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1、第 1 页,第四章 程控交换机的终端和接口, 4.1 模拟用户线终端 4.2 数字用户电路 4.3 模拟中继器 4.4 数字中继器 4.5 数字信号音的产生、发送和接收,第 2 页,概述,由于交换机需要连接的设备种类繁多，不同设备发送的信号种类不同，信号的传输速率相差较大，对于控制方式要求也各异，所以在交换网络和各种设备之间必须有接口以完成特定的转换功能，这些接口电路或接口设备称为终端设备。 模拟用户接口是连接模拟用户设备和交换机的接口，主要负责完成向用户设备供电、振铃、模/数、数/模转换及2-4线变换等功能。 数字用户接口是连接数字用户设备和交换机的接口，数字用户设备包括数字话机、数字传真机
2、、数字图像设备和数字计算机等，通信时要求以一定速率一定格式发送数字信号，数字用户接口必须按传输信号要求完成码型变换、回波相消等功能。 数字中继器是数字交换机和数字PCM中继线之间的接口，而模拟中继器是数字交换机和模拟中继线之间的接口，主要完成码型变换、信令收发和线路监视的功能。,第 3 页,程控数字交换机的基本结构图,第 4 页, 4.1 模拟用户线终端,模拟用户线终端包括模拟用户电路和用户模块，用户电路用来连接模拟用户设备，话音经模拟用户电路AD转换后，由用户模块进行话务集中，然后送往数字交换网络。反之从交换网络来的话音，先由用户模块分路，然后经用户电路DA转换后送往用户设备。 一、模拟用户
3、电路（SLC: Subscriber Line Circuit) 模拟用户电路是连接模拟用户设备和交换机的接口电路，交换机为每个用户分配一套用户电路，一般模拟用户电路具有7项主要功能，分别是：馈电、过压保护、振铃、监视、编译码、二四线变换和测试，通称为BORSCHT。（请注意各功能顺序）,第 5 页,1. 馈电,1. 馈电（B：Battery Feeding） 所有连接在交换机上的话机，都由交换机向其馈电。我国规定馈电电压为-60V，国外设备多为-48V，通话时的馈电电流在2050mA之间。为使送话器工作于最佳状态，环路电阻应小于1900，当环路电阻超过1900 ，可在b线串接24V升压电池，
4、环路电阻最大不能超过3000 。 馈电方式可以有两种：电压馈电和电流馈电。 电压馈电一般要使用电感，对话音呈高阻抗，对直流馈电则是低阻抗，为减少对地不平衡产生的串话，要求连个电感的感抗要尽可能一致。结构简单，但电感较大，电路不易集成，且用户环线较长时衰减较大。 对于电压馈电方式，往往串接环路电流限流器，作用有两个：a. 防止意外短路，b. 当用户话机在规定时间不挂机时，则封锁用户，停止供电。 电流馈电通过恒流源向用户馈电，可以不使用电感线圈，电路体积小，容易集成，而且受线路长度影响小。,第 6 页,2. 过压保护,2. 过压保护（O：Over Voltage Protection) 因为用户环
5、线经常是裸露在外的明线，所以有可能人为或意外接入高电压，为了保护交换机内部电路不受高压袭击，程控交换机采用两级过压保护措施。,第 7 页,2. 过压保护,第一级是在配线架上安装保安器，主要用来防止雷电，高电压下保安器首先被击穿，达到泻流目的。但是保安器击穿速度不够快，几百伏的高压仍然可以在短时间内加到接口板的入线端，因此需要加第二级保护。 第二级是由热敏电阻和二极管桥式钳位电路组成。热敏电阻R的作用是抑制电流增加，平时电阻很小，电流大时其发热较高，电阻值也较大，当电流过大时烧毁形成断路。二极管桥式钳位电路可将ab线的电压钳制在48V。,第 8 页,3. 振铃控制,3. 振铃控制（R：Ringi
