程控交换_数字交换原理_论文

数字交换原理数字交换原理 1 序言序言 从 1876 年美国人贝尔发明电话以来 电话通信经历了一百多年的发展历史 最 初的电话通信网基本是以传输和交换模拟信号为主的 20 世纪 60 年代以后 随 着数字通信和计算机技术的发展 电话通信进入了数字传输和数字交换时代 目 前 与数字电话网相关的技术已经十分成熟 并不再发展 但采用电路交换的数字 电话网仍然是提供实时电话业务的几倍手段 是电信运营商的重要收入来源 电 路交换和电话网奠定了电信网运营和管理的基础 对其他网系和下一代网络的发 展具有是很重要的借鉴意义 交换的基本功能是在任意的入线和出线之间建立连接 或者说是将入线上 的信息分发到出线上去 在交换系统中完成这一基本功能的部件就是交换网络 而交换网络又是由各种交换单元构成的 对于不同的交换系统具体要求不同 可采用的最佳交换网络就不同 相应的也就是可由不同交换单元构成 其中 S 接线器和 T 接线器是两种重要而典型的交换单元 2 时隙交换的概念时隙交换的概念 在数字程控交换机中 来自不同用户或模拟中继线的语音信号首先被转换 为数字信号 并被复用到不同的 PCM 复用线上 然后接入内部数字交换网络 为实现不同用户之间的通话 数字交换网络必须完成不同复用线之间不同时隙 的交换 即将数字交换网络某条输入复用线上某个时隙的内容交换到制定输出 复用线上的指定时隙 时隙交换的简化示意图如下 有一条 PCM 复用线进入数字交换网络 该 复用线上有 32 个时隙 输入时隙 TS2 中的信息 A 在时隙 TS4 中出现 输入时 隙 TS4 中的信息 B 在时隙 TS2 中出现 即 PCM 输入复用线上某一时隙的信息 经过交换网络后被转移到了 PCM 输出复用线上的另一时隙 如果 PCM 输入复 用线上的任一时隙的信息可以在 PCM 输出复用线上任一时隙输出 即成为时 隙交换 TS31 TS4 TS2 TS0 TS31 TS4 TS2 TS0 PCM 输入复用线 PCM 输出复用线 时隙交换示意图 大容量的交换机 接入到数字交换网络上的 PCM 输入复用线和输出复用 线不止一条 这就必须实现任一输入复用线与输出复用线之间的时隙交换 下图中 表示第一条 PCM 复用线中 TS1 的信息 A 交换到了第 n 条 PCM 复用线的 TS1 第 n 条 PCM 复用线中 TS22 的信息 B 交换到了第 1 条 PCM 复 用线的 TS16 PCM1 TS1 TS16 PCM1 数字交换网络 PCMn TS22 TS1 PCMn 输入复用线 输出复用线 复用线之间的时隙交换示意图 数字交换网络的功能是完成时隙交换 即完成任意 PCM 复用线上任意时隙之间的信 息交换 在具体实现时应具备以下两种基本功能 在同一条复用线进行各之间的交换功能 在不同复用线之间进行同一时隙的交换功能 这两种基本的交换功能分别由不同的数字接线器实现 一种是时间接线器 T 接线器 另一种是空间接线器 S 接线器 S 接线器和 T 接线器是交换系统中两种重要而典型的交换单元 S 接线器 用来完成对传送同步时分复用信号的不同复用线之间的交换功能 T 接线器用 来完成在一条复用线上时隙交换的基本功能 本文分析了二者结构的不同 工 作原理上的差异 从而 S 接线器和 T 接线器分别符合不同交换系统的要求 再 BA数字交换网络AB AB AB 组成相应的交换网络 3 时间接线器时间接线器 时间接线器 Time Switch 又称为时间交换单元 简称 T 接线器 功能是完 成一条 PCM 复用线上各时隙之间信息的交换 时间接线器主要由信息存储器 IM 和控制存储器 CM 组成 信息存 储器用来暂时存储交换的脉码信息 故又称 缓冲存储器 控制存储器用来寄 存脉码信息的时隙地址 故又称 地址存储器 T 接线器中信息存储器的存储单元数由 PCM 输入复用线每帧的时隙数决定 IM 中每个存储单元的位数则取决于每个时隙中所含的码位数 如下图所示 PCM 复用线每帧有 32 个时隙 则 IM 容量应为 32 个单元 每一时隙有 8 位码 则 IM 每一存储单元至少要存 