电路交换技术

1、会计学1电路交换技术电路交换技术 线路利用率低 使用不方便 安装维护困难 能完成任意两个用户之间的通话接续，即具有任意性。在同一时间内，能使若干对用户同时通话且互不干扰。 终端设备 传输设备 交换设备 信令协议、标准 电话交换技术发展概况人工电话交换史端乔步进制交换机纵横制交换机电子式交换机空分程序控制交换机程控数字交换机1878人工接续磁石交换机共电交换机18911889史端乔发明自动电话交换机机械直接控制、可靠性差、寿命低1938自动接续机械间接控制体积庞大耗电量大1965话路空分传输模拟信号程序控制1970话路时分传输数字信号程序控制22. 1889年美国人史端乔发明自动电话交换机获得专

2、利，1909年德国西门子公司对史端乔式交换机进行重大改进，制成西门子式交换机，到1927年基本完善，成为步进制交换机的基型。l两种选择器:旋转型和上升旋转型选择器.l自动选择器组成：线弧、弧刷和上升旋转机构.l旋转型选择器:三个弧刷接abc入线，三排接点接abc出线，加断续电流控制旋转电磁铁。l上升旋转型选择器：弧刷接abc入线固定在上升齿条，衔铁吸动，弧刷上升，线弧每组十层，接abc出线。图3图4l步进制交换机的接续特点:用户在交换网络上连接位置与电话号码有关.话路系统和控制系统混合在一起.滑动接触,机件磨损大,噪音高,维护不便.3. 1919年纵横制交换机l集中控制方式,话路系统和控制系统

3、分开.l控制系统采用记发器和标志器.记发器收号译码,标志器进行忙闲测试和选择路由,驱动接线器接续.l话路采用多级纵横接线器；例：1010型接线器。组成：10个纵棒电磁铁，10个横棒电磁铁，100副簧片，每副abc三副动、静簧片。静片入线，动簧片出线。控制：横棒选择某排接点，纵棒推动接点闭合。图6图74 .模拟程控交换系统（电子式交换机）:交换网络空分接续,控制系统使用电子器件.l1965年美国第一部空分程控交换机.用程序控制交换网络的接续.l话路网采用笛簧、铁簧、剩簧及小型纵横接线器等电磁元件。模拟程控交换系统：美国的1ESS、2ESS、3ESS和1EAX，国际电话电报公司ITT的梅特康特型。

4、5.程控数字交换年代l1970年法国第一部程控数字交换机.交换系统采用时分复用技术.l产品：贝尔电话设备制造公司的S1240，AT&T公司的4ESS和5ESS，爱立信的AXE10，西门子的EWSD，1980年北方电讯的DMS100是最早的全数字市话交换机。1982年BTM的S1240是最早的基于功能分担的分布式控制。l我国：1982年引入F150，1983年引入S1240，电信一所“六五”三年投入400余人年研制“DS-2000程控数字交换机”和“七五”期间投入400余人年“DS-30中大容量市话程控数字市话交换机”。l上海贝尔电话设备制造公司，是上海与法国阿尔卡特的合资公司，1240

5、机生产线。l北京国际交换系统有限公司(BISC)，是北京与德国西门子的合资公司，主要生产EWSD局用数字程控交换机。l天津日电电子通信工业有限公司，是天津与日本NEC的合资公司，主要生产NEAX61局用数字程控交换机。1991年12月，解放军信息工程学院与邮电工业总公司联合开发HJD04万门数字程控交换机研制成功。巨龙通信设备有限责任公司生产。大唐电信集团开发出SP30大型程控交换机。1995年11月，中兴通讯自行研制的ZXJ10大容量局用数字程控交换机。1996年，华为推出了容量10万门的CC08型机。一机双网在一个交换机上实现铁通公网和铁路专网并行运用。1995年，原电子工业部第五十四研究

6、所和华中科技大学联合研制开发的EIM601大容量局用数字交换机，组建的金鹏开始挂牌生产。截止2006年末，电话用户已达到8.3亿户，互联网用户已达到1.37亿，通电话的行政村已达到98.85%，有24个省份实现了100%行政村通电话。我国电信网络规模、交换机总容量和电话用户数均已居世界第一位。 使用对象： 局用交换机和用户交换机呼叫接续：人工接续交换机和自动接续交换机信号： 模拟交换机和数字交换机工作方式：空分交换机和时分交换机控制器结构：集中控制、分级控制和全分散控制 图11空分示意图 每个用户线上都装有一个电子开关,许多用户都接在一条公共通话线上.按控制方式来分类 _集中控制、分级控制和全

