程控交换原理-第1章.ppt

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1、程控交换原理程控交换原理 电子信息学院通信工程系师向群11.1 1.1 交换的基本概念（补充）交换的基本概念（补充）1.2 1.2 电话交换机的发展历史电话交换机的发展历史1.1.3 3 我国程控交换机的发展（补充）我国程控交换机的发展（补充）1.1.4 4 程控交换机的基本概念程控交换机的基本概念1.5 1.5 程控交换机的优越性程控交换机的优越性1.1.6 6 程控交换机的服务性能程控交换机的服务性能1.1.7 7 程控交换机系统支持的组网方式（补充）程控交换机系统支持的组网方式（补充）1.1.8 8 程控实验平台介绍（补充）程控实验平台介绍（补充）第一章第一章 绪论绪论2电话的产生电话的

2、产生发明者：发明者：18471847年生于英国苏格兰的亚历山大年生于英国苏格兰的亚历山大格雷厄姆格雷厄姆贝尔，从小就对声学和语言学有浓厚的兴趣。贝尔，从小就对声学和语言学有浓厚的兴趣。时间：时间：18761876年年3 3月月1010日日现象：现象：他发现一块铁片在磁铁前振动会发出微弱声音的，他发现一块铁片在磁铁前振动会发出微弱声音的，而且这种声音能通过导线传向远方。而且这种声音能通过导线传向远方。思考：思考：他想，如果对着铁片讲话，不也可以引起铁片的他想，如果对着铁片讲话，不也可以引起铁片的振动吗振动吗?这就是贝尔关于电话的最初构想，并最终实现。这就是贝尔关于电话的最初构想，并最终实现。1.

3、1 1.1 交换的基本概念交换的基本概念 3电话：是用电信号来传送人类语言信息的一电话：是用电信号来传送人类语言信息的一种通信设备。这种通信方式称为电话通信。种通信设备。这种通信方式称为电话通信。？讨论：形成网，有何问题需要解决，如何解决？讨论：形成网，有何问题需要解决，如何解决？1.1 1.1 交换的基本概念交换的基本概念 4交换机的产生交换机的产生 用户线急剧增大；用户线急剧增大；每个用户如何确定与其他用每个用户如何确定与其他用户通话的问题；户通话的问题；每新增加一个的处理问题。每新增加一个的处理问题。没有实用价值。没有实用价值。q用户数增多时：用户数增多时：1.1 1.1 交换的基本概念

4、交换的基本概念 5q解决办法：采用中央交换的方法解决办法：采用中央交换的方法在用户分布区域中心安装公共设备在用户分布区域中心安装公共设备出现交换机，出现交换机，完成各个用户完成各个用户之间的接续之间的接续当任意两个用户要通话时，当任意两个用户要通话时，由交换机将它们连通，通由交换机将它们连通，通话完毕将线路拆除，供其话完毕将线路拆除，供其他用户使用。他用户使用。1.1 1.1 交换的基本概念交换的基本概念 6？讨论：中央交换机应该解决哪些问题（必须的功能）？1.1 1.1 交换的基本概念交换的基本概念 7q交换机必须的功能：交换机必须的功能：及时发现用户的呼叫请求。及时发现用户的呼叫请求。记录

5、被叫用户号码。记录被叫用户号码。判别被叫用户当前的忙闲状态。判别被叫用户当前的忙闲状态。若被叫用户空闲，交换机应能选择一条链路将主被叫用户若被叫用户空闲，交换机应能选择一条链路将主被叫用户话机连通。话机连通。能通知被叫用户有电话呼叫。被叫摘机后，使双方进入通能通知被叫用户有电话呼叫。被叫摘机后，使双方进入通话状态。话状态。能随时监视通话状态。能随时监视通话状态。能使任意两个电话进行通话；能使任意两个电话进行通话；在同一时间内，能使若干对用户同时通话且互不干扰。在同一时间内，能使若干对用户同时通话且互不干扰。1.1 1.1 交换的基本概念交换的基本概念 8？讨论：如何扩大范围？1.1 1.1 交

