电话交换技术综述

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1、第3章 电话交换技术 电话交换的基本概念 3.1 程控数字交换的基本概念及原理 3.2 程控数字交换机软件系统原理 3.3 电话网的信今系统简介 3.4 PCM3032路系统 对于PCM3032路系统，可以算出以下一组数据 ： 帧周期：125s 帧长度：32 8256bit 路时隙：125s323.91 s 位时隙：3.91s80.488s PCM3032路系统基群速率（总的信息传输码 率）为： Vb=256bit/125s=2048kbit/s 或 Vb=8000(帧/s)32(时隙/帧)8（bits/时隙） =2.048Mb/s。 PCM基群和高次群数字复接系列 数字复接概念 PCM基群和

2、高次群复接标准 PDH准同步数字复接系列和SDH同步数字复 接系列 1.数字复接： 将两个或多个低速数字流合并成一个高速率数 字流的过程、方法或技术 它是提高线路利用率的一种有效方法，也是实 现现代数字通信网的基础。 PCM基群和高次群数字复接系列 2.PCM基群和高次群复接标准 关于将PCM数字电话数字复接成各种“群路” 的方式，CCITT（现TTU-T）建议了两种标准： 其一是我国和西欧各国主要采用的PCM30/32路 系列标准， 该系列将PCM30/32路群，作为基群（或一次 群）， 四个基群组成一个二次群， 四个二次群组成一个三次群， 四个三次群组成一个四次群等等； PCM基群和高次群

3、数字复接系列 PCM数字电话的两种复接标准： PCM基群和高次群数字复接系列 3.PDH数字复接系列和SDH同步复接系列 上述四次群以下数字复接系列称为准同步 数字系列（体系）：PDH（Plesiochrnous digital hierarchy）。 大于四次群速率的数字复接系列称为同步 数字系列（体系）：SDH（Siochrnous digital hierarchy） PCM基群和高次群数字复接系列 随着高速率宽带传输技术的不断发展，四次群速率已不 能满足大容量高速传输的要求，这就需要更高次群的复 用，如继续采用准同步复接技术的PDH，将难以实现； 加之PDH有1.5Mbps和2Mbps

4、两套标准，难以互通兼容等 一系列先天不足，有其产生的历史原因，无法使之进一 步完善 。 于是SDH同步复接技术在这种情况下被提出来，使之不仅 适合于光纤传输系统，也适合于微波、卫星传输系统的 数字同步系列。 SDH的出现，使传输技术从PDH发展到SDH同步传输，因此 光缆时分数字传输系统目前普遍采用SDH同步传输方式。 PCM基群和高次群数字复接系列 SDH复用是将63个基群信号经复接设备复接成155Mbps的 信号，记作STM1， 4个STM1又同步复接得到STM4， 4个STM4同步复接得到STM16， 4个STM16同步复接得到STM64， 数字复接系列如下表所示： STM1：155.5

5、20Mbps STM4：622.080Mbps STM16：2488.320Mbps STM64：9953.280Mbps PDH的缺点： 举例：火车拉东西，从济南到青岛 假设经过东营到青岛 PDH到东营必须全部拿下来找出 自己所需的东西。 SDH高速运营，通过指针编号拿 出自己所需的东西。 电话通信基础 简单电话通信系统 两个用户要进行通信，最简单的形式就是 将两部电话机用一对线路连接起来。 电话机的专用部件 电话机要想正常工作， 必须有送话器、受话器进行电信号与语音的互 相转换。 发话时需要拨号盘，受话时要有振铃器， 当然还有一些叉簧、开关、接插件和线绳等辅 助器件。 拨号盘 DTMF方式

6、动画 脉冲拨号方式 电话交换与复用 交换的引入 电话机发明以后，人们为了实现与装有电话机的用户通 信，需要在电话机之间连接线路。 两个用户进行电话通信时，用一对电话线，将通信双方 的终端直接连接起来就可以了。 如果用户数增加了，如三个、四个或更多的用户时，为 保证任意两个用户间都能通话，很自然我们会想到每两 个用户用一对线路连起来。 那么随着电话用户数量的增多，采用直接连通的办法， 所需的线路对数将如何呢？ 电话交换与复用 可见，直接连通方式当用户数为n时，需用线对数为： 对。 所以当用户数增加后，为使任意两个用户可以进行通话 ，通话的线对数将急剧增加，而线路利用率却很低。 电话交换与复用 例