7、分散控制图12图13图14交换点可由金属接点或电子接点来组成。图9图10模拟用户线接口：模拟电话用户间接续与信息交换；数字用户线接口：完成数字话机间接续与信息交换；模拟用户线接口和modem：完成数据终端间数据通信；配置硬软件：提供诸多专门的应用功能；话务台：用户分机的呼叫转接、号码查询、故障受理等服务业务。维护终端：对程控交换系统或网络的配置以及对各类参数数据、话务统计、计费系统等的管理与维护。 业务功能p控制功能p交换功能p接口功能p信令功能p公共服务功能p运行管理功能p维护诊断功能p计费功能 分机功能p来电显示p缩位拨号p热线服务p呼叫转移p恶意跟踪p会议电话p免打扰2.2 数字交换网络

8、脉冲编码调制（PCM）模型1. 采样 2. 量化1235t7/2输出波的幅度D01/2 3/2 5/29/2输 入 波 的 幅 度(量 化 的 基 本 原 理 )41235t7/2输出波的幅度D01/2 3/2 5/29/2输 入 波 的 幅 度(量 化 的 基 本 原 理 )41235t7/2输出波的幅度D01/2 3/2 5/29/2输 入 波 的 幅 度(量 化 的 基 本 原 理 )1235t7/2输出波的幅度D01/2 3/2 5/29/2输 入 波 的 幅 度(量 化 的 基 本 原 理 )t7/2输出波的幅度D01/2 3/2 5/29/2输 入 波 的 幅 度(量 化 的 基

9、本 原 理 )4均匀量化非均匀量化：压缩律均匀量化ln(1x)yln(1) 律：0 x 1 A律：Ax10 x1ln xAy1ln(Ax)1x11ln xAPCM信号样值D1D2D7D8D4D5D6D3极性码“1”+“0”-段落码段内码幅度码PCM码位安排PCM信号样值PCM信号样值PCM信号样值D1D2D7D8D4D5D6D3极性码“1”+“0”-段落码段内码幅度码PCM码位安排D1D2D7D8D4D5D6D3极性码“1”+“0”-段落码段内码幅度码PCM码位安排极性码“1”+“0”-段落码段内码幅度码PCM码位安排极性码：确定样值极性。幅度码：确定样值的大小。段落码：将13折线分为16个不

10、等的段（非均匀量化）。段内码：将16个段的每段再平均分为16段（均匀量化）。 3. 编码l将量化后信号转变为二进制数字信号- PCM信号。4. 再生译码和重建传输信道总带宽划分成若干个子频带，每一个子频带传输一路信号。将信道的传输时间划分成若干时隙，各路信号轮流在自己的时隙内独占信道传输。FDM与TDM的区别与联系 5. 1时隙传 8 bit 6. 1帧传 832 = 256 bit 7. PCM 30/32路制式码率： 2568000 = 2.048Mb/saf=0:主叫摘机,af=1:挂机; bf=0:正常,bf=1:故障; cf=0:话务员强拆,cf=1:未强拆;ab=0:被叫摘机,ab

11、=1:挂机; bb=0:示闲,bb=1:占用; cb=0:话务员回振铃,cb=1:未回振铃; ITU-T(CCITT)建议的数字TDM等级结构， 是我国和欧洲大部分国家所采用的标准。 第 一 级复 用130第 二 级复 用2.048 Mb / s14第 三 级复 用14第 四 级复 用14第 五 级复 用1464 kb / s8.448 Mb / s 34.368 Mb / s139.264 Mb / s565.148 Mb / sITU-T建议的数字TDM等级结构四次群以上采用同步数字系列STM-1速率155.52Mbit/s, STM-4 622.08Mbit/s, STM-16 2488

12、.32Mb/s.群路等级群路等级速率速率/kbit/s码型码型PCM基群基群2048（30路）路）HDB3PCM二次群二次群8448（120路）路）HDB3PCM三次群三次群34 368（480路）路）HDB3PCM四次群四次群139 264（1920路）路） CMI数字中继线常用接口码型主叫用户被叫用户或中继接口接线器全利用度线束12151 50 51100部分利用度线束12151 50 5110067PC MPC M编 码解 码平 衡 网 络 测 试 开 关 振 铃 开 关 过 压 保 护 馈电 监视 混 合 电 路图2.2 用户电路的功能框图一、模拟用户电路用户电路（Subscriber

