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1、任务驱动项目二：交换网模块研究,分项目训练四：PCM编译码电路识别,1.目的 1）了解PCM的基本原理。 2）掌握PCM的编译码电路。 3）掌握时分复用的基本原理。,2.知识储备,多路复用通信方式是指在一个信道上同时传输多个话音信号的技术，有时也将这种技术简称为复用技术。多路复用通常有3种基本方法：频分复用（FDMA）、码分复用（CDMA）和时分复用（TDMA）。电话网通常采用频分复用技术。,3.项目内容,本项目模块电路中所使用的编译码器是把编译码电路和各种滤波器集成在一个芯片上，它的逻辑框图如图2-1所示。,图2-1 TP3067逻辑框图,4.要求 1）熟悉项目内容，掌握相关知识点。 2）熟
2、悉PCM编码电路原理。 3）根据电路图及实际制作体会，写出分析实训报告。,分项目训练五：空分交换网实例分析,1.目的 1）掌握程控交换网中的空分交换原理。 2）熟悉空分交换电路和所使用的模块。,数字交换是将数字化了的语音信号从一个时隙（例如分配给A用户的时隙）搬到另一个时隙（例如分配给B用户的时隙）上去，从而达到传送语音信号的目的。,3.项目内容,图2-3 MT8816模拟交换矩阵示意图,（1）MT8816管脚说明,（2）MT8816工作原理,4.要求 （1）掌握电路交换基本原理。 （2）掌握分组交换及演进。 （3）根据项目内容分析电路交换与分组交换的联系与区别，写出实训报告。,分项目训练六：
3、时分交换网络实例分析,1.目的 （1）掌握程控交换时分交换的基本原理。 （2）熟悉时分交换的电路实现方法。,2.知识储备,T型时分接线器（Time Switch）又称时间型接线器，简称T接线器。,话音存储器（SM）用于暂存经过PCM编码的数字化话音信息，由随机存取存储器（Random Access Memory，RAM）构成。控制存储器（CM）也由RAM构成，用于控制话音存储器信息的写入或读出。话音存储器存储的是话音信息，控制存储器存储的是话音存储器的地址。,图2-4 8端输入的T接线器,3.项目内容,（1）MT8980工作原理,（2）空分与时分交换网络电路,图2-5 MT8980的功能框图,
4、4.要求 （1）掌握电话交换网时分交换基本原理。 （2）了解本项目程控交换网络时分与空分交换电路原理。 （3）根据项目内容能够定性分析有关电路原理，条件许可的情况下可以制作相关电路，写出实训报告。,第2 章 数字交换原理,2.1 PCM系统,1PCM 30/32路系统的帧结构,将所用话路都抽样一次的时间叫帧长，也就是同一个话路抽样两次的时间间隔。由于编码需要时间，所以每个样值应达到一定的宽度，这个时间宽度就是时隙，即每个话路在一帧中所占的时间,图2-7 PCM30/32基群的帧结构,2.PCM的一次群和高次群,目前我国和欧洲等国采用PCM系统，以2048kbit/s传输30/32路话音、同步和
5、状态信息作为一次群。为了能使如电视等宽带信号通过PCM系统传输，就要求有较高的码率。而上述的PCM基群(或称一次群)显然不能满足要求，因此，出现了PCM高次群系统。,图2-8 PCM的高次群,目前传输媒介向毫米波发展，其频率可高达30300GHz。例如地下波导线路传输，速率可达几十吉比特/秒(Gbit/s)，可开通30万路PCM话路。采用光缆、卫星通信则可以得到更大的话路数量。,表2-2 各种宽带模拟信号编码的参数,图2-9 PCM 30/32路PCM高次群复用概况,2.2 数字交换原理,数字交换（digital switching）是将数字化了的话音信号从一个时隙（例如分配给A用户的时隙）搬
