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1、第三章 程控交换机的硬件系统,本章内容:程控交换机的总体结构 话路系统 处理机系统(控制系统) 本章重点:用户电路的BORSCHT功能 本章难点:用户电路的设计,数字中继器,第三章 程控交换机的硬件系统,3.1 程控交换机的总体结构,3.1 程控交换机的总体结构,本局接续,出局接续,入局接续,转接接续,信号音通路,3.1 程控交换机的总体结构,3.1 程控交换机的总体结构,话路系统,用户电路,用户集线器,中继器,信号部件,数字交换网络,3.2 话路系统,一、用户电路,根据所连接用户的不同,将用户电路分为两种:模拟用户电路和数字用户电路,它是指程控数字交换机中用于连接用户话机的接口电路,它是指程
2、控数字交换机中用于连接用户话机的接口电路,根据所连接用户的不同,将用户电路分为两种:模拟用户电路和数字用户电路,一、用户电路,提供程控数字交换机和数字用户话机或话务台之间的接口电路,它是指程控数字交换机中用于连接用户话机的接口电路,根据所连接用户的不同,将用户电路分为两种:模拟用户电路和数字用户电路,一、用户电路,用户电路板:包含多个用户电路(如8、16、24、32等),模拟用户电路板,完成BORSCHT功能,模拟用户电路,完成BORSCHT功能,模拟用户电路,馈电(B),馈电电压一般为48V。 在通话时,馈电电流在1850mA之间。 馈电有两种方法: 电压馈电 电流馈电,电压馈电,L1,L2
3、,C1,C2,馈电回路,网络侧,通直流,隔交流,通交流,隔直流,L1,L2,C1,C2,馈电回路,-48v,电压馈电,电流馈电,a,b,-48v,过压保护(O),过压保护就是采取措施,防止高压从用户线进入交换机内部,以便保护交换机内部的集成电子元器件不会受到损伤。,1. 一次保护:配线架上安装保安器,以防止外界雷电等高压。 2. 二次保护:由于保安器的击穿速度不够快,高压仍能在短时间内进入交换机内部,因此在用户电路中设置过压保护电路。,D1,D2,D3,D4,A,B,网络侧,用户侧,振铃控制(R),振铃控制就是在处理机控制下,给被叫用户送符合规定的振铃信号,以便提示被叫用户有电话呼叫到来。,1
4、. 振铃电压为 75V15V(25Hz)。 2. 铃流信号高压送到用户线时,必须采用隔离措施,以免损坏内线电路。 3. 通常采用振铃继电器,在过压保护(O)之前单独向用户话机提供。,振铃电路,处理机,振铃驱动器,RJ,振铃 继电器,用户内线,铃流,用户外线,静合接点,动合接点,线圈,振铃控制,振铃电路,处理机,振铃驱动器,RJ,振铃 继电器,振铃控制,用户内线,铃流,用户外线,振铃电路,处理机,振铃驱动器,RJ,用户内线,用户外线,振铃 继电器,振铃控制,铃流,监视(S),监视就是对用户分机的摘挂机状态和拨号脉冲信号进行监视。 是通过微处理机监测用户线环路电流的变化来实现的。,-48V,a,b
5、,放大,监视信号,R,网络侧,用户侧,-48V,a,b,监视信号,R,R,比较器,网络侧,用户侧,编译码和滤波(C),编译码器的任务是完成模拟信号和数字信号的转化。 滤波的任务是防止带外信号的干扰。 目前,常用单路编译码器(如MT8965,MC145503等),对每个用户实行编译码,然后合并成PCM串行码流。,混合电路(H),数字交换网络为四线制单向交换,即收发是分开的;而用户线上的模拟话音是二线制双向传输的,所以应进行二线与四线的转换。,网络侧,用户侧,A,A,300K,300K,450,450,BG1,BG2,BG5,BG3,BG6,BG4,-48V,0V,R,R,R1,R2,R3,ZB,
