数字交换和数字交换网络

1、2.1 数字交换原理数字交换原理2.2 t型时分接线器型时分接线器2.3 s型时分接线器型时分接线器2.4 多级时分交换网络多级时分交换网络2.5 阻塞的概念与计算阻塞的概念与计算22.11.1 1 数字交换数字交换程控数字交换机的根本任务是通过数程控数字交换机的根本任务是通过数字交换来实现任意两个用户之间的语音交字交换来实现任意两个用户之间的语音交换，即在这两个用户之间建立一条数字话换，即在这两个用户之间建立一条数字话音通道。音通道。最简单的数字交换方法是给这两个要最简单的数字交换方法是给这两个要求通话的用户之间分配一个公共时隙（时求通话的用户之间分配一个公共时隙（时分通路），两个用户的模拟

2、话音信号经数分通路），两个用户的模拟话音信号经数字化后都进入这个特定的时隙（字化后都进入这个特定的时隙（time slot，ts），这就是动态分配时隙的方法。），这就是动态分配时隙的方法。22.11.2 2 时隙交换原理时隙交换原理时序开关时序开关k入入和和k出出每秒旋转每秒旋转8000周，周，每周所需时间是每周所需时间是125 s。在在ts1时隙时，时隙时，k入入和和k出出分别与接点分别与接点1#入入和和2#出出相连，即相连，即k入入和和1#存储单元相连，存储单元相连，k出出与与2#存储单元输出相连，此时在存储单元输出相连，此时在ts1时时隙里传送来的隙里传送来的a话音信息就存入话音存储器话

3、音信息就存入话音存储器的的1#单元，而话音存储器的单元，而话音存储器的2#单元内存放单元内存放的的b话音信息就在此时通过话音信息就在此时通过k出出的的1#接点送接点送出，也就是输出端在出，也就是输出端在ts1时隙送出时隙送出b话音信话音信息给息给ts1用户。用户。22.11.3 3 数字交换网络数字交换网络2.2 t型时分接线器型时分接线器22.22.1 1 t接线器的基本组成接线器的基本组成t型时分接线器（型时分接线器（time switch）又称）又称时间型接线器，简称时间型接线器，简称t接线器。它由话音接线器。它由话音存储器（存储器（speech memory，sm）和控制存）和控制存储

4、器（储器（control memory，cm）两部分组）两部分组成，其功能是进行时隙交换，完成同一母成，其功能是进行时隙交换，完成同一母线不同时隙的信息交换，即把某一时分复线不同时隙的信息交换，即把某一时分复用线中的某一时隙的信息交换至另一时隙。用线中的某一时隙的信息交换至另一时隙。话音存储器（话音存储器（sm）用于暂存经过）用于暂存经过pcm编码的数字化话音信息，由随机存取编码的数字化话音信息，由随机存取存储器（存储器（random access memory，ram）构成。构成。控制存储器（控制存储器（cm）也由）也由ram构成，构成，用于控制话音存储器信息的写入或读出。用于控制话音存储器

5、信息的写入或读出。话音存储器存储的是话音信息，控制话音存储器存储的是话音信息，控制存储器存储的是话音存储器的地址。存储器存储的是话音存储器的地址。22.22.2 2 t接线器的工作原理接线器的工作原理一、读出控制方式一、读出控制方式读出控制方式的读出控制方式的t接线器是顺序写入接线器是顺序写入控制读出的，如图控制读出的，如图2.3所示，它的话音存储所示，它的话音存储器器sm的写入是在定时脉冲控制下顺序写入，的写入是在定时脉冲控制下顺序写入，其读出是受控制存储器的控制读出的。其读出是受控制存储器的控制读出的。ts0ts1ts2abcts8bacts1ts8ts15acb0123831018153

6、1812cmsm定时脉冲a4a0rw图图2.3 读出控制方式的读出控制方式的t接线器接线器话音存储器中每个存储单元内存入的话音存储器中每个存储单元内存入的是发话人的话音信息编码，通常是是发话人的话音信息编码，通常是8位编码。位编码。t接线器的工作是在中央处理机的控接线器的工作是在中央处理机的控制下进行。当中央处理机得知用户的要求制下进行。当中央处理机得知用户的要求（拨号号码）后，首先通过用户的忙闲表，（拨号号码）后，首先通过用户的忙闲表，查被叫是否空闲，若空闲，就置忙，占用查被叫是否空闲，若空闲，就置忙，占用这条链路。中央处理机这条链路。中央处理机cpu根据用户要求，根据用户要求，向控制存储器

7、发出向控制存储器发出“写写”命令，将控制信命令，将控制信息写入控制存储器。息写入控制存储器。用户用户b的回话信息的回话信息b如何传送，也要由如何传送，也要由中央处理机控制，向控制存储器下达中央处理机控制，向控制存储器下达“写写”命令，令其在命令，令其在1#单元中写入单元中写入“8”。二、写入控制方式二、写入控制方式t接线器采用写入控制方式时，如图接线器采用写入控制方式时，如图2.4所示，它的话音存储器所示，它的话音存储器sm的写入受控的写入受控制存储器控制，它的读出则是在定时脉冲制存储器控制，它的读出则是在定时脉冲的控制下顺序读出。的控制下顺序读出。ts0ts1ts2abcts8bacts1t

