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1、第三章 程控数字交换机的 硬件系统,3.1 程控数字交换机硬件的基本结构 3.2 数字交换原理和数字交换网络 3.3 数字程控交换机的终端与接口 3.4 控制系统的一般结构,3.1 程控数字交换机硬件的基本结构 程控交换机是电话交换网的核心设备,其主要功能是完成用户之间的接续。 3.1.1 采用分级控制方式的交换机的硬件基本结构 采用分级控制方式的交换机的硬件基本结构如图3-1所示。 数字交换网络 用户模块 远端用户模块 中继模块 信令设备 控制系统,图3-1 采用分级控制方式交换机的硬件的基本结构,3.1.2 全分散控制方式交换机的基本结构图,3-2 S1240交换机的基本结构,（1）模拟用
2、户模块（ASM） （2）数字中继模块（DTM） （3）ISDN用户模块（ISM） （4）ISDN中继模块（ITM） （5）服务电路模块（SCM） （6）ISDN远端用户单元接口模块（IRIM） （7）高性能公共信道信令模块（HCCM） （8）外设与装载模块（P&L） （9）时钟与信号音模块（CTM） （10）辅助控制单元模块（ACE）,3.1.3 基于容量分担的分散控制方式的交换机的基本结构 基于容量分担的分散控制方式的交换机主要由交换模块（SM）、通信模块（CM）和管理模块（AM）三部分组成。 1交换模块 交换模块（SM）主要完成交换和控制功能，并提供用户线和局间中继线的接口电路。,图3-3
3、 基于容量分担的分散控制方式交换机的基本结构,2通信模块 通信模块（CM）的主要功能是完成管理模块（AM）与交换模块（SM）之间、各交换模块之间的连接与通信，它还完成管理模块（AM）与交换模块（SM）之间的呼叫处理和管理信息的传送，同时完成各交换模块之间的功能话音时隙交换。 3管理模块 管理模块（AM）用来完成呼叫处理的支援功能（包括系统范围内的维护访问、诊断、控制和调度、软件恢复和初始化、故障检测和恢复等，这些都是集中控制的），同时完成管理功能，提供访问软件的外接数据链路和磁盘存储器。,3.2 数字交换原理和数字交换网络 3.2.1 语音信号数字化和时分多路通信 1语音信号的数字化 语音信号
4、的数字化要经过抽样、量化和编码三个步骤。 （1）抽样,图3-4 模拟信号的抽样,（2）量化,图3-5 压扩法基本原理图,（3）编码,2时分多路通信 时分多路通信常用的复用方式有频分复用和时分复用两种。它们分别按频率和时间划分信道。,图3-6 频分复用和时分复用方式,PCM通信是典型的时分复用多路通信系统，基本原理图如图3-7所示。,图3-7 PCM通信的基本原理,3.2.2 数字交换的基本概念和基本接线器 1数字交换的基本概念,图3-8 数字交换机中两用户通话经数字交换网络连接的简化示意图,2时间（T）接线器 （1）T接线器的基本功能 （2）T接线器的基本组成,图3-9 T接线器的结构,（3）
5、T接线器的工作方式和工作原理 输出控制方式 输入控制方式,图3-10 时间（T）接线器的工作原理图,3空间（S）接线器 （1）S接线器的基本功能 （2）S接线器的基本组成,图3-11 S接线器的组成结构,（3）两种控制方式和控制原理,图3-12 输出控制方式下工作的S接线器的工作原理,3.2.3 复用和分路、串并和并串变换,图3-13 8/l复用和串并变换,3.2.4 数字交换网络 1TST数字交换网络 （1）TST数字交换网络的结构,图3-16 典型的TST交换网络的结构,（2）TST交换网络的工作原理,图3-17 TST网络的工作原理,（3）TST网络的初、次级T接线器共用控制存储器的问题
