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1、第四章 程控数字交换机的接口与外设程控数字交换机的接口由于存在传输信号与交换信号的匹配问题，因此用户线以及中继线的信号一般不能直接进入数字交换网络，他们必须经过相应的接口进行交换。根据程控数字交换机所连接的设备，其接口可分为用户线测接口（用户接口）和中继线测接口（中继接口）两大类，二者又有模拟和数字之分。模拟用户接口在程控数字交换机中，模拟用户接口又叫Z接口，包括Z1、Z2、Z3接口。其中， Z1接口用于连接单个用户的用户线； Z2、Z3接口用于连接模拟远端集线器和模拟PABX(用户交换机）。1.模拟用户接口的功能交换机接口电路的设计不仅要考虑它所直接连接的传输系统的特性，还应考虑传输系统另一
2、端所连接的通信设备的特性。模拟用户接口的设计与它所连接的话机以及连接话机的传输线的性能有关。CCITT为模拟用户接口规定了7项功能，这7项功能用英文名称的缩写表示为BORSCHT,他们的含义如下：B馈电；O过压保护；R振铃；S监视； C编、译码；H混合；T测试。馈电馈电l l每个用户电路都向用户话机提供通话直流。每个用户电路都向用户话机提供通话直流。每个用户电路都向用户话机提供通话直流。每个用户电路都向用户话机提供通话直流。l l电感线圈对音频信号呈高阻抗，对直流馈电电流电感线圈对音频信号呈高阻抗，对直流馈电电流电感线圈对音频信号呈高阻抗，对直流馈电电流电感线圈对音频信号呈高阻抗，对直流馈电电
3、流呈低阻抗。呈低阻抗。呈低阻抗。呈低阻抗。l l馈电电压馈电电压馈电电压馈电电压-48V-48V或或或或-60V-60V。-48v过压保护过压保护l l防止从用户线进来的高压损坏交换机。防止从用户线进来的高压损坏交换机。防止从用户线进来的高压损坏交换机。防止从用户线进来的高压损坏交换机。l l二次保护：二次保护：二次保护：二次保护：一次保护是在用户线入局的总配线架上一次保护是在用户线入局的总配线架上一次保护是在用户线入局的总配线架上一次保护是在用户线入局的总配线架上安装保安器（放电管）；安装保安器（放电管）；安装保安器（放电管）；安装保安器（放电管）；二次保护即过压保护。二次保护即过压保护。二
4、次保护即过压保护。二次保护即过压保护。l l要求：要求：要求：要求：保证用户内线电压为负压。保证用户内线电压为负压。保证用户内线电压为负压。保证用户内线电压为负压。-48v-48v用户外线RR钳位法：当输入低于钳位法：当输入低于钳位法：当输入低于钳位法：当输入低于-48V-48V，二极管导通，钳位在，二极管导通，钳位在，二极管导通，钳位在，二极管导通，钳位在- 48V- 48V内。内。内。内。R R可采用热敏电阻，电流大时，阻值高，自行烧毁。可采用热敏电阻，电流大时，阻值高，自行烧毁。可采用热敏电阻，电流大时，阻值高，自行烧毁。可采用热敏电阻，电流大时，阻值高，自行烧毁。用户内线振铃控制振铃控
5、制l l振铃电压要求：振铃电压要求：90V90V90V90V +/-15V +/-15V +/-15V +/-15V，25Hz25Hz25Hz25Hz的正弦波的正弦波的正弦波的正弦波l l由于振铃电压较高，不允许从用户电路中通过，由于振铃电压较高，不允许从用户电路中通过，可能会损坏交换机。故单独向用户话机提供。可能会损坏交换机。故单独向用户话机提供。l l振铃信号由铃流发生器产生，振铃节奏为振铃信号由铃流发生器产生，振铃节奏为1S1S通，通，4S4S断，由微处理机发出振铃控制信息，启动继电断，由微处理机发出振铃控制信息，启动继电器动作。器动作。l l当被叫摘机，交换系统立刻测出用户直流环路电当