13、 Line Circuit，SLC）应具有七大功能。模拟用户接口电容的特性：“隔直流，通交流” 电感的特性：“隔交流，通直流”限制在-48V和地之间混合电路：功能：二四线转换发端对收端无回路电流；消除收端对发端的来话电流；工作原理：使用平衡网络使混合电路对用户线的阻抗平衡匹配,使四线侧的发送端与接收端之间有很大的衰减. 差动放大器驱动功放l可实现对用户线的测试，及时检测出混线、断线、接地等问题。分外线测试和内线测试。l外线测试是通过继电器触点断开外线与接口电路的连接，将外线接至测试设备，由软件程序控制测试线路及用户终端的状态和相关参数；l内线测试是通过继电器触点将接口电路接至一个模仿用户终端的

14、测试设备上，通过测试软件控制一个完整的通话应答，检测接口电路的相关动作和参数。 2、 U接口:网络终端到话局之间的ISDN用户线采用二线制市话电缆的接口设备.二线制的用户线上进行数字信号的双向传输:1）时间分割复用法(Time Division Multiplex):将时间分成两段,分别传送两个方向的信息.A端数字信号缓存器大于两倍线路传送速率以突发形式B端B端接收大于两倍线路传送速率以突发形式 A端2）回波消除法(Echo Cancellation):交换机与二线制数字用户线连接，采用二四变换原因：数字信号的频率宽和信号强，发送的信号回串到接收端的近端串扰电平就很高。原理：从发送端送来的信号

15、通过混合电路回串到接受端的回波信号e回与发送端经过回波复制网络送至接收端的信号e 幅度相等、相位相反,互相抵消.数字用户电路接口功能框图l路由寻找和为B和D选择路由.l对每条线路进行单独测试维护和特殊保护.l回声抑制过压保护扰码去扰码馈电及故障检测.1.竞争：发D信息前,从E收到一定1,确定D空闲.2.用户发一D到网络终端,终端回答E重复表示无误.3.F与前一个0同极性,L与F反极性,与其后0同极性. 数字中继接口p 用户模块：集线器：话务量的集中。p 远端模块：用户级的远程化。与母局的连接须经过适当接口和中继线传输。提高了交换网络的利用率和线路利用率。l信号部件1.信号音发生器:忙音、拨号音

16、、回铃音等。2.DTMF接收与识别；3.局间随路信令，多频互控信号收发：用于发送和接收局间的MFC信号。4.局间共路信令：7号信令终端，用于完成7号信令的第二级功能。SMU 号用户时隙号上行通道输出母线 120CH送至数字交换网络0127LCMU0127SMU0R用户群 00127SMU15R用户群 15话存输出复接存储内容 用户级T接线器复用示意图SMU:话音存储器，LCMU:用户级控制存储器。一个LCMU按集中比161，可控制16个SMU。控制存储器的单元数为128个单元，每个单元地址对应输出母线的一个时隙。下行通道， T接线器采用写入控制方式地址对应输入母线。每个单元内容对应一个用户时隙

17、2.3.2控制系统由CPU、内存储器、输入输出设备组成。存储器一般可划分为两个区域：数据存储器和程序存储器。数据存储器分两类：1.永久数据和半永久数据：系统硬件配置、电话号码、路由设置；2.动态数据：线路状态、呼叫处理中的大量动态数据。 4 话务量和爱尔兰公式 话务量：反映了电话负荷的大小，与呼叫强度和呼叫保持时间有关。呼叫强度是单位时间内发生的呼叫次数，呼叫保持时间也就是占用时间。 单位时间内的话务量等于使用相同时间单位的呼叫强度与呼叫保持时间之乘积，其单位为爱尔兰（ Erlang）。 例：呼叫强度=1800次/小时 呼叫保持时间=（1/60）小时/次 话务量=1800次/小时 X （1/6

