(10秋)第3章 程控数字交换机的硬件系统.ppt

1、MLX 2010年秋,1,第3章 程控数字交换机的硬件系统,3.1 电话机 3.2 程控数字交换机的硬件结构 3.3 程控数字交换机的话路部分 3.4 程控数字交换机的控制部分,MLX 2010年秋,2,最简程控电话系统示意图,上图中： 电话机：电话系统终端机，收发话音，声电转换，产生接续所需控制信号。 交换机：根据主叫用户（话机）的拨号信号选择被叫，使主被叫建立连接，实现通话。话毕断开连接。 电话铜线：实现传输功能,电话机A,电话机B,程控交换机,电话铜线,电话铜线,3.1 电话机基本结构,基本组成部分： 转换设备：亦称叉簧，实现摘/挂机状态的转换 信号设备：分为发信和收信两部分 发信：拨号

2、设备（号盘或键盘） 收信：接收交换机的铃流信号，使话机中的扬声器振铃 通话设备：发送和接收话音的设备，由送话器和受话器及话音收发电路组成 二/四线转换转换与电源变换 电话机内部收发分开（四线），外线二线 程控交换机馈电-48V，需要将其变换为低电压给电话机供电,音频发送电路,音频接收电路,二/四线 转换 电源变换,送话器,受话器,振铃电路,拨号电路,收信部分,发信部分,通话部分,叉簧 （挂机状态）,外线,MLX 2010年秋,4,3.1 电话机基本工作情况,电话机一般由交换机馈电供电（有些功耗大的需要单独供电） 挂机时，话机只能接受铃流信号 摘机时，可进行拨号或通话,MLX 2010年秋,5,

3、3.1 电话机基本类型,三种基本类型 号盘式（号码由脉冲信号表示，已淘汰） 按键式（号码由双音多频DTMF表示） 卡式（磁卡、光卡、IC卡） 特殊功能电话机 保密电话机 留言电话机 无绳电话机 自动翻译电话机 .,MLX 2010年秋,6,3.1 电话机按键式双音频话机,每一个电话号码码子由一个按键拨出，每个码由一对高、低音频信号表示 ITU-T（原CCITT）建议，按键话机一般为16个按键,1209Hz,1336Hz,1477Hz,1633Hz,697Hz,770Hz,852Hz,941Hz,注： 有的只有12个键，无ABCD 有的多于16个键，如增加： 重拨、免提等,MLX 2010年秋,

4、7,3.2 数字交换机的硬件结构,话路部分,控制部分,信号发/收 设备,数 字 交 换 网 络,数字 中继,用户处理机,用户 电路,中央处理机,用户模块-用户级,PCM流,远端模块,数字中继线,选组级,用户 电路,用户处理机,数字 中继,存储器,I/O设备,数字 中继,模拟中继线,模拟 中继,MLX 2010年秋,8,数字交换机的系统硬件包括 话路部分 选组级：数字交换网络，负责交换 用户级：用户模块和远端模块，集中用户话务量，送 至选组级） 数字中继设备：进行码型转换、线路信号提取 信号收/发设备：提供局间信号和各种信号音 控制部分 由中央处理机、存储器和I/O设备组成，存储各种程序和数据，

5、对进入交换机的各种信息进行分析和处理，对话路或I/O设备发出各种指令等,3.2 数字交换机的硬件结构,MLX 2010年秋,9,3.3 程控交换机的话路部分,3.3.1 用户模块 3.3.2 用户电路 3.3.3 中继器 3.3.4 音频信号产生与收发 3.3.5 数字交换与交换网络 3.3.6 数字交换网络的阻塞,MLX 2010年秋,10,3.3.1 用户模块,用户级由两大部分组成 用户模块 用户电路 用户模块分为两种 用户模块 远端用户模块 用户模块和远端用户模块结构基本一致 远端模块与用户模块的区别 远端用户模块 中继器、HDB3码 交换网络 数千米 用户模块 PCM流 交换网络 数十

6、米,MLX 2010年秋,11,用户模块的组成,用 户 级 交 换 网 络,串/并,并/串,用户电路,用户电路,串/并,扫 描 存 储 器,分 配 存 储 器,微 处 理 机,信 号 提 取 插 入,网 络 接 口,收号器,数字交 换网络,HW （母线）,HW,用户模块,MLX 2010年秋,12,用户模块的组成,用户级交换网络：负责话务量集中（或分散） 信号提取和插入电路：负责把CPU的通信信息从信息流中提取出来（或插入）。 网络接口：实现和数字交换网络的接口。 扫描存储器：暂存从用户电路读取的信息。 分配存储器：暂存向用户电路发出的命令信息。,MLX 2010年秋,13,用户模块的话务集中

7、/分散,为什么需要在用户级进行话务量集中？ 每个用户的话务量很低，在交换机中占用一条独立的话路将造成极大的资源浪费 因此需要用户分散的话务量进行集中，共享交换网络资源，提高数字交换网络的利用率 话务集中的基本思路 话务集中通过用户集线器完成，通常采用一级T接线器复用实现 集线比（m:n）可以根据用户的实际情况调整 m:n大于1，如：3:1 4:1 5:1 8:1 等等,MLX 2010年秋,14,用户模块的话务集中的实现,图中案例，假设 集线比为4:1，配置用户120，公用时隙为30个（同时接入数） 要实现多个用户级T接线器复用，多T须采用同一控制存储器 用户级T接线器作用是完成本组用户时隙到