6、被叫摘机，交换系统立刻测出用户直流环路电流变化，振铃开关送出截铃信号，停止铃振。流变化，振铃开关送出截铃信号，停止铃振。R振铃开关振铃控制信息用户线截铃信号监视监视l l作用：作用：作用：作用：检测用户话机摘挂机状态和拨号脉冲数字检测用户话机摘挂机状态和拨号脉冲数字检测用户话机摘挂机状态和拨号脉冲数字检测用户话机摘挂机状态和拨号脉冲数字l l原理：原理：原理：原理：通过监视用户线直流电流来监视用户线回通过监视用户线直流电流来监视用户线回通过监视用户线直流电流来监视用户线回通过监视用户线直流电流来监视用户线回路的通路的通路的通路的通/ / / /断状态，从而检测各种用户状态。断状态，从而检测各种
7、用户状态。断状态，从而检测各种用户状态。断状态，从而检测各种用户状态。l l用户挂机：用户挂机：用户挂机：用户挂机：直流环路断开，馈电电流为零直流环路断开，馈电电流为零直流环路断开，馈电电流为零直流环路断开，馈电电流为零；l l用户摘机：用户摘机：用户摘机：用户摘机：直流环路接通，直流环路接通，直流环路接通，直流环路接通，直流电流直流电流直流电流直流电流20MA20MA20MA20MA以上。以上。以上。以上。l l用户状态：用户状态：l l用户话机摘、挂机状态用户话机摘、挂机状态l l号盘话机发生的拨号脉冲（现大多采用音频话机，则号盘话机发生的拨号脉冲（现大多采用音频话机，则需用专门收号器。）
8、需用专门收号器。）l l投币话机的输入信号，一般为脉冲拨号投币话机的输入信号，一般为脉冲拨号l l用户通话时的话路状态（挂机监视）用户通话时的话路状态（挂机监视）编译码和滤波编译码和滤波l l作用：作用：作用：作用：完成模拟信号和数字信号间的转换，目前完成模拟信号和数字信号间的转换，目前完成模拟信号和数字信号间的转换，目前完成模拟信号和数字信号间的转换，目前常用单路编译码器。常用单路编译码器。常用单路编译码器。常用单路编译码器。l l编码器：编码器：编码器：编码器：输出为输出为输出为输出为PCMPCMPCMPCM信号。信号。信号。信号。l l滤波：滤波：滤波：滤波：为减小抽样时的混叠失真、及为
9、减小抽样时的混叠失真、及为减小抽样时的混叠失真、及为减小抽样时的混叠失真、及50Hz50Hz50Hz50Hz电源的电源的电源的电源的干扰影响，模拟话音在抽样前先滤波，将干扰影响，模拟话音在抽样前先滤波，将干扰影响，模拟话音在抽样前先滤波，将干扰影响，模拟话音在抽样前先滤波，将50Hz50Hz50Hz50Hz电电电电源干扰和源干扰和源干扰和源干扰和3400Hz3400Hz3400Hz3400Hz以上的频率成份信号滤掉。以上的频率成份信号滤掉。以上的频率成份信号滤掉。以上的频率成份信号滤掉。l l目前编码器，解码器，滤波器三种功能集成在一目前编码器，解码器，滤波器三种功能集成在一目前编码器，解码器
10、，滤波器三种功能集成在一目前编码器，解码器，滤波器三种功能集成在一个芯片上。如个芯片上。如个芯片上。如个芯片上。如intel 2914,mc 145503intel 2914,mc 145503芯片芯片芯片芯片混合电路混合电路l l作用：作用：作用：作用：实现二线到四线的转换。实现二线到四线的转换。实现二线到四线的转换。实现二线到四线的转换。l l用户话机的模拟信号：用户话机的模拟信号：用户话机的模拟信号：用户话机的模拟信号：二线双向传送二线双向传送二线双向传送二线双向传送。l lPCMPCM数字信号：数字信号：数字信号：数字信号：四线单向传送四线单向传送四线单向传送四线单向传送。l l现一般
11、采用集成电路实现。现一般采用集成电路实现。现一般采用集成电路实现。现一般采用集成电路实现。l l要求：要求：要求：要求：不能产生回音。不能产生回音。不能产生回音。不能产生回音。发收用户线测试测试l l作用：作用：作用：作用：对用户线进行测试。对用户线进行测试。对用户线进行测试。对用户线进行测试。用于故障检测，如混用于故障检测，如混用于故障检测，如混用于故障检测，如混线、断线、接地、元器件损坏等。线、断线、接地、元器件损坏等。线、断线、接地、元器件损坏等。线、断线、接地、元器件损坏等。l l方法：方法：方法：方法：由测试开关将用户线接至测试设备。一般由测试开关将用户线接至测试设备。一般由测试开关
