程控数字交换技术第1章PPT课件讲述

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1、第1章 概 述 现代交换原理 Modern Switching Principles 第一章 概述 任课教师：李红岩 1 第1章 概 述 2 课程简介 课程目标：介绍程控电话交换系统的基本 概念、工作原理，为以后从事通信领域的 实际工作打下基础。 学时安排：36理论学时，8实验学时。 课程要求：了解交换在通信网中的地位， 理解电路交换的基本原理、信令系统、呼 叫接续过程等基本知识。期末采用闭卷考 试的方式进行考核。 主要参考书：叶敏程控数字交换与交换 网；金惠文现代交换原理。 2 第1章 概 述 内容简介 第1章 绪论 第2章 话音信号的数字化基础 第3章 数字交换机的话路部分 第4章 程控交

2、换系统控制部件的组成特点 第5章 程控交换机软件概况 第6章 呼叫处理的基本原理 第7章 交换技术基础 第8章 电话通信网 第9章 信令方式 第10章 部分有关通信网简介 3 第1章 概 述 通信的目的是在信息的源和目的之间 传送信息，这个源和目的对应的就是各种通 信终端。 比如两人的通话，如图1.1a所示；两台 计算机的文件传送，如图1.1b所示。这种最 简单的通信方式叫做点到点的通信方式。 引言:交换的引入 话 音 数 据 1.1a 1.1b 4 第1章 概 述 多个终端的通信（无交换） (终端=5、线对数=10) 通过传输线路两两互连的方法实现多个用户的通信 是不现实的，线路浪费很大。

3、5 第1章 概 述 引入交换的终端间通信 用户间通过交换设 备连接 用户环线 交换设 备 如果我们引入交换的概 念，如图所示的连接方 式，各用户的通信终端 不是两两互连，而是连 到交换机上，由交换机 完成用户终端之间的通 信连接，而用户终端只 需要一对线对与交换机 相连。 6 第1章 概 述 多个交换节点组成的通信网 中继线 多节点交换 多个交换节点组成的通信网见图所示。所以我们 说通信网是由交换设备、传输设备和用户终端设 备组成的。 7 第1章 概 述 请思考： 交换节点应具备什么功能？ 对用户端而言，交换节点应具备什么功能？ 能够识别用户的呼叫请求； 能够让用户知晓呼叫的进程； 能够准确、

4、快速地完成呼叫接续。 对通信网络而言，交换节点应具备什么功能？ 对话务量进行集中处理的能力； 对呼叫进行扫描监视、分析处理和计费的能力； 自动选路，完成信息交换的能力； 维持全网的高可靠性和低拥塞率。 8 第1章 概 述 总结：交换节点的基本功能 q 能按目的地址正确地进行选路以及在中继 线上转发信号（电路交换或分组交换） q 能控制连接的建立与拆除（呼叫控制） 交换节点必须具备的基本功能： q 能正确接收和分析从用户线或中继线发来 的呼叫信号、地址信号(信令和协议) 9 第1章 概 述 第1章 概 述 1.1 电话通信的起源 1.2 交换与通信网 1.3 电话交换机的发展与分类 1.4 程控

5、数字交换机简介 1.5 程控数字交换机的优越性与技术发展 10 第1章 概 述 1.1 电话通信的起源 1. 电话的问世 电话通信是我们生活中应用最广泛、使用最频繁的一 种通信方式。电话通信于1876年由美国科学家贝尔发明。 最初的电话通信只能完成一部话机与一部话机的固定通信 ，如图1-1所示。这种仅涉及两个终端的通信称为点对点通 信。 图1-1 点对点通信 11 第1章 概 述 点对点通信存在如下缺点： (1) 任意两个用户之间的通话都需要一条专门的线路 直接连接，当存在N个终端时，需要的传输线数为N(N - 1)/2条，传输线的数量随终端数的增加而急剧增加，如图1 -2所示。 图1-2 多

