现代交换原理-第3章-电路交换技术及接口电路分析教学文案.ppt

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1、现现代交代交换换原理原理-第第3章章-电电路交路交换换技技术术及接口及接口电电路分析路分析1 1、电话通信的基本原理、电话通信的基本原理21875年年6月月2日贝尔和沃森发明了电话日贝尔和沃森发明了电话（原始的电磁式电话）（原始的电磁式电话）1877年爱迪生发明了碳精式送话器年爱迪生发明了碳精式送话器（磁石式电话机）（磁石式电话机）1882年出现了共电式电话机年出现了共电式电话机1896年出现了自动电话机年出现了自动电话机-拨号盘电话机拨号盘电话机1.1电话机的发展电话机的发展70年代出现电子电话机年代出现电子电话机-按键式电话机按键式电话机80年代出现数字电话机，年代出现数字电话机，之后出现

2、了各种新式电话机之后出现了各种新式电话机送话器送话器受话器受话器原始原始话音话音还原还原话音话音二二-四四转换转换消侧音电路消侧音电路电话机电话机原始原始话音话音还原还原话音话音受话器受话器：将相应的电信号还原为声音的转换器。将相应的电信号还原为声音的转换器。（喇叭）（喇叭）送话器送话器：将声音变换为相应电信号的转换器。将声音变换为相应电信号的转换器。（话筒）（话筒）1.2 电话机的构成及通话原理电话机的构成及通话原理电话机电话机2 2、电话交换技术的发展、电话交换技术的发展5一、人工交换阶段一、人工交换阶段 1.磁石式电话交换机磁石式电话交换机 1878年年 与磁石式电话机配套使用与磁石式电

3、话机配套使用 2.共电式电话交换机共电式电话交换机 与共电式电话机配套使用与共电式电话机配套使用 特点特点：人工接续，速度慢、效率低人工接续，速度慢、效率低 标准沿用至今：语音二线传输，交换局集中馈电等标准沿用至今：语音二线传输，交换局集中馈电等电话交换技术发展的三个阶段电话交换技术发展的三个阶段二、机电式自动交换阶段二、机电式自动交换阶段 1.步进制交换机步进制交换机（Step by Step System）：）：史端乔（史端乔（Strowger）式自动电话交换机式自动电话交换机 1892 美国美国 -为每个用户指定唯一的电话号码，通过拨号盘自动拨号为每个用户指定唯一的电话号码，通过拨号盘自

4、动拨号 -使用电磁控制的机械触点开关代替人工操作，自动实现使用电磁控制的机械触点开关代替人工操作，自动实现 线路接续线路接续 特点特点：直接控制方式（由拨号脉冲直接控制交换机的接线：直接控制方式（由拨号脉冲直接控制交换机的接线 器动作，通过一位一位拨号，一步步找到被叫接续点）器动作，通过一位一位拨号，一步步找到被叫接续点）电话交换技术发展的三个阶段电话交换技术发展的三个阶段旋转制、升降制电话交换机旋转制、升降制电话交换机 特点特点：间接控制方式（用户拨号脉冲由：间接控制方式（用户拨号脉冲由“记发器记发器”接接 收，通过译码器译成电码控制接线器）收，通过译码器译成电码控制接线器）共同特点共同特点

5、：q噪声大噪声大q易磨损易磨损q维护工作量大维护工作量大q接线速度慢接线速度慢q故障率高故障率高q电路技术简单电路技术简单q人员培训容易人员培训容易电话交换技术发展的三个阶段电话交换技术发展的三个阶段2.纵横制交换机纵横制交换机（Crossbar System）1938年年 特点特点：接线器接点采用压接触方式接线器接点采用压接触方式 公共控制方式（控制部分与话路部分分离，公共控制方式（控制部分与话路部分分离，控制部分可独立设计）控制部分可独立设计）电话交换技术发展的三个阶段电话交换技术发展的三个阶段三、电子式自动交换阶段三、电子式自动交换阶段 1.半电子交换机（准电子交换机）：半电子交换机（准

