程控交换基本原理.doc

一、程控交换概述：
1、电话交换的基本原理
语音信号数字化过程；PCM时分多路通信系统的基本原理；PCM30／32路的帧结构；主要
的交换方式。
*PCM的含义是脉冲编码调制。
*语音信号的数字化要经过抽样、量化和编码三个步骤。
*抽样是将时间上连续的模拟信号变为时间上离散的抽样值。抽样频率取值8000Hz，即抽
样周期为125μs。
*话音信号的PCM编码传输速率=8000Hz/s×8=64kb/s；64kb/s是程控数字交换机中基本的
交换单位。
*常用的复用方式：频分复用、时分复用。
*国际上一般有两种PCM制式，PCM24及PCM30/32系统。
*每个PCM系统有32个时隙；32个信道称为一帧；一个时隙为8位码组。
*每帧的第一时隙(TS0)为一个帧同步时隙，用来传送帧同步；时隙16(TSl6)用于传送各话路
的标志信号码与复帧同步码。

*现代通讯网中采用的交换方式主要有电路交换、分组交换、ATM交换和IP交换。
*电话交换一般采用电路交换方式，电路交换属于电路资源预分配系统。
*分组交换是数据通信的一种交换方式，利用存储—转发的方式进行交换；分组交换中普
遍采用逐段反馈重发措施，以保证数据传送是无差错的。
*ATM即异步传送模式；其特征是传输、复用和交换都是以信元为基本单位进行的。

2、交换机的基本结构

交换机的基本组成；用户模块的组成、功能；数字用户电路的基本功能；中继器基本功能；
信令设备的主要功能及作用。
*交换机的硬件系统由用户电路、中继器、交换网络、信令设备和控制系统这几部分组成。
*模拟用户电路提供数字交换机和模拟话机之间的接口电路；要求具有馈电、过压保护、振
铃、监视、编译码、混合电路、测试七种基本功能。
*数字用户电路再程控交换机中主要采用ISDN定义的2B+D基本接口BRA，通过此接口能够
全双工地传送数字信号：其中B是64kb／s速率的语音信道，D信道是一个16kb／s速率的
信令信道。
*数字用户电路应具有码型变换、回波相消、均衡、扰码和去扰码等基本功能。
*中继器是数字程控交换机与其它交换机的接口。根据连接的中继线的类型，中继器可分成
模拟中继器和数字中继器两大类。

一、程控交换概述：
*信令设备的主要功能是接收和发送信令。程控数字交换机中主要的信令设备有：信号音发
生器、DTMF接收器、多频信号发生器和多频信号接收器、7号信令终端。
*控制部分用于完成对话路设备的控制功能，由各种计算机系统组成，采用存储程序控制的
方式。
3、交换机控制系统的一般结构
处理机的冗余方式；处理机的控制结构。
*常见的处理器冗余方式有：互助方式、主/备用方式、N+m备用方式。
1、互助方式
两台或更多的处理机在正常工作情况下以话务分担(负荷分担)的方式工作，每台处理机都
只负责一部分的话务量，一旦一台处理机发生故障，则由其它的处理机来接管它的工作。
2、主/备用方式
在这种方式下，只有主用机在运行程序，进行控制，备用机与话路设备完全分离而作为备
用状态，一旦主用机发生故障，进行主备用转换，由备用机接替工作。
3、N+m备用方式
在这种方式下，N台处理机配备有m台备用机，当N台处理机中有一台发生故障时，都可以由
m台备用机中的一台来接替其工作。

*现代数字程控交换系统中处理机的控制结构有分级控制方式、全分散控制方式和容量分担
的分布控制方式 （5）
1、分级控制方式是将处理机按照功能划分为若干级别，每个级别的处理机完成一定的功能，
低级别的处理机在高级别的处理机指挥下工作。
2、全分散控制方式是将系统划分为若干个功能单一的小模块，各模块处理机处于同一个级
别，相互配合共同完成呼叫处理和维护管理任务。主要优点是可以用近似于线性扩充的
方式经济地适应各种容量的需要，呼叫处理能力强，整个系统全阻断的可能性很小，系
统结构的开放性和适应性强。
3、容量分担方式介于上面两种结构之间。交换机分为若干个独立的模块，这些模块具有较
完整的功能和部件，每个模块内部采用分级控制结构，有一对模块处理机MP为主处理
机，下辖若干对外围处理机，控制完成本模块用户之间的呼叫处理任务。

4、数字交换网络
数字交换网的用途和构成；各类接线器的工作方式、串并转换的原理
*数字交换网络是呼叫接续的核心部分，主要完成两个时隙所带信息的交换。
*数字交换网络由接线器、复用器和分路器构成。
*接线器分为时间接线器（T）和空间接线器（S）两种：
*时间接线器功能是完成同一条PCM复用线（母线）上不同时隙间信息的交换，即将输入
侧复用线上的时隙内容交换到输出侧的复用线上的指定时隙上；而空间接线器作用是完成
时隙在不同复用线上的交换，通过S接线器，信息所在的复用线发生了变化，而信息所在
的时隙本身的次序并不发生改变。
*通过采用T型与S型接线器组合的方式，构成T-S-T、T-S-S-T、S-T-S等数字交换网络，以
适应大、中、小型交换机的需要。