6、换的基本概念交换的基本概念 9中继线中继线用户线用户线1.1 1.1 交换的基本概念交换的基本概念 10 1.1 1.1 交换的基本概念交换的基本概念 端局交换机端局交换机利用汇接交换机互连多个端利用汇接交换机互连多个端局交换机，疏导本交换区各局交换机，疏导本交换区各交换机之间的互通业务。交换机之间的互通业务。用户交换机用户交换机11 用户环路，常以模拟用户环路，常以模拟方式传送方式传送300-3400Hz话音信号。话音信号。1.1 1.1 交换的基本概念交换的基本概念 专门用来传送各交换机之间通专门用来传送各交换机之间通信操作和维护信令的数据通信信操作和维护信令的数据通信的分组交换网络。的分

7、组交换网络。采用采用PCM时分复用，每时分复用，每个用户占用个用户占用64kbit/s带带宽，常以宽，常以2Mbit/s或更或更高速率的复用群传送话高速率的复用群传送话音音/数据。数据。12q 通信网的组成：通信网的组成：终端设备：完成信号的发送和接受，信号变换、匹配；终端设备：完成信号的发送和接受，信号变换、匹配；传输设备：完成信号的远距离传输，信号转换、匹配；传输设备：完成信号的远距离传输，信号转换、匹配；交换设备：完成信号的交换，节点链路的汇集、转接、分交换设备：完成信号的交换，节点链路的汇集、转接、分配。配。交换设备是现代通信网的核心，起着关键性的作用。交换设备是现代通信网的核心，起着

8、关键性的作用。*1.1 1.1 交换的基本概念交换的基本概念 131.1.2 2 电话交换机的发展历史电话交换机的发展历史最早的有线电报最早的有线电报 18441844年年5 5月月2424日日，莫莫尔尔斯斯从从华华盛盛顿顿到到巴巴尔尔的的摩摩拍拍发发人人类类历历史史上上的的第第一一份份电电报报。在在座座无无虚虚席席的的国国会会大大厦厦里里,莫莫尔尔斯斯用用激激动动得得有有些些颤颤抖抖的的双双手手,操操纵纵着着他他倾倾十十余余年年心心血血研研制制成成功功的的电电报报机机,发发出出了了:“:“上上帝帝创创造造了了何等奇迹何等奇迹!”!”一语。一语。莫尔斯发出第一封莫尔斯发出第一封电报设备的复制品

9、电报设备的复制品 14最早的有线电话最早的有线电话 18751875年年6 6月月2 2日日，美美国国人人亚亚力力山山大大.格格雷雷厄厄姆姆.贝贝尔尔(Bell,AlekanderBell,Alekander Graham)Graham)发发明明了了电电话话。至至今今美美国国波波士士顿顿法法院院路路109109号号的的门门口口，仍仍钉钉着着块块镌镌有有：18751875年年6 6月月2 2日电话诞生在这里的铜牌。日电话诞生在这里的铜牌。18761876年年2 2月月1414日日，贝贝尔尔申申请请了了那那个个著著名名的的他他和和沃沃森森一一直直研研究究着着的的装装置置电电话话的的专专利利。同同一

10、一天天另另一一个个发发明明家家格格雷雷（1835-19011835-1901）也也向向美美国国专专利利局局递递交交了了相相似似设设备备的的专专利利申申请请书书，只只因因比比贝贝尔尔晚晚了了几几个个小时而痛失电话发明权。小时而痛失电话发明权。贝尔获得电话贝尔获得电话的专利证书的专利证书 贝尔发明的电话是以模拟信号的形式将人类语音进行传输，实现了双方在两地之贝尔发明的电话是以模拟信号的形式将人类语音进行传输，实现了双方在两地之间的通话。间的通话。随着电话用户的增加，为了使任意两个用户间都能进行通话，就发明了随着电话用户的增加，为了使任意两个用户间都能进行通话，就发明了交换机。交换机。15 1878