6、电子交换机）：话路部分采用机械接点，控制部分采用电子器件。话路部分采用机械接点，控制部分采用电子器件。2.全电子交换机：全电子交换机：话路部分和控制部分均采用电子器件。话路部分和控制部分均采用电子器件。电话交换技术发展的三个阶段电话交换技术发展的三个阶段模拟程控交换机模拟程控交换机：1965年年5月月 美国美国 ESS No.1数字程控交换机数字程控交换机：1970年年 法国法国 E10程控交换机：把各种控制功能、步骤、方法编成程序，程控交换机：把各种控制功能、步骤、方法编成程序，放入存储器，利用存储器内所存储的程序来控制整个交放入存储器，利用存储器内所存储的程序来控制整个交换工作。换工作。几

7、个概念几个概念：程控与布控、时分与空分、模拟与数字：程控与布控、时分与空分、模拟与数字电话交换技术发展的三个阶段电话交换技术发展的三个阶段q 引进交换机引进交换机 AXE10，FETEX-150，E10B，5ESS、NEAX61、EWSDq 引进生产线引进生产线 上海：上海：S1240，北京：北京：EWSD，天津：天津：NEAX61 q 自行研制自行研制 巨龙巨龙HJD-04，大唐大唐SP30，华为华为C&C08，中兴中兴ZXJ10 我国程控交换技术的发展我国程控交换技术的发展3 3、程控数字交换机的系统结构、程控数字交换机的系统结构13数字交换机的系统结构数字交换机的系统结构数数 字字 交交

8、 换 网网 络数字数字中中继电路路信令信令设备用用户级用用户电路路用用户电路路用用户处理机理机用用户级用用户电路路用用户电路路用用户处理机理机数字数字中中继电路路模模拟中中继电路路数字数字中中继电路路PCM用用户模模块远端端用用户模模块中央中央处理机理机存存储器器外外设话路子系统话路子系统控制子系统控制子系统返回返回n话路子系路子系统 由交由交换网网络和各种外和各种外围模模块组成成n数字交数字交换网网络：核心，：核心，实现交交换功能功能n用用户模模块n用用户电路：用路：用户终端端设备与交与交换机的接口机的接口n用用户级交交换网网络：-集中集中/分散用分散用户的的话务量量 -采用采用单T交交换网

9、网络n用用户处理机：控制用理机：控制用户级交交换网网络n远端用端用户模模块：放置在：放置在远离母局的用离母局的用户密集区密集区n与用与用户模模块基本相同基本相同n区区别：具有模：具有模块内交内交换功能功能n优点：点：-避免用避免用户线长距离距离铺设，节省成本省成本 -将模将模拟传输改改为数字数字传输，改善了，改善了线路的路的 传输质量量 数字交换机的系统结构数字交换机的系统结构n话路子系路子系统n中中继电路路：交：交换机与中机与中继线的接口，一般是的接口，一般是交交换机与交机与交换机或交机或交换机与机与远端模端模块的接口的接口n数字中数字中继电路：路：连接数字中接数字中继线n模模拟中中继电路：

10、路：连接模接模拟中中继线n信令信令设备：用来接收和：用来接收和发送呼叫接送呼叫接续时所需所需的信令信息，比如各种信号音。的信令信息，比如各种信号音。数字交换机的系统结构数字交换机的系统结构n控制子系控制子系统 是交是交换机的机的“指指挥系系统”，采用分，采用分级分散分散控制方式控制方式n中央中央处理机理机：负责系系统资源分配，中央交源分配，中央交换网网络控制，呼叫控制，呼叫处理，信令理，信令处理，系理，系统的操的操作、作、维护、管理等。、管理等。n用用户处理机理机数字交换机的系统结构数字交换机的系统结构4 4、程控交换机的控制系统、程控交换机的控制系统18 1、呼叫处理能力：最大忙时试呼次数、