6、ng Control） 我国规定振铃铃流为：9015V，25Hz的交流电压信号。铃流发生器是一个连续信号发生器，而振铃的节奏为1s通，4s断，为此，需要由处理器来控制铃流继电器的通断，由软件控制继电器动作，1s振铃期接通铃流源，4s间断期接回ab线。同时，为了在振铃时检测用户摘挂机状态，在铃流电压中叠加一个-48V的直流电压，只要用户摘机，交换机就可以检测到用户环路电流的变换，从而产生截铃信号，停止振铃。,第 9 页,3. 振铃控制,第 10 页,4. 监视,4. 监视（S：Supervision) 监视功能主要是通过监视用户线上的直流电流来监视用户线回路的通断状态，从而可以及时检测到用户的摘
7、挂机状态和直流拨号脉冲。 用户挂机时，直流环路断开，用户线上无直流电流；当用户摘机时，直流环路接通，用户线有20mA以上的直流电流。 对于号盘话机，拨号时使用户环线有规律的通断，从而发出一串直流拨号脉冲，处理器通过软件技术脉冲个数，就可以受到拨出的号码。 监视电路与馈电电路一般是合在一起的。,第 11 页,4. 监视,第 12 页,5. 编译码和滤波,5. 编译码和滤波（C：Code、decode & filter） 编译码和滤波功能完成模拟信号和数字信号间的转换。 为了避免在模数转换中由于信号抽样而产生混叠失真，和消除50Hz电源及其倍频信号的干扰影响，在发送端模拟信号需要先经过一个3003
8、400Hz的带通滤波器，然后再经过编码器变成PCM数字信号；而在接收端经过解码器解码后，恢复出PAM信号，然后经过一个04000Hz低通滤波器恢复成模拟连续语音信号。,第 13 页,6. 混合电路,6. 混合电路（H：Hybrid Circuit） 在用户线上模拟信号是通过2条用户线双向传输的，而进入交换机后数字信号必须单向传输，需要将收发信号分开，即以4线单向传输。混合电路的功能就是完成2/4线转换。 平衡网络的作用是对用户线的阻抗进行匹配，使4线侧的发送和接收端之间有很大的衰减，避免接收端的信号回送到发送端而产生回声。,第 14 页,6. 混合电路,由图可以看到，平衡网络很重要，如果ZB跟
9、ZL匹配不好，就会使接收信号泄漏到发送端。形成发话回声和受话回声。,第 15 页,6. 混合电路,由于用户线长度不等，用户话机不同，而且话音是多频信号，所以ZB很难和ZL完全匹配，所以泄漏一定存在。为了防止产生正反馈出现，一般在4线的接收端加入23dB的衰减，以防止回路不稳产生振鸣。,第 16 页,7. 测试,7. 测试（T：Test） 测试功能主要是用来检查用户线路和接口可能出现的各种故障，以便及时修复和排除。通过在用户电路中提供一些测试点和开关，可接入测试电路进行内线测试或外线测试。 内外线的测试一般采用周期巡回自动测试或制定测试。,第 17 页,二、用户模块,用户模块又称用户集线器，主要
10、是用来进行话务集中（或分散）的。 因为用户线的话务量很低，即利用率比较低，若给每用户分配一个固定时隙，直接进入交换网络进行交换，则由于大部分时隙是空闲的，而使交换网络效率非常低下，而且造成交换网络内部数据速率很高。所以需要在用户级先对所有用户进行话务集中，将几百或上千个用户共用少数的若干条话路（eg：120条），然后再送往交换网络进行交换。 用户模块主要由一级T接线器构成用户级交换网络。一般把用户电路到数字交换网络的传输通路称作上行通道，把数字交换网络到用户电路的传输通路称作下行通道。上行通道用集中式T接线器实现，下行通道用发散式T集线器实现。,第 18 页,用户模块框图,第 19 页,上行通
11、道集中式T交换网络,第 20 页,下行通道发散式T交换网络,第 21 页,二、用户模块,除了用户交换网络外，用户模块还包括以下几个主要部分： 信号提取和插入电路：用于交换机中多个处理器之间的通信，负责把从网络接口传来的处理机通信信息从信息流中的TS16提取出来给用户处理机，或将用户处理机发出的通信信息插入到信息流的TS16当中去。 扫描存储器：用于暂存从用户电路读取的用户电路状态信息。如：摘机0、挂机状态1。 分配存储器：用于暂存处理机向用户电路发出的控制命令。如：振铃控制（“0”不振铃，“1”振铃）；测试控制（“0”正常状态，“1”测试状态）；换极控制（“0”正常，“1”换极）；投币收集控制