8、公用时隙的变换，即为用户寻找一个进入交换网络的通路,120个用户时隙,30个公用时隙,MLX 2010年秋,15,用户模块的话务集中,需要特别注意的概念 用户时隙 用户时隙是固定分配的专用时隙 每个电话用户都分配了一个固定的用户时隙 无论用户摘机或呼叫与否，分配给该用户的用户时隙都不会被其他用户占用 公用时隙（也称交换时隙） 公用时隙不固定分配给某给用户，由接入的用户共享 当某个用户摘机呼叫通话时，处理机从公用时隙中寻找一个空闲时隙分配给该用户，一次通话过程中，该时隙不变 用户通过结束挂机后，处理机收回分配的公用时隙，供其他呼叫使用 当公用时隙全部占用（全忙）时，将找不到空闲时隙，出现呼损,M

9、LX 2010年秋,16,用户模块的串并/并串转换,目的：一次交换8位码，降低交换次数，实现更容易 理由分析： 话音的PCM码是逐位串行移出的，如果按位交换，则一次话音抽样的PCM编码需要交换8次 交换的路数越多，交换负担越重 串并转换正是为了降低交换次数，提高交换效率,串/ 并 转 换,D0,D7,D0,D1,D7,MLX 2010年秋,17,3.3.2 用户电路,类型：模拟用户电路和数字用户电路 （注意：现在大量使用模拟话机，因此以下讨论的是模拟用户电路） 作用：直接连接到每个用户终端（话机） 每个用户终端都与一个独立的用户电路相连,MLX 2010年秋,18,3.3.2 用户电路,用户电

10、路主要功能：B0RSCHT B（Battery Feeding）馈电 O（Overvoltage Protection）过压保护 R（Ringing Control）振铃控制 S（Supervision）监视 C（CODEC&Filters）编解码与滤波 H（Hibrid circuit）混合电路 T（Test）测试,测 试 T,振铃 R,馈 电 电 路 B,监视电路S,混合电路 H,编解码电路 C,过压保护 O,控制系统,用户 线路,用户 模块,MLX 2010年秋,19,馈电电路,每个用户电路都应向用户话机馈电。 电感线圈 对话音信号呈高阻抗 ，对直流馈电电流呈低阻抗。 馈电电压-48V或

11、-60V。,-48v,a,b,用户线,电感线圈 隔交流通直流,电容 隔直流通交流,MLX 2010年秋,20,目的：防止高压损坏程控交换机。 措施：采用两级保护 第一级是用户线入局的配线架上安装保安器（ 放电管）。 第二级即用户电路中过压保护（热敏电阻和二极管钳位）,过压保护,-48v,-48v,用户线,R,R,R：热敏电阻，当二线电压过高时， 压降VR IR 温度 IR R 保护内线,MLX 2010年秋,21,振铃信号源 电压：90V土15V(空载）， 25HZ交流 交换机独立的部件，平时处于常开状态 作用：向被叫用户振铃（1S通，4S断），将外线与用户模块断 开，被叫摘机后自动停止振铃，

12、并将外线接通用户模块 控制：由CPU控制继电器动作,振铃控制,R,振铃开关,振铃控制,用户线,截铃,用户模块,处 理 机,振铃继电器,振铃 信号源,MLX 2010年秋,22,监 视,功能：监测用户线状态信息 实现原理：利用用户线上直流电流的变化 当用户挂机，直流环路断开，馈电电流为零；接通，直流电流20mA以上。 用户状态检测内容： 用户话机摘挂机状态 号盘话机发生的拨号脉冲 投币话机的输入信号，一般为脉冲拨号 用户通话时的话路状态（挂机监视）,MLX 2010年秋,23,监 视,注意：用户线的距离受限，原因何在？,-48v,a,b,用户线,R,放大,Go to CPU,电容：用于防止线路瞬

13、间干扰,摘/挂机开关,MLX 2010年秋,24,编译码和滤波,编译码 将模拟信号转化成数字信号（PCM流），同时进行反变换 滤波：带通滤波（3003400Hz） 实现： 滤波、抽样、量化、编译码由一块芯片集成,MLX 2010年秋,25,混合电路,作用：实现二线/四线，四线/二线转换。 二线：平衡传输，不对地，互为参考点，用于用户与交换机之间的信号传输 四线：收发各用一对线。PCM数字信号采用四线单向传送。 实现二线/四线转换的电路很多,收,用户线,发,MLX 2010年秋,26,测试,作用：用于故障检测用。如混线、断线、接地、元器件损坏 方法：通过测试继电器或电子开关将用户电路或用户线接至

14、测试设备。一般测试设备有专门软件完成测试工作（自动） 方便装机调试和线路维护,MLX 2010年秋,27,3.3.3 中继器模拟中继器,中继器是连接交换局之间中继线的接口电路。 模拟中继器 用途：连接数字交换机与模拟交换机（出、入均为模拟信号） 功能： 测试 过压保护 线路信号监视 忙闲指示 混合电路 编译码,MLX 2010年秋,28,3.3.3 中继器数字中继器,码型变换,时钟提取,帧同步,帧定位,信号控制,码型变换,帧定位 信号插入,复帧定位 信号插入,收,发,HDB3,NRZ,2M时钟,0011011,TS1TS31,TS16,TS0,HDB3,NRZ,TS16,交 换 网 络,MLX

