第三章电路交换技术及接口电路

1、 上一章我们介绍了交换网络，交换机上一章我们介绍了交换网络，交换机除了由交换网络提供交换所需的通路，还除了由交换网络提供交换所需的通路，还应有实现控制功能的控制部件及其它接口应有实现控制功能的控制部件及其它接口电路，本章即是介绍这些硬件。电路，本章即是介绍这些硬件。3.1 电路交换过程3.2 电路交换的接口电路 一 模拟用户线接口电路 二 数字中继电路3.3 控制系统主叫话机 交换机被叫话机 摘机拨号音 号码回铃音通话挂机振铃摘机通话催挂音挂机呼叫(阶段)消息传输释放(阶段)电路交换过程分三个阶段: 呼叫建立、消息传输和释放在呼叫建立和释放阶段用户线和中继线上传输的信号称信令，起联络控制作用，

2、在消息 传输阶段所传输的信号称消息。电路交换在呼叫处理方面的基本要求: 能随时发现呼叫的到来； 能接收并保存主叫发送的被叫号码； 能检测被叫的忙闲及是否存在空闲通路； 能向空闲的被叫用户振铃，建立通路； 能随时发现任何一方用户挂机； 前面谈到外围接口电路主要有用户电路、中继电路。 用户电路 模拟用户电路 数字用户电路 中继电路 模拟中继电路 数字中继电路 本节主要讲解模拟用户电路和数字中继电路。一 模拟用户线接口电路（Analog line circuit） 交换机与模拟用户线的接口 模拟用户线电路目前都是专用的集成电路，主要有七大功能：馈电、过压保护、振铃、监视、混合、编译码与滤波、测试。

3、扼流圈阻止交流的话音信号通过电源回路串路。还有电流馈电方式，通过恒流源馈电，无需电感线圈。-48V电压馈电式电路 过压保护过压保护：避免高压进入交换机内部而损坏交：避免高压进入交换机内部而损坏交 换机，设置了两极保护。换机，设置了两极保护。 第一级在总配线架上安放保安器第一级在总配线架上安放保安器 第二级在用户电路中设置二极管箝位电路第二级在用户电路中设置二极管箝位电路保安器可为热线圈或放电管，有高压时，保安器动作，保安器可为热线圈或放电管，有高压时，保安器动作，会引高压入地，但会引高压入地，但 保安器的输出电压仍可达上百伏，故保安器的输出电压仍可达上百伏，故需第二级保护。需第二级保护。箝位电

4、路将用户线箝位电路将用户线(a或或b)的电压箝位在的电压箝位在-48V0V之间。之间。 热敏电阻热敏电阻R起限流作用，起限流作用，R的阻值随电流增大而增大。的阻值随电流增大而增大。仅有第一级或第二级保护是不够的，需两级配合使用。仅有第一级或第二级保护是不够的，需两级配合使用。E(-48V)内线外线abRR3 振铃：振铃：提供振铃所需提供振铃所需25 50HZ，90V15V的的交流电压，发送铃流。交流电压，发送铃流。 过程：过程：控制系统发控制系统发“振铃控制振铃控制” 开关动作开关动作铃流经用户线送达用户话机铃流经用户线送达用户话机振铃振铃用户摘机用户摘机振铃电路产生振铃电路产生“截铃截铃”信

5、号信号控制系统停止控制系统停止“振振铃控制铃控制”信号信号开关释放开关释放 停止振铃停止振铃控制系统振铃电路S振铃控制用户线截铃原理图：通过用户线回路状态来监视用户状态 摘、挂机状态 用户状态 号盘话机的拨号脉冲 投币话机的输入信号用户线监视信号-V原理图实现用户线上的模拟信号与交换机内部实现用户线上的模拟信号与交换机内部的的PCM信号之间的转换。信号之间的转换。编码器译码器平滑模拟模拟3003400HZPCMPCM交换机侧用户侧 用户话机的模拟信号是二线双向 PCM数字信号在去话方向上要进行编码，在来话方向上要进行译码，必须采用四线制的单向传输。 当故障发生时，测试开关将用户内线与用户外线分

6、开，以测定故障是局内设备故障，还是局外设备故障。 模拟用户线电路的功能框见书，通过该框图了解各功能电路的位置(先后次序) 测试换极振铃过压保护 馈电，监视 混合滤波与编译码 模拟中继电路与模拟用户电路有许多相同的地方，同学们自己看是数字中继线和交换机的接口，主要实现码型变换、同步和信令控制三方面的功能。具体功能如下：1 码型变换 完成中继线上适于远距离传输的双极性的HDB3或AMI码与交换机内部单极性的NRZ码之间的相互转换。单极性双极性 NRZ HDB3(或AMI)远距离传输码型的特点： 便于时钟提取，具有内在的检错能力，具有良好的谱结构，便于线路均衡和回波抵消等。2 时钟提取：时钟提取：从

7、输入的从输入的PCM码流中提取对端局的码流中提取对端局的时钟频率，作为输入基准时钟，使时钟频率，作为输入基准时钟，使 收发频率一收发频率一致，又称位同步，不至于漏位或一位数据重复致，又称位同步，不至于漏位或一位数据重复接收。接收。时钟提取电路：时钟提取电路：锁相环，谐振回路，晶体滤波锁相环，谐振回路，晶体滤波01001011读出结果：读出结果：0010010011读出结果：读出结果：01000113 帧帧/复帧同步复帧同步帧同步：帧同步：使收、发两端各路时隙对齐，以便使收、发两端各路时隙对齐，以便 发端所发送的各路信息都能够被收发端所发送的各路信息都能够被收 端各路正确接收而不会错路。端各路正

