S,接线器）,1,、时间交换单元（,T,接线器）,时间接线器用来实现,一条,PCM,复用线上各时隙之间信息的交换,，简称,T,接线器,（,1,）,T,接线器基本结构,T,接线器由,信息存储器,（,IM:Information Memory,，,或称语音存储器,SM,：,Speech Memory,）,与,控制存储器,（,CM:Control Memory,）,构成，如图所示。输入线上有多少个时隙，,SM,和,CM,就有多少个存储单元，即复用线上的时隙数就是存储器的存储单元个数,图,时间接线器的两种基本结构,T,接线器,信息存储器,IM,用来暂存要交换的脉码信息，因此也称,缓冲存储器,控制存储器,CM,用来寄存脉码信息的时隙地址，又称,地址存储器,IM,中每个存储单元的位数由每个时隙中所含的码位数决定,CM,中的存储单元的位数由时隙总数决定,T,接线器的工作原理见下图,顺序写入，控制读出,定时脉冲,b,a,b,a,0,1,1,17,0,17,2,31,31,1,17,8,a,b,TS,17,TS,1,TS,17,TS,0,TS,1,TS,0,IM,CM,TS1,和,TS17,进行,时隙交换,数据按时隙顺序写入,IM,，在,CM,的,1,中写入,17,，在,17,中写入,1,，读出时则在出复用线的第,1,时隙读出,IM,中第,17,单元的内容，而在,17,时隙时读出,SM,中第,1,单元的内容，由于,IM,按数序写入，读出时才受控读出，故称为输出控制方式,（,2,）,T,接线器的交换原理,CM,控制,IM,的读出,CM,中的内容由处理机控制写入,IM,IM,是控制写入，顺序读出的，,控制存储器用于控制语音存储器的写入,，如,CM,第,1,单元的值为,17,，则应将入复用线的第一时隙的内容写入,IM,的第,17,单元,控制写入，顺序读出,定时脉冲,b,a,b,a,0,31,1,17,8,b,a,TS,17,TS,1,TS,17,TS,0,TS,1,TS,0,0,1,1,17,17,2,31,CM,TS1,和,TS17,进行,时隙交换,由处理机控制写入,CM,的内容在整个通话期间是保持不变的，直到通话终止,（,3,）,T,接线器特点,T,接线器交换信息有延时（信码在,IM,中要存储一段时间）,PCM,信码在,T,接线器中需每帧交换一次,T,接线器可用下列简图来表示,T,K,K,T,接线器简图（,K,时隙）,2,、空间交换单元（,S,接线器）,功能：主要用来完成同步时分复用信号的,不同复用线,之间,同一时隙的信码交换,S,接线器,主要由,电子交叉矩阵,与,一组控制存储器,（,CM,：,Control Memory,）,构成,nn,的电子交叉矩阵有,n,条输入复用线,和,n,条输出复用线,，每条复用线上传送由若干时隙组成的时分复用信号,（,1,）,S,接线器组成,几点说明：,在,S,接线器中，我们将,输入复用线,和,输出复用线,统称为,高速总线（,HW:High Way),称入线为,上行高速总线（,UHW,：,Up High Way,）；,出线为,下行高速总线（,DHW,：,Down High Way,）,如图示：,nn,=3232,每条,HW,上的时隙数为,64,0,4,22,63,CM,0,CM,1,CM,31,UHW,0,UHW,31,DHW,0,DHW,31,S,接线器的组成,64,64,（,2,）,S,接线器工作原理,S,接线器的工作方式分为两种：,1,）,输入控制方式,：入线选择出线,2,）,输出控制方式,：出线选择入线,信息从入线到出线的过程中，时隙号保持不变,1,）输入控制方式,0,31,0,4,22,31,CM,0,CM,1,CM,31,UHW,0,UHW,31,TS4,TS22,TS22,TS4,DHW,0,DHW,31