15、 2010年秋,29,数字中继器,连接数字局间中继线的接口电路。入/出端均为数字信号。 主要功能： 码型变换/反变换：传输线上HDB3码，局内单极性不归零码。 时钟提取和帧同步：从PCM码中恢复时钟，以保证同步帧同步使收发时隙对齐。 提取、插入随路信号：即信令的提取和插入在某些固定时隙中。 数字中继器的接口速率一般为PCM基群速率，传送的帧结构为32路PCM帧,MLX 2010年秋,30,3.3.4 音频信号的产生与收发,音频模拟信号,各种信号音（拨号音、忙音、回铃音）， 由交换机用户,局间信令（多频信号）：交换机交换机,注意： 1）信号源是公共的，都使用特定的音频信号（如450Hz）， 改变

16、通断的间隔作为不同的信号音 2）音频模拟信号必须经过“数字化”即PCM调制后才能在 数字网上传输。,MLX 2010年秋,31,我国程控交换机产生的音频信号包括： 交换机发送到用户的音频信号 拨号音、忙音、回铃音等 采用单频450Hz 交换机之间的局间信号 采用双音频信号 前向信号（6取2） 1380HZ、1500HZ 、1620HZ、 1740HZ、 1860HZ、1980HZ 后向信号（4取2） 1140HZ、1020Hz、900Hz、780Hz 注意：信号源是模拟的，必须数字化；同时也是公共的，必须经交换网络交换,音频信号的类型,MLX 2010年秋,32,500Hz单频信号的产生 抽样

17、频率8000Hz，周期1.25us，抽样16次 对信号进行PCM变换，然后存入ROM中,数字音频信号的产生单频信号（自学）,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,1,2ms,125us,MLX 2010年秋,33,数字音频信号的发送与接收,发送：由程控交换机发送（发向用户或他局） 接收：用户接收单音信号，他局接收多音信号,从ROM中取出码组,在规定时隙,交换 网络,用户模块,用户电路D/A转换,模拟信号,用户,交换机向用户发送单音信号示例,话路时隙或 信令时隙,MLX 2010年秋,34,3.3.5 数字交换与交换网络,空分交换的概念 时分交换的概念 时

18、间接线器T 空间接线器S 数字交换网络TST 数字程控交换机中话路连接,MLX 2010年秋,35,空分交换的概念,只要将空分交换矩阵的某个交叉点接通，就能将入线交换到出线上（完全透明） 收发交换是在同一矩阵接点完成的，不分开 空分交换网络无话音存储功能 既可交换模拟信号，也可交换数字信号 控制简单，但容量有限,MLX 2010年秋,36,01010111,时分（时隙）交换的概念,数字程控交换即时隙交换 时隙交换是在某个时隙将话音存入话音存储器，在另一个时隙将该话音取出（输出） 时隙交换所交换的一定是数字化的信息 时隙交换需要数字交换网络能暂存数字信息,数字程控 交换网络,时隙X存入,0101

19、0111,时隙Y读出,MLX 2010年秋,37,数字交换网络,数字交换网络的基本功能 完成两个用户数字信息（如数字话音）的交换 既要完成不同时隙的交换，还要完成不同母线（HW）之间的交换（母线：一条PCM复用线） 下图完成的是 母线1时隙1和母线1时隙2的交换 母线2时隙2和母线4时隙3之间的交换,TS3,TS1,TS2,数字交换网络,1,2,3,4,1,2,3,4,TS1,TS2,TS3,母线,母线,MLX 2010年秋,38,数字交换网络,数字交换网络的特点 交换（接续）是单向的，收发分开 用户在一次接续中，需要分配固定的时隙，且一个用户收、发使用相同的时隙 用户的数字信号需要： 进入数

20、字交换网络前需要进行复用 出交换网络再分路成一次群（2.048Mbps）,MLX 2010年秋,39,时隙交换示意图,发送群设备： 即为复用设备（串/并转换） 接收群设备： 即为分接设备（并/串转换）,HW；PCM复用线 每条HW上有多个时隙TS 每个TS传送8位数据 上图中 实现母线1的TS1到TS2交换 即A（TS1）和B（TS2）交换,入HW1,出HW1,MLX 2010年秋,40,数字交换网络的组成,时间接线器（T)和空间接线器(S) T接线器负责完成时隙交换 S接线器负责完成母线交换,MLX 2010年秋,41,时间接线器（T接线器）,功能：完成同一母线不同时隙交换 组成： 话音存储

21、器（Speech Memory，SM） 控制存储器（Control Memory，CM） SM:暂存数字话音，也称话音缓冲存储器 CM:暂存存放数字话音的SM地址，也称地址存储器,数字话音,x,q,SM,写入/读出控制,写入,读出,CM,x,0,0,单元号,单元号,存储数字话音的SM的地址（单元号）,n,n,MLX 2010年秋,42,T接线器SM与CM的存储空间,SM的存储单元数n一条输入PCM复用线的时隙数 SM每个单元的位数每个时隙的码位数 例如：30/32基群每帧32个时隙，每时隙8位码 CM的存储单元数 SM的存储单元数,MLX 2010年秋,43,T接线器的工作原理,T接线器有两种

