程控数字交换机的硬件系统.

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1、jjyang 2013jjyang 2013年秋年秋 1 1 * * 第3章 程控数字交换机的硬件系统 3.1 电话机 3.2 程控数字交换机的硬件结构 3.3 程控数字交换机的话路部分 3.4 程控数字交换机的控制部分 jjyang 2013jjyang 2013年秋年秋 2 2 * * 最简程控电话系统示意图 上图中： n电话机：电话系统终端机，收发话音，声电转换，产生 接续所需控制信号 n交换机：根据主叫用户（话机）的拨号信号选择被叫， 使主被叫建立连接，实现通话。话毕断开连接 n电话铜线：实现传输功能 电话机A 电话机B 程控交换机 电话铜线 电话铜线 jjyang 2013jjyan

2、g 2013年秋年秋 3 3 * * 3.1 电话机基本结构 基本组成部分： n转换设备：亦称叉簧，实现摘/挂机状态的转换 n信号设备：分为发信和收信两部分 n发信：拨号设备（号盘或键盘） n收信：接收交换机的铃流信号，使话机中的扬声器振铃 n通话设备：发送和接收话音的设备，由送话器和受话器 及话音收发电路组成 音频发送电路 音频接收电路 二/四线 转换 电源变换 送话器 受话器 振铃电路 拨号电路 收信部分 发信部分 通话部分 叉簧 （挂机状态） 外线 jjyang 2013jjyang 2013年秋年秋 4 4 * * 3.1 电话机基本工作情况 n电话机一般由交换机馈电供电（有些功耗大的

3、 需要单独供电） n挂机时，话机只能接受铃流信号 n摘机时，可进行拨号或通话 jjyang 2013jjyang 2013年秋年秋 5 5 * * 3.1 电话机基本类型 n三种基本类型 n号盘式（号码由脉冲信号表示，已淘汰） n按键式（号码由双音多频DTMF或脉冲信号表示） n卡式（磁卡、光卡、IC卡）、投币 n特殊功能电话机 n保密电话机 n留言电话机 n无绳电话机 n自动翻译电话机 n jjyang 2013jjyang 2013年秋年秋 6 6 * * 3.1 电话机按键式双音频话机 n每一个电话号码码字由一个按键拨出，每个码 由一对高、低音频信号表示 nITU-T（原CCITT）建议

4、，按键话机一般为16 个按键 123A 456B 789C *0#D 1209Hz1336Hz1477Hz1633Hz 697Hz 770Hz 852Hz 941Hz 注： 有的只有12个键，无ABCD 有的多于16个键，如增加： 重拨、免提等 jjyang 2013jjyang 2013年秋年秋 7 7 * * 3.2 数字交换机的硬件结构 实验室程控交换机房设备间 jjyang 2013jjyang 2013年秋年秋 8 8 * * 3.2 数字交换机的硬件结构 程控交换机正面 jjyang 2013jjyang 2013年秋年秋 9 9 * * 3.2 数字交换机的硬件结构 程控交换机背

5、面 jjyang 2013jjyang 2013年秋年秋1010 * * 3.2 数字交换机的硬件结构 n三种控制结构的交换机类型 n全分散控制结构的交换机 n整个系统中所有的处理机都处于在同一级别上，不同 的处理机完成不同的功能，系统中没有负责数字交换 网络的中央处理机。 n典型代表：上海贝尔S1240 n分级控制结构的交换机 n系统的处理机按照控制的范围和完成的功能分成不同 的级别，低级别的处理机是在高级别的处理机指挥下 工作。 n基于容量分担的分布式结构的交换机 n交换机分为若干个独立的模块 ，模块间为全分散控制结构；模块 内为分级控制结构。综合性能最好。 n典型代表：华为C&C08、中