8、确接收而不会错路。方法：方法：识别帧同步码识别帧同步码0011011复帧同步：复帧同步：使收、发两端一复帧中的帧与帧使收、发两端一复帧中的帧与帧 对齐，以便正确接收各路标志信对齐，以便正确接收各路标志信 号。号。方法：方法：识别复帧同步码识别复帧同步码0 0 0 1 1 0 1 1TS0TS1TS0TS1 将输入的将输入的PCM码流同步到本局时钟上码流同步到本局时钟上来（频率相位一致），以便进入本局交换来（频率相位一致），以便进入本局交换机流通。机流通。弹性存储器写入控制读出控制本局时钟及帧同步PCM出PCM入时钟提取及帧同步 检测：帧/复帧同步检测 误码检测 对端告警检测 告警处理：告警比特

9、插入 TS16中的标志信号的提取（收时）和插入（发时）数字中继电路的结构框图双/单码型变换帧定位信令提取时钟提取帧/复帧同步告警检测帧同步复帧同步指示信令告警控制帧/复帧同步及告警比特插入信令插入 信令码型变化单/双内部时钟 程控交换机中的控制系统实际上是一个多处理机系统，或计算机的局域网 ，没有必要讨论每台处理机的组成，这里只了解控制系统的结构方式。 控制系统的结构方式主要由控制系统的控制方式、处理机的分工方式来决定。 控制方式控制方式 集中控制集中控制 分散控制分散控制 分级控制分级控制 全分散控制全分散控制1 集中控制集中控制 处理机可以使用所有的资源，完成所有的处理机可以使用所有的资源

10、，完成所有的功能。功能。 特点：特点：灵活性差，经济性差（处理机复杂灵活性差，经济性差（处理机复杂 故贵），故贵）， 软件庞大，维护困难软件庞大，维护困难资源资源1资源资源2资源资源m处处理理机机 1处处理理机机 2处处理理机机 n功能功能1功能功能2功能功能f图：集中控制系统 控制系统中的每台处理机只能使用部分资源，完成部分功能。分级式多处理机系统 将控制功能分级，不同层次的控制功能由不同的处理机完成。 分布式（全分散）多处理机系统 取消了中央处理机，处理机遍布于每个功能模块，每个模块都具有通路选择和建立功能。设立辅助控制单元完成较高层次的呼叫处理和控制功能，如S-1240型数字交换机。 特

11、点：更好地使用硬件和软件的模块化，便于系统扩充，提高了系统的可靠性和灵活性。 话 路 设 备预处理机1用户处理机 呼叫处理机可有多台维护管理处理机 图：分级控制系统预处理机1预处理机1数字交换网络 DSN模拟用户模块S-1240型数字交换机数字用户模块ISDN用户模块服务电路模块公共信道模块模拟中继模块数字中继模块ISDN中继模块维护和外设模块话务员接口模块辅助控制单元按功能分担 如分级控制的不同级之间是按功能分担容量分担 完成的功能一样，使用的资源不一样，如分级控制的同级处理机之间可按容量分担。话务分担 各承担一部分话务，完成的功能一样，使用的资源也一样，如集中控制的处理机之间可按话务分担。

12、业务分担 按业务类别分担，实现的功能不一样，使用的资源也不一样，分布式控制即是采用业务分担 对交换机的控制系统的可靠性要求非常高，指标是累计间断时间3分钟/每年，为了提高控制系统的可靠性，采用冗余配置。 对于完成重要功能的处理机采用1+1冗余配置，不重要的则可采用(n+1)冗余配置(即n台处理机1台冗余)。 1+1的冗余配置有三种工作方式: 同步双工工作方式 双机 互助(话务分担) 主/备用方式1 同步双工工作方式（同时接收话路设备的输入信息，执行相同的指令） 两台处理机同步工作，执行结果进行比较，相同则继续。 两台处理机中只有一台处理机输出信息控制话路设备工作，如结果不一致，则中断正常业务，

13、各自启动检测程序，检测有故障的处理机退出服务，且应尽快修复，返回到工作系统中。 话 路 设 备处理机 A比较器处理机 存储器同步双工工作方式B特点（1）对硬件故障反应快，对软件故障没有容错能力（2）需不停进行同步复核，降低了处理机的效率。 话 路 设 备处理机 A比较器处理机 存储器同步双工工作方式B 话务工作由两台能独立承担该话务工作的处理机分担，一旦有一台处理机出现故障，就由另一台处理机承担全部的话务工作。故障处理机应尽快修复，返回到工作系统中。话话 路路 设设 备备处理机处理机处理机处理机 A处理机处理机 B禁禁止止设设备备存储存储器器A存储存储器器B 一旦某个话务工作被一台处理机接受处理，禁止设备就禁止另一台处理机再去处理该话务优点：(1)过负荷能力强。(2)对软件故障有容错能力。(3)调试新软件，扩充新设备时，可使一台服务，一台调试。缺点：为避免双机同抢资源，双机通信息较频繁，使软件较复杂，对硬件故障不如同步方式反应快。3 主/备方式 一台处理机联机工作，一台处理机备用，一旦主用机出现故障，进行主/备用设备切换。特点： 实现简单，主/备用切换时会产生延误或已有的连接中断。通信方式通信方式 利用利用PCM信道信道 利用利用TS16进行