22、工作方式 方式1：输出控制（顺序写入，控制读出） 方式2：输入控制（控制写入，顺序读出） 特别注意： 1、 输入/输出控制方式是指：CM对SM的控制 2、CM总是输入控制，由CPU根据话路时隙分配事先写好，并由时隙脉冲控制读出 3、在一次通话过程中，CM只须写一次，而SM则 每隔125us就需要写一次,MLX 2010年秋,44,T接线器的输出控制方式,输出控制方式的基本思路 在输入时隙时，由时隙脉冲控制将8位数字话音写入SM 在输出时隙时，由CM控制从SM中读出话音 要讨论的问题是 数字话音存入SM的单元号是多少？ CM如何控制从SM读出数字话音？,MLX 2010年秋,45,输出控制（顺序

23、写入，控制读出）,SM在输出控制方式下如何写入话音？ 由时隙脉冲控制顺序写入 时隙0时写入到单元0 时隙N 时写入到单元N 写入SM单元号=输入时隙号值 写入SM内容=对应的数字话音,数字话音,SM,写入,x,0,单元号,n,时隙脉冲,W,输出控制（顺序写入，控制读出）,在SM输出控制方式下，CM如何控制SM输出？ 基本思想（TSx交换到TSq） （1）话路时隙分配后，由CPU控制CM写入 写入地址：q 写入内容： x（存放话音的SM地址） （2）当输出时隙TSq到来时，读出q单元内容X，控制 SM的X单元的内容读出,X,q,CM,0,单元号,存储数字话音的SM的地址（X）,W,CPU,时隙脉

24、冲,话音,SM,写入,x,0,单元号,n,时隙脉冲,W,MLX 2010年秋,47,输出控制（顺序写入，控制读出）,示例说明：要求：话音在TS50时写入，在TS450时输出 过程如下： 1） CM在CPU控制下在第450号单元写入50（存话音SM地址）,数字话音,50,450,SM,写入,读出,CM,50,0,0,单元号,单元号,存储数字话音的SM的地址（50）,W,时隙脉冲,R,W,R,CPU,时隙脉冲,TS450,2）SM由TS50时隙脉冲控制，将话音写入50号单元存储,3）CM由TS450脉冲控制，读出第450号单元的值为50,4）同时（TS450），CM控制SM读出第50单元值（数字话

25、音）,MLX 2010年秋,48,输出控制（顺序写入，控制读出）,课堂练习 要求：TS20到TS50的交换,？3,？5,？4,SM,写入,读出,CM,？2,0,0,单元号,单元号,？1,W,时隙脉冲,R,W,CPU,时隙脉冲,?1=TS20,?2=20,?3=TS20时存入的数字话音,?4=50,?5=20（存储话音的地址）,MLX 2010年秋,49,T接线器的输入控制方式,输入控制方式的基本思路 在输入时隙时，由CM控制将8位数字话音写入SM 在输出时隙时，由时隙脉冲控制读出话音 要讨论的问题是 CM控制数字话音写入SM的单元号是多少？ 时隙脉冲如何控制从SM读出数字话音？,MLX 201

26、0年秋,50,输人控制（控制写入，顺序读出）,在SM输入控制方式下，CM如何控制SM写入？ 基本思想（TSx交换到TSq） （1）话路时隙分配后，由CPU控制CM写入 写入地址：X 写入内容将： q （存储话音的地址 ） （2）当输入时隙TSx到来时，读出X单元内容q，控制SM的q单元写入数字话音,q,X,CM,0,单元号,存储数字话音的SM的地址（q）,W,CPU,时隙脉冲,SM,数字话音,q,0,单元号,n,X,MLX 2010年秋,51,输入控制（控制写入，顺序读出）,SM在输入控制方式下如何读出话音？ 由时隙脉冲控制顺序读出 时隙0时读出单元0 内容 时隙q 时读出单元q内容,数字话音

27、,SM,读出,q,0,单元号,n,时隙脉冲,R,输入控制,示例说明：要求：话音在TS50时写入，在TS450时输出 过程如下： 1） CM在CPU控制下在第50号单元写入450（存话音SM址） 2） CM由TS50时隙脉冲控制，读出第50号单元的值为450 3）同时（TS50时），CM控制将话音写入SM450号单元存储 4） SM由 TS450脉冲控制，读出第450单元值（数字话音） 实现了TS50到TS450的交换,话音,450,50,SM,写入,读出,CM,450,0,0,单元号,单元号,存储数字话音的SM的地址（450）,TS50,R,时隙脉冲,W,W,CPU,时隙脉冲,TS450,ML

28、X 2010年秋,53,输入控制,练习 要求：TS20到TS50的交换,？3,？5,？4,SM,写入,读出,CM,？2,0,0,单元号,单元号,？1,R,时隙脉冲,W,W,CPU,时隙脉冲,?1=TS20,?2=50,?3=TS20时存入的数字话音,?4=20,?5=50（存储话音的地址）,MLX 2010年秋,54,T接线器小结,功能：实现相同母线不同时隙之间的交换 T接线器交换有延迟（最长为一个PCM复用周期） 组成：SM和CM SM存储话音 CM存储存放话音的SM地址 控制方式：输出控制和输入控制（针对SM而言） 输出控制：SM顺序写入，输出受CM控制读出 输入控制：SM写入受CM控制，