6、到另一个时隙（例如分配给B用户的时隙）上去，从而达到传送话音信号的目的。数字交换的最大特点就是“时隙交换”。,2.2.1 时隙交换的基本概念,图2-10 30 话路交换的随机存储器,在同一条PCM复用线内进行时隙交换，对于3032路PCM的一次群来说，最多只能提供30个话路时隙。数字交换机给每个用户分配一个固定时隙，因此，要在任意两个用户(两个不同时隙)间进行数字交换。数字交换网络需具有两种基本功能： (1)在一条复用线上进行不同时隙的交换功能； (2)在不同复用线之间进行同一时隙的交换功能，分别由T型时分接线器和S型时分接线器所完成。通过对T型接线器和S型接线器进行不同的组合，提供不同容量的
7、交换网络。,图2-11 数字信息间的交换,2.2.2 T型接线器和S型接线器,利用随机存储器原理来完成时隙交换功能的设备称为数字交换网络。在程控数字交换系统中的数字交换网络基本上有两类： T接线器、S接线器。,1T 接线器,T型时分接线器（Time Switch）又称时间型接线器，简称T接线器。它由话音存储器（Speech Memory，SM）和控制存储器（Control Memory，CM）两部分组成，其功能是进行时隙交换，完成同一母线不同时隙的信息交换,T型接线器的工作方式有输出控制和输入控制两种。 输出控制方式，即顺序写入，控制读出，如图2-13（a）所示。话音存储器的写入顺序是按时钟计
8、数器状态变化进行的，因此，PCM入线上各时隙信号按时钟顺序依次写入SM的存储单元。话音存储器的读出地址由控制存储器CM的值所指定，即当时钟到规定的时隙时，读取控制存储器内容；再根据CM给出的SM地址，读出SM内指定地址单元的信息，送至出线相应时隙。,（1）时分接线器的工作原理,对于时分接线器不论是顺序写入，还是控制写入，都是将PCM的每个输入时隙中的信号对应存入语音存储器的一个存储单元，这意味着由空间位置的划分来实现时隙交换，所以，时分接线器是按空分方式工作的。 目前时分接线器中的存储器一般采用高速的随机存取存储器，所交换的时隙数高达512、1 024，甚至4 096个时隙。,(2)集中(扩散
9、)式T型数字网络,T型数字交换网络可以构成集中式，即出时隙数小于入时隙数；也可以构成扩散式，即出时隙数大于人时隙数。这两种交换网络通常用于数字交换机的用户级中。,对于时间接线器，应注意3点。 时间接线器的控制存储器是由控制单元写入数据的。 话音存储器需要在一个时隙内完成一次读操作和一次写操作，控制存储器也要在一个时隙内至少完成一次读操作(如果控制单元向控制存储器写数据，那么控制存储器必须在一个时隙内完成一次读操作和一次写操作)，所以构成时间接线器的话音存储器与控制存储器的访问速度必须能满足在一个时隙内各完成一次读写操作。,经过时间接线器交换的信息存在着时延，时延最好的情况是入复用线上第i个时隙
10、的信息要交换到出复用线第i个时隙；时延最坏的情况是入复用线上第i个时隙的信息要交换到出复用线上第i1个时隙，那么从入复用线上来的第i个时隙的信息将会存储在话音存储器中，直到下一帧第i1个隙到来时，才从出复用线上输出，其时延为n1个时隙的时间(n为1帧的时隙数)。,（3）T接线器的工作原理 读出控制方式,读出控制方式的T接线器是顺序写入控制读出的，如图2-16所示，它的话音存储器SM的写入是在定时脉冲控制下顺序写入，其读出是受控制存储器的控制读出的。,图2-16 读出控制方式的T接线器,写入控制方式,T接线器采用写入控制方式时，如图2-17所示，它的话音存储器SM的写入受控制存储器控制，它的读出
11、则是在定时脉冲的控制下顺序读出。,图2-17 写入控制方式的T接线器,(4)T接线器的电路组成,时分接线器的交换容量主要取决于组成该接线器的存储器容量和速度，多以8端或16端PCM交换来构成一个交换单元，每一条PCM线称HW（Highway）。 图2-18是8端脉码输入的T接线器方框图，由复用器、话音存储器（SM）、控制存储器（CM）和分路器所组成。,图2-18 8端输入的T接线器,2S 接线器,S型时分接线器(space switch)又称空间型接线器，简称S接线器。其功能是完成“空间交换”，即在许多根入线中选择一根接通出线，但是要在入线和出线的某一时隙内接通。,（1）S型接线器的基本组成,