8、s8ts15bac01831sm018318151cmw定时脉冲a4a0r152图图2.4 写入控制方式的写入控制方式的t接线器接线器当中央处理机（当中央处理机（central processing unit，cpu）得知用户要求后，即向控制）得知用户要求后，即向控制存储器下存储器下“写写”令，命令在控制存储器的令，命令在控制存储器的1#单元写入单元写入“8”，在，在8#单元写入单元写入“1”。22.22.3 3 t接线器的电路组成接线器的电路组成时分接线器的交换容量主要取决于组时分接线器的交换容量主要取决于组成该接线器的存储器容量和速度，多以成该接线器的存储器容量和速度，多以8端端或或16端

9、端pcm交换来构成一个交换单元，每交换来构成一个交换单元，每一条一条pcm线称线称hw（highway）。）。图图2.5是是8端脉码输入的端脉码输入的t接线器方框接线器方框图，由复用器、话音存储器（图，由复用器、话音存储器（sm）、控制）、控制存储器（存储器（cm）和分路器所组成。）和分路器所组成。ts0ts1ts0ts1ts0ts1hw1hw0hw7hw0hw1hw70255cmsm0255a7a0复用器分路器图图2.5 8端输入的端输入的t接线器接线器一、复用器一、复用器复用器的基本功能是串复用器的基本功能是串/并变换和并路并变换和并路复用。其目的是减低数据传输速率，便于复用。其目的是减低

10、数据传输速率，便于半导体存储器件的存储和取出操作；尽可半导体存储器件的存储和取出操作；尽可能利用半导体器件的高速特性，使在每条能利用半导体器件的高速特性，使在每条数字通道中能够传送更多的信息，提高数数字通道中能够传送更多的信息，提高数字通道的利用率。字通道的利用率。1串行码和并行码串行码和并行码如图如图2.7（a）所示，串行码是指各时）所示，串行码是指各时隙内的隙内的8位码位码d0d7是按时间的顺序依次排是按时间的顺序依次排列。列。如图如图2.7（b）所示，并行码是指各时隙内）所示，并行码是指各时隙内的的8位码位码d0，d1，d7分别同时出现在分别同时出现在8条线上。条线上。ts0ts1hw7

11、hw1hw0输 入d6d7d5d3d2d1d4d0d6d7d5d3d2d1d4d0ts0ts1d7d1d0输 出hw6hw7hw5hw3hw2hw1hw4hw0hw6hw7hw5hw3hw2hw1hw4hw0（a）串行码（b）并行码图图2.7 8端脉码输入的串行码和并行码端脉码输入的串行码和并行码每一端的脉码传输速率是每一端的脉码传输速率是2.048mbit/s，若若8端端pcm脉码输入以串行传输时，其传脉码输入以串行传输时，其传输速率将达到输速率将达到16.384mbit/s，若，若16端输入时，端输入时，其传输速率将达到其传输速率将达到32.768mbit/s，这样高的，这样高的传输速率会

12、带来许多问题。传输速率会带来许多问题。2控制时序控制时序8端端pcm脉码输入的脉码输入的256个时隙排列方个时隙排列方式应是式应是hw0的的ts0，hw1的的ts0，hw2的的 ts0，hw7的的ts0；hw0的的ts1，hw1的的ts1，hw2的的ts1，hw7的的ts1等等。等等。3串串/并变换并变换在图在图2.6所示的复用器中，每一条所示的复用器中，每一条hw接一个移位寄存器，移位寄存器的输入端接一个移位寄存器，移位寄存器的输入端为一条线，线上传输的是为一条线，线上传输的是32个时隙的串行个时隙的串行码。码。4并路复用并路复用在图在图2.6所示的复用器中，所示的复用器中，8选选1的电子的

13、电子选择器的功能是把选择器的功能是把8个个hw的并行码按一定的并行码按一定的次序进行排列，一个一个地送出。的次序进行排列，一个一个地送出。二、分路器二、分路器分路器由锁存器和移位寄存器组成，分路器由锁存器和移位寄存器组成，如图如图2.9所示。其功能与复用器正好相反，所示。其功能与复用器正好相反，完成并完成并/串变换和分路输出功能。串变换和分路输出功能。 锁 存 器 (0) 移位寄存器(0) hw0 hw0 d0 d7 td0cp 锁 存 器 (7) 移位寄存器(0) hw7 hw7 d0 d7 td7cp td0cp cp s s d0 d7 hw0 hw7 输入 输出 图图 2.9 分路器的