8 位码 TS4 TS2 TS4 TS2 T 接线器的组成和工作原理 T 接线器的工作方式有两种 一种是 顺序写入 控制读出 方式 另一种是 控制 信息存储 器 IM 控制存储 器 CM 写入 顺序读出 方式 顺序写入和顺序读出中的 顺序 是指按照信息存储 器地址的顺序 可由时钟脉冲来控制 而控制读出课控制写入的 控制 是指 按控制存储器中已经规定的内容来控制信息存储器的读出或写入 T 接线器工作原理接线器工作原理 如上图所示 T 接线器的输入线和输出线各为一条有 32 个时隙的 PCM 复 用线 如果占用 TS2 第 2 个时隙 的用户要和占用 TS4 的用户通话 在 A 讲 话时 就应把 TS2 的语音脉码信息交换到 TS4 中去 在时钟脉冲控制下 当 TS2 时刻到来时 吧 TS2 中的语音脉码信息写入 IM 内地址为 2 的内存单元内 由于此 T 接线器的读出是受 CM 控制的 当 TS4 时刻到来时 从 CM 中读出地 址为 4 的单元的内容 2 以这个 2 位地址去控制读出 IM 内地址是 2 的单元中的语音脉码信息 这样就完成了把 TS2 中的语音信息交换到 TS4 中去 的任务 由于 PCM 通信采用四线通信 即发送和接收分开 因此数字交换式四线 交换 在 B 用户讲话 A 用户收听时 就要把 TS4 中的语音脉冲信息交换到 TS2 中去 这一过程与上述相似 即在 TS4 时刻到来时 把 TS4 中的脉码信息写入 IM 的地址为 4 的内存单元 并在 CM 控制下的下一帧的 TS2 时刻 读出这一 脉码信息 对于时间接线器 不论是顺序写入还是控制写入 都是将 PCM 复用线上 的每个输入时隙内的信码对应存入 IM 的一个存储单元 其实质是由空间位置 的划分来实现时隙交换的 所以时间接线器可以看做是按空分方式工作的 4 空间接线器空间接线器 空间接线器 Space Switch 又称为空间交换单元 简称 S 接线器 其作用 是完成不同 PCM 复用线之间同一时隙的信码交换 如下图所示 S 接线器由交叉接点矩阵和控制存储器组成 图中表示 2 2 的交叉接点矩阵 有 2 条输入复用线和 2 条输出复用线 控 制存储器的作用是对交叉接点矩阵进行控制 控制方式有一下两种 输入控制方式 它按输入复用线来配置 CM 即每一条输入复用线有一个 CM 由这个 CM 来决定该输入 PCM 线上各时隙的信码 要交换到哪一条输出 PCM 复用线上去 输出控制方式 它按输出 PCM 复用线来配置 CM 即每一条输出复用线有 一个 CM 由这个 CM 决定哪条输入 PCM 线上哪个时隙的信码 要交换到这条 输出 PCM 复用线上来 S 接线器工作原理接线器工作原理 设输入 PCM0 的 TS1 中的信码要交换到输出 PCM1 中去 当时隙 1 时刻到来 时 在 CM0 的控制下 交叉点 01 闭合 使输入 PCM0 的 TS1 的信码直接转 送至输出 PCM1 中去 同理 把 PCM1 的 TS14 的信码 在时隙 14 时由 CM1 控制 10 交叉点闭合 送至 PCM0 的 TS14 中去 因此 S 接线器能完成不同的 PCM 复用线间的信码交换 但是在交换中其信码所在的时隙位置不变 即它只 能完成同时隙内的信码交换 故 S 接线器不能单独使用 交叉接点矩阵 输入 01 10 输出 PCM0 TS1TS14 PCM0 PCM1 TS14 TS1 PCM1 0 1 控制存储器 14 31 CM0 CM1 a 输入控制方式 交叉接点矩阵 输入 01 10 输出 PCM0 1 2 PCM0 PCM1 PCM1 0 1 14 控制存储器 31 CM0 CM1 b 输出控制方式 在图 a 中 假定 PCM0 的 TS0 TS2 TS4 时隙中信码需要交换到 输出 PCM1 的 TS0 TS2 TS4 时隙中去 则在 CM0 的控制下 交叉点 01 在一帧内就要闭合 打开若干次 因此在数字交换中的空间接线器的交叉点是 以时分方式工作的 这与空分接线器的工作方式不同 5 总结总结 T 接线器是以空间位置的划分来实现时隙交换 而 S 接线器却以时