18、0）小时/次=30 Erl 话务量：一个源在单位时间内所产生的平均呼叫次数C和每次呼叫平均占用时间t的乘积。l表明用户占用交换网络和交换机键程度的叫做“话务量”。用公式表示：ACtA话务量C呼叫次数t每次呼叫的平均占用时间1.设一个源在2小时共发生4次呼叫，各次呼叫持续时间依次为600S、100S、900S和200S，计算话务量多少erl。解:话务量：600S+100S+900S+200S=1800S=0.5小时话务量=0.5/2=0.25erl忙时、忙时呼叫和忙时话务量5.呼叫处理能力：以忙时试呼叫次数表示，表明控制部件对呼叫的处理能力BHCA（Busy Hour Call Attempts

19、）。这是一个评价交换系统的设计水平和服务能力的一个重要指标。如:75万次.时）（试呼次数每次呼叫平均占用时长入中继线数线）兰入中继线话务量（爱尔每次呼叫平均占用时长用户数用户）用户话务量（爱尔兰/ /BHCA7 .计费方式：a.本地通话计费 b.国内长途计费 c.国际长途计费1MTBF1MTTRtetR)(tetM1)(MTTRMTBFMTBFA(6)可靠度和维修度l可靠度是时间的函数，用R(t)表示。在时刻t的可靠度为(7)可用度和不可用度对维修系统来说，l在规定时间和规定条件下完成功能的概率叫做“可用度”或“有效度”，记做A。l在时刻t的维修度为l和可用度相对应的是“不可用度”或“失效率”

20、。在考虑系统的维修率因素时，在规定时间内和规定条件下丧失规定功能的概率，记做U.1 AU平时备用机不接收电话外设送来的输入数据，不做任何处理，当收到主机发来的倒换请求信号后，才开始接收数据，进行处理。主、备用机共用一个存储器，平时都接收并保留电话外设送来的数据，但备用机不做处理工作。当备用机收到主用机的倒换请求时，备用机进入处理状态。处理机B处理机A话 路 设 备图3.25 主/备用方式l主/备用方式两台处理机，一台主用机，一台为备用机，主用机发生故障时，备用机接替主用机进行工作。备用方式有两种，即冷备用和热备用。热备用转换速度快，不丢失呼叫。n分级控制又分话务容量分担和功能分担l话务容量分担

21、：每台处理机分担一部分用户全部呼叫处理任务（信号接口、交换接续和控制功能）；每台处理机所完成的任务都是一样的，只是所面向的用户群不同而已。l功能分担：将交换机的信令与终端接口功能、交换接续功能和控制功能等基本功能，按功能类别分配给不同的处理机去执行；每台处理机只承担一部分功能。简化软件，若需增强功能，在软件上也易于实现。缺点是在容量小时，也必须配备全部处理机。处理机A处理机B话 路 设 备禁止存储器存储器图3.24 话务分担工作方式l话务分担工作方式同级处理机各自配备一个存储器，之间有互相交换信息的通路和一个禁止设备防止同一呼叫。软件复杂、双机通信复杂。硬件故障能力差。p处理机的备用方式双处理

22、机结构有三种工作方式l同步双工工作方式、话务分担工作方式和主/备用工作方式。一、同步双工工作方式同步双工工作方式是由两台处理机接收执行同一呼叫，中间加一个比较器组成。l故障反应快，但效率较低 。偶然性故障或软件故障不理想。话 路 设 备存 储 器处理机B处理机A比 较处理机A处理机B话 路 设 备禁止存储器存储器图3.24 话务分担工作方式二、话务分担工作方式两台处理机各自配备一个存储器，之间有互相交换信息的通路和一个禁止设备防止同一呼叫。l软件复杂、双机通信复杂。硬件故障能力差。处理机B处理机A话 路 设 备图3.25 主/备用方式三、主/备用方式两台处理机，一台主用机，一台为备用机，主用机

23、发生故障时，备用机接替主用机进行工作。备用方式有两种，即冷备用和热备用。l热备用转换速度快，不丢失呼叫。（2）维护管理程序用于维护人员存取和修改有关用户和交换局的各种数据等。l话务量统计、分析、打印计费清单l用户线、中继线维护和测试l业务质量监视l业务变更维护l负荷控制：处理过载l人机管理。支援程序交换机数据数据：为使程序通用，程序和数据分开1)分类(1)系统数据：仅与交换机有关(2)局数据：与各局设备和安装条件有关 交换局公用硬件配备情况；局间环境的参数；迂回路由设置情况；接用户交换机情况；公用设备忙、闲状态；计费方式；话务量、接通率统计数据和计费数据；特服情况；新业务提供情况；复原方式；交

