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1、第4章程控交换机的硬件系统 4 1程控交换机的总体结构4 2话路系统4 3控制系统 程控交换机的总体结构 话路系统构成通话回路 分为话路设备和话路控制设备 中央处理系统存储各种程序和数据 进行分析处理 并对话路系统 输入 输出系统各设备发出指令 维护与操作系统完成系统的操作与日常维护工作 第4章程控交换机的硬件系统 4 1程控交换机的总体结构4 2话路系统4 3控制系统 话路系统 分为用户级和选组级两部分 包括用户电路 用户集线器 中继线接口 信号部件 数字交换网络 即选组级 以及用户处理机等部件 话路系统 用户级话路由用户电路和用户集线器组成 用户电路 用户线与交换机的接口电路 模拟用户电路
2、 用户线连接的终端是模拟话机 则用户线称为模拟用户线 其用户电路称为模拟用户电路 应有A D和D A转换的功能 数字用户电路 用户线连接的终端是数字话机 则用户线称为数字用户线 其用户电路称为数字用户电路 不需A D和D A转换 但需有码型变换和速率转换等功能 话路系统 用户级话路模拟用户电路用户电路应具有七大功能 BORSCHT 话路系统 用户级话路模拟用户电路馈电 B 向用户话机馈电是采用 48V 或 60V 的直流电源供电 通话时馈电电流应控制在18 50mA之间 使送话器特性处于最佳工作状态 因此 环路电阻应小于1900 为适应远距离用户需要 环路电阻超过1900 的用户 可在b线串接
3、 24V升压电池 但环路电阻最大不能超过3000 话路系统 用户级话路模拟用户电路过压保护 O 在总配线架上对每一用户都装有保安器 保护交换机免受高压袭击 但保安器输出仍可能有几百伏的高压 因此在用户电路中采用二次高压保护 采用钳位方法 由热敏电阻和二极管组成 话路系统 用户级话路模拟用户电路振铃控制 R 由于振铃电压为交流90 15V 频率为25Hz 当铃流高压送往用户线时 就必须采取隔离措施 使其不能流向用户电路的内线 否则将引起内线电路的损坏 一般采用振铃继电器实现 继电器的启动由用户处理机的软件控制 振铃控制信息为1秒续4秒断 继电器RJ1秒吸动4秒释放 话路系统 用户级话路模拟用户电
4、路监视 S 监视用户线的通 断状态 摘机 挂机及拨号 及时将用户线的状态信息送给处理机处理 监视与馈电是合在一起的 话路系统 用户级话路模拟用户电路编译码和滤波 C 完成模拟信号和数字信号间的转换 模拟信号 带通滤波器 抽样量化编码 数字信号 数字信号 脉冲幅度信号 低通滤波器 模拟信号 采用专用集成电路 MC145503 话路系统 用户级话路模拟用户电路混合电路 H 进行二 四线转换 话路系统 用户级话路模拟用户电路测试 T 及时发现用户终端 用户线路和用户线接口电路可能发生的混线 断线 接地 与电力线碰接以及元器件损坏等故障 以便及时修复和排除 多用继电器控制 采用周期巡回自动或指定测试
5、话路系统 用户级话路用户集线器用来进行话务量的集中 或分散 通常以120个用户为一群 出线为4套PCM链路 复接的用户群数称作集中比 集中后的话路话务量可达到0 8Erl 节省投资 改善用户线的传输质量 话路系统 用户级话路用户集线器上行和下行接线器分别采用读出控制和写入控制 控制存储器的存储单元地址与话路时隙号相对应 内容中有4bit表示话音存储器号码 7bit表示该话音存储器的单元号码 远端用户级 远端模块 将用户级装到远离交换局的用户集中点 经数字中继接口进入数字网络进行交换 话路系统 用户级话路数字用户电路数字用户终端设备与程控数字交换机之间的接口电路 S接口采用四线制方式时 应采用S
