第一章-电信交换基础PPT课件.ppt

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1、第一章电信交换基础 天津工业大学信息与通信工程学院通信工程系石博雅Email wendysby 办公室地址 主楼1102 2020 4 4 1 基本要求掌握电话机的基本组成及基本工作原理 了解电话交换机的几种类型 了解交换机的基本组成部件 掌握电话交换和分组交换方式的主要特点 了解我国电话网的结构及路由选择原则 了解本地电话网的定义及结构 了解电话网的编号方案 第1章电信交换基础 1 1电话交换的基本原理 1 2电话交换机的类型及发展 1 3主要交换方式 1 4我国的电话网的结构和编号计划 第1章电信交换基础 第1章电信交换基础 1 1电话交换的基本原理一 电话通信电话通信是通过声能和电能的相

2、互转换 并利用 电 这个媒介来传输语音的一种通信技术 二 交换和交换机1 交换 按照原始的概念 在多个电话用户中 任意两个用户之间语音交流的过程称为交换 2 交换机 2个用户 1对 3个用户 3对 4个用户 6对 N个用户 对 每个用户 N 1对 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 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 所谓电信交换 就是在通信网上 负责在通信的源和目的终端之间建立通信信道传送通信信息的机制 也就是根据目的地 在源和目的终端之间传送通信信息 交换的过程 我们把能够完成交换的设备称为交换机

3、交换机的接续作用 电话通信网的基本组成设备包括终端设备 传输设备和交换设备 三 电话机的基本工作原理电话机是电话通信网的终端设备 它的基本功能是完成声 电转换 并接收和发送用户线信令 电话机由转换设备 信令设备和通话设备组成 1 拨盘式电话机的工作原理先看一下现在并不常见的拨盘式电话机 H 1 转换设备叉簧 完成通话和信令设备间的转换 接通或断开用户直流环路 挂机 摘机 手柄 通话电路 交换机用户线 1 2 3 D M C 挂机状态 用户线无环流 摘机状态 用户线有环流 2 信令设备信令设备由拨号电路和振铃电路组成 拨号电路 发送选择信号给交换机以供其识别被叫用户 进而将两个电话线接通 手柄

4、通话电路 交换机用户线 1 2 3 D M C 350ms 脉冲电话机所发脉冲的电压波形 中断时间 闭合时间 最小间歇 振铃电路 手柄 通话电路 交换机用户线 1 2 3 D M C 振铃发生器 25Hz 90 110V的交流信号 3 通话设备 手柄 通话电路 交换机用户线 1 2 3 D M C 旋转式拨号盘的缺点 1 速度慢 回转需要一段时间 占用了线路 降低了电话交换设备的有效利用率 2 容易出故障 拨号盘卡住或回转速度不合标准 2 按键式电话机的工作原理 与拨盘式电话机的不同之处 1 振铃电路采用专门的集成电路芯片 LM1240 LM8204等 2 发号电路也采用专门的集成电路芯片 W

5、91330 W91210等 这些芯片是脉冲和双音频兼容的 发出的信号有两种类型 1 直流脉冲 2 双音多频信号 DTMF DualToneMultipleFrequency 即高 低两个音频正弦信号的组合信号 以此来代表一个拨号数字 DTMF频率编码 四 交换机的基本组成及工作原理 交换机与交换机的接口 接收和发送信令信息 指挥中心 话路部分 控制部分 用户间及交换机间的通信 1 交换机的基本组成 交换机与电话机的接口 2 呼叫处理的基本过程 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 2 呼叫处理的基本过程 1 用户呼出阶段用户摘机 判断位置 查数据表 找空闲的收

6、号器 拨号音 2 数字接收及分析阶段脉冲 双音频拨号 号码预分析 选路 接收剩余号码 3 通话建立阶段号码收齐 查被叫数据 空闲 预占话路 向被叫振铃 向主叫送回铃音 4 通话阶段被叫摘机 停铃 停回铃音 连话路 启动计费 5 呼叫释放阶段挂机 向另一方送忙音 听忙音方挂机 停忙音并收回全部公共资源 1 2电话交换机的类型及发展1876年贝尔发明电话机 至今一百多年里 电话交换技术的发展大体分为三个阶段 一 人工交换机 用户首先用手摇发电机发出呼叫信号 使相应的用户接口电路的指示灯亮 话务员转接 向被叫送铃流 相互通话 话闭 拆线 由话务员完成转接 二 机电制电话交换机 1 步进制交换机 直接

