电话通信系统的设计.ppt

组长 林平组员 罗水英张芬达吕善美林嘉卫林荣华 电话通信系统的设计 5号楼 程控数字交换机 2号楼 程控交换机基本工作流程示意图 拨号 用户在听到拨号音后 使用电话上的DTMF拨号器将要呼叫的电话号码通过用户电路传递给控制设备 这时控制设备通过接口单元控制交换网络将主叫用户与被叫用户的线路相连接 并通过用户电路向被叫用户发出振铃信号 同时主叫用户可以听到提示音 如果被叫用户如果处于空闲状态时 主叫用户听到的是等待音 如果被叫用户处于忙状态时 主叫用户将听到忙音 当线路连接成功后 程控交换机将关闭拨号音和收号器 摘机 当用户每次摘机或磁石电话用户振铃时 用户向程控交换机发出请求 这时由用户电路将检测到的信号呼叫给控制设备 控制设备通过接口单元用交换网络为用户分配一条线路 同时通过用户电路给用户发出拨号音并分配收号器 通话 当被叫用户听到振铃信号并摘机后 主叫用户和被叫用户的话音信道就搭建成功 双方可以使用这条信道进行语音通话或数据传输 如传真等 挂线当通话双方的任意一方挂线时 用户向程控交换机中的控制设备发出挂线信号 这时控制设备将控制交换网络断开通话双方的线路 并向未挂线的一方发出忙音信号 这标志着本次通话结束 一 电话通信系统的概述 电话通信网系统有三个组成部分 分别是用户终端设备 传输系统和交换设备 交换设备是系统中最关键的部分 系统由交换设备完成接续 使网上任一用户可与其他用户通信 程控交换机是数字电话网 移动电话网及综合业务数字网中的关键设备 交换机的基本功能是实现任意入线与任意出线之间的互连 及实现两个用户之间的信息交换 为此 交换机包括接口 交换网络和控制系统各部分 接口的作用是将来自不同终端或其他交换机的各种传输信号转成统一的交换机内部工作信号 并按信号的性质分别将信号传送给控制系统交换网络的任务是实现各入线 出线上信号的传递或连续 控制系统负责处理信号 按要求完成连接 并通过接口发送必要的信令 协调交换机的工作 二 程控交换机工作原理 程控交换机实质上是采用计算机进行 存储程序控制 的交换机 它将各种控制功能与方法编成程序 存入存储器 利用对外部状态的扫描数据和存储程序来控制 管理整个交换系统的工作 程控交换机控制设备的主体是微处理器 通常按其配置与控制工作方式的不同 可分为集中控制和分散控制两类两种 程控交换机基本工作流程 当用户在使用程控交换机网络中的电话时 每次通话都要分为 摘机 拨号 通话和挂线这四个步骤 下面介绍一下这四个步骤中程控交换机的工作流程 程控交换机基本工作流程示意图如图2所示 程控交换机的容量计算 2 1 背板带宽即背板的整个容量两块主控板1 1冗余备份 每块接口板高速总线分别练到两块组控板上的CROSSBAR 两条高速总线组成1 1冗余备份 每条总线由6对12条3 125Gbps的高速差分高速线组成 同时预留一倍高速总线用于交换容量翻倍 S8512的高速差分线的数量为2 2 交换容量即CPU的容量两块主控板1 1冗余备份 每块接口板高速总线分别练到两块组控板上的CROSSBAR 两条高速总线组成1 1冗余备份 每条总线由6对12条3 125Gbps的高速差分高速线组成 带宽37 5Gbps 有效带宽30Gbps 8B 10B编码 每块接口板带宽Gbps card 包转发即三层转发的容量包转发线速的衡量标准是以单位时间内发送64byte的数据包 最小包 的个数作为计算基准的 对于千兆以太网来说 计算方法如下 1 000 000 000bps 8bit 64 8 12 byte 1 488 095pps说明 当以太网帧为64byte时 需考虑8byte的帧头和12byte的帧间隙的固定开销 故一个线速的千兆以太网端口在转发64byte包时的包转发率为1 488Mpps 快速以太网的线速端口包转发率正好为千兆以太网的十分之一 为148 8kpps 对于万兆以太网 一个线速端口的包转发率14 88Mpps 对于千兆以太网 一个线速端口的包转发率1 488Mpps 对于快速以太网 一个线速端口的包转发率0 1488Mpps 对于OC 12的POS端口 一个线速端口的包转发率为1 17Mpps 对于OC 48的POS端口 一个线速端口的包转发率为468MppS 小区有多少户业主X每户电话数 交换机数 交换机容量 交换网络 交换网络的基本功能是根据用户的呼叫要求 通过控制部分的接续命令 建立主叫与被叫用户间的连接通路 在纵横制交换机中它采用各种机电式接线器 如纵横接线器 编码接线器 笛簧接线器等 在程控交换机中目前主要采用由电子开关阵列构成的空分交换网络 和由存储器等电路构成的时分接续网络 什么是多路复用技术 多路复用指的是复用信道 即是利用一个物理信道同时传输多个信号 