6、兴ZXJ10 jjyang 2013jjyang 2013年秋年秋1111 * * 分级控制结构的交换机硬件 话路部分 控制部分 信令设备 数 字 交 换 网 络 数字 中继 用户处理机 用户 电路 中央 处理机 用户模块 用户级 PCM流 远端模块 数字中继线 选组级 用户电路 用户处理机 数字 中继 存储器 I/O设备 数字 中继 模拟中继线 模拟 中继 控制设备 用户电路 交换机内部 jjyang 2013jjyang 2013年秋年秋1212 * * 数字交换机的系统硬件包括 n话路部分 n 选组级：数字交换网络，负责交换 n 用户级：用户模块和远端模块，集中用户话务量， 送至选组级）

7、 n数字中继设备：进行码型转换、线路信号提取 n信令设备：提供局间信号和各种信号音 n控制部分 由中央处理机、存储器和I/O设备组成，存储各种程序 和数据，对进入交换机的各种信息进行分析和处理， 对话路或I/O设备发出各种指令等 3.2 数字交换机的硬件结构 jjyang 2013jjyang 2013年秋年秋1313 * * 3.3 程控交换机的话路部分 3.3.1 用户模块 3.3.2 用户电路 3.3.3 中继器 3.3.4 音频信号产生与收发 3.3.5 数字交换与交换网络 3.3.6 数字交换网络的阻塞 jjyang 2013jjyang 2013年秋年秋1414 * * 3.3.1

8、 用户模块 用户级分为用户模块和远端用户模块 用户模块和远端用户模块结构基本一致 作用 提供用户侧的接口、集中话务量 远端模块与用户模块的区别 远端用户模块 中继器、HDB3码 交换网络 数千米 用户模块 PCM流 交换网络 通过交换机内部 在实际交换机中对应一块用户板（如华为C&C08机中ASL用户板16路或32路） jjyang 2013jjyang 2013年秋年秋1515 * * 用户模块的组成 用 户 级 交 换 网 络 串/并 并/串 用户电路 用户电路 串/并 扫 描 存 储 器 分 配 存 储 器 微 处 理 机 信 号 提 取 插 入 网 络 接 口 收号器 数字交 换网络

9、HW （母线） HW jjyang 2013jjyang 2013年秋年秋1616 * * 用户模块的组成 n用户级交换网络：负责话务量集中（或分散），一 般无真正的交换功能，只是完成用户集线器功能。 （注意：现在有些也有交换功能，如远端模块） n信号提取和插入电路：负责把CPU的通信信息从信 息流中提取出来（或插入）。 n网络接口：实现和数字交换网络的接口。 n扫描存储器：暂存从用户电路读取的信息。 n分配存储器：暂存向用户电路发出的命令信息。 n用户电路：实现与用户间的接口。 jjyang 2013jjyang 2013年秋年秋1717 * * 3.3.2 用户电路 n类型：模拟用户电路和

10、数字用户电路 （注意：现在大量使用模拟话机，因此以下讨论 的是模拟用户电路） n作用：直接连接到每个用户终端（话机） n每个用户终端都与一个独立的用户电路相连 n用户电路主要功能：B0RSCHT nB（Battery Feeding）馈电 nO（Overvoltage Protection）过压保护 nR（Ringing Control）振铃控制 nS（Supervision）监视 nC（CODEC&Filters）编解码与滤波 nH（Hibrid circuit）混合电路 nT（Test）测试 jjyang 2013jjyang 2013年秋年秋1818 * * 馈电电路 n目的：向用户话机

11、馈电。 n电感线圈对话音信号呈高阻抗 ，对直流馈电电 流呈低阻抗。 n馈电电压-48V或-60V。 -48v a b 用户线 电感线圈 隔交流通直流 电容 隔直流通交流 接交换机 jjyang 2013jjyang 2013年秋年秋1919 * * 目的：防止高压损坏程控交换机。 n措施：采用两级保护 n第一级是用户线入局的配线架上安装保安器（ 放电管）。 n第二级即用户电路中过压保护（热敏电阻和二极管钳位） 过压保护 - 48v -48v 用户线 R R R：正温度系数热敏电阻，当二线电压过高时， IR 温度 RRVR（使增加的电压电压 由R来分担） 当温度达到热敏电阻的极限值，则烧毁，保护