5、本局呼叫处理的基本过程
基本的呼叫接续过程；挂机复原控制方式。
*一次基本呼叫的五个阶段：（5)
用户呼出阶段、数字接收及分析阶段、通话建立阶段、通话阶段、呼叫释放阶段。（掌握每个阶段具体操作）
*挂机复原控制方式，包括：
1、主叫控制：主叫用户先挂机，资源全部释放，并向被叫用户送忙音，若被叫用户久不挂
机，60秒后被闭锁；若被叫用户先挂机，通话电路不会立即复原，在一定时限内被叫用
户再摘机，仍可继续通话；超过时限后，则强制释放，主叫用户听忙音。
2、被叫控制：一般对某些重要特服做被叫控制。在这种方式中被叫挂机，通话电路复原；
若被叫不挂机，通话电路不复原，主叫永远被机件所吊住，主叫无法释放。
3、互不控制：通话建立以后，主被叫任何一方先挂机，通话电路立即复原，挂机用户立即
释放资源，未挂机一方听忙音，超时不挂机，即被闭锁

二、电信网概述：
1、网的基本形式
网的三种基本形式；电信网的划分。
*网的最基本形式有网状网、星形网、混合网。
*根据构成及功能，我们可以把电信网划分为传送网、电信业务网、支撑网及应用网。
*传送网包括接入网和传输网两大部分。
*电信业务网包括基本业务网和补充业务网。
*电信支撑网包括信令网、同步网、电信管理网。
二、电信网概述：
2、电话网的等级结构及网络组织
我国电话网的演变及目前结构；长途交换中心的等级划分及各级职能。（4）
*我国电话网的等级结构已由原来的五级结构逐步演变为三级；全网演变为三级时，两端局
之间最大的串接电路段数为5段，串接交换中心数最多为6个。
*国内长途交换中心分为两个等级，其中汇接全省转接（含终端）长途话务的交换中心为省
级中心，用DC1表示；汇接本地网长途终端话务的交换中心用DC2表示：
1、一级交换中心（DC1）为省（自治区、直辖市）长途交换中心，其职能主要是汇接所在省（自治区、直辖市）的省际长途来去话务和一级交换中心所在本地网的长途终端话务。DC1之间以基干路由网状相连；地（市）本地网的DC2与本省（自治区）所属的DC1均以基干路由相连。
2、二级交换中心（DC2）是长途网的长途终端交换中心，其职能主要是汇接所在本地网的长途终端话务。根据话务流量流向，二级交换中心也可以与非从属一级交换中心DC1建立直达电路群。
二、电信网概述：
3、电话网的编号方式
我国电话网的拨号方式；电话号码编码方式。
*拨号方式分为三种：本地呼叫、国内长途、国际长途。
*“0”为国内长途全自动字冠；“00”为国际长途全自动字冠；“1”为特种业务、新业务及网间
互通的首位号码；“2”~“9”为本地电话首位号码。其中“200”、“300”、“400”、“500”、“600”
、“700”、“800”为新业务号码。

二、电信网概述：
4、多运营商时电话网的组网方式
电信网与其他运营商的组网方案。
*我们把中国电信现有电话网和其它运营商电信网络（如中国移动通信网等）的网间互联物
理接口点称为互联点（POI）。
*互联点两侧的交换机作为网间互联的关口局（GW）承担网间核帐的功能。

三、信令网：
1、电话网的信令系统
信令的基本概念和信令的分类。
*按照信令的作用区域可以把信令划分为用户线信令和局间信令两种。
*用户线信令是用户和交换机之间的信令；局间信令是电信网中各个交换节点之间传送的信令。
*局间信令按技术或传送方式又可分为随路信令和公共信道信令两种方式。
*NO.7信令系统是一种局间信令方式，其主要特点是两交换局间的信令通路与话音通路分开，
并将多条电路信令复用在一条专用的信令通路上传送，这条信令通路叫做信令数据链路。
*信令数据链路是由两端的信令终端设备和信令链路组成。
*NO.7信令链路通常采用的速率为64kbit/s；也有2Mkbit/S的高速链路。
*NO.7信令系统的优点：信令传递速度快、信令容量大、灵活性大、可靠性高、适用范围广、
具有提供网络集中服务的功能