6、接口 帧结构在250us内要传送48bit 传输速率为192kbit s U接口用户线采用二线制市话电缆的接口设备 话路系统 用户级话路数字用户电路U接口时间分隔复用法 乒乓法 将时间分成两段 在一段时间传送一个方向的信息 在另一段时间里传送另一个方向的信息 留出线路传输时延和收 发间的保护时间 突发周期一般为2 3ms 缓冲传输 轮流交替 突发传送 话路系统 用户级话路数字用户电路U接口回波消除法对于数字信号 采用混合电路进行二 四线变换时 由于频带过宽和信号过强 发送的数字信号回串到接收端的近端串扰电平很高 需要增加回波消除网络 话路系统 中继器模拟中继器数字交换机与其他交换机间采用模拟中
7、继线相连接的接口电路 是为数字交换机适应模拟环境而设置的 与用户电路功能类似 不需要馈电和铃流控制 对传送音频信号的实线中继线 在模拟终端要进行模 数和数 模转换 对传送频分复用载波信号的模拟中继线 要进行FDM TDM转换 直接变换成PCM数字编码 话路系统 中继器数字中继器功能连接数字局之间的数字中继线与数字交换网络的接口电路 输入端和输出端都是数字信号 不必进行模 数和数 模转换 应具有 码型转换 时钟提取 帧定位 帧定位信号和复帧定位信号的插入 信令提取及告警处理等 话路系统 中继器数字中继器工作原理码型变换将线路上传输的HDB3码型变成适合数字中继器内逻辑电路工作的NRZ码 时钟提取
8、从PCM传输线码流中提取发端送来的时钟信息 以控制帧同步电路 使收发端同步 话路系统 中继器数字中继器工作原理帧同步使接收端帧的时序一一对应 即从TS0开始 使后面各路时隙一一对应 保证各路信息能准确被接收端的各路所接收 检测偶帧的TS0的帧同步码 00110011 经比较 鉴别和调整确认帧同步 检测奇帧TS0的帧失步告警信号 辨别真假 确认失步后通知控制系统和维护管理系统 以采取措施处理 话路系统 中继器数字中继器工作原理复帧同步复帧不同步信令将错位 通信无法进行 检测F0帧TS16的前4位码 0000 话路系统 中继器数字中继器工作原理帧定位使输入的码流相位和局内的时钟相位同步 采用弹性存
9、储器来实现 写入由接收码流中的发端时钟控制 读出则由本局时钟控制 再经弹性存储器内的串 并变换及锁存器处理 保持频率相位的一致 弹性存储器可采用移位寄存器或RAM 话路系统 中继器数字中继器工作原理信号控制将传输线上TS16的信令码提出 按复帧格式变换为连续64kbit s信号 在输入时钟控制下 写入控制电路存储器 在本局时钟控制下 从存储器中读出 再在本局时钟控制下 把信号送入到TS16 送往交换机 帧和复帧定位信号插入在交换网络输出信号中 不含帧和复帧同步信号 故在发送时 应将帧和复帧同步信号插入 形成完整的帧和复帧的结构 使输入码流相位和局内时钟相位同步 话路系统 信号部件信号音发生器
10、多频接收器和发生器等 数字音频信号的产生单音频信号的产生单音频信号是由数字信号发生器产生的数字信号音 数字信号发生器构成 只读存储器 计数器和译码器 数字信号音产生过程 按8kHz对产生的信号音抽样 抽样幅度编码后写入ROM 在计数器控制下 按规律读出ROM的内容 产生数字信号音 例 500Hz信号音的产生 话路系统 信号部件数字音频信号的产生单音频信号的产生500Hz需要16个存储单元 450Hz需要160个存储单元 为节省存储单元 根据图形对称性 可节省ROM容量 读取方法 顺读 倒读 顺读加负号 倒读加负号 在1 5帧时读 单元 6 9帧倒过来读 即 单元 10 13帧正读 即 单元 读
11、出后极性码置反 14 17帧倒读 即 单元 读出后极性码置反 话路系统 信号部件数字音频信号的产生单音频信号的产生数字信号发生器工作原理F1 F2零状态 Q为0 Q 为1 加计数 D7不倒相 加计数累计到100 H1由1变0 下降沿触发Q翻转为1 Q 仍为1 减计数 D7不倒相 减计数回到000 H1 H2由1变0 下降沿触发Q翻转为0 Q 翻转为0 加计数 D7倒相 加计数又到100 改为减计数 D7仍倒相 减计数回到000 开始下一波形周期的读出工作 话路系统 信号部件数字音频信号的产生双音频信号的产生和单音频信号产生的原理相同 也可通过线性叠加 找出波形的对称性来节约ROM的容量 话路系