12、S型接线器由mn交叉点矩阵和控制存储器组成。在每条入线i和出线j之间都有一个交叉点Kij，当某个交叉点在控制存储器控制下接通时，相应的入线即可与相应的出线相连，但必须建立在一定时隙的基础上。,（2）S型接线器的工作原理,根据控制存储器是控制输出线上交叉接点闭合还是控制输入线上交叉接点的闭合，可分为输出控制方式和输入控制方式两种。,空间接线器不管工作在哪种方式下，都具有两个特点。 只完成空间交换，不进行时隙交换，即完成输入复用线与输出复用线相同时隙内信息的空间交换。 空间接线器按时分方式工作。空间交换单元的输入线和输出线都是时分复用线，交叉点矩阵的各个开关均按照复用时隙而高速接通和闭合，因而它按
13、照时分方式工作。,3集中与扩展,如果为每个用户固定一个时隙信道再把包含n个时隙信道的总线接到一个nn的交换网络上实现交换，虽可行但不够经济，因为每个用户线的话务量很小，同一时刻会有多数信道处于空闲状态，从而使交换网络使用效率下降。为此，在系统设计时，可通过计算和实际调查确定忙时可能同时出现的通话对数m作为分配时隙信道的依据，这样就可以先把n个用户线，通过一个nm交换网络收敛到m个时隙信道上，然后通过一个mm的交换网络进行交换，最后再通过一个mn的交换网络扩散到n条用户线。,(1)集中级,(2)分配级,(3)扩展级,集中级和扩展级，在实际的程控交换系统中，一般置于用户级(机框或模块)内，例如，将
14、n个用户机框的输出总线物理地复连起来便可实现n倍的集中比，这样做虽然服务等级在特殊情况下降低了，但换取的是设备数量的大大减少。而分配级即为由上述T、S接线器构成的数字交换网络。,2.3 数字交换网络,交换网络又称接续网络，是数字电话交换系统的交换核心，其主要功能是把它所连接的时分数字话路成对地连接起来，建立所需要的接续。,231 T-T型二级时分交换网络,T-T型二级数字交换网络是由输出T型接线器和输入T型接线器组成。图225所示的交换网络有8个输入T接线器和8个输出T接线器(p8)。每个T接线器的话音存储器都有256个存储单元，控制存储器也有256个存储单元。输入T接线器接8条PCM输入线，
15、即有8端脉码输入。输出T接线器也接8条PCM输出线，即有8端脉码输出。故在此例中是有64端脉码进行交换。,图2-25 T-T型交换网络,这种交换网络是有阻塞的，随着网络的扩大，阻塞越来越大，网络容量减小，又会使中间链路的速率提高，故这种T-T型时分接续网络很少使用。,232 T-T-T型三级时分交换网络,图2-26是T-T-T型三级时分数字交换网络，它是由输入TA级，中间TC级和输出TB级三级组成。T接线器的容量均采用256个单元话音存储器和控制存储器，TA级和TC级是采用读出控制方式，TB级是采用写入控制方式。各级都有16个T接线器，每个TA接线器都接8条PCM输入线，每个TB接线器都接8条
16、PCM输出线。所以这个网络可进行128端脉码交换。每个T接线器都配有复用器(SP)和分路器(PS)。,图2-26 T-T-T型三级时分交换网络,2.3.3 TST型交换网络,一般单个T接线器的交换容量较小，而S接线器往往很少单独使用。无论是T接线器还是S接线器都不足以组成实用的时分接续网络。大型数字交换机的交换网络往往由T和S接线器组合而成，形成例如TST、TSST、TTT、等等各种组合。不同交换机其组合方式不尽相同。 TST交换网络是三级交换网络，两侧为时分接线器，中间的一级为空分接线器，如图2-27所示。,图2-27 TST交换网络,TST交换网络内部时隙的选择采用反相法有如下的好处： (1)在AB方向找到空闲时隙时，也就决定了BA方向的内部时隙，减少了空闲时隙测选工作。 (2)对于正向路由，相应的输入T级和输出T级分别只使用了控制存储器的上半部分，而对于反向路由，输入T级和输出T级只分别使用了相应控制存储器的下半部分。因此，输入T级和输出T级其对应的控制存储器CM可以合并，即由一个控制存储器