12、将用户线接至测试设备。一般由测试开关将用户线接至测试设备。一般测试设备有专门软件完成测试工作（自动）。测试设备有专门软件完成测试工作（自动）。测试设备有专门软件完成测试工作（自动）。测试设备有专门软件完成测试工作（自动）。数字用户接口（V接口）数字用户终端与交换网络之间的接口，包括数字电话接口、数字数据接口、数字传真接口、结合话音与图像通信的可视电话接口、结合话音与数据传输的2B+D接口等。V1接口连接用户终端；V2接口连接数字远端模块；V3接口连接PABX的30B+D接口；V4接口连接多个2B+D的终端，支持ISDN接入；V5接口支持nE1(n2048kb/s)的接入网。V5接口包括接口和接
13、口。对于接口来说，n=1;对于接口来说，1n16.1.数字用户接口的功能1）馈电电路当数字用户终端本身不具有工作电源时，数字用户接口的馈电与模拟用户接口相似。当数字用户终端本身具有工作电源时，数字用户接口可免去馈电电路。2）过压保护和测试电路与模拟用户接口相似3）振铃电路数字电话机内通常装有电子铃发生器，因此，数字用户接口不设计振铃电路。4）编/译码电路由于数字用户终端和数字交换网络运行的都是数字信号，因此数字用户接口不需要进行模/数转换，同样免去了编/译码电路。5）收/发器数字用户接口的收/发器有两个作用：一个是实现用户环线传输信号与交换机内工作信号之间的交换和匹配；另一个是实现数字信号的双
14、向传输。6）信令插入在呼叫建立阶段和消息传输阶段，往往需要发送各种信令。信令的插入一般是利用时分复用技术在专门的信道中进行的。于是信令的插入与分离便是信令和消息的时分复接和分接的过程。7）多路调制和解调交换网络以64kb/s的数字信道为一个接续单元，而用户环线的传输速率根据数字终端的不同可能高于或低于64kb/s,这就要求在数字用户接口与交换网络之间插入一个速率匹配电路，将环线速率高于64kb/s的信号分离成若干条64kb/s的信道，或将若干低于64kb/s的信号复接成一条64kb/s的信道。8）回波消除实现二线数字传输的一种有效方法。9)扰码和去扰码在数字信号中，常常要利用扰码来实现信号加密
15、。就是在发送序列中加入一个伪随机序列，以破坏传送数据中可能出现的全1、全0或某种周期重复的数据；在接收端使用去扰码器去除伪随机序列，恢复提取用户原来发送的实际数据。10）均衡实际的传输信道不可能具有理想的频率特性，可能会引起传输信号的码间干扰，从而影响信号的正确接收。为此，需要对信道的频率特性进行补偿，其补偿的方法称为均衡。2.2B+D接口用户环线的标准数字传输速率为144kb/s。2BD意思是，在一对用户线的物理通路上，双向同时提供2个64Kbps的B信道和一个16Kbps的D信道。BBearerChannel，承载信道DDemandChannel，指令（信令）信道2BD是通俗的提法。正式的
16、名称是BRA,BRIBasicRateAccess,BasicRateInterface。同样，30B+D则是在物理物理通路上，双向同时提供30个64Kbps的B信道和一个64Kbps的D信道。也称PRA，PRIPrimaryRateAccess，PrimaryRateInterface。模拟中继接口（c接口）模拟中继接口电路与模拟用户接口电路的区别：模拟中继接口电路少了振铃控制和对用户馈电的功能，但多了一个中继线忙/闲指示功能，同时把对用户线状态的监视变为了对中继线路信号的监视。对于用户接口只需要单向检测话机的直流通断状态，而中继接口除了需要检测来自对端的监视信号外，还必须将本端的监视信令插