6、ZL,+ -,- +,- +,+ -,-1,+1,接收,发送,A,测试(T),为用户电路或用户线测试提供入口,一般位于用户线一侧。 测试开关可是电子开关,也可是继电器接点,负责将用户线接至测试设备。,外线测试,内线测试,R1,R2,驱动电路,用户线,交换机内侧,测试控制,a,b,模拟用户电路的功能框图,+5V,模拟用户电路设计举例,+5V,模拟用户电路设计举例,+5V,模拟用户电路设计举例,+5V,模拟用户电路设计举例,+5V,HSo,模拟用户电路设计举例,+5V,RXo,TX-,TXI,RDD,TDD,T/RDC,TDE/RCE,模拟用户电路设计举例,模拟用户电路设计举例,二、用户集线器,1
7、、作用:进行话务量的集中(或分散)的。 将几百个甚至上千个用户话路集中到少量话路上。 复接的用户群数就是集中比。 2、组成:由用户级T组成。,上行通路:用户话机至交换网络方向的通道。 4条PCM(120个用户)复用后变成高速数据流。 经过用户级T完成时隙交换(使每个用户能选用输出母线的任一时隙)。 16群用户的输出母线完全复接,合用4条PCM母线。 16群用户T的CM合用(读出控制)。 其内容为:SMU号和用户时隙号,下行通路:交换网络至用户话机方向的通道。 合用后的CM内容为:SMU号和用户时隙号,三、数字用户电路,是数字用户终端设备与程控数字交换机之间的接口电路。如数字话机、个人计算机、数
8、字传真机及数字图像设备等。,1、S接口:数字终端信息采用四线制方式时使用。 S接口的帧结构在250s内要传送48bit,传送 速率为192kbit/s。 在目前的电话网中,用户线大都是二线制, 故 S接口用的较少。,2、U接口:是在网络终端到电话局之间的ISDN用户线采用二线制市话电缆的接口设备。二线上实现双向传输的主要有两种技术。 (1)时间分隔复用法 是将时间分成两段,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。,突发周期:信息传输时间、传输时延、接收保护时间、发送保护时间。一般为23ms 发送形式 先将A端连续的数字信号送到缓冲器内; 然后以至少两倍于线路速率在规定
9、传输时间内以突发形式经用户线送往B端。 突发单元,帧定位 H 开销 数据 n 平衡 8位 2位 4位 (2B+D) n,(2)回波消除法 从发送端送出的信号通过混合电路回串到接收 端产生回波信号e回 发送端经回波复制网络产生e回送至接收端 e回与e回幅度相等、相位相反,因而相互抵消,四、中继器电路,(一)模拟中继器 是数字交换机与其他交换机之间采用模拟中继线相连接的接口电路。 其功能与用户电路类似,也有过压保护(O)、编译码及滤波(C)和测试(T)功能,不同的是它不需要馈电(B)和铃流控制(R)功能。,(二)数字中继器 是交换机与交换机之间的数字中继线接口。 其功能:码型转换、时钟提取、帧定位
10、、帧定位信号与复帧定位信号的插入、信令提取、告警处理等。,四、中继器电路,1、码型变换 是将线路上传输的HDB3码型变成适合机内逻辑电路 工作的NRZ码。 HDB3码是连“0”抑制码,它将4个连零码变成了 “000V”或“B00V”的型式。 在向外发送时,将机内的NRZ码变成HDB3码,送至 PCM传输线上。,2、时钟提取 从PCM传输线上送来的码流中提取发端送来的时钟 信息,以便控制帧同步电路,使收端和发端同步。 从传输线上传来的HDB3码变成的AMI码。 AMI码型中没有时钟频率成份,需将AMI码经整流变 成RZ码,从RZ码中提取时钟频率成份。,3、帧同步和复帧同步 利用TS0发送来的帧同