11、 1878年出现了磁石式人工电话交换机年出现了磁石式人工电话交换机第一阶段：人工电话交换机第一阶段：人工电话交换机 交换机上有用户和中继交换机上有用户和中继号牌、用户和中继塞孔、号牌、用户和中继塞孔、塞绳、板链、手摇发电塞绳、板链、手摇发电机、夜铃及话务员通话机、夜铃及话务员通话设备等。每一个用户有设备等。每一个用户有一个号牌和塞孔，用户一个号牌和塞孔，用户呼叫和话终信号用号牌呼叫和话终信号用号牌跌落来指示，塞绳用于跌落来指示，塞绳用于连接两通话用户，容量连接两通话用户，容量一般有一般有1010、2020、3030、5050、100100门等。门等。用户号牌用户号牌用户塞孔用户塞孔呼叫塞子呼叫

12、塞子应答塞子应答塞子应答、振铃键应答、振铃键话务员送、受话务员送、受话器塞孔话器塞孔手摇发电手摇发电机机绳路绳路人工交换机人工交换机16人工交换机的基本功能人工交换机的基本功能检测出主叫用户呼叫；检测出主叫用户呼叫；建立电话交换机到主叫用户的临时通路，通过此通路建立电话交换机到主叫用户的临时通路，通过此通路获得被叫用户信息；获得被叫用户信息；通过振铃呼出被叫用户；通过振铃呼出被叫用户；为主、被叫建立通话通路；为主、被叫建立通话通路；检测话终释放通路。检测话终释放通路。磁石式人工电话交换机磁石式人工电话交换机话务员的工作内容话务员的工作内容 进行主叫检测后，判断该主叫是否有呼出权限；进行主叫检测

13、后，判断该主叫是否有呼出权限；向被叫振铃前，判断该被叫是否正与其他用户通话；向被叫振铃前，判断该被叫是否正与其他用户通话；建立通路前，判断是否存在空闲的绳路等。建立通路前，判断是否存在空闲的绳路等。171 1、18921892年史端乔年史端乔发明了自动步进制交换机发明了自动步进制交换机第二阶段：机电式自动交换机阶段第二阶段：机电式自动交换机阶段 步进制电话交换机是由选择器和步进制电话交换机是由选择器和继电器组成的一种自动电话交换机。继电器组成的一种自动电话交换机。它以机械动作代替人工电话交换机它以机械动作代替人工电话交换机话务员的接线动作。当用户拨号时，话务员的接线动作。当用户拨号时，交换机内

14、相应的选择器就随着拨号交换机内相应的选择器就随着拨号时发出的脉冲电流一步一步地改变时发出的脉冲电流一步一步地改变接续位置，将主叫和被叫用户间的接续位置，将主叫和被叫用户间的电话线路自动接通。电话线路自动接通。18自动交换机的自动交换机的2个关键点：个关键点：为每个话机编号，每个话机要能发出号码；为每个话机编号，每个话机要能发出号码；交换机要能识别号码，并根据号码完成接续。交换机要能识别号码，并根据号码完成接续。解决办法：解决办法：采用脉冲拨号盘，用断续的脉冲来表示号码；采用脉冲拨号盘，用断续的脉冲来表示号码；用上升旋转的机键接收号码用上升旋转的机键接收号码直接受号码脉冲控制。直接受号码脉冲控制

15、。*步进制自动交换机步进制自动交换机1919261926年，瑞典研制成功年，瑞典研制成功纵横制交换机纵横制交换机 由纵横接线器等组成接续网路，由纵横接线器等组成接续网路，用电磁元件组成控制设备的自动电用电磁元件组成控制设备的自动电话交换机。话交换机。20 特点：特点：间接控制，将控制部分单独出来，公用。间接控制，将控制部分单独出来，公用。*号码接受器号码接受器号码发送器号码发送器纵横制交换机纵横制交换机21特点：存储程序控制（特点：存储程序控制（stored program control exchange）1.1.空分程控交换机空分程控交换机 19651965年年美国贝尔公司研制和开通了第一