29、输出按时隙顺序读出 无论哪种控制方式，CM的写入都是由CPU控制，读出都是按时隙顺序读出 注意：两种方式下，CM写入的单元号和内容的区别,MLX 2010年秋,55,空间接线器（S接线器）,问题的提出：T接线器不能实现不同母线之间的交换，不能满足大容量的需求 S接线器功能：完成不同母线的同时隙交换 组成：控制存储器CM和交叉矩阵 CM：控制交叉点矩阵的通断，实现母线之间的交换 CM的单元数一条母线所含的时隙数 CM的个数输入或输出母线的数量 交叉矩阵：电子开关阵列，交叉点的开、闭由CM控制 矩阵大小：如2X2表示输入和输出母线各2条 控制方式：输入控制和输出控制,MLX 2010年秋,56,S

30、接线器的输出控制,按输出母线配置CM，即每条输出母线对应一个CM 该CM决定不同输入母线的不同时隙交换到该输出母线上来 CM的单元数一条母线的时隙数 CM号对应输出母线号，CM每个单元的内容对应输入母线号,0,1,5,n,单元地址,5,输入 母线号,存储器5 对应输出母线5,时隙1时，完成入母线2到出母线5的交换 时隙5时，完成入母线1到出母线5的交换,入,出,HW1,HW2,HW5,CM号,MLX 2010年秋,57,S接线器的输出控制,TS1,TS2,TS3,TS1,TS2,TS3,HW0,. . .,HW4,HW1,HW0,. . .,HW4,HW1,输 入,输 出,CM 号,地址,1,

31、2,3,4,0,1,2,3,4,5,TS1:入HW0交换到出线HW1 入HW1交换到出线HW0,TS2:入HW0交换到出线HW4 入HW4交换到出线HW0,TS3: 入HW0交换到出HW1 入HW1交换到出线HW4 入HW4交换到出线HW0,1,0,4,0,4,0,1,MLX 2010年秋,58,S接线器的输入控制,按输入母线配置CM，即每条输入母线对应一个CM CM决定该输入母线的各时隙要交换到哪些输出线上 CM号对应输入母线号，CM每个单元的内容对应输出母线号,0,1,5,n,单元地址,2,输出 母线号,存储器2 对应输入母线2,时隙1时，完成入母线2到出母线5的交换 时隙5时，完成入母线

32、2到出母线1的交换,入,出,HW2,HW1,CM号,HW5,MLX 2010年秋,59,S接线器的输入控制,TS1,TS2,TS3,TS1,TS2,TS3,HW0,. . .,HW4,HW1,HW0,. . .,HW4,HW1,输 入,输 出,CM 号,地址,1,2,3,4,0,1,2,3,4,5,TS1:入HW0交换到出线HW1 入HW1交换到出线HW0,TS2:入HW4交换到出线HW0 入HW0交换到出线HW4,TS3:入HW4交换到出线HW0 入HW0交换到出线HW1 入HW1交换到出线HW4,1,0,4,0,1,0,4,MLX 2010年秋,60,S接线器小结,功能：实现相同时隙不同母

33、线之间的交换 没有暂存功能，不能单独用作交换网络 S接线器的交换是在一个时隙内完成的 组成：控制存储器和矩阵 控制方式：输出控制和输入控制,MLX 2010年秋,61,数字交换网络,为了实现大容量的交换网络 通常将T和S接线器组合，形成 TST（本课程仅讨论此种组合） STS TSST SSTSS 特别提醒： T接线器可以级联形成TTT数字交换网络 S接线器不能单独、也不能级联形成数字交换网络,MLX 2010年秋,62,TST交换网络,T和S最简单的组合是TST三级交换网络 每条输入、输出母线各需要一个T接线器 图示中假设： 3条输入和3条输出母线 S接线器的矩阵为3x3,3 x 3,1,2

34、,3,1,2,3,T,T,HW1,HW2,HW3,HW1,HW2,HW3,S,MLX 2010年秋,63,TST交换网络,HW0,HW2,HW1,HW0,HW2,HW1,0,2,23,7,31,A,2,A,SMA,CMA,T(输出控制),B,31,SMA,CMA,2,23,TS2,TS7,SMA,31,0,TS23,B,TS31,A,B,TS23,B,TS7,A,1,2,B,SMB,CMB,T(输入控制),23,31,A,SMB,CMB,7,31,SMB,B,TS2,A,TS31,2,7,S(输入控制),2,CMS,MLX 2010年秋,64,分析接续之前必须强调的概念,通信是双向的，但正、反

35、接续是分开的（单向接续） 一个用户的送、受话时隙相同，但接续方向相反 两个方向同时接续同时释放 必须选择2个中间时隙（内部时隙） 作为S接线器的交换时隙（分别用于正、反方向） 该中间时隙一定是A、B级T（输入、输出级）都空闲 该中间时隙由CPU根据一定规则选取（相差半帧时隙）,MLX 2010年秋,65,TST交换网络接续过程分析,如前面的图，假设 输入T为A级，输出控制；输出T 为B级，输入控制 设S接线器为输入控制、母线的时隙数为32 讨论 A用户：HW0的TS2 双向交换 B用户 ：HW2的TS31 即： A-B的正向接续 和 B-A的反向接续,MLX 2010年秋,66,正向接续过程分