11、步码来确定时序对齐。 利用TS16中的复帧同步信息来使收/发端复帧对齐。 4、帧定位 利用弹性存储器来实现输入码流相位与内部时钟同步 原理:写入由时钟提取电路送出的时钟控制 读出由局内时钟控制 5、信号控制:信令插入和信令提取功能。 6、帧和复帧定位信号插入。,五、信号部件,(一)数字音频信号的产生 1单音频信号的产生,800050016,五、信号部件,450Hz信号: 450Hz和8000Hz的最大公约数为50Hz。 800050160,要求ROM 有160个单元。 根据图形的对称性,可以节省ROM容量: 在15帧时读单元; 69帧时倒过来读单元; 1013帧时再正读单元,读出后极性码置反;
12、 1417帧时倒过来读单元,读出后极性码置反。,五、信号部件,700Hz+900Hz的双音频信号:抽样频率是8000Hz 先找出700Hz、900Hz、8000Hz的最大公约数,即: 700/m=900/n=8000/p,求出m=7,n=9,p=80。 最大公约数为100Hz(得T=10ms)。 800010080,则ROM需要有80个存储单元。 根据对称性,采用节省单元的信号音产生办法, 故ROM只需21个存储单元就够了。,2双音频信号的产生,五、信号部件,(二)数字音频信号的发送 1用T接线器发送音频信号 先将数字音频信号存放在接线器的某个指定单 元(如TS0或TS16)。 当需要对某个用
13、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。 例如:HW0TS16(128#存储单元)借用来存放拨号音信息,某个时隙(如TS21)的用户需要听拨号音,则在控制存储器的21#单元写入128就可以了;停止输送时,在21#单元内写入0。,五、信号部件,2T-S-T链路半永久性连接法 半永久性连接是在开局时,就将各链路接好。 信号音接在TST网入口处的指定时隙TSi中,指定 一条链路作半永久性连接,将各模块的链路TSi和 TSi+半帧腾出来专门用来接续拨号音。,五、信号部件,五、信号部件,(三)数字音频信号的接收,第一级:电话外设控制级。与话路设备硬件的关系 比较密切,主要完成扫描
14、和驱动。 第二级:呼叫处理控制级。将第一级送来的信息进 行分析、处理,再通过第一级发布命令来 控制交换机的路由接续。 第三级:维护测试级。主要用于操作维护和测试, 包括人机通信。,3.3 控制系统,3.3.1 处理机控制方式,一、集中控制,任一台处理机都可以使用系统中的所有资源(包括硬件资源和软件资源),执行交换系统的全部控制功能。 优点:了解整个系统的状态和资源,功能改变只须在 软件上进行。 缺点:系统比较脆弱,管理困难。,一、集中控制,二、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能。可按话务分担和功能分担两种方式工作。,话务分担和功能分担,(1)话务分担方式 每台处理机只
15、分担一部分用户的全部呼叫处理任务。 承担这部分用户的信号接口、交换接续和控制功能 。 每台处理机所完成的任务都一样 优点:处理机的数量随着用户容量的增加而增加。 缺点:每台处理机都要具有呼叫处理的全部功能。,话务分担和功能分担,(2)功能分担方式 将交换机的信令与终端接口功能、交换接续功能和控制功能等基本功能,按功能类别分配给不同的处理机去执行(每台处理机只承担一部分功能)。 优点:若需增强功能,在软件上也易于实现。 缺点:在容量小时,也必须配备全部处理机。,静态分配和动态分配,处理机之间的功能分配有静态和动态两种分配方式。 (1)静态分配 资源和功能的分配一次完成,各处理机根据不同分工配备一些专门的硬件。 结果:提高了稳定性,但降低了灵活性。 可以做成模块化系统,经济性和可扩展性较强。,静态分配和动态分配,(2)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:某一处理机发生故障时,可由其余处理机完成 全部功能。 缺点:复杂,系统的可靠性降低。,分级控制和分布式控制,(1)分级控制系统 按交换机控