11、呼叫处理能力：最大忙时试呼次数 （Maximum Number of Busy Hour Call Attempts）2、高可靠性：、高可靠性：99.99%的正确率和的正确率和40年中断时间小年中断时间小于于2小时小时其它：灵活性和适应性；经济性其它：灵活性和适应性；经济性交换系统对控制部件的要求交换系统对控制部件的要求 控制系统的构成方式：控制系统的构成方式：集中控制、分散控制（分级控制、分布控制）集中控制、分散控制（分级控制、分布控制）多处理机的工作方式：多处理机的工作方式：按功能分担、按话务分担、备用方式按功能分担、按话务分担、备用方式 备用方式：同步方式、互助方式、主备用方式：同步方式

12、、互助方式、主/备方式备方式（冷备用、热备用）（冷备用、热备用）处理机间的通信方式：处理机间的通信方式：通过通过PCM信道进行通信、采用计算机网常用的通信道进行通信、采用计算机网常用的通信方式信方式控制系统的结构控制系统的结构1、集中控制、集中控制 任一处理机能使用系统的所有资源（硬件、软件），任一处理机能使用系统的所有资源（硬件、软件），执行交换系统的全部功能。执行交换系统的全部功能。资源资源1 资源资源2资源资源r处理处理机机1处理处理机机2处理处理机机n功能功能1功能功能2功能功能f特点：特点：控制关系简单，处理机间通信接口简单，可靠控制关系简单，处理机间通信接口简单，可靠性差，性差，软

13、件庞大，维护困难软件庞大，维护困难控制系统的构成方式控制系统的构成方式2、分散控制分散控制 控制系控制系统中的每台中的每台处理机只能使用部分理机只能使用部分资源，完源，完成部分功能。成部分功能。（1）分）分级控制控制 将控制功能分将控制功能分级，不同，不同层次的控制功能由不同次的控制功能由不同的的处理机完成。理机完成。控制系统的构成方式控制系统的构成方式交换网络交换网络LPRLPRLPRLPRCPRCPRMPR日本富士通，日本富士通，FETEX-150低层次低层次 ：用户线扫描，摘挂机识别：用户线扫描，摘挂机识别-用户处理机用户处理机(LPR)高一层次：号码分析，路由选择高一层次：号码分析，路

14、由选择 -呼叫处理机呼叫处理机(CPR)最高层次：故障诊断，维护管理最高层次：故障诊断，维护管理 -主处理机主处理机(MPR)分级控制分级控制去交去交换机机结构构图返回返回（2）分布式控制）分布式控制 以以S-1240数字交数字交换机机为典型代表。典型代表。取消了中央取消了中央处理机，将控制功能分散到各个理机，将控制功能分散到各个终端模端模块的控制的控制单元元(TCE)中中。优点：点：硬件和硬件和软件的模件的模块化化 扩充性好充性好 可靠性高可靠性高 缺点：缺点：多多处理机理机间通信接口复通信接口复杂控制系统的构成方式控制系统的构成方式分布式控制多处理机的工作方式1、功能分担、功能分担 不同不

15、同处理机完成不同功能。理机完成不同功能。2、话务分担分担 每台每台处理机只完成一部分用理机只完成一部分用户的呼叫的呼叫处理任理任务。3、备用方式用方式 双双处理机，一台主用机，一台理机，一台主用机，一台备用机。用机。去去FETEX-150去交去交换机机结构构图用用户用用户处理机理机1处理机理机2(1)同步方式（同同步方式（同时接收接收话路路设备的的输入信息，入信息，执行相行相同的指令）同的指令）两台两台处理机同步工作，理机同步工作，执行行结果果进行比行比较，相同，相同则继续。如。如结果不一致，果不一致，则中断正常中断正常业务，各自启，各自启动检测程序，程序，检测有故障的有故障的处理机退出服理机