6、个终端的点对点通信 12 第1章 概 述 (2) 每个终端都有N -1条线与其他终端相连接， 因而每个终端需要N -1个线路接口。 (3) 增加第N + 1个终端时，必须增设N条线路。 (4) 当终端间相距较远时，线路信号衰耗大。 13 第1章 概 述 2. 交换设备的诞生 1878年，美国人阿尔蒙B史端乔提出了交换的设想 ，其基本思想是将多个终端与一个转接设备相连，当任何 两个终端要传递信息时，该转接设备就把连接这两个用户 的有关电路接通，通信完毕再把相应的电路断开。我们称 这个转接设备为交换机，如图1-3所示。 图1-3 有交换设备的通信 14 第1章 概 述 1.2 交换与通信网 当终端

7、用户分布的地域较广时，可设置多个交换机(如市 话分局交换机)，每个交换机连接与之较近的终端，且交换机 之间互相连接，如图1-4所示。 图1-4 交换机之间的通信 15 第1章 概 述 当终端用户分布的地域更广，多个交换设备之间也不 便做到个个相连时，就要引入汇接交换设备，构成典型的 电信通信网，如图1-5所示。 终端设备一般置于用户处，故将终端设备与交换设备 之间的连接线叫做用户线，而将交换设备与交换设备的连 接线叫做中继线。 用户交换机是由机关、企业等集团单位投资建设，供 内部通信使用的交换机。 16 第1章 概 述 图1-5 典型的电信通信网 17 第1章 概 述 1. 电信网的构成要素及

8、主要功能 基本的电信网由终端、传输和交换等三类设备组成。 1) 终端设备 终端设备的主要功能是把待传送的信息和在信道上传 送的信号进行相互转换。对应不同的电信业务有不同的终 端设备，如电话业务的终端设备就是电话机终端，数据通 信的终端设备就是计算机等。 18 第1章 概 述 2) 传输设备 传输设备是传输媒介的总称，它是电信网中的连接设 备，是信息和信号的传输通路。传输链路的实现方式很多 ，如市内电话网的用户端电缆，局间中继设备和长途传输 网的数字微波系统、卫星系统以及光纤系统等。 19 第1章 概 述 3) 交换设备 交换系统就是各个神经的中枢，它为信源和信宿之间架 设通信的桥梁。其基本功能

9、是根据地址信息进行网内链路的 连接，以使电信网中的所有终端能建立信号通路，实现任意 通信双方的信号交换。 对不同的电信业务，交换系统的性能要求不同，例如对 电话业务网，交换系统的要求是话音信号的传输时延应尽量 小，因此目前电话业务网的交换系统主要采用直接接续通话 电路的电路交换设备。交换系统除电路交换设备外，还有适 合于其他业务网用的分组交换设备等。 20 第1章 概 述 电信网仅有上述设备往往不能形成一个完善的通信网 ，还必须包括信令、协议和标准。从某种意义上说，信令 是实现网内设备相互联络的依据，协议和标准是构成网络 的规则。因为它们可使用户和网络资源之间，以及各交换 设备之间有共同的“语

10、言”，通过这些“语言”可使网络 合理地运转和正确地控制，从而达到全网互通的目的。 21 第1章 概 述 2. 电话网的特点 电话网最初的设计目标很简单，就是要支持话音通信 ，因此话音业务的特点也就决定了电话网的技术特征。话 音业务具有如下特点： (1) 速率恒定且单一。每个用户的话音经过抽样、量 化、编码后都形成了64 kb/s的速率，网中只有这种单一的 速率。 (2) 话音对丢失不敏感。电话通信中允许一定的信息丢 失，因为话音信息的相关性较强，可以通过通信的双方用 户来恢复。 22 第1章 概 述 (3) 话音对实时性要求较高。话音通信中，时延应尽 量小，用户双方应像面对面一样进行交流。 (

11、4) 话音具有连续性。通话双方一般是在较短的时间 内连续地表达自己的通信信息的。 随着通信技术的发展，通信的业务将越来越丰富，传 统的电话网正在向综合业务数字网(ISDN)发展。 23 第1章 概 述 1.3 电话交换机的发展与分类 1. 电话交换机的发展 早期的交换设备有人工交换机、步进制交换机、纵横制 交换机、空分式模拟程控交换机等，目前先进的交换机有时 分式数字程控交换机、ATM交换机等。 不同阶段的电话交换机简介如表1.1所示。 24 第1章 概 述 表1.1 不同阶段的电话交换机简介 25 第1章 概 述 2. 电话交换机的分类 (1) 按交换机的使用对象，电话交换机可分为局用交换

