电话交换技术基础

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1、程控交换与宽带交换,CCIT-wsh,本课程的基本要求,CCIT-wsh,本课程的基本要求,CCIT-wsh,第一章 电话交换技术基础,CCIT-wsh,第一章 电话交换技术基础,1.1 电话交换的发展过程,自1876年美国贝尔发明电话以来，随着社会需求的日益增长和科技水平的不断提高，电话交换技术处于迅速的变革和发展之中。,CCIT-wsh,第一章 电话交换技术基础,在多用户通信时，为了降低用户线路的投资，在通信网中就要引入交换机进行交换。交换机在通信网中起着非常重要的作用。由此可见，实现通信必须要有三个要素，即终端、传输和交换。,CCIT-wsh,第一章 电话交换技术基础,人工交换 1876

2、年贝尔发明电话 1878年人工电话交换机开通使用（21线磁石式） 1891年供电式交换机开始使用 人工电话交换机的优点是设备简单、安装方便、成本低廉。缺点是话务员的接线速度慢、易出错、劳动效率低。,电话交换是指根据电话用户的要求，用一条传递语音信号的电路将电话的主叫用户与被叫用户连接起来；在通话过程中，这条电路由他们独占使用，而在通话结束后，将原来连通的电路断开，并准备分配给其他用户使用。,CCIT-wsh,第一章 电话交换技术基础,机电交换 1891年史瑞乔发明了机电制自动电话交换机 1919年，瑞典的电话工程师帕尔姆格伦和贝塔兰德发明了一种自动接线器，叫做“纵横制接线器”。 电子交换 19

3、65年美国贝尔系统的1号电子交换机问世，它是世界上第一部开通使用的程控电话交换机。 1970年，法国开通了世界上第一部程控数字交换机，采用时分复用技术和大规模集成电路。随后世界各国都大力开发。进入80年代，程控数字电话交换机开始在世界上普及。,CCIT-wsh,第一章 电话交换技术基础,电话交换机经历了人工交换系统、机电式自动交换系统（如步进制和纵横制交换系统）和电子交换系统三个发展阶段。 目前，公用电话交换网采用的是电子式存储程序控制SPC（Stored Program Controlled）交换机，简称程控数字交换机,CCIT-wsh,第一章 电话交换技术基础,CCIT-wsh,Cycle

4、 Diagram,CCIT-wsh,第一章 电话交换技术基础,1.2 电话交换的基本原理 1.2.1电话通信网的基本组成 。,CCIT-wsh,第一章 电话交换技术基础,1.2.2 电话机的基本组成与工作原理 电话机完成通信网中电信号和用户语音信号的转换： （1）将本端用户的语音信号以电流的方式传送到对端用户； （2）同时将对端用户送来的语音电信号转换为语音信号。 一、电话机技术的发展过程 第一代电话机 磁石电话机以贝尔发明的电话机为代表，其主要特点是电源自备，另设一手摇发电机作为信号源； 第二代电话机 脉冲拨号盘的共电式自动电话机，其主要特点是电话机的电源都集中到交换机； 第三代电话机 按键

5、拨号盘的自动电话机。其主要特点为电子化，按键拨号盘取代了旋转拨号盘。,CCIT-wsh,第一章 电话交换技术基础,二、电话机的基本组成 模拟电话机通过二线的模拟用户线（通常称为a、b线）与程控交 机连接，与程控交换机的硬件系统和呼叫处理程序相配合，使用户 完成发呼、拨号、振铃、通话和释放等操作。 通话设备 包括送话器、受话器和必要的接口电路 信号设备 用来发送和接收用户信号的设备，包括发送被叫号码的号盘和接收入呼叫指示的振铃装置。 转换装置 信号设备和通话设备一般不能同时工作，由转换装置完成切换。如电话中的叉簧。,CCIT-wsh,第一章 电话交换技术基础,三、电话机的类型,CCIT-wsh,

6、第一章 电话交换技术基础,DTMF电话机 双音频电话出现于20世纪60年代，它以双音多频信号（DTMF）代替传统的脉冲拨号。 双音频电话分别用高、低两个频率的正弦波单音频信号表示按键盘中的每个数字键（0-9）和符号键（*、#）。高音频信号（高于1075Hz）和低音频信号（低于1075Hz）各4个。 双音频信号为语音频带内信号，无直流成分，传输性能远优于脉冲信号，并且缩短了发号时间，发号时间与数字本身无关，易于实现新业务所需的特殊拨号（如*、#键）,CCIT-wsh,第一章 电话交换技术基础,1209HZ,1477HZ,1336HZ,1633HZ,697HZ,770HZ,852HZ,941HZ,