,输入控制方式,在输入控制方式中，对应每条,UHW,，,有一个控制存储器,故,nn,的电子交叉矩阵有,n,个控制存储器（,CM,0,、,CM,1,、,、,CM,n-1,）,每个,CM,的存储单元数,由该输入,复用线上的时隙数,决定,每个,存储单元,的内容为该时隙所应接通的,出线编号,完成的是不同复用线之间同一时隙的交换,2,）输出控制方式,在输出控制方式中，对应每条,DHW,，,有一个控制存储器,nn,的电子交叉矩阵有,n,个控制存储器,(CM,0,、,CM,1,、,、,CM,n-1,),每个,CM,的存储单元数,由该输出,复用线上的时隙数,决定,每个,存储单元,的内容为该时隙所应接通的,入线编号,完成的是不同复用线之间同一时隙的交换,0,31,0,4,22,31,CM,0,CM,1,CM,31,UHW,0,UHW,31,TS4,TS22,TS22,TS4,DHW,0,DHW,1,DHW,31,输出控制方式,按照,S,接线器的原理,判断下列各个,CM,中的内容填写是否合理？,即考虑同一存储器的各存储单元的值能否相同？不同存储器相同编号的存储单元的值能否相同？,（,3,）,S,接线器特点,18,18,0,4,22,31,CM,0,CM,1,CM,31,31,0,4,22,31,CM,0,CM,1,CM,31,31,输入控制方式,18,18,0,4,22,31,CM,0,CM,1,CM,31,0,31,0,4,22,31,CM,0,CM,1,CM,31,31,输出控制方式,18,18,0,4,22,31,CM,0,CM,1,CM,31,31,0,4,22,31,CM,0,CM,1,CM,31,31,输入控制方式,18,18,0,4,22,31,CM,0,CM,1,CM,31,0,31,0,4,22,31,CM,0,CM,1,CM,31,31,输出控制方式,合理,不合理,合理,合理,输出控制方式,有一个优点，某一入线上的某一个时隙的内容可以同时在几条出线上输出，即具有,同发和广播功能,。而在,输入控制方式,中，如果在多个,CM,的相同单元中写入相同的内容，则会造成,出线冲突,结论,S,接线器简图如下：,nn,的电子交叉矩阵,每条复用线上时隙为,k,个,由于,S,接线器只能完成同时隙内的信码交换，故不能单独使用,（,4,）,S,接线器简图,n-1,nn,S,接线器,0,1,n-1,0,1,k,k,k,k,k,k,3,、用,T,接线器和,S,接线器组成数字交换网络,T-S,数字交换网络,S-T,数字交换网络,T-S-T,数字交换网络,多级数字交换网络,（,1,）,T-S,交换网络,3232,S,接线器,0,1,31,0,1,31,32,32,32,32,32,32,T,T,T,32,32,32,由,一组,T,接线,器和,一个,S,接线器,组成，如下图所示,T,：,32,个时隙的信息交换；,S,：,32,条复用线间同一时隙的信息交换，故,共可完成,3232=1024,个时隙间的信息交换,T-S,交换网络交换过程,如图，设,A,用户占用,HW,0,的,TS2,，,B,用户占用,HW,31,的,TS8,T,接线器：,输出控制,方式；,S,接线器：,输入控制,方式,3232,S,接线器,UHW,0,UHW,1,UHW,31,DHW,0,DHW,1,DHW,31,32,32,T,T,T,32,A,B,TS2,TS8,TS8,TS8,TS2,TS2,思考：,T,接线器和,S,接线器相应的控制存储器中填什么内容,T-S,交换网络内部阻塞问题,存在内部阻塞,：如下图所示，,UHW,0,的,TS1,与,DHW,0,的,TS5,进行了交换，则,UHW,0,上的,TS3,要与,DHW,1,的,TS5,交换就被阻塞了，因为中间时隙,TS5,被占用了,3232,S,接线器,UHW,0,UHW,1,UHW,31,DHW,0,DHW,1,DHW,31,32,TS5,T,T,T,32,TS1,TS5,TS8,TS8,TS2,TS5,TS3,TS5,思考：请另行设计一种阻塞方式。