14、构成框图分路器的构成框图三、话音存储器三、话音存储器话音存储器由话音存储器由ram组成，是暂存话组成，是暂存话音信息编码的存储设备。图音信息编码的存储设备。图2.10所示为读所示为读出控制方式的话音存储器的原理方框图。出控制方式的话音存储器的原理方框图。话音存储器的写入受定时脉冲控制（顺序话音存储器的写入受定时脉冲控制（顺序写入），读出是由控制存储器读出数据写入），读出是由控制存储器读出数据b0b7控制进行。控制进行。 写入控制 读出控制 定时脉冲 a0 a1 a7 b0 b1 b7 来自控制存储器 a0 a1 a7 di0 di1 di7 do0 do1 do7 输入数据 由串/并变换电路来

15、 至并/串变换电路输出数据 话音存储器 r/w ram 2561 ram 2561 ram 2561 图图 2.10 读出控制方式的话音存储器读出控制方式的话音存储器四、控制存储器四、控制存储器控制存储器是由控制存储器是由ram、锁存器、比、锁存器、比较器和读写控制器组成，图较器和读写控制器组成，图2.11所示为具所示为具有有256个存储单元的控制存储器，所以由个存储单元的控制存储器，所以由8个二进制数据码个二进制数据码a0a7分别表示分别表示256个单元个单元地址。地址。a0a7是定时脉冲。是定时脉冲。s型时分接线器是空间型接线器型时分接线器是空间型接线器(space switch)，其功能

16、是完成，其功能是完成“空间交换空间交换”。即。即在一根入线中，可以选择任何一根出线与在一根入线中，可以选择任何一根出线与之连通。之连通。22.33.1 1 s型接线器的基本组型接线器的基本组成成s型接线器由型接线器由mn交叉点矩阵和控制交叉点矩阵和控制存储器组成。在每条入线存储器组成。在每条入线i和出线和出线j之间都有之间都有一个交叉点一个交叉点kij，当某个交叉点在控制存储，当某个交叉点在控制存储器控制下接通时，相应的入线即可与相应器控制下接通时，相应的入线即可与相应的出线相连，但必须建立在一定时隙的基的出线相连，但必须建立在一定时隙的基础上。础上。22.33.2 2 s型接线器的工作原型接

17、线器的工作原理理根据控制存储器是控制输出线上交叉根据控制存储器是控制输出线上交叉接点闭合还是控制输入线上交叉接点的闭接点闭合还是控制输入线上交叉接点的闭合，可分为输出控制方式和输入控制方式合，可分为输出控制方式和输入控制方式两种。两种。一、输出控制方式一、输出控制方式图图2.13所示为所示为88 s型时分接线器的型时分接线器的组成方框图。组成方框图。 a a hw0 hw1 hw7 ts2 ts2 hw0 hw1 hw7 cm0 cm1 cm7 0 1 2 31 0 图图 2.13 输出控制方式的输出控制方式的88 s 接线器接线器二、输入控制方式二、输入控制方式输入控制方式的输入控制方式的s

18、型时分接线器，每型时分接线器，每条输入线上都配有一个控制存储器，控制条输入线上都配有一个控制存储器，控制该输入线与输出线的所有交叉接点。该输入线与输出线的所有交叉接点。22.44.1 1 t-s-t型时分交换网型时分交换网络络一、读一、读写方式的写方式的t-s-t网络网络t-s-t交换网络是由输入级交换网络是由输入级t接线器接线器（ta）和输出级）和输出级t接线器（接线器（tb），中间接），中间接有有s型时分接线器组成。型时分接线器组成。1奇偶关系奇偶关系2相差半帧的关系相差半帧的关系反相法反相法二、写二、写读方式的读方式的t-s-t交换网络交换网络三、三、t-s-t交换网络的分析交换网络的分

19、析1输入级输入级t接线器和输出级接线器和输出级t接线器接线器的安排的安排从原理上讲，输入从原理上讲，输入t级和输出级和输出t级采用级采用何种控制方式都是可以的，但是从控制的何种控制方式都是可以的，但是从控制的方便，以及维护管理的角度出发，还是有方便，以及维护管理的角度出发，还是有讨论的必要。讨论的必要。2控制存储器的合用控制存储器的合用由于输入由于输入t级和输出级和输出t级采用了不同的级采用了不同的控制方式，故它们的存储器可以合用。控制方式，故它们的存储器可以合用。（1）读）读写方式的合用写方式的合用从图从图2.15可以看出，可以看出，cma0和和cmb0两两个控制存储器，一个是在个控制存储器

20、，一个是在2#单元里存单元里存24#地地址，一个是在址，一个是在130#单元里存单元里存24#地址，这说地址，这说明两者合用后，只要在相差半帧（或相差明两者合用后，只要在相差半帧（或相差一个时隙）的单元地址里写入同样的话音一个时隙）的单元地址里写入同样的话音在在sm的存放地址就可以了。的存放地址就可以了。（2）写）写读方式的合用读方式的合用从图从图2.16可以看出，可以看出，cma0和和cmb0占占用的单元地址是相同的，都是用的单元地址是相同的，都是24#单元，只单元，只是单元里存放的话音存储器的地址相差半是单元里存放的话音存储器的地址相差半帧。帧。22.44.2 2 s-t-s型时分交换网型时分交换网络络s-t-s三