2、NO.7信令网
NO.7信令网的概念组成；NO.7信令系统基本工作原理、工作方式、组成和分类；
我国信令网的结构和网络组织；信令网的信令点编码原理、格式；信令路由的分类。
*七号信令网的基本组成部件有信令点SP、信令转接点STP和信令链路。
*SP：信令点 LSTP：低级信令转接点 STP：信令转接点 HSTP：高级信令转接点
*信令点是信令消息的源点和目的点。信令转接点是将一条信令链路上的信令消息转发至另一
条信令链路上去的信令点。信令转接点若只具有信令消息转接功能则称独立信令点，若还具
有用户部分功能，此时信令转接点与交换局结合在一起，称则综合信令转接点。
*NO.7信令系统一般采用直联和准直联2种工作方式。
*信令网按结构可分为无级信令网和分级信令网；我国采用三级信令网结构。
*第一级HSTP间的连接方式主要考虑在保证可靠性条件下，每个HSTP的信令路由要多、信令
连接中经过的HSTP转接数量要少。一般有两种连接方式：网状连接和A、B平面连接。

*我国使用24位的信令点编码方式，按8位分段，分别标示主信令区、分信令区和信令点；国
际间采用的是14位的信令点编码方式。
*DPC：目的地信令点编码 SLS：信令链路选择
OPC：源点信令点编码 CIC：电路识别码
*信令路由是指由一个信令点到达消息目的地所经过的各个信令转接点的预先确定的信令消息
路径；信令路由按其特征和使用方法分为正常路由和迂回路由两类。
*信令路由选择的一般规则：首选正常路由，当正常路由不能使用时，再选择迂回路由；如果
有多条迂回路由，则按优先级高低依次选择。

3、 NO.7信令结构及信令单元
信令单元的格式；ISUP和TUP常用消息名的含义；成功呼叫的流程。
*No.7信令系统结构分为两大部分，即低层的消息传递部分和高层的用户部分，消息传递部分
的主要功能是将一个信令点上用户部分的消息准确可靠地传递到另一信令点的用户部分用
户部分是消息的发源地和目的地。
*消息传递部分MTP的3层结构：信令数据链路、信令链路控制、信令网功能。
*用户部分包括电话用户部分TUP、信令连接控制部分SCCP、综合业务数字网用户部分ISUP、
事务处理能力部分TC等。
*根据信令单元功能的不同，可以把信令单元分成三类。即填充信令单元FISU、链路状态信令
单元LSSU和消息信令单元MSU。
*DPC：目的信令点编码，表示信令单元要发送到的目的地；国内网信令点编码由24位组成。
OPC：信令单元的出发地点编码。
CIC： 电路识别码CIC由12位组成，低5位表示PCM系统内时隙号，高7位表示PCM系统编号

*链路选择码SLS：各信令链路之间以业务负荷分担方式工作。某信令单元走其中的哪一条链
路，就是由SLS来决定。 SLS由4位组成，电话标记部分没有单独分配SLS位，而是利用CIC的
低4位表示SLS。
*DPC、OPC、CIC、SLS以及备用位共同构成电话标记部分。
*IAI： 带有附加信息的初始地址消息 IAM：初始地址消息。
ACM：地址全消息 ANM：应答消息 REL：拆线消息
*TUP基本呼叫流程（参见教材）
*ISUP基本呼叫流程（参见教材）

四、话务量及呼叫处理能力：
1、话务量
话务量的基本概念；话务量的计算方法。
*在电话交换机中，话务量和呼叫处理能力是衡量交换机性能的两项十分重要的指标。
*话务量是反映电话用户在电话通信使用上的数量要求，一般以 “爱尔兰”（Erlang）或“小
时呼”作为衡量单位。
*影响话务量大小的因素：时间范围、呼叫强度、占用时长。其中呼叫强度是指单位时间内平
均发生的呼叫次数。
*话务量既和用户呼叫次数有关，又和每次呼叫的占用时间有关，
2、呼叫处理能力
呼叫处理能力的基本概念；影响交换机呼叫处理能力的因素；呼叫处理能力的计算方法。
*呼叫处理能力以忙时试呼次数BHCA来表示。
*影响交换机呼叫处理能力的因素：系统容量、系统结构、处理机能力。
*系统开销是指在充分长的统计时间内，处理机用于运行处理软件的时间和统计时长之比，即
时间资源的占用率。
四、话务量及呼叫处理能力：
*处理机能力分配包括固有开销、非固有开销和余量开销。一般情况下处理机的占用率不设计
成100％，而是留有一定的余量以备调整，这部分余量我们称之为“余量开销”。
*处理机能力的估算方法示例：
某处理机忙时占用率为85％（即处理机忙时用于呼叫处理的时间开销平均为0.85），固有开
销a＝0.29，平均处理一个呼叫需时32ms。则：  0.85-0.29=(0.032/3600)*N
则该处理机忙时的呼叫处理能力N可达63000次，即：BHCA＝63000次。
*话务量的估算方法示例：
某交换系统一小时内总共发生250次呼叫，平均呼叫占用时间为3分钟，则在这一小时内该系
250统所承受的话务量为：A=250*（3/60）=12.5Erl