6、 2T接线器集成电路芯片、单T级和TTT交换网络 （1）T接线器集成电路芯片,图3-18 256256时隙交换的T接线器的芯片结构原理,（2）T单元的扩展 容量扩展后所需T单元的数量k的值是按照扩展倍数的平方增长的。即,k,图3-19 T单元的扩展,（3）TTT型交换网络,图3-20 TTT三级交换网络的结构,3时空结合的交换单元（T/S） （1）DSE的基本功能和组成,图3-21 DSE的基本结构,（2）DSE的工作原理,图3-22 DSE交换示例,图3-23 DSE工作原理,3.2.5 交换网络的阻塞计算 1话务基础知识 （1）话务量 呼叫发生强度与平均占用时长的乘积，就是单位时间内的话务
7、量，称为话务量强度，简称为话务量，通常用爱尔兰（Erl）为单位。用公式表示为 AS A为话务量强度，为呼叫发生强度，S为平均占用时长。,（2）占用概率分布,2数字交换网络的空分等效 （1）T接线器的空分等效,图3-24 T接线器的空分等效,（2）S接线器的空分等效,图3-25 S接线器的空分等效,3无阻塞网络 （1）单级无阻塞网络 单级的nn网络显然是无任何内部阻塞的交换网络。 Yn2 （2）三级CLOS无阻塞网络,图3-26 三级CLOS网络的结构,3.3 数字程控交换机的终端与接口 数字程控交换机的终端与接口主要包括用户模块、中继器和信令设备。 1用户模块的基本结构 用户电路：与模拟用户线
8、的接口。 用户级交换网络：由一级T接线器组成，完成话务量的集中和扩散。 用户处理机：完成对用户电路、用户级T接线器的控制及呼叫处理的低层控制。 2模拟用户电路,图3-27 用户模块的基本结构,（1）馈电,图3-28 用户馈电原理图,（2）过压保护,图3-29 过压保护电路,（3）振铃控制,图3-30 振铃控制电路,（4）监视 监视功能通过用户直流回路的通断来判定用户线回路的接通和断开状态。,图3-31 用户线监视,（5）编译码和滤波 编译码是两个相反方向上的转换。 （6）混合电路,图3-32 混合、编译码和滤波功能的示意图,（7）测试控制,图3-33 测试功能的示意图,图3-34 模拟用户接口
9、电路的总体框图,3用户话务的集中和扩散 3.3.2 中继器 中继器是数字程控交换机与其他交换机的接口。 1模拟中继器 模拟中继器的功能框图如图3-35所示。,图3-35 模拟中继器的功能框图,2数字中继器 数字中继器是程控交换机和局间数字中继线的接口电路，它的入出端都是数字信号。 数字中继器的主要功能有： 码型变换和反变换 时钟提取 帧同步 复帧同步 信令的提取和插入,图3-36 数字中继器的功能框图,3.3.3 信令设备 信令设备的主要功能是接收和发送信令。程控数字交换机中主要信令设备有： 信号音发生器：用于产生各种类型的信号音，如忙音、拨号音、回铃音等。 DTMF接收器：用于接收用户话机发
10、出的DTMF信号。 多频信号发生器和多频信号接收器：用于发送和接收局间的MFC信号。 No.7信令终端：用于完成No.7信令的第二级功能。,1数字化信号音的产生 （1）拨号音（450 Hz的连续音）的产生 T lTfs0.028000160 （2）MFC的A1信号（1140 Hz1020 Hz的双音频）的产生 T,2数字音频信号的接收 （1）DTMF接收器,图3-37 DTMF接收器原理,（2）多频接收器 （3）No.7信令系统硬件的一般结构,图3-38 信令终端电路的一般结构,3.4 控制系统的一般结构 1微同步方式,图3-39 微同步方式的基本结构,2互助方式 3主备用方式 4Nm备用方式 3.4.2 处理机的控制结构 1分级控制方式 2全分散控制方式 3容量分担的分布控制方式,3.4.3 处理机之间的通信 1通过数字交换网络进行通信 （1）利用TS16进行通信 （2）通过数字交换网络的任一话音信道传送,2采用计算机网络常用的通信结构方式 （1）多总线结构 （2）环形结构 当分散的控制系统中的多处理机处于平级关系时，可以采用环形结构互连，每台处理机相当于环内的一个节点，和环通过环接口连接。 （3）以太网结构 以太网结构同令牌环一样，也是一种局域网多处理机的通信技术，但是其应用更加普遍。,图3-40 以太网结构,