,（提示：出线处发生阻塞）,（,2,）,S-T,交换网络,3232,S,接线器,0,1,31,0,1,31,32,32,32,32,32,32,T,T,T,32,32,32,由,一个,S,接线,器和,一组,T,接线器,组成，如下图所示,S,：,32,条复用线间同一时隙的信息交换；,T,：,32,个时隙的信息交换，故,共可完成,3232=1024,个时隙间的信息交换,S-T,交换网络交换过程,UHW,0,UHW,1,UHW,31,如图，设,A,用户占用,HW,0,的,TS9,，,B,用户占用,HW,31,的,TS7,S,接线器：,输入控制,方式；,T,接线器：,输出控制,方式,3232,S,接线器,A,B,32,T,T,T,32,TS7,TS9,TS9,TS7,DHW,0,DHW,1,DHW,31,32,TS7,TS9,思考：,S,接线器和,T,接线器相应的控制存储器中填什么内容,S-T,交换网络内部阻塞问题,存在内部阻塞,：如,UHW,0,的,TS1,与,DHW,0,的,TS5,进行了交换，则,UHW,1,上的,TS1,要与,DHW,0,的,TS4,交换就被阻塞了，因为中间时隙,ST1,被占用了,3232,S,接线器,UHW,0,UHW,1,UHW,31,DHW,0,DHW,1,DHW,31,TS1,TS8,TS1,T,T,T,TS1,TS5,TS8,TS2,TS1,TS4,（,3,）,T-S-T,数字交换网络,T-S-T,网络是,电路交换系统中使用最多的一种典型的交换网络,，其结构如下图所示。,T,0,T,1,T,n-1,T,0,T,1,T,n-1,初级,T,接线器,次级,T,接线器,输入复用线,输出复用线,图：,T-S-T,交换网络结构示意图,S,接线器,整个,T-S-T,网络是一个,三级交换网络,初级,T,接线器、,S,接线器、次级,T,接线器,S,接线器为,nn,矩阵，则对应连接到,两侧的,T,接线器各有,n,个,初级,T,接线器,用,T,0,T,1,T,n-1,表示，其中包括信息存储器,IMA,0,IMA,n-1,，,控制存储器,CMA,0,CMA,n-1,次级,T,接线器,用,T,0,T,1,T,n-1,表示，其中包括信息存储器,IMB,0,IMB,n-1,，,控制存储器,CMB,0,CMB,n-1,S,接线器,有,n,条输入复用线和,n,条输出复用线，故有,n,个控制存储器，用,CMC,0,CMC,n-1,表示,T-S-T,网络组成,T-S-T,数字交换网络数字交换过程：,设定,T-S-T,网络具有,32,条双向时分复用线,，即,S,接线器的电子交叉矩阵是,3232,的,每条时分复用线上有,32,个时隙,A,用户占用,HW,0,的,TS2,，,B,用户占用,HW,31,的,TS31,，,需要实现,A,用户和,B,用户的通话链路连接，设,A,用户为主叫,，首先看,A-B,的链路,（称为,正向通路,）如何建立,注意：,T-S-T,交换网络,编号相同的入线（即,UHW,）,与出线（即,DHW,）,共同组成一条双向时分复用线，,每个用户占用一条双向时分复用线上的一个时隙,T-S-T,数字交换网络交换过程,图：,T-S-T,交换网络交换过程,1,）正向通路的建立（,出入方式,）,已知,A,占用,TS2,B,占用,TS31,，,由于这里是三级网络，中间一级的时隙数还没确定，中间这一级只是,TS2-TS31,的一个桥梁，所以称它为,内部时隙（,ITS,：,Inner TS,）,ITS,可以任意选择，先由处理机随机选择一个空闲时隙，假设,ITS=TS5,。