12、内线 馈电 jjyang 2013jjyang 2013年秋年秋2020 * * 振铃电压：90V土15V(空载）， 25Hz交流 n振铃信号源：交换机独立的部件，平时处于常开状态 n作用：向被叫用户振铃（1S通，4S断），将外线与用户模块断 开，被叫摘机后自动停止振铃，并将外线接通用户模块 n控制：由CPU控制继电器动作 振铃控制 R 振铃开关 振铃控制 用户线 截铃 用户 模块 继电器 n注意：用户线的距离受限 n过长线路衰减可能造成振铃判决电压过低 jjyang 2013jjyang 2013年秋年秋2121 * * 监 视 n功能：监测用户状态信息 n实现原理：利用用户线上直流电流的变

13、化 n当用户挂机，直流环路断开，馈电电流为零；接通 ，直流电流20mA以上 n用户状态检测内容： n用户话机摘挂机状态 n号盘话机发生的拨号脉冲 n投币话机的输入信号，一般为脉冲拨号 n用户通话时的话路状态（挂机监视） jjyang 2013jjyang 2013年秋年秋2222 * * 监 视 n注意：用户线的距离受限 n环路长阻抗大，无法保证电流20mA以上 -48v a b 用户线 R放大 Go to CPU 电容：用于防止 线路瞬间干扰 摘/挂机开关 jjyang 2013jjyang 2013年秋年秋2323 * * 编译码和滤波 n编译码 将模拟信号转化成数字信号（PCM流），同时

14、进行反变换 滤波：带通滤波（3003400Hz） n实现： n滤波、抽样、量化、编译码由一块芯片集成 jjyang 2013jjyang 2013年秋年秋2424 * * 混合电路 n作用：实现二线/四线，四线/二线转换 n二线：平衡线，不对地，互为参考点，用于用户 与交换机之间的信号传输传输 n四线：收发各用一对线。PCM数字信号采用四 线单向传送 n实现二线/四线转换的电路很多 jjyang 2013jjyang 2013年秋年秋2525 * * 测试 n作用：用于故障检测用。如混线、断线、接 地、元器件损坏 n方法：通过测试继电器或电子开关将用户电 路或用户线接至测试设备。一般测试设备有

15、 专门软件完成测试工作（自动） n方便装机调试和线路维护 jjyang 2013jjyang 2013年秋年秋2626 * * 3.3.3 中继器模拟中继器(已不用) 中继器是连接数字局间中继线的接口电路 n模拟中继器 n用途：连接数字交换机与模拟交换机（出、入 均为模拟信号） n功能： n测试 n过压保护 n线路信号监视 n忙闲指示 n混合电路 n编译码 jjyang 2013jjyang 2013年秋年秋2727 * * 数字中继器 n连接数字局间中继线的接口电路。入/出端 均为数字信号。 n主要功能： n码型变换/反变换：传输线上HDB3码，局内单 极性不归零码。 n时钟提取和帧同步：从

16、PCM码中恢复时钟，以 保证同步帧同步使收发时隙对齐。 n提取、插入随路信号：即信令的提取和插入在 某些固定时隙中。 jjyang 2013jjyang 2013年秋年秋2828 * * 码型变换 时钟提取帧同步 帧定位 信号控制 码型变换 帧定位 信号插入 复帧定位 信号插入 收 发 数字中继器功能框图 HDB3NRZ 2M时钟 0011011 TS1TS31 TS16TS0 HDB3NRZ TS16 交 换 网 络 jjyang 2013jjyang 2013年秋年秋2929 * * 3.3.4 音频信号的产生与收发 音频模拟信号 各种信号音（拨号音、忙音、回铃音）， 由交换机用户 局间信令（多频信号）：交换机交换机 注意： 1）音频模拟信号也必须经过“数字化”即PCM调制后才能在 数字网上传输。 2）信号源是公共的，都使用特定的音频信号（如450Hz）， 改变通断的间隔作为不同的信号音。 jjyang 2013jjyang 2013年秋年秋3030 * * n我国程控交换机产生的音频信号包括： n