24、换机类别；能接的非话终端品种和数量；各种号码。(3)用户数据：反映用户情况用户情况；用户类别；话机类别；出局权限类别；用户专用情况；用户对新业务的使用权；用户登记的新业务；用户计费类别；用户费率等级；各种号码；用户状态数据；呼叫过程中的临时数据。.MML语言 （MML，Man Machine Language） ：是一种人机操作和维护命令语言程控交换机管理操作和维护操作中的测试等都需通过人机命令才能实现。包括输入命令和输出语言(1)输入命令由命令和参数组成。DIS 显示； CHA：修改；SUB 用户；CHA SUB：DNCH，DN=4567，NDN=5488；(2)输出语言对话过程分过程序幕、

25、过程体和过程结束。非对话输出：自动输出；对话输出：命令的回答。l周期级程序：实时性较高。由时钟定时启动。H：拨号脉冲识别L：用户线的监视和中继线的扫描监视；l基本级程序：周期长或没有周期，不太严格。60%的控制系统程序，由队列启动，插空运行；分析程序：来话分析、去话分析、路由选择和维护运转程序。BQ1、BQ2、BQ3；程序的分级3.程序的调度 时间表调度举例1举例1 解答过程 时间表调度举例2举例2 解答过程l队列的结构与特点：队首指针：用以指示队首的地址，便于调度程序取出任务，也称取出口。 任务表：主要用于存放与基本级任务有关的数据信息。 队尾指针：用以指示队尾的地址，便于把任务编入队列，也

26、称编入口。 单链结构：每个任务有后继指针。单循环链结构双循环链：每个任务有后继、前驱指针。 程 序 指 针挥 发 性 数 据动 态 数 据静 态 数 据程 序 指 针挥 发 性 数 据动 态 数 据静 态 数 据用 户 接 口 1用 户 接 口 2用 户 接 口 N队 列 1队 列 2进 程程 序故障级程序的调度故障级程序的调度扫描检测程序去话分析程序CPU用户接口电路主叫数据块信号音设备拨号音收号器用户接口电路CPU号码识别程序号码分析程序主叫来话分析程序CPU用户接口电路被叫数据块信号音设备回铃音查找空闲时隙交换网络用户接口电路被叫振铃信号主叫CPU用户接口电路信号音设备停回铃音建立接续交

27、换网络被叫停振铃信号主叫用户接口电路扫描检测程序启动计费设备CPU用户接口电路拆除链路交换网络被叫主叫用户接口电路停计费设备扫描检测程序扫描检测程序信号音设备送忙音输入处理分析处理输出处理1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1 11 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1 10 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 SCNLM1SCNLM1例如：代表0号和5号用户摘机代表7号用户挂机摘/挂机监视扫描1209Hz 1336Hz 1477Hz 1633Hz697Hz770Hz8

28、52Hz941Hz123A456B789C*0#D低频组：697Hz 770Hz 852Hz 941Hz高频组：1209Hz 1336Hz 1477Hz 1633Hz检波H4检波H3检波H2检波H1检波L4检波L3检波L2检波L1输入1 1 1 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 0 1 10 0 0 1 0 0 0 0 1 0 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 011 1 1 1 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 0 1呼叫进程中的主、被叫数据块是分析处理的主要信息依据。去话分析：分析主叫数据块各单元组成的链形队

29、列。号码分析：确定接续路由和话费指数。YN来话分析：收完最后一位号码到向被叫振铃阶段的信息。状态分析1、电话通信网分类（1） 电话通信网分类（2）2、组建电话通信网的基本原则3、组建电话通信网的要求 4、电话通信网的基本设备2.6.2电话通信网的路由规程C2BC2AC3AC4AC4B话机B话机AC3B1、路由种类l直达路由：C4AC4B。可溢出至迂回、基干路由；l迂回路由：C4AC3B C4B；C4AC2B C3B C4B可溢出至基干路由；l基干路由：C4AC3A C2A C2B C3B C4B。 l迂回、基干路由汇接采用两种方法：1.直接法：主叫交换机只向汇接交换机发送路由号；无需发送被叫号码。2.间接法：主叫交换机