36、析,假设已选好正向接续中间时隙为TS7 要实现正向路由 A用户：HW0的TS2 TA S TB B用户 ：HW2的TS31 将接续分解为三个步骤： （1）A级接线器（ TA ）完成HW0的TS2到TS7的交换 （2）S接线器在TS7完成HW0到HW2的交换 （3）B级接线器（ TB ）完成HW2的TS7到TS31的交换,MLX 2010年秋,67,1）A级T完成HW0的TS2到TS7的交换（输出控制） CMA0在CPU控制下，在单元7写入2 TS2时隙，SMA0在单元2写入数字话音 TS7时隙，CMA0读出单元7的内容2，并控制SMA0读出单元2的数字话音（去S的母线0）,7,SMA0,写入,

37、读出,CMA0,0,0,A,TS2,W,时隙脉冲,R,W,CPU,时隙 脉冲,A-B正向接续过程（1）,A,A,TS7,HW0,2,2,Go to S,MLX 2010年秋,68,2）S在TS7时完成HW0到HW2的交换（输入控制） S共有3个CM（CMS0、CMS1、CMS2，对应A级母线) 在CPU控制下，在CMS0的单元7写入2,A-B正向接续过程（2）,HW0,HW1,HW2,HW0,HW1,HW2,2,0,1,2,7,A,TS7,A,TS7,From A级T,Go to B级T,MLX 2010年秋,69,3）B级T完成HW2的TS7到TS31的交换（输入控制） CMB2在CPU控制

38、下，在单元7写入31 TS7时隙，CMB2读出单元7的内容31，并控制SMB2将数字话音写入单元31 TS31时隙，SMB2从单元31读出数字话音,7,SMB2,写入,读出,CMB2,0,0,单元号,A,TS7,R,时隙脉冲,W,W,CPU,时隙脉冲,A-B正向接续过程（3）,A,A,TS31,HW2,31,31,HW2,From S,MLX 2010年秋,70,反向通路中间时隙的选取 与正向中间时隙相差半帧时隙，具体计算如下： 假设每条母线时隙数为n 正向中间时隙为p，则反向中间时隙q为：,B - A反向接续,q=P+n/2 （当P+n/2n 时）,本例中，n32，P7 则 q=7+32/2

39、=23,注意：正、反向中间时隙同时由CPU选取， 要求同时 为空闲时隙,MLX 2010年秋,71,反向接续过程分析,已选好反向接续中间时隙为TS23 要实现反向路由 B用户 ：HW2的TS31 TA S TB A用户：HW0的TS2 将接续分解为三个步骤： （1）A级接线器（ TA ）完成HW2的TS31到TS23的交换 （2）S接线器在TS23完成HW2到HW0的交换 （3）B级接线器（ TB ）完成HW0的TS23到TS2的交换,MLX 2010年秋,72,1）A级T完成HW2的TS31到TS23的交换（输出控制） CMA2在CPU控制下，在单元23写入31 TS31时隙，SMA2在单元

40、31写入数字话音 TS23时隙，CMA2读出单元23的内容31，控制SMA2读出单元31的数字话音,23,写入,读出,CMA2,0,0,B,TS31,W,时隙脉冲,R,W,CPU,时隙脉冲,B - A反向接续过程（1）,HW 2,31,31,去S,SMA2,B,B,TS23,MLX 2010年秋,73,2）S在TS23时完成HW2到HW0的交换（输入控制） S共有3个CM（CMS0、CMS1、CMS2，对应B级母线) 在CPU控制下，在CMS2的单元23写入0,B - A 反向接续过程（2）,HW0,HW1,HW2,HW0,HW1,HW2,0,0,1,2,23,B,TS23,B,TS23,Fr

41、om A级T,Go to B级T,MLX 2010年秋,74,3）B级T完成HW0的TS23到TS2的交换（输入控制） CMB2在CPU控制下，在单元23写入2 TS23时隙，CMB2读出单元23的内容2，并控制SMB2在单元2写入数字话音 SMB2在TS2时隙从单元2读出数字话音,23,写入,读出,CMB2,0,0,B,TS23,R,时隙脉冲,W,W,CPU,时隙脉冲,B - A反向接续过程（3）,HW2,2,2,SMB2,B,B,TS2,MLX 2010年秋,75,每条输入母线需要一个T接线器 每条输出母线需要一个T 接线器 输入母线和输出母线的T接线器控制方式应不同 接续路由是通话双方双

42、向的，同时占用/释放 必须同时选取正反路由的中间时隙 中间时隙（公共时隙）用作S接线器的交换时隙 正反中间时隙都必须是空闲的 正反路由中间时隙相差半帧时隙 特别注意： TST交换网络存在阻塞问题,TST交换网络小结,MLX 2010年秋,76,入、出交换网络信息的示意图,数字交换机中的话路连接,本局用户发,本局用户收,入中继,出中继,信号设备,入中继,出中继,交换网络,本局 用户,其他局,局内用户交换话路示例,数字交换机中的话路连接,用户 电路,D,M,T,M0,T,S,T,D0,T,D31,M31,T,用户 电路,用户 电路,用户 电路,M,D,T,D,M,T,M,D,T,用户级 PCM 0