12、统 信号部件数字音频信号的发送通过数字交换网络送出 和普通话音信号一样处理 用T接线器发送音频信号将数字音频信号存放在T接线器的某个指定单元 当需要对某个用户送去音频信号时 则可从该单元中取出而送至该用户的所在时隙上 一般选TS0或TS16所对应的存储单元存放音频信号 T S T链路半永久性连接法在开局时 就将各链路接好 信号音接在TST网入口处的指定时隙中 指定一条链路作半永久连接 将各模块的TSi和TS i 半帧 腾出来专用接续信号音 话路系统 信号部件数字音频信号的接收各种信号音由用户话机来接收 音频信号在用户电路中经过译码变成模拟信号自动接收 多频信号由接收器接收 一般采用数字滤波器滤
13、波 通过数字逻辑识别电路识别后取得 话路系统 信号部件数字音频信号的接收DTMF信号 8选2 用户电路送来 由DTMF收号器接收 MFC信号 6选2或4选2 中继线接口电路送来 由MFC信号接收器接收 第4章程控交换机的硬件系统 4 1程控交换机的总体结构4 2话路系统4 3控制系统 控制系统 硬件设备是处理机 核心是中央处理机 按照存放在存储器中的程序来控制交换接续和完成维护与管理功能 可分为三级 第一级 电话外设控制级 扫描和驱动 操作简单 但任务频繁 工作量大 第二级 呼叫处理控制级 分析处理 发布命令 有较强的智能性 均为存储程序控制 第三级 维护测试级 操作维护和测试 要求更强的智能
14、性 需要的软件数据量最多 但实时性要求低 划分可能是 虚拟 的 仅反映控制系统程序的内部分工 也可能是 实际 的 即可分别设置专用的或通用的处理机 逻辑复杂性和判断标志能力递增 实时性 硬件数量和专用性能递减 控制系统 处理机控制方式集中控制任一台处理机都可使用系统的所有资源 硬件资源和软件资源 执行交换系统的全部控制功能 优点 处理机能了解整个系统的状态和控制系统的全部资源 功能的改变只须在软件上进行 较易实现 缺点 系统比较脆弱 控制部件故障会导致系统瘫痪 软件规模庞大 管理困难 除小容量程控交换机外很少使用 控制系统 处理机控制方式分散控制每台处理机只能控制部分资源 执行交换系统的部分功
15、能 控制系统 处理机控制方式分散控制话务容量分担和功能分担话务容量分担每台处理机只分担一部分用户的全部呼叫处理任务 即承担了这部分用户的信号接口 交换接续和控制功能 每台处理机所完成任务一样 只是所面向的用户群不同而已 优点 处理机数量随用户容量增加而增加 缺点 每台处理机须具有呼叫处理的全部功能 控制系统 处理机控制方式分散控制话务容量分担和功能分担功能分担将交换机的信令与终端接口 交换接续和控制等基本功能 按类别分配给不同的处理机去执行 优点 每台处理机只承担一部分功能 可简化软件 若需增强功能 在软件上也易于实现 缺点 容量小时 也必须配备全部处理机 着眼点在处理能力时 采用话务分担 着
16、眼点在简化软件时 则采用功能分担 控制系统 处理机控制方式分散控制静态分配和动态分配静态分配资源和功能分配一次完成 各处理机按不同分工配备专门硬件 提高稳定性 降低灵活性 经济性和扩展性方面有较强的优越性 动态分配每台处理机可执行所有功能 也可控制所有资源 但根据系统的不同状态 对资源和功能进行最佳分配 优点 某台处理机发生故障时 可由其余处理机完成全部功能 缺点 动态分配非常复杂 降低了系统的可靠性 控制系统 处理机控制方式分散控制分级控制系统和分布式控制系统分级控制系统按交换机控制功能的高低层次分别配置处理机 三级功能分担 用户处理机 扫描和驱动 呼叫处理机 呼叫控制 号码分析 路由选择等 主处理机 故障诊断维护管理 级内采用话务分担 用户处理机配置数量多 采用一般处理器 呼叫处理机配置数量少 主处理机只需一台 均采用速度较高 功能较强的微处理器 也可将呼叫处理机和主处理机合并 只分二级结构 控制系统 处理机控制方式分散控制分级控制系统和分布式控制系统分布式控制系统小用户群各自组成终端模块 每个终端模块有终端控制单元 终端控制单元配备执行一切控制功能的微处理器 功能分散 每台处理机