16、部空分程控交换机美国贝尔公司研制和开通了第一部空分程控交换机 （ESS No.1ESS No.1）2.2.时分模拟程控交换机时分模拟程控交换机 话路部分：话路部分：PAMPAM 3.3.时分数字程控交换机时分数字程控交换机 话路部分：话路部分：PCMPCM 它是计算机与它是计算机与PCMPCM技术相结合的产物。技术相结合的产物。*第三阶段第三阶段 电子式自动交换机电子式自动交换机2219701970年年法国开通了第一部程控数字交换机法国开通了第一部程控数字交换机(E10)(E10)，使交换技术的发，使交换技术的发展进入了更高的阶段。展进入了更高的阶段。上个世纪上个世纪9090年代：年代：我国自

17、行研究并生产了我国自行研究并生产了HJD04HJD04，ZXJ10ZXJ10，C&C08,SP30C&C08,SP30交换机。交换机。时分数字程控交换机时分数字程控交换机231.1.3 3 我国程控交换机的发展我国程控交换机的发展19821982年年,福州开通福州开通F-150,F-150,开始引进国外先进机型开始引进国外先进机型 F-150 F-150 日本日本 Fujitsu Fujitsu NEAX61 NEAX61 日本日本 NEC NEC 1240 1240 比利时比利时 ITT ITT EWSD EWSD 德国德国 SIEMENS SIEMENS AXE-10 AXE-10 瑞典瑞

18、典 ERICSSON ERICSSON E10B E10B 法国法国 ALCATEL ALCATEL ESS5 ESS5 美国美国 Lucent Lucent DMS DMS 加拿大加拿大 NORTEL NORTEL 2419901990年年3 3月，月，ZX-500-ZX-500-国内第一台国产化数字程控交换机国内第一台国产化数字程控交换机 （中兴）（中兴）19911991年年1212月月,HJD04-HJD04-国产第一台万门局用程控交换机研制成功，国产第一台万门局用程控交换机研制成功，是我国第一个成功达到国际先进水准的程控交换机。是我国第一个成功达到国际先进水准的程控交换机。（巨龙）（巨

19、龙）在邮电通信网里，程控交换机是核心设备在邮电通信网里，程控交换机是核心设备 ,程控交换机的发展进步是通信程控交换机的发展进步是通信网升级换代的主线，但整个通信网的装备远不只是这些，比程控交换机市场网升级换代的主线，但整个通信网的装备远不只是这些，比程控交换机市场更大的还有移动交换，移动终端，传输网、接入网，软件、增值业务以及配更大的还有移动交换，移动终端，传输网、接入网，软件、增值业务以及配套设备等等，它们也在同步地升级换代套设备等等，它们也在同步地升级换代 。1.1.3 3 我国程控交换机的发展我国程控交换机的发展2526国内著名的四家通信企业生产的数字程控交换机：国内著名的四家通信企业生

20、产的数字程控交换机：巨龙巨龙-HJD04 HJD04 中兴中兴-ZXJ10ZXJ10 大唐大唐-SP30 SP30 华为华为-C&C08C&C08“巨大中华巨大中华”的意义，在于它的提升作用，是中国自主创新、群体成功的的意义，在于它的提升作用，是中国自主创新、群体成功的一个标志。表明中国人的科技和工业力量，开发通信设备的能力，达到了一个标志。表明中国人的科技和工业力量，开发通信设备的能力，达到了国际水准，已经具备自主支撑中国通信网发展的能力国际水准，已经具备自主支撑中国通信网发展的能力 。从此以后，不管交换，或是传输，还是移动，国内研发水平、设备能力、从此以后，不管交换，或是传输，还是移动，国