,因此,A-B,的链路为,TS2(A)-TS5(ITS)-TS31(B),初级,T,接线器,次级,T,接线器,中间级,S,接线器,UHW,0,TS2-UHW,0,TS5-DHW,31,TS5-DHW31 TS,31,1,）正向通路的建立（,出入方式,）,由图和上述分析可以看出,:,(1),在,初级,T,接线器,T,0,中完成,TS2-TS5,的链路建立，并采用,输出控制方式,处理机在,CMA,0,的,5,号单元写入,2,，即可完成,TS2-TS5,的链路建立,(2),在,S,接线器,中完成的是不同复用线之间同一时隙的交换，因此它的任务是将,UHW,0,的,5,号时隙，交换到,DHW,31,的,5,号时隙，即完成,UHW,0,到,DHW,31,的交换，由于它,采用输入控制方式,，因此需在,CMC,0,的,5,号存储单元中写入,31,（,3,）通过,S,接线器的交换，,A,用户的语音信息走到了,次级,T,接线器,T,31,的,TS5,中，这里需完成,TS5-TS31,的链路建立。该,T,接线器采用,输入控制方式,工作，因此在,CMB,31,的,5,号单元中写入,31,，即可完成,TS5,到,TS31,的链路建立。,至此，已经完成,A-B,正向通路的建立,2,）反向通路的建立,由于,语音采用双向通信,，因此还必须完成,B-A,之间（,反向通路,）的链路建立。,本例中反向通路内部时隙（,ITS,）,的选择规则如下,半帧计算法,：即在正向通路所选择的内部时隙的基础上加上半帧作为反向通路的内部时隙,如上述,B-A,的反向通路的,ITS=TS5+(32/2)=TS21,故,B-A,之间的链路为,TS31-TS21-TS2(,严格说是,UHW,31,TS31-UHW,31,TS21-DHW,0,TS21-DHW,0,TS2,),同前面的过程一样，处理机在初级,T,接线器的,CMA,31,的,21,号单元中写入,31,，在,S,接线器的,CMC,31,的,21,号单元中写入,0,，在次级,T,接线器的,CMB,0,的,21,号单元中写入,2,即可完成,B-A,之间的链路建立。,正向通路,控制处理器任意选择一个空闲时隙,反向通路,半帧法,T-S-T,交换网络输入线或输出线的帧为,F,，,选定的,AB,方向上的内部时隙为,ITS,AB,，则,BA,方向上的内部时隙为,ITS,BA,=ITS,AB,+F/2,。,奇偶法,正向为偶数，反向则为相对应的奇数，或相反,如,0,和,1,、,2,和,3,、,4,和,5,、,T-S-T,网络内部时隙的选择规则,在一般情况下，,T-S-T,网络存在内部阻塞，但概率非常,小，大概是,10,-6,除采用上述的出入方式外，还可采用,入出方式,，即初级,T,接线器采用输入控制方式工作，次级,T,接线器采用输出控制方式工作，其数字交换过程自己分析。,T-S-T,网络内部阻塞问题,（,4,）,T,、,S,接线器组成的其它类型的多级数字交换网络,T-S-S-T,交换网络,T-S-S-S-T,交换网络,S-S-T-S-S,交换网络,T-T-T,交换网络,制造商：如加拿大的,Mitel,公司,、意大利的,SGS,公司,，,美国的,Motorola,公司,等，已生产出很多用于,组成数字,网络的芯片,，这些芯片可以接若干条,PCM,复用线，其,结构与前介绍的交换网络相似。如,Mitel,公司的,MT8980,、,MT9080,芯片，可分别接,8,条（,32,时隙）和,16,条（,64,时隙）复用线，分别完成,256256,和,1024,1024,个时隙的交换，卓联半导体公司的单片数字交换,芯片,ZL50075,已经能够完成,3276832768,个时隙的交,换,4,、数字交换网络芯片简介,谢谢,