以提高信道利用率 使得一条线路能同时由多个用户使用而互不影响 多路复用器连接许多条低速线路 并将它们各自所需的传输容量组合在一起后 在一条速度较高的线路上传输 也即低速线路在其远端合并 仅由一条较高速度的线路传输所有信息 而不是在一个发送端和接收端之间连接着许多低速线路 多路复用的优点是 仅需一条传输线路 所需介质较少 所用的传输介质的容量可以得到充分利用 从而降低了设备费用 提高了工作效率 而且用户不需要进行任何实际的修改 多路复用系统对用户是透明的 每个很远的地点都好像仍然直接接到总部所在地 同时 由于线路中用的缓冲部件较少 时间延迟较少 多路复用技术还可以分为空分复用技术 SDM 和时分复用技术 时分复用技术又分为频分复用技术 FDM 和时分复用技术 TDM 1 频分复用原理频分复用原理如图 2 时分复用原理时分复用 TDM 技术原理如图 普通电话机使用原理 简介 电话机设置在电话通信起点和终点的用户侧 是电话网的用户终端设备 现代的电话机能够方便地实现终端用户之间的呼叫和通话 是经过一百多年来许多人的研究和无数次的改进而形成的 尽管它们的式样千差万别 但一般都有如下 电话机设置在电话通信起点和终点的用户侧 是电话网的用户终端设备 尽管它们的式样千差万别 但一般都有如下基本功能 1 声电和电声转换功能 因为要进行快速的 远距离的通信 不能直接传送声音 而必须先把声音变成电信号 即以电作为载体 到对方后再把电信号还原成为声音 2 当主叫方拿起电话机时 交换机应有能知道 有人要打电话 的功能 以便交换机做好接续准备 3 发送拨号信号的功能 自动电话机正是通过发送拨号信号来指挥电话交换机的工作 并进而建立两个电话机之间的连接的 4 响铃的功能 即在对方来电话时 电话机能以铃声告诉主人 有人来电话了 5 和交换机之间的电接续功能 电话机中 实现这五大功能的部件依次是 送受话器 叉簧 拨号盘 或按键盘 电话铃和电话回路 送话器是一个装着碳粒的小盒子 小盒子的后面有一个固定电极 前面有个振动膜 称为振动电极 当你对着送话器讲话时 振动膜随声音的大小变化做幅度不等的振动 使碳粒时而压紧 电阻减小 进而放松 电阻增大 从而使流过两个电极之间的电流也跟着变化 就这样 声音的大小变化便被变成为适合在电路上进行传输的电信号的强弱变化了在我们打电话时 第一个动作便是 摘机 把送受话器从电话机上拿下来 这时 电话机上承载送受话器的部分 叫 叉簧 就会弹起来 使电话机与交换机之间的电路接通 如这时交换机的机线有空 便向电话机送去一个连续的 拨号音 受话器的主体是一个绕有线圈的永久磁铁 对方传来的话音电流在通过线圈时产生一个磁场 吸引磁铁前面的薄铁片产生振动 发出声音 振动的大小决定于流过线圈的电流的大小 这就是受话器为什么能把电信号还原成声音的简单道理 在我们打电话时 第一个动作便是 摘机 把送受话器从电话机上拿下来 这时 电话机上承载送受话器的部分 叫 叉簧 就会弹起来 使电话机与交换机之间的电路接通 如这时交换机的机线有空 便向电话机送去一个连续的 拨号音 电话机的拨号盘有旋转式的和按键式的 用它们拨号时 送出去的是直流脉冲或双音频信号 不管是哪一种信号 它们的作用都是控制电话局里的交换机 让它去完成主叫用户和被叫用户间的接续 如果被叫电话空闲 交换机便向它送出一个振铃电流 使对方的电话机响铃 主叫用户将听到一个 回铃音 如果对方电话没空 交换机便给主叫用户送出一个 嘟 嘟 嘟 的 忙音 五 用户电路 用户电路的作用是实现各种用户线与交换之间的连接 通常又称为用户线接口电路 SLIC 根据交换机制式和应用环境的不同 用户电路也有多种类型 对于程控数字交换机来说 目前主要有与模拟话机连接的模拟用户线电路 ALC 及与数字话机 数据终端 或终端适配器 连接的数字用户线电路 出入中继器 出入中继器是中继线与交换网络间的接口电路 用于交换机中继线的连接 它的功能和电路与所用的交换系统的制式及局间中继线信号方式有密切的关系 对模拟中继接口单元 ATU 其作用是实现模拟中继线与交换网络的接口 基本功能一般有 发送与接收表示中继线状态 如示闲 占用 应答 释放等 的线路信号 转发与接收代表被叫号码的记发器信号 向控制设备提供所接收的线路信号 控制设备 控制部分是程控交换机的核心 其主要任务是根据外部用户与内部维护管理的要求 执行存储程序和各种命令 以控制相应硬件实现交换及管理功能 程控交换机控制设备的主体是微处理器 通常按其配置与控制工作方式的不同 可分为集中控制和分散控制两类 为了更好的适应软硬件模块化的要求 提高处理能力及增强系统的灵活性与可靠性 目前程控交换系统的分散控制程度日趋提高 已广泛采用部分或完全分布式控制方式 工程估价 数字程控交换机 威而信可接20分