21、内研发水平、设备能力、通信网的水准与国外相比毫不逊色，再往后就开始到国外去发展了。通信网的水准与国外相比毫不逊色，再往后就开始到国外去发展了。所以说，所以说，“巨大中华巨大中华”代表着一个时代，是具有历史意义的标志。代表着一个时代，是具有历史意义的标志。1.1.3 3 我国程控交换机的发展我国程控交换机的发展271.1.4 4 程控交换机的基本概念程控交换机的基本概念交交换换网网络络用户电路用户电路出出中继中继入中继入中继信令设备信令设备I/O设备设备处理机处理机存储器存储器用户电路用户电路程控交换机结构图程控交换机结构图*话路话路部分部分控制部分控制部分281.1.4 4 程控交换机的基本概

22、念程控交换机的基本概念程控交换机，实质上是电子计算机控制的电话交换机。程控交换机，实质上是电子计算机控制的电话交换机。程控交换机的主要任务是实现用户间通话的接续。程控交换机的主要任务是实现用户间通话的接续。包括：话路设备、控制系统、信令设备。包括：话路设备、控制系统、信令设备。话路设备：主要包括各种接口电路话路设备：主要包括各种接口电路(如用户线接口和中继如用户线接口和中继线接口电路等线接口电路等)和交换和交换 (或接续或接续)网络。网络。控制设备：电子计算机，包括控制设备：电子计算机，包括CPU,CPU,存储器和输入存储器和输入 /输出设输出设备。备。信令设备：信令是各交换局在完成呼叫接续中

23、的一种控制信令设备：信令是各交换局在完成呼叫接续中的一种控制信号，信令设备就是传输这些控制信号的设备信号，信令设备就是传输这些控制信号的设备 。29呼叫处理的基本过程呼叫处理的基本过程（1）用户呼出阶段）用户呼出阶段 （2）数字接收及分析阶段）数字接收及分析阶段 （3）通话建立阶段）通话建立阶段 （4）通话阶段）通话阶段 （5）呼叫释放阶段）呼叫释放阶段 实现一次局间呼叫软件示意图实现一次局间呼叫软件示意图301.1.5 5 程控交换机的优越性程控交换机的优越性 程控交换机是数字通信，计算机技术及大规模程控交换机是数字通信，计算机技术及大规模ICIC相结相结合的产物，其优越性表现在：合的产物，

24、其优越性表现在：1.1.能提供多种业务。能提供多种业务。2.2.维护管理方便，工作稳定可靠。维护管理方便，工作稳定可靠。3.3.便于在现有交换系统的基础上不断扩展新的功能。便于在现有交换系统的基础上不断扩展新的功能。311.1.6 6 程控交换机的服务性能程控交换机的服务性能注：补充服务注：补充服务是电话用户需是电话用户需要事先向电信局提出申请的要事先向电信局提出申请的服务。服务。电信增值业务电信增值业务：凭借公用电：凭借公用电信网的资源和其它通信设备信网的资源和其它通信设备而开发的附加通信业务，提而开发的附加通信业务，提高了原有网路的经济效益或高了原有网路的经济效益或功能价值。功能价值。补充

25、业务如何申请使用？补充业务如何申请使用？基本业务基本业务自动电话呼叫服务自动电话呼叫服务中间服务中间服务特种服务特种服务 补充业务补充业务 缩位拨号缩位拨号呼叫转移呼叫转移遇忙回叫遇忙回叫叫醒服务叫醒服务热线服务热线服务呼叫等待呼叫等待缺席用户服务缺席用户服务会议电话会议电话。增值业务增值业务被叫集中付费业务被叫集中付费业务（800800号业务）号业务）呼叫卡业务（呼叫卡业务（200,300200,300卡）卡）国际互联网国际互联网(Internet)(Internet)语音信息业务语音信息业务。321.7 1.7 程控交换机系统支持的组网方式程控交换机系统支持的组网方式程控交换机能够支持如下