43、 出,PCM 7,选组级PCM 0 入,0,15,选组级PCM 0 出,0入,7,0入,7,0出,7,选组级PCM 31 入,选组级PCM 31 出,0,15,0,15,0,15,A,A,A,B,B,A,B,B,注意：入/出选组级的母线时隙数为32 经过复用后，进入选组级交换网络前复用，本例复用度为每条母线时隙为512,MLX 2010年秋,78,局内用户交换话路连接示意说明,图中用户级描述 共有n个用户模块（只画2个），每用户模块接240个用户（假设） 每个用户模块都有一个前向（F）和后向（B）交换网络，由T接线器组成，完成用户的复用（集中） 用户级T完成256个时隙的交换（240个用户话务

44、的集中） 在用户级输出8条母线（每条32时隙，2.048Mbps的速率）连至选组级,MLX 2010年秋,79,局内用户交换话路连接示意说明,图中选组级描述 选组级交换网络采用TST，共有32条母线 输入母线来自复用器，每条输入母线由16条32个时隙的HW复接而成，故 母线复用度为32X16=512个时隙 TST的交换的时隙数为：512x32=16384 即交换网络的容量为：128*128 输出母线连接分路器，每条512时隙的HW分路成16条32个时隙的HW，然后送到用户级后向通路（也可能送至中继口）,MLX 2010年秋,80,局内用户交换话路连接示意说明,需要理解的几个问题 每个用户一旦开

45、通，用户线对应的用户电路和用户模块的物理位置就定了。 同时每个用户都分配了一个固定的时隙，但这个固定时隙仅在用户级的输入级有效 当用户级通过复用后进入选组级交换网络时，对应分配给某个用户的时隙是临时分配的，通话结束拆链后归还 选组级的复用线（母线）是由用户级复用线再度复接而成，因此选组级的复用线的复用度（一条复用线的时隙数）一般大于用户级 用户级母线接入哪条选组级母线或选组级输出母线连接哪条用户级母线不是固定的，本图中只是一个案例,A用户到B用户间的通话话路（B到A类似）,A,TSA,M,A,TSA,256时隙,D,T接线器,A,TSx,256时隙,自A 用户电路,A,TSY,32时隙,TST

46、,M,A,TSZ,512时隙,用户级HW0或其他,选组级入HW0 或其他,A,TSp,512时隙,选组级出HW31 或其他,D,A,TSq,32时隙,HW15或其他,M,32时隙,用户级HW0或其他,A,TSq,T接线器,A,TSm,256时隙,A,TSB,256时隙,D,A,TSB,去B 用户电路,n模块后向通路（接B用户），用户级,0模块前向通路（接A用户），用户级,选 组 级,MLX 2010年秋,82,几个基本概念 话务量 呼损 数字交换网络的阻塞问题探讨,3.3.6 数字交换网络的阻塞,MLX 2010年秋,83,话务量也称电话负荷，通俗理解为 表达电话网内机线设备负荷数量的一种量值

47、 话务量定义： 在单位时间T内发生的呼叫次数与平均占用时间t的乘积 A = CT * t (CT为一群用户在T时间内的呼叫次数，t为平均占用时长） 话务量单位： 爱尔兰Erl；小时呼（T.C）；分呼（C.M）；百秒呼（C.C.S） 1 Erl 1小时呼 60分呼 36百秒呼 理解话务量注意： 通常话务量是指最忙1小时的话务量（亦称话务量强度）,话务量,MLX 2010年秋,84,最近我国话务量统计资料表明： 一个用户的话务量为0.1Erl 一条中继线的话务量为0.60.7Erl 一般情况下，话务量的大小是变化的，随着电话的普及而下降。 建议增加生产单位BHCA的计算和使用单位对BHCA的计算,

48、话务量（增加）,MLX 2010年秋,85,概念 用户在一次呼叫时，因交换网络中已找不到出线（全忙），而未能完成通话，称为呼叫损失，即“呼损” 呼损是偶然发生的，因此也用“呼损概率”来表征 引起呼损的原因 交换网中已没有出线 交换网络内部阻塞 话务量突增 设计不合理 交换机对呼损的处理方式 明显损失制 等待制,呼损,MLX 2010年秋,86,交换网络为何会出线内部阻塞？ 为实现大容量，交换网络通常需要多级 因而在入出线之间存在内部连线，称为“链路” 无空闲链路时，会导致呼损，称为交换网络的内部阻塞 内部阻塞的解决措施 扩大链路数 通常链路时隙数为入或出线数时隙的2倍时，交换网络就没有阻塞了，

49、称这种交换网络为“无阻塞网络”,交换网络的内部阻塞问题,MLX 2010年秋,87,3.4 程控交换系统的控制部件,3.4.1 对控制部件的要求 3.4.2 控制系统的结构方式 3.4.3 多处理机结构 3.4.4 备份方式与故障处理 3.4.5 处理机之间的通信方式,MLX 2010年秋,88,3.4.1 对控制部件的要求,呼叫处理能力 含义：在保证规定的服务质量标准的前提下，处理机能处理呼叫要求的数量。 表示方式：常用最大忙时试呼次数来表示。BHCA (Maximum Number of Busq Hour Call Attempts)标识系统性能指标之一。 可靠性 要求长时间连续工作无故