7、如有1000部电话机，就需要有499500对电话线路！线 路的数量惊人，而且每部电话机要连接这么多的线路也 是不可能的。 试想，对每个用户来说，如果家中需接入n-1对线，打 电话前还需将自己话机和被叫线连起来，岂不太麻烦了 ！ 那么如何实现任意两个用户之间的通话，而且所用电话 线路最少呢？ 电话交换与复用 解决的办法是在用户分布的密集中心，安装一个公共设 备，由这个设备来完成连接两部电话机之间的接续式工 作。 这好比是一个开关接点，平时是打开的，当任意两个用 户之间需要通话时，设备就把连接两个用户的电话线接 通。 可见，该设备可根据发话者的要求，完成与另外一个用 户之间交换信息的任务，所以这种

8、公共设备就叫做电话 交换机。 优点：当N个用户通话时，仅需要N条线路，节省了线路 投资，提高了设备利用率。 电话交换与复用 交换机的接续作用如图所示。 设置交换机的意义：当多个用户需要打电话时， 通过交换机，可实现任意两个用户之间的无干扰 通话，而且所用电话线路最少。 电话交换与复用 电话交换的概念 指根据电话用户（发起呼叫请求的用户称为主叫用户， 接收呼叫的用户称为被叫用户）的要求，用一条传递语 音信号的电路将电话的主叫用户与被叫用户连接起来； 在通话过程中，这条电路由他们独占使用， 在通话结束后，将原来连通的电话断开，并准备分配给 其他用户使用。 电话交换与复用 交换在电话通信网中的作用

9、电话通信的基本目标是在任何时刻，任意地点和任意用 户之间进行通话。 多用户构成的电话网则必须具备“三要素”：终端设备、 传输设备、交换设备 （1）发送和接收话音的终端设备电话机； （2）远距离传输语声信号的传输设备各种类型的传 输设备，包括最简单地金属线对、载波设备、微波设 备、光缆和卫星设备等； （3）对话音信号进行交换接续的交换设备各种类型 的电话交换机。 电话交换与复用 这三者缺一不可，而电话交换机在整个电话通信网中起 着枢纽的作用，构成网中的各级节点。 如果没有电话交换机就不可能组成电话通信网，也不会 出现一个电话用户可以随时同世界上任何地方的另一个 电话用户进行通话的方便环境。 交换

10、的产生及发展 电话交换电话交换交换机交换机 电话电话 交换换机就是完成转转接交换换任务务的设备设备 。 较简单较简单 的电话电话 交换设备换设备 是人工交换换机，它是由话务员话务员 在 交换换台上用塞绳绳把两个用户户的话话机连连接起来完成相互通话话 。 由主叫用户拨户拨 号脉冲直接控制接线线器定位的交换换系统统叫做 步进进制交换换机。 n电话交换机相当于一个开关（Switch) 人工电话交换机 人工交换机工作过程 机电式自动交换机的发展 步进式选择器：步进制交换机工作过程动画 具有上升旋转结构。 100个空间分布的金属接点，称为线弧，相当于人工交 换机的塞孔。 100个金属线弧，分为10层，每

11、层10个接点，被安排在 一个半圆柱面上，圆柱的轴线上伸出一个接触臂称为弧 刷，相当于人工交换机的塞子。 机电式自动交换机的发展 步进式选择器： 步进进式交换换机结结构复杂杂、动动作速度慢，机 房面积积大，维护维护 工作量重,可靠性差，通话话 质质量差。因而于1913年研制成功了纵纵横制交 换换机。 纵纵横制交换换机使用纵纵横接线线器进进行接 线线.纵纵横接线线器的工作方式与继电继电 器相类类似 ，接点采用压压接触，可靠性高。 机电式自动交换机的发展 纵横制接线器是纵横制电话交换机的一个重要组 成部分，44纵横接线器示意图如图所示 ： 机电式自动交换机的发展 机电式自动交换机的发展 纵横制交换机