12、机(用于电信部门)和用户交换机(用于企、事业集团)。 (2) 按呼叫接续方式，电话交换机可分为人工接续交换 机和自动接续交换机。 (3) 按所交换的信号特征，电话交换机可分为模拟信号 交换机和数字信号交换机。 (4) 按接线器的工作方式，电话交换机可分为空分交换 机(接线器采用空间开关方式)和时分交换机(接线器采用时 间开关方式)。 (5) 按控制器电路的结构，电话交换机可分为集中控制 、分级控制和全分散控制。 26 第1章 概 述 1.4 程控数字交换机简介 1. 程控数字交换机的组成 一台程控数字交换机主要由三部分组成：交换网络、 处理机控制系统和接口电路，如图1-6所示。 27 第1章

13、概 述 图1-6 程控数字交换机的组成框图 图中所示的中继器和用户电路包括收号器都受中央处理机控制 。这样就可以得出结论：程控交换机实质上是数字电子计算机 控制的交换机。 28 第1章 概 述 1) 交换网络 交换网络可看成是一个有M条入线和N条出线的网络。其 基本功能是根据需要使某一入线与某一出线连通，提供用户 通信接口之间的连接。此连接可以是物理的，也可以是逻辑 的。物理连接指通信过程中，不论用户有无信息传送，交换 网络始终按预先分配方法，保持其专用的接续通路；而逻辑 连接即虚连接(Virtual Connection)，只有在用户有信息传 送时，才按需分配提供接续通路。 29 第1章 概

14、 述 2) 接口电路 接口电路分为用户接口电路和中继接口电路，其作用 是把来自用户线或中继线的消息转换成交换设备可以处理 的信号。 30 第1章 概 述 3) 控制系统 控制系统是程控数字交换机工作的指挥中心，它由处理 机、存储器、I/O接口等部件组成。控制系统的功能通常分为 三级。第一级为外围设备控制级，主要对靠近交换网络侧的 端口电路及交换机的其他外围设备进行控制，跟踪监视终端 用户、中继线的呼叫占用情况，向外围设备送出控制信息。 第二级为呼叫处理控制级，主要对由第一级控制级送来的输 入信息进行分析和处理，并控制交换机完成链路的建立或复 原。第二级的控制部分有较强的智能性，所以这一级称为存

15、 储程序控制。第三级为维护测试控制级，用于系统的操作维 护和测试，定期自动地对交换系统的各个部分进行状态检测 或试验，诊断各种可能出现的故障，并及时报告(输出)异常 情况信息。 31 第1章 概 述 2. 程控数字交换机的外围设备 程控数字交换机除上述三部分外，还有一些外围设备 。 1) 信号设备 信号设备负责产生和接收程控数字交换机工作所需要 的各种信令。信令处理过程需用规范化的一系列协议来实 现。 2) 备份设备 备份设备指磁带机或磁盘机，用于存储备份各类数据 、话务统计以及计费信息等。 32 第1章 概 述 3) 维护终端设备 维护终端设备包括终端计算机及终端打印设备等，是 对程控数字交

16、换机进行日常维护管理的设备。 4) 测试设备 测试设备包括局内测试设备、用户线路测试设备和局 间中继线路测试设备等。 5) 时钟 时钟是保证程控数字交换机和数字传输系统协调、同 步工作必须配置的设备。 33 第1章 概 述 6) 录音通知设备 录音通知设备用于需要话音通知用户的业务，如气象 预报、号码查询、空号或更改号码提示等业务。 7) 监视告警设备 监视告警设备用于系统工作状态的告警提示，一般为 可视(灯光)信号和可闻(警铃、蜂音)信号。 34 第1章 概 述 3. 程控数字交换机的任务 程控数字交换机必须具备能够正确接收与分析从用户 线和中继线发来的呼叫信号及地址信号，按目的地址正确 地进行选路，控制交换网络连接的建立，按照所收到的释 放信号拆除连接等功能。通过本局接续、出局接续、入局 接续、转接接续可建立各种呼叫类型。 目前，程控数字交换机的基本任务包括以下内容： (1) 通过模拟用户线接口完成