26、网络的应用：程控交换机能够支持如下网络的应用：公用交换电话网（公用交换电话网（PSTNPSTN）综合业务数字网（综合业务数字网（ISDNISDN）智能网（智能网（ININ）接入网（接入网（ANAN）与分组交换网（与分组交换网（PSPDNPSPDN）的互通）的互通 与数字网（与数字网（DDNDDN）的互通）的互通 与互联网（与互联网（InternetInternet）的互通）的互通 七号信令（七号信令（No.7No.7）网）网 同步网（同步网（BITSBITS）网管网（网管网（TMNTMN）331.7 1.7 程控交换机系统支持的组网方式程控交换机系统支持的组网方式341.7 1.7 程控交换机

27、系统支持的组网方式程控交换机系统支持的组网方式1.1.程控交换机对程控交换机对ISDNISDN的支持的支持 在该结构中，程控交换机通过在该结构中，程控交换机通过BRIBRI接口（接口（2B+D2B+D信道）和信道）和PRI PRI（30B+D30B+D）信道接口实现了对信道接口实现了对ISDNISDN的业务及终端的支持。可以同时处理话音、的业务及终端的支持。可以同时处理话音、InternetInternet接入、接入、IP PhoneIP Phone等业务。等业务。351.7 1.7 程控交换机系统支持的组网方式程控交换机系统支持的组网方式2.2.程控交换机对程控交换机对ININ的支持的支持

28、主要体现在将程控交换机作为智能网的统一的交换平台，可以大大扩主要体现在将程控交换机作为智能网的统一的交换平台，可以大大扩展业务范围，如展业务范围，如600600号虚拟网业务、号虚拟网业务、700700号个人通信业务、号个人通信业务、800800被叫付费被叫付费业务、业务、900900号大众信息业务、校园卡（号大众信息业务、校园卡（201201）业务、记帐卡（）业务、记帐卡（200200、300300）业务等。业务等。service service swtichingswtiching poiotpoiot业务交换点业务交换点361.7 1.7 程控交换机系统支持的组网方式程控交换机系统支持的组

29、网方式3.3.程控交换机对接入网的支持程控交换机对接入网的支持 该组网主要是利用程控交换机的该组网主要是利用程控交换机的V5V5接口和接入网侧设备的接口和接入网侧设备的V5V5接口连接口连接，来实现互联的。接，来实现互联的。373838传统电缆接入方式传统电缆接入方式局内音频电缆局内音频电缆主干电缆主干电缆配线电缆配线电缆下户皮线下户皮线市话局或汇接局市话局或汇接局远端模块局远端模块局总配线架总配线架MDFMDF电缆交接箱电缆交接箱电缆分线盒电缆分线盒基于光纤的基于光纤的SDHSDH或或PDHPDH传输传输固定电话网接入组网架构固定电话网接入组网架构383939局内音频电缆局内音频电缆主干电缆

30、主干电缆配线电缆配线电缆下户皮线下户皮线市话局或汇接局市话局或汇接局远端模块局远端模块局总配线架总配线架MDFMDF电缆交接箱电缆交接箱电缆分线盒电缆分线盒基于光纤的基于光纤的SDHSDH或或PDHPDH传输传输DSLAMIPIP城域网城域网ADSL猫猫传统传统ADSLADSL接入接入固定宽带接入组网架构固定宽带接入组网架构DSLAMDSLAM:Digital:Digital Subscriber Line Access Multiplexer Subscriber Line Access Multiplexer的简称，中文称呼数字用户线路接的简称，中文称呼数字用户线路接入复用器。入复用器。DSLAMDSLAM是各种是各种DSLDSL系统的局端设备，属于最后一公里接入设备（系统的局端设备，属于最后一公里接入设备（the last the last milemile），其功能是接纳所有的），其功能是接纳所有的DSLDSL线路，汇聚流量，相当于一个二层交换机。线路，汇聚流量，相当于一个二层交换机。391.8 1.8 程控实验平台程控实验平台401.1.8 8 程控实验平台程控实验平台411.1.8 8 程控实验平台程控实验平台42光传输实验平台光传输实验平台43TD-SCDMATD-SCDMA实验平台实验平台442012-2-202012-2-2045