7、CCIT-wsh,第一章 电话交换技术基础,CCIT-wsh,第一章 电话交换技术基础,1.2.3 交换机的基本组成 在程控交换机的发展史上，首先出现的是模拟程控交换机，然后才是数字程控交换机。我们首先介绍模拟程控交换机的硬件结构。,CCIT-wsh,第一章 电话交换技术基础,CCIT-wsh,第一章 电话交换技术基础,话路部分： （1）用户电路是交换机与每个电话机的接口电路，每个电话机对应一个用户电路，主要用于监视用户状态（如摘挂机）及提供驱动（如振铃）功能。 （2）出入中继是交换机之间的接口电路，传输交换机之间的各种通信信号，以及监视局间通话话路的状态。 （3）收号器主要接收用户发出的号码

8、，可以包括硬件和软件或只包括软件。 （4）信号音设备则是为用户提供各种所需的信号音，如拨号音、忙音、回铃音等。 （5）交换网络是话路部分的核心，通过交换网络实现用户与用户之间的信息交换。在模拟程控交换机种交换网络一般由电子开关矩阵组成。 控制部分： 控制部分实际上是一台电子计算机，它控制话路部分的接续，由中央处理器（CPU）、存储器和输入输出设备组成。,CCIT-wsh,第一章 电话交换技术基础,CCIT-wsh,第一章 电话交换技术基础,数字程控交换机的用户电路除了包含模拟交换机用户接口的功能外，还必须有A/D和D/A转换、2线/4线、4线/2线转换功能。 数字中继是数字交换局间或数字交换局

9、与远端模块的接口电路。 信号收/发包括信号音的产生以及多频互控信号音的收发。 交换网络实现数字化，一般是由存储器及一些控制电路组成。,CCIT-wsh,第一章 电话交换技术基础,交换网络结构的演进 空分和时分是交换网络的两种不同的实现方式。空分是指空间分隔，时分是指时间复用。空分交换由空分交换网络来实现。不同通话话路是通过空间位置的不同来进行分隔的，即在空间位置上实现的一种交换方式。时分交换是指对时分复用的信号进行交换。时分复用通常采用脉冲编码调制(PCM)。,CCIT-wsh,第一章 电话交换技术基础,控制系统的演进 （1）布线逻辑控制（WLC：Wired Logical Control）交

10、换机 所谓布控，是指将交换机各控制部件按逻辑要求设计好，并用电路板布线的方法将各元器件固定连接好，具有一定的逻辑操作功能，在外来信号作用下，交换机的各项功能即能实现的一种控制方法。这种交换机的控制部件做成后不好修改，灵活性很小。 (2) 存储程序控制（SPC：Stored Program Control）交换机 所谓程控，是存储程序控制的简称，程控交换是一种用计算机控制的电话交换技术，它将对交换机话路设备的控制功能预先编制好程序存到存储器中，然后用计算机启动运行程序，再通过接口电路控制交换机话路设备接续。,CCIT-wsh,第一章 电话交换技术基础,程控交换机的发展及特点,CCIT-wsh,第

11、一章 电话交换技术基础,1.2.4 电话呼叫的基本处理过程,用户甲 主叫用户 （发起呼叫端）,用户线,用户线,中继线,用户乙 被叫用户 （接受呼叫端）,发端局,收端局,图4 局间电话呼叫,CCIT-wsh,第一章 电话交换技术基础,一、主叫用户摘机，发出呼叫请求 一次呼叫处理过程是从主叫用户摘机后开始的，主叫用户的摘机动作对应的是用户回路的状态由断开到接通的变化，这种变化被发端局程控交换机识别后，激活呼叫处理进程，根据主叫用户对应的用户线的物理连接位置（即设备码），检索和分析主叫用户数据，以区分用户的用户类别、话机类别等信息。 1.交换机检测到主叫用户摘机的状态 2.交换机调查主叫用户的状态