16、退出服务，且，且应尽快修复，尽快修复，返回到工作系返回到工作系统中。中。备用方式(2)互助方式互助方式 主、主、备用机平用机平时分分别承担一半承担一半话务负荷，荷，一旦有一台一旦有一台处理机出理机出现故障，就由另一台故障，就由另一台处理机承担全部的理机承担全部的话务工作。工作。备用方式用用户用用户处理机理机1处理机理机2(3)主主/备用方式用方式 一台一台处理机正常工作，一台理机正常工作，一台处理机理机备用，一旦主用，一旦主用机出用机出现故障，故障，进行主行主/备用用设备切切换。备用方式有两种：用方式有两种：冷冷备用：用：备用机不保存呼叫数据，用机不保存呼叫数据，发生故障切生故障切换时，当，当

17、前正在前正在进行的呼叫会行的呼叫会丢失掉。失掉。热备用：用：备用机保存呼叫数据，切用机保存呼叫数据，切换时不会不会丢失呼叫。失呼叫。备用方式多处理机间的通信方式通信方式通信方式 采用计算机网常用方式：如总线等采用计算机网常用方式：如总线等利用利用PCM信道信道利用利用TS16进行通信：如进行通信：如FETEX-150与话音信息一样在交换网络中传输，与话音信息一样在交换网络中传输，用不同的标志区分：如用不同的标志区分：如S1240中的换中的换码信道字码信道字5 5、接口电路、接口电路31接口接口设备：数字程控交：数字程控交换机与外机与外围环境的接口境的接口功能：完成外部信号与交功能：完成外部信号

18、与交换机内部信号的机内部信号的转换模模拟用用户接口接口电路路数字用数字用户接口接口电路路操作、管操作、管理、理、维护交交换网网络数字中数字中继接口接口电路路数字中数字中继接口接口电路路模模拟中中继接口接口电路路控制系控制系统中中继侧接接口口ABCZVOAM用用户侧接接口口数字交换机接口类型数字交换机接口类型ETETETETETETETETETETETETETET数数 字字 交交 换 网网 络模模拟用用户线Z1模模拟远端集端集线器器Z2模模拟PABXZ3数字用数字用户线V1LTLTLTLTZ1V2V3V4V5数字数字远端模端模块Z1V1NT数字数字PABXm X(2B+D)n X E12,048

19、kbit/sABLTC11C12C21C22LT本地本地转换二二线中中继器器通路通路转换设备四四线FDM实线PCM8,448kbit/sLT34,368kbit/s8,448kbit/sLT数字交换机接口类型数字交换机接口类型V接口：数字用接口：数字用户接口接口 V1：64kb/s，可可为2B+D或或30B+D的的终端端 V2：连接数字接数字远端模端模块的接口的接口 V3：连接数字接数字PABX的接口，属的接口，属30B+D的接口的接口 V4：可接多个可接多个2B+D的的终端，支持端，支持ISDN的接入的接入 V5：支持支持n X E1的接入网，包括的接入网，包括V5.1和和V5.2接口接口A

20、接口：接口：速率速率为2048kb/s的数字中的数字中继接口接口B接口：接口：PCM二次群接口，其接口速率二次群接口，其接口速率为8448kb/s程控交换系统接口类型程控交换系统接口类型数字接口数字接口Z接口：模接口：模拟用用户接口接口 Z1接口：接口：连接接单个模个模拟用用户的接口的接口 Z2接口：接口：连接模接模拟远端集端集线器的接口器的接口 Z3接口：接口：连接模接模拟PABX的接口的接口程控交换系统接口类型程控交换系统接口类型模拟接口模拟接口用用户电路：交路：交换机通机通过用用户线与用与用户终端相端相连的接口的接口电路。路。模模拟用用户电路的功能可路的功能可归纳为BORSCHT七个功能