17、入到传输信道中以供对端检测。数字中继接口数字中继线与交换网络之间的接口电路。数字中继接口电路包括A接口和B接口。其中A接口速率为2048kb/s，它的帧结构和传输特性符合32路PCM要求；B接口是PCM二次群接口，速率为8448kb/s。数字中继接口由收/发电路、同步电路、信令的插入电路和报警控制电路组成。码型变换码型变换时钟提取时钟提取帧同步帧同步帧定位帧定位信号控制信号控制码型变换码型变换帧定位帧定位信号插入信号插入复帧定位复帧定位信号插入信号插入收发HDB3NRZ2M时钟0011011TS1TS31TS16TS0HDB3NRZTS16交换网络数字中继器功能框图数字中继器功能框图l l时钟
18、提取时钟提取：从信码（从信码（PCMPCM码）中提取时钟信码）中提取时钟信号。号。l l帧同步：帧同步：找到帧定位码组和帧对告码。找到帧定位码组和帧对告码。l l帧定位：帧定位：确定确定TS0TS0时隙。时隙。l l信号控制信号控制：控制控制数字交换局间信令的提取。数字交换局间信令的提取。l l复帧定位信号插入：复帧定位信号插入：插入复帧定位码组和插入复帧定位码组和复帧对告码。复帧对告码。l l帧定位信号插入：帧定位信号插入：插入帧定位码组和帧对插入帧定位码组和帧对告码。告码。各部分作用各部分作用1）收/发电路完成PCM线路码（HDB3码）和机内码（NRZ码）的变换。2）同步电路包括帧同步信号
19、的提取和帧同步信号的插入。3）信令的插入与提取电路信令是不进入数字交换网络进行交换的，因此数字中继接口应在TS16时完成信令的提取与插入。4）报警控制电路接收来自帧同步字检测电路的信号，对滑码的次数进行计数。当滑码的次数超过一定限度时，报警电路应向控制系统发出“失步”的告警信号。用户模块与远端用户模块 一般情况下，用户的平均话务量非常低，如果每个用户都在交换网中占一条信道，势必造成网络资源的浪费。若把用户的话务量按2：1（两个用户的话务量共享一条交换网络信道）、4：1或8：1集中处理。便可以达到提高交换网络利用率的效果。2.远端用户模块 当一个程控交换机的服务范围很广时，为了缩短用户环线的距离
20、，常常在远端用户的密集之处设置一个远端用户模块，以实现用户级的远程化。远端用户模块与前面叙述的用户模块的本质是一样的，只是他们与母局之间的连接距离不一样。用户模块放置在母局，不需要中继线连接，其主要功能是提高数字交换网络的利用率。 远端用户模块放置在远端，与母局之间的连接需要经过适当的接口和中继线传输系统。它的主要功能是提高数字交换网络和线路的利用率。程控数字交换机的外设包括外置存储器、维护与操作终端和计费系统外置存储器磁盘或磁带机，用于加载和转存数据为节省内存空间，程控数字交换机的一些不常使用的程序可存储在外置存储器中，仅在需要时读入内存。维护与操作终端 简称维护台或维护终端，它与交换机的关
21、系是“后台”与“前台”的关系。“后台”指与维护操作系统的软件或设备，而“前台”是与交换机相关的软件或设备。维护与操作终端一般采用PC机，通过RS-232接口与程控交换机的维护I/O接口连接。维护与操作终端具有OAM(运行、管理、维护）和话务服务等功能。OAM功能的主要目的是为维护人员提供一个有效的运行、管理和维护交换机系统的平台。1.运行是程控交换机系统提供给维护人员访问交换机软件，进行人机对话的命令方式。人机对话分两个步骤进行：登陆和命令操作。2.管理系统配置管理、硬件的逻辑关系或地址管理、用户接口管理、用户业务等级管理、用户中继权限管理、中继接口管理、中继路由管理、话务量管理、计费管理。3.维护意义是及时发现并在不停机的情况下排除偶然出现的个别故障，防止故障积累造成系统服务等级的下降或系统停运。包括系统测试和故障处理系统测试：硬件和软件测试故障处理：监视、定位和排除计费系统 通信设备的投资需要通过收取一定的服务费用得到补偿，因此计费系统就成了通信系统中不可或缺的组成部分。一个合理可靠的计费系统是保证通信设备的投资得到适时回收，系统得以正常维护运行和良好运行的重要条件。1.投资与回收阶段的划分2.通信设备费用的划分与计算3.计费方式4.计算机计费系统的组成5.计费方式中的相关参数