12、工作过程： 纵横制交换机工作过程动画 纵横制交换机 电子式自动电话交换机 电子式自动电话交换机的发展 电子式自动电话交换机发展阶段 交换技术的发展经历了五个阶段 第一阶段是人工电话交换机； 第二个阶段进入自动交换，以史端乔式的步进制电话交 换机为重要标志； 第三个阶段是纵横制交换机，使机电式交换机发展到比 较完善的阶段； 第四阶段转入了电子式交换机阶段，在控制系统中用电 子器件代替了许多电磁器件，但在交换机网络的接续上 还没有突破空分的接续方式； 第五阶段进入程控数字交换时代，无论在控制方式还是 交换接续方式上都有很大的变革，成为交换的业务由电 话业务向综合业务方向发展的重要支柱。 电话电话

13、交换换原理就是研究各种自动动交换换 机如何完成自动动接续续的基本原理。一部电电 话话交换换机在完成接续过续过 程中，基本上可分 为为下列几个步骤骤： 1.识别识别 主叫：任一用户户摘机呼叫时时交换换机 能及时发现时发现 ，并识别识别 出号码码，送出拨拨号音 ； 2.接收被叫号码码：主叫拨拨号时时接收被叫用 户户号码码并进进行存储储； 3.测试测试 ：交换换机根据被叫号码测试码测试 接 续续通路和测试测试 被叫用户户是否空闲闲； 4.接通：如被叫用户户空闲闲，将所选选定的接 续续通路接通，并向被叫振铃铃，同时时向主叫送 回铃铃音； 5.接收被叫应应答：被叫应应答后停送铃铃流 和回铃铃音，并构成通

14、话话回路； 6.拆线线：双方通话话完毕毕挂机后，交换换 机自动动拆线线，一切复原。 交换机的基本结构 ：话路设备和控制设备 。 3.23.2程控数字交换的基本概念及原理程控数字交换的基本概念及原理 程控交换换机是存储储程序控制交换换机的简简 称，记记作SPC。它是利用电电子计计算机进进行控 制的，它把电话电话 交换换机各种控制功能按步骤骤 编编成程序存入存储储器，利用存储储器内所存的 程序来控制整个交换换机工作。 3.2.1程控数字交换的基本概念 程控交换换机的具体功能分为话为话 路部分和 控制部分，其话话路部分与纵纵横交换换机类类似 ，而控制部分则则是一台电电子计计算机，其中包 括中央处处理

15、机(CPU)，存储储器和输输入输输出 设备设备 ，交换换网络络是各种接线线器。 一、程控数字交换系统结构 3.2.2程控数字交换原理及交换网络 对对数字交换换系统统的总总体结结构而言，各 种制式均不一致，但就其功能来分，大致可 分为为下述四个部分： (1)用户线户线 中继线终继线终 端设备设备 ； (2)交换换网络络； (3)控制机构； (4)运转维护转维护 系统统 用户线户线 中继线终继线终 端设备设备 是交换换系统统的对对 外门户门户 。它们们是数字交换换系统统直接连连接局 外线线路设备设备 的接口部分，可分别连别连 接模拟拟 用户话户话 机、数字用户话户话 机、模拟拟中继线继线 和 数字

16、中继线继线 等。 数字交换换网络络，是数字电话电话 交换换系统统 的话话路接续续部分。其总总的功能是将交换换局 的终终端设备设备 成对对的连连接，以建立所需的通 话话通路。 控制机构，数字交换换是建立在脉码调码调 制与 计计算机的技术术基础础上，存储储程序控制系统统 的控制机构是整个交换换系统统的大脑脑部分，控 制着全系统统的工作。 运转维护转维护 系统统在电话电话 交换换机中完成一系列 如通话计费话计费 ，故障诊诊断，故障处处理以及告 警，话务统计话务统计 等大量维护维护 与运转转任务务。 从系统统构成来分，一个数字程控交换换机应应由 硬件系统统和软软件系统统两部分构成。为为了保 证证系统统的可靠性、可扩扩充性和可维护维护 性， 一般硬件和软软件系统统均采用模块块化结结构。 硬件系统统：由话话路子系统统、控制子系统统、 网络络与控制的接口和维护维护 操作子系统统构成 。 软软件系统统：可分为为用户级软户级软 件系统统和 选组级软选组级软 件系统统。 二、程控数字交换基本原理 用户级户级 网络