21、：七个功能：B(Battery feeding)馈电O(Overvoltage protection)过压保保护R(Ringing control)振振铃控制控制S(Supervision)监视C(CODEC&filters)编译码和和滤波波H(Hybird circuit)混合混合电路路T(Test)测试5.1 模拟用户电路模拟用户电路电容的特性：容的特性：“隔直流，通交流隔直流，通交流”电感的特性：感的特性：“隔交流，通直流隔交流，通直流”（1）B:馈电馈电馈电：由用：由用户电路向路向电话提供直流提供直流电源，源，-48v，20-50mA。ab用用户线用用户线48V（2）0:过压保护过压保

22、护 用用户线是外是外线，为避免高避免高压进入交入交换机内部而机内部而损坏交坏交换机，机，设置了两极保置了两极保护，将，将线路的高路的高压分分别限制在限制在48V和和地地电位。位。第一第一级在在总配配线架上安放气体放架上安放气体放电管；管；第二第二级在用在用户电路中路中设置二极管置二极管桥式式钳位位电路。路。-48V内内线外外线abRR1234（3）R:振铃控制振铃控制 控控制制系系统S振振铃控制控制振振铃电路路用用户线截截铃铃流流振振铃信号（信号（铃流）：流）：90V15V，25HZ，1s通，通，4s断。断。过程程:控制系控制系统发“振振铃控制控制”继电器器动作作铃流流经用用户线送达用送达用户

23、话机机用用户话机振机振铃用用户摘机摘机振振铃电路路产生生“截截铃”信号信号控制系控制系统停止停止“振振铃控制控制”信号信号开关开关释放放停止停止振振铃监视用用户线回路的通、断状回路的通、断状态。主要用来主要用来识别用用户话机的摘机和挂机，号机的摘机和挂机，号盘话机机发出的号出的号码等。等。（4）S:监视监视用用户线监视信号信号-V编码器：完成模器：完成模拟信号到数字信号的信号到数字信号的转换（Coder）。）。译码器：完成数字信号到模器：完成数字信号到模拟信号的信号的转换（Decoder）。（5）C:编译码和滤波编译码和滤波LPF模模拟模模拟3003400HZ编码器器译码器器PCMPCM交交换

24、机机侧用用户侧BPF完成二完成二线到四到四线的的转换功能。功能。（6）H:混合电路混合电路平衡网平衡网络模模/数数数数/模模模模拟用用户线数字信号数字信号数字信号数字信号（7）T:测试测试测试功能是功能是为了在出了在出现故障故障时能能对用用户线和用和用户电路路进行行测试。分分为外外线测试和内和内线测试。外外线测试是是对用用户线进行行测试，主要，主要测试用用户电缆的一些指的一些指标，如如环阻、阻、对地地电阻、阻、对地地电容、容、线间电容等。容等。内内线测试是是对用用户电路本身路本身进行行测试。q 极性倒极性倒换（反（反转）q 计费脉冲脉冲发送送其它功能其它功能模拟用户电路功能框图模拟用户电路功能

25、框图举例举例用户电路板用户电路板数字中数字中继电路路：交：交换机与数字中机与数字中继线的接口的接口设备，用于与数字交用于与数字交换局或局或远端模端模块的的连接。接。主要作用主要作用：完成：完成信号信号传输、信号同步、信令配合、信号同步、信令配合5.2 数字中继电路数字中继电路数字中继电路的结构框图数字中继电路的结构框图码型型变换帧定位定位信令提取信令提取时钟提取提取帧/复复帧同步同步告警告警检测同步插入同步插入PCM输入入PCM输出出信令插入信令插入码型型变换交交换网网络返回（1）码型变换）码型变换PCM线上线上HDB3 交换机内部交换机内部NRZ（2）时钟提取）时钟提取从输入的从输入的PCM