12、3.调查话机类别（一般电话、投币电话、小交换机等） ，以便接上相应的收号器,CCIT-wsh,第一章 电话交换技术基础,二、交换机送拨号音，准备收号 在对主叫用户的去话分析结束后，如果判定这是一个可以继续的呼叫，交换机就应该寻找一个空闲的收号器，并把它连接到主叫用户回路上去，同时连接的还有作为提示的拨号音 1.交换机寻找一个空闲收号器以及与主叫用户之间空闲的路由 2.寻找一个与主叫用户之间空闲的信号音源，向主叫用户送拨号音 3.监视收号器的输入信号，准备收号,CCIT-wsh,第一章 电话交换技术基础,三、收号 当主叫用户按位拨出被叫号码时，由连接在用户环路上的收号器按位接收、存储，并将号首报

13、告给呼叫处理程序中的号码分析程序进行分析；呼叫处理程序在收到首位号码后应断开拨号音 1.收到第一位号之后停送拨号音 2.对收到的号码按位存储 3.对“应收位”和“已收位”进行计数 4.将号首送给分析程序进行分析,CCIT-wsh,第一章 电话交换技术基础,四、号码分析和路由选择 根据用户拨打的被叫号码进行分析，如果是出局呼叫，则应该查找路由表来选择一条空闲的出局路由 1.分析号首以决定呼叫类别（本局、出局、长途、特服） 2.检查这个呼叫是否允许接通（是否限制用户等） 3.检查被叫用户是否空闲，若空闲则予以示忙,CCIT-wsh,第一章 电话交换技术基础,五、接至被叫用户，向被叫用户振铃 对于出

14、局呼叫，在发话端局，应预占主叫用户和选定的出局中继间的通路，同时通过局间信令占用发端局和终端局之间的一条局间中继，并向被叫端局传送被叫用户的地址信息，由受话端局根据收到的被叫号码完成必要的分析。如果被叫用户处于空闲状态，而且允许被呼入，则应预占入局中继和被叫用户线间的经过交换网络的一条话路；如果整条话路通路选试成功，则受话端局应该向被叫用户环路发送铃流（25HZ/90V左右的交变电流），使被叫话机振铃，同时通过局间中继向主叫送回铃音。 1.测试并预占与被叫用户之间的空闲路由 2.向被叫用户所在交换局发送被叫用户号码 1.向被叫用户送振铃音 2.向主叫用户送回铃音 3.监视主、被叫用户状态,CC

15、IT-wsh,第一章 电话交换技术基础,六、被叫用户应答通话 当被叫用户听到振铃音后，摘机应答。这个动作所引发的被叫侧的用户环路的状态变化会被被叫侧的用户模块检测到，并通知呼叫处理程序，断开向被叫用户发送的铃流及向主叫用户回送的回铃音，接通预占的主、被叫之间的通路。发话端局侧会根据计费类别的需要启动计费程序。此后，用户的话音信息可以通过：主叫用户发端局交换网络出中继入中继终端局交换网络被叫用户。这样一条建立的通路相互传送了。 1.被叫用户摘机应答，交换机检测到以后停振铃和回铃音 2.建立主、被叫用户之间的通话路由，开始通话 3.启动计费设备 4.监视主、被叫用户状态,CCIT-wsh,第一章

16、电话交换技术基础,七、话终释放 用户通话结束后，对应的就是话终释放过程，可能是主叫用户先挂机，也可能是被叫用户先挂机。主叫侧或是被叫侧的用户模块检测到这类事件后，会通知对端局开始话路释放过程，并停止计费。释放后话路资源可以继续分配给其他的呼叫使用。在市话自动呼叫中，一般采用互不控的复原方式，即任何一方挂机，都会启动话路资源的释放过程；即使这样，主叫先挂机或是被叫先挂机对应的释放过程中的信令程序还是有所不同的。 1.一方挂机被交换机检测到以后，释放复原路由 2.停止计费 3.向未挂机一方送忙音,CCIT-wsh,第一章 电话交换技术基础,CCIT-wsh,第一章 电话交换技术基础,1.3 电话通信网的结构及编号制度 电话通信网承担了绝大部分的通信业务流量，因此在设计电话通信网结构时， 要求既要满足电话业务的要求，保证满意的服务质量，如传输质量、接通率和 足够高的稳定性；也要考虑网络建设的经济性和合理性，尽量降低投资和维护 费用；此外，还应能够适应通信技术和通信业务的发展，使得网络能够及时和 稳定的