12、（“0”正常，“1”送硬币收集信号） 用户处理机：负责控制用户模块和用户电路的工作，并对用户电路扫描，进行摘挂机识别，在用户电路中分配驱动信号，并负责和高层处理机通信。,第 22 页, 4.2 数字用户电路,数字用户电路（DLC：Digital Line Circuit）是数字用户终端与数字程控交换机之间的接口电路。 数字用户终端设备主要有：数字话机，个人计算机，数字传真机及数字图像设备等。这些终端设备都是以数字信号的形式与交换机沟通。不同的数字终端传输信号时采用的协议是不同的，所以数字用户电路需要完成的功能也有差异，但是数据传输协议总是可以按OSI（开放系统互联）规定的7层协议体系来划分功能
13、，一般交换机上的数据传输协议至少需要完成物理层、数据链路层和网络层的功能。 物理层主要规定数据传输时信号的码型，数据传输模式（全双工、半双工、单工、总线），编码，网络拓扑，接口物理特性，及通信时的规程特性（各种信号的出线顺序等）。 数据链路层主要完成点到点的传送，链路管理（链路的建,第 23 页, 4.2 数字用户电路,立、维持和释放），寻址，差错控制，流量控制，接入控制和帧同步等。 网络层主要完成全网内的寻址，呼叫控制，逻辑编址，路由、复用等功能。 对于不同的数字系统，交换机的数字用户电路需要完成的功能也不一样。在这里主要介绍综合业务数字网（ ISDN）的数字用户电路。,第 24 页,一、综
14、合业务数字网简介（书上p237）,综合业务数字网是将语音、数据、图像等的信息传输业务综合在一起的通信网，所有的业务的信息经过数字化后，都在一个网络中传输和交换。俗称“一线通”。 不同的业务对线路的传输速率提出了不同的要求：话音业务要求速率为64kb/s，文件传输759600b/s，数据处理75100kb/s，图像至少1Mb/s以上。不同业务的传输特点也不一样：语音要求实时性、低延迟；数据传输要求高吞吐量、突发性、低误码率，但对时间延迟不敏感。 为了适应这些不同要求，就必须有不同的接口。ISDN为用户定义了不同的功能群和网络参考点，供不同情况下的用户连接网络。,第 25 页,一、综合业务数字网简
15、介,图中LT、NT1、NT2、TE1、TE2和TA都是一些功能群，功能群是在用户出入口应该具有的一些功能的组合，它是一个抽象的概念，不一定要求实际的装置一致。 R、S、T、U都是一些参考点，参考点的作用是区分功能群，并且规定各功能群之间的接口要求。,第 26 页,ISDN系统应用的例子,第 27 页,1. 功能群,1. 功能群 LT：线路终端。在交换机上，功能主要有馈电、信号收发及再生、故障定位等。 NT1：网络终端1，为用户线终端处的物理和电气终端装置，功能主要是物理层上的多路复用（例如提供时分复用传输），时钟同步，供电，监视，维护，及多终端的争用D信道时的冲突控制。是网络的边界，使用户设备
16、不受用户线上传输方式的影响。 NT2：网络终端2，又叫作智能的网络终端，具有数据链路层上的复用，交换，集线，和维护功能，相当于用户交换机，或局域网里的终端控制器。 TE就是用户终端设备，可以是数字话机，各种数据终端，工作站，数字传真机等。 TE1：标准ISDN终端，具有13层协议处理功能，维护功能，接口功能，及与其他装置的连接功能。,第 28 页,2. 参考点,TE2：非标准ISDN终端，功能与TE1相同。 TA：终端适配器，具有接口变换功能，对TE2进行协议转换及速率适配后将其接入S参考点。 2. 参考点 S：标准用户网络接口，可直接连接ISDN标准终端，采用四线传输信号，具有192kb/s传输速率，其中包括2BD、同步和控制信息。它将用户设备与网络有关的通信功能分开，是用户和网络的分界点。 T：是NT1和NT2间的接口，性能同S。 R：是提供非ISDN标准的终端入网的接口。 U：用户线接口，一般采用二线传输方式（也有采用四线的），在其上传输双向数字信号，它具有144kb/s（2B+D=144）传输速率