26、数据流中提取时钟信号，作为输入数据流数据流中提取时钟信号，作为输入数据流的基准时钟，正确的一位一位接收数据。的基准时钟，正确的一位一位接收数据。数字中继电路的基本功能数字中继电路的基本功能01001011读出结果：读出结果：0010010011读出结果：读出结果：0100011去中去中继图（3）帧同步）帧同步目的：使接收端的帧结构排列和发送端的完全一致，目的：使接收端的帧结构排列和发送端的完全一致，保保证各路信息能够准确接收证各路信息能够准确接收。方法：从接收的数据流中搜索并识别到方法：从接收的数据流中搜索并识别到帧同步码帧同步码，以该，以该时隙作为一帧的开始。时隙作为一帧的开始。数字中继电路

27、的基本功能数字中继电路的基本功能0 0 0 1 1 0 1 1TS0TS1TS0TS1去中去中继图（4）复帧同步）复帧同步目的：如果数字中继线上使用的是随路信号（中国目的：如果数字中继线上使用的是随路信号（中国1号信号信令），使收、发两端一复帧中的帧与帧对齐，以便正确接令），使收、发两端一复帧中的帧与帧对齐，以便正确接收各路信令信号。收各路信令信号。方法：识别复帧同步码方法：识别复帧同步码数字中继电路的基本功能数字中继电路的基本功能TS16F00 0 0 0F11F22F1515161730去中去中继图(5)帧定位（再定时）帧定位（再定时）将输入的将输入的PCM码流同步到本局时钟上来（频率相位

28、一致）。码流同步到本局时钟上来（频率相位一致）。数字中继电路的基本功能数字中继电路的基本功能弹性存储器弹性存储器写入写入控制控制读出读出控制控制本局时钟本局时钟及帧同步及帧同步PCM出出PCM入入时钟提取时钟提取及帧同步及帧同步去中去中继图(6)信令的提取和插入信令的提取和插入TS16中的标志信号的提取（收时）和插入（发时）。中的标志信号的提取（收时）和插入（发时）。(7)帧和复帧同步信号的插入帧和复帧同步信号的插入数字中继电路的基本功能数字中继电路的基本功能去中去中继图1、音频信号种类、音频信号种类q 交换机到用户交换机到用户 各种信号音（各种信号音（单频单频，信号源，信号源450Hz或或

29、950Hz的的正弦波正弦波）5.3 音频信号音频信号1、音频信号种类、音频信号种类q 用户到交换机用户到交换机 直流脉冲（拨号盘话机）直流脉冲（拨号盘话机）-通过用户线扫描，通过用户线扫描，拨号信息拨号信息 由软件识别由软件识别 DTMF（双音多频话机）（双音多频话机）-专用解码器专用解码器 高高 频频/HZ低频低频/HZ1290133614771633697123A770456B852789C941*0#D1、音频信号种类、音频信号种类q 交换机到交换机交换机到交换机 NO.1信令时，局间信令为信令时，局间信令为局间多频互控信号局间多频互控信号(MFC)前向信号：主叫所在发端局前向信号：主叫

30、所在发端局被叫所在收端局被叫所在收端局 （6中取中取2）后向信号：被叫所在收端局后向信号：被叫所在收端局主叫所在发端局主叫所在发端局 （4中取中取2）1、音频信号种类、音频信号种类频率频率/HZf0f1f2f4f7f11编码编码信号信号前向前向 1380 1500 1620 1740 1860 1980后向后向 1140 1020 9007801f0+f1*2f0+f2*3f1+f2*4f0+f4*5f1+f4*6f2+f4*7f0+f7*8f1+f7*9f2+f7*10f4+f7*11f0+f11*12f1+f11*13f2+f11*14f4+f11*15f7+f11*MFC信号编码规则信号编码规则此课件下载可自行编辑修改，仅供参考！此课件下载可自行编辑修改，仅供参考！感谢您的支持，我们努力做得更好！谢谢感谢您的支持，我们努力做得更好！谢谢