7、控制 由用户话机发出的拨号脉冲直接控制交换机的步进选择器动作 即用户直接控制中心交换 它的缺点是噪声大 易于磨损 维护工作量大 2 纵横制交换机 间接控制 4门纵横制电话交换机 脉冲不直接控制节点 而是控制标志器和记发器 记发器接收主叫用户所拨的全部号码 通过标志器统一控制话路中各级接线器的接续 3 程控交换机 1 程控和布控程控和布控是控制部分两种不同的实现方法 布控是布线逻辑控制的简称 是利用逻辑电路进行控制的一种交换方式 程控是程序存储控制的简称 是利用计算机软件进行控制 即存储程序控制 的一种交换方式 2 空分和时分空分和时分是通话网络的两种不同分割方式 空分 是指对各个通话接续分别按

8、实线通道进行接续的一种方法 时分 在时间分割中 不同的话路在时间上彼此是分开的 模拟 空分 交换机 程控交换机 模拟语音信号 数字 时分 交换机 PCM语音信号 国产大容量数字交换机 中兴 ZXJ10巨龙 HJD 04大唐 EIM610华为 C C08 1 3主要交换方式一 电路交换在通话期间专用一条实际的物理链路 在通信过程中自始至终使用该条链路进行信息传输 同时不允许其他用户终端设备共享该链路的通信方式 1 3主要交换方式一 电路交换电路交换的特点 1 在通信开始时要建立连接2 一个连接在通信期间始终占用该电路3 交换机对传送的信息不做任何处理4 信息在系统中的传输时延是一个恒定值这种交换

9、方式适合传输信息量较大并且传输速率恒定的业务 不适合突发业务和对差错敏感的数据业务 二 分组交换分组交换的特点 1 分组交换是数据通信的一种交换方式 2 以分组为单位进行 存储 转发 分组长度一定 3 分组采用统计复用方式 链路利用率高 4 产生附加的随机时延多 容易丢失数据 5 对差错敏感 采用逐段反馈重发措施 分组交换的两种方式 1 虚电路方式数据分组按顺序在虚电路中传送 2 数据报方式独立传送每一个数据分组 同一报文的不同分组可以按照不同路径非顺序到达 ATM和帧中继 IP网络 1 4我国电话网的结构和编号计划一个完整的电话交换网是由用户设备 交换设备和传输设备组成的统一整体 用户设备是

10、电话通信网的终端设备 交换设备在网中起节点的作用 传输设备起链路作用 一 网的基本结构1 网状网 直达网 A B C D 任意两个节点之间都有互相直接连接的直达电路群 优点 1 个个相连 信息传递迅速 2 灵活性大 可靠性高 3 不需汇接 设备简单缺点 1 线路数增加快 投资维护费用高 2 通信业务量小时 电路利用率低这种网络结构一般在交换局数较少 相互之间又有较大业务量的情况下采用 我国长话网的DC1局之间和中小城市本地网多采用这种结构 2 星状网 辐射网 中心局 A B E D C 在某地区中心设置一个中心交换局 其它各交换点至中心局之间都设有直达链路 构成辐射状网结构 又称辐射网 优点

11、1 结构简单 投资和维护费用低 2 通信均通过中心局 链路利用率高缺点 1 无迂回路由 可靠性低 2 中心局负荷过重时 影响接续速度这种网络结构适用于交换点分散 距离远 相互之间业务量不大 且大部分通信都来往于中心局之间的地区 我国长话网的DC1 DC2局之间和大城市本地网多采用这种结构 实际上 电话通信网的拓扑结构是十分复杂的 可以将电话网看成是网状网和星状网的结合 称为复合网 二 我国电话网的结构我国的电话通信网采用的是分级结构 包括长途电话网和本地电话网两部分 1 长途电话网我国长途电话网过去采用的是四级汇接辐射式结构 C1级 大区中心 6个 网状相连华北 北京 东北 沈阳 华东 南京