50、障，或故障后快速恢复 灵活性和适用性 经济性,MLX 2010年秋,89,3.4.2 控制系统的结构方式,系统,指一台由若干处理机控制的程控交换机及其控制部分。,MLX 2010年秋,90,集中控制,概念 每台处理机都能到达系统的所有资源，也能执行所有功能 优点 一台处理机故障，不会影响系统工作 改变功能只需改变软件，容易升级 缺点 程序太大，管理复杂 改动一点，涉及全局，不利于模块化,MLX 2010年秋,91,集中控制,每台处理机都对所有资源进行操作 能独立完成所有功能,MLX 2010年秋,92,分散控制,概念 每台处理机只能操作部分资源，控制某一部分，每台处理机只完成自己的功能。需要处

51、理机之间通信，协同工作。 各处理机功能的分配：静态和动态 静态分配：各部分独立硬件和软件，完成独立功能 动态分配：在特定状态下，各处理机只完成部分功能，需 要时可完成全部功能 静态分配设计简单，易于管理，便于模块化 动态分配设计难，实现复杂，难管理，不宜模块化 程控交换机一般采用分散控制的静态分配方式,MLX 2010年秋,93,分散控制（静态分配）,每台处理机只能对部分资源进行操作 只能独立完成部分功能 所有处理机相互通信，协同工作,MLX 2010年秋,94,3.4.3 多处理机结构,现今程控交换机都采用多处理机结构，分散控制方式,工作 方式,按功能 分担,按话务 分担,备份 方式,控制用

52、户级的用户处理机 控制交换网络的中央处理机 处理前台和后台的处理机（显示、输入） 供管理和调度的专用处理机 控制中继电路、信号设备等的专用处理机,指每台处理机完成一部分话务处理功能,每台处理机都有备份，主/备方式 主用机故障时，启动备用机工作,MLX 2010年秋,95,3.4.4 备份方式与故障处理,备份方式,冷备份,热备份,平时备用机不加电，主用机故障时，人工启动备用机 正在处理和已经接续的呼叫全部中断和丢失,平时备用机加电，并同时存储呼叫数据 一旦主用机故障，自动切换到备用机工作 已经建立的呼叫不中断，正在建立的呼叫中 断，需重新开始,从可靠性出发，热备份具有较好的服务质量 热备份工作方

53、式包括： 同步方式 互助结构 主/备方式,MLX 2010年秋,96,热备份同步方式,工作原理 主/备用机同时接收信息，执行相同的命令，并进行比较 比较结果相同，则执行下一条指令，否则说明故障产生，退出服务，进行故障处理 正常时，只有主用机向外设发布命令或输出数据，主用机故障时，自动转向备用机控制,电话外设,处 理 机 A,比 较 器,存储器,处 理 机 B,MLX 2010年秋,97,热备份同步方式,故障处理过程 1）比较结果不相同，说明故障产生 2）两机立即脱离，分别启动各自检查（诊断）程序： 若确有一台故障，故障机退出服务 若两机正常，主用机继续工作，备用机退出 3）若主用机再次故障，立

54、即换上备用机 4）若主用机在1020内不再故障，说明刚才的故障为临时的。主用机继续工作，仍需对备用机仔细测试以备用,电话外设,处 理 机 A,比 较 器,存储器,处 理 机 B,MLX 2010年秋,98,热备份同步方式,同步方式下备用机状态转换图,脱机 状态,校验 状态,同步 状态,备用机准备就绪,主备用机存储器 内容一致,比较数据出错、修改软件或测试外设,MLX 2010年秋,99,热备份互助方式,工作原理 多台处理机各自分担一部分话务量 各自具有自己的存储器，独立工作 彼此可交换信息（以便发现故障） 每台处理机故障时，其负荷由别的处理机分担,电话外设,处 理 机 A,存储器,处 理 机

55、B,电话外设,存储器,MLX 2010年秋,100,热备份互助方式,故障处理过程 1）平时各处理机分担一部分话务量 2）处理机之间互通信息，当一台处理机故障时： 故障机立即退出服务 故障机所有业务由令一台分担 处理带来的影响 ）正在处理的呼叫被丢失，需要重新开始 ）对正在振铃、通话中的用户，呼叫不丢失,电话外设,处 理 机 A,存储器,处 理 机 B,电话外设,存储器,MLX 2010年秋,101,热备份主/备方式,工作原理 平时只有主用机工作，备用机加电但不处理数据 两机可共用存储器，也可各自有存储器 如果各自采用存储器，则主用机必须同时向两个存储器写数据 主用机故障时，切换程序动作，自动启动备用机。,电话外设,处 理 机 A,存储器,备 用 机 B,存储器,MLX 2010年秋,102,热备份主/备方式,故障处理过程 备用机平时不参与呼叫处理，当主用机故障，由切换程序启动，直接切换到备用机上，而不作校验。 处理带来的影响 ）正在处理的呼叫被丢失，需要重新开始 ）对正在振铃、通话中的用户，呼叫不丢失,电话外设,处 理 机 A,存储器,备 用 机 B,存储器,MLX 2010年秋,103,冷备份的故障处理及影响,备用机平时不加电，主用机故障时，由人工切换 备用机没有呼叫