12、中南 武汉 西南 成都 西北 西安 用于汇接大区内各省之间的长途业务 C2级 省中心 用于汇接省内各地区 市 之间的长途业务 中心局设在省会城市 各省中心与大区中心之间以星状网相连 任何两省之间如果话务量大 也可设置直达电路群 C3级 地区 市 中心 用于汇接本地区 市 内各县的长途业务 中心局设在地区中心城市 各地区 市 中心与省中心之间以星状网相连 任何两地区 市 之间如话务量大 也可设置直达电路群 如果话务量大 某地区中心与邻省中心之间也可设置直达电路群 C4级 县中心 用于汇接本县内城镇 农村之间的长途业务 中心局设在县中心城镇 县中心与地区 市 中心之间以星状网相连 如果话务量大 各

13、县中心之间 县中心与相邻地区中心之间也可设置直达电路群 1 C1级取消 原C2级改为DC1 称为一级交换中心 汇接所在省的省际长途业务 如果是直辖市 也可直接汇接本地网的长途终端业务 DC1之间以网状网相连 2 C4级取消 原C3级改为DC2 称为二级交换中心 汇接本地网的长途终端业务 DC2与所属DC1之间以星状网相连 DC1 DC2 3 任意两DC2之间 包括邻省 可设置直达电路群 4 根据话务流量和流向 DC2与非从属的DC1之间也可设置直达电路群 5 DC1设置在省会城市 如果话务量大 可设置2个或多个DC1 6 DC2设置在本地网中心城市 如果话务量大 可设置2个或多个DC2 7 D

14、C1可以包含DC2的功能 即也可汇接本地网长途终端业务 DC1 DC2 2 长途电话通信的路由选择长途电话网由四级演化为二级 使得路由选择得到了极大的简化 但也要遵循一定的原则 1 基干路由 DC2与所属DC1之间的直达电路群 就构成了基干路由 DC1 DC2 DC1 DC2 1 2 A B 长话网仅由基干路由组成是不够的 这会使得转接次数较多 影响接续速度 A 1 2 B 中间经过2个交换点 3段长途电路 2 迂回路由 DC2与非所属DC1之间的直达电路群 就构成了迂回路由 A 2 B 中间经过一个交换点 2段长途电路 3 直达路由 两DC2之间的直达电路群 就构成了直达路由 A B 中间只

15、经过1段长途电路 4 路由选择原则优先选择直达路由 当直达路由全忙或故障时 选择迂回路由 当迂回路由全忙或故障时 最终由基干路由保证长途通信的实现 1 2 A B DC1 DC2 3 本地电话网本地电话网是指同一个长途编号区内所有交换设备 传输设备和用户终端设备组成的电话网 1 端局 LS 端局是指通过用户线直接连接用户的交换局 它只有本局交换功能和来 去话功能 本地电话网主要是端局 根据组网需要 端局以下还可以接用户远端模块 用户集线器和用户交换机 PABX 2 汇接局 MS 一个大型城市 行政区域面积较大 端局数量多 各端局之间组成网状网很困难 那么可以在相对集中的几个端局之间设置一个汇接

16、局 汇接局与所属端局组成一个汇接区 在一个汇接区内 通常各LS之间以网状网相连 MS与LS之间以星状网相连 汇接局用于汇接本汇接区内的本地业务 也可以汇接本汇接区内的长途业务 LS LS MS MS LS LS LS LS LS LS A B C 3 本地网结构 高效直达电路群 可以溢出话务量到其它路由上 也就是说 当这种直达电路群全忙或故障时 接续可以选择其它路由 低呼损 呼损率 1 直达电路群 不能溢出话务量到其它路由上 当这种直达电路群全忙或故障时 通信不能保证 但这种电路群硬件 软件简单 十分适合本地网使用 呼损率 不能完成呼叫次数 总呼叫次数 在中 小城市 仅设端局 端局之间设置低呼损直达电路群 组成网状网 各端局至长话局之间设置低呼损直达电路群 LS LS LS LS DC2 在大城市 采用端局 汇接局二级结构 LS LS LS LS MS LS LS LS LS MS 汇接区1 汇接区2 a 各汇接局之间可设置低呼损直达电路群 LS LS LS LS MS LS LS LS LS MS 汇接区1 汇接区2 b 汇接局与所属端局之间可设置低呼损直达电路群 LS LS LS