第二章数字交换与数字交换网络--现代交换原理教学课件.ppt

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1、第二章第二章数字交换和数字交换网络数字交换和数字交换网络第二章第二章 数字交换和数字交换网络数字交换和数字交换网络本章内容：本章内容：数字交换原理数字交换原理T型时分接线器型时分接线器S型时分接线器型时分接线器多级时分接线器多级时分接线器阻塞的概念与计算阻塞的概念与计算本章重点：本章重点：T型接线器、型接线器、S型接线器型接线器时隙计算方法、时隙计算方法、T-S-T网络网络本章难点：本章难点：复用器的工作原理复用器的工作原理TST网络的灵活应用网络的灵活应用2.1 2.1 数字交换原理数字交换原理2.1.1 2.1.1 数字交换数字交换1 1、交换机的任务、交换机的任务 是是要要通通过过数数字

2、字交交换换网网络络来来实实现现任任意意两两个个用用户户之之间间的的语语音音交交换换，即即要要在在这这两两个个用用户户之之间间建建立立一一条条数数字话音通道。字话音通道。2 2、数字交换的本质、数字交换的本质 完成两个用户完成两个用户不同时隙不同时隙内的信息交换。内的信息交换。2.1.1 2.1.1 数字交换数字交换TSiABTSjABTSjTSi交交换换网网络络0123NN310123NK入入K出出N1100话音存储器TS1abnTS2TSNcTS3TS1babcn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1#出出相连接。相连接。输入端将话音输入端将话音信息信息

3、a a就存入话音存储器的就存入话音存储器的1#单元。单元。输出端将输出端将2#单元内存放的话音单元内存放的话音信息信息b b送给送给TS1用户。用户。2.1.2 2.1.2 时隙交换原理时隙交换原理0123NN310123NK入入K出出N1100话音存储器TS1abnTS2TSNcTS3TS1baTS2abcn在在TS2时隙时，时隙时，K入入和和K出出分别与接点分别与接点2#入入和和2#出出相连接。相连接。输入端将话音输入端将话音信息信息b b就存入话音存储器的就存入话音存储器的2#单元。单元。输出端将输出端将1#单元内存放的话音单元内存放的话音信息信息a a送给送给TS2用户。用户。2.1.

4、2 2.1.2 时隙交换原理时隙交换原理0123NN310123NK入入K出出N1100话音存储器TS1abnTS2TSNcTS3abcnTS1banTS2TS3abcn在在TS3时隙时，时隙时，K入入和和K出出分别与接点分别与接点3#入入和和3#出出相连接。相连接。输入端将话音输入端将话音信息信息c c就存入话音存储器的就存入话音存储器的3#单元。单元。输出端将输出端将N#单元内存放的话音单元内存放的话音信息信息n n送给送给TS3用户。用户。2.1.2 2.1.2 时隙交换原理时隙交换原理0123NN310123NK入入K出出N1100话音存储器TS1abnTS2TSNcTS3TS1ban

5、TS2TS3TSNcabcn2.1.2 2.1.2 时隙交换原理时隙交换原理BTS8ATS2BTS8ATS2ATS8BTS2ATS8BTS2AB数数字字交交换换网网络络TS2TS82.1.2 2.1.2 时隙交换原理时隙交换原理2.2 T2.2 T型时分接线器型时分接线器2.2.1 T2.2.1 T接线器的基本组成接线器的基本组成由话音存储器（由话音存储器（SM）和控制存储器（）和控制存储器（CM）组成。）组成。完成同一时分复用线中不同时隙的信息交换。完成同一时分复用线中不同时隙的信息交换。1 1、话音存储器、话音存储器（SM）存放各个输入时隙的存放各个输入时隙的8 8位位PCMPCM话音信息

6、。话音信息。每个存储单元对应一个话路时隙。每个存储单元对应一个话路时隙。PCM话音信息话音信息单元数单元数N=复用线时隙数复用线时隙数SM2.2.2 T2.2.2 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SM：在定时脉冲控制下顺序写入话音信息；在定时脉冲控制下顺序写入话音信息；在在CMCM控制下，将控制下，将CMCM内容作为内容作为SMSM的读出地的读出地 址，读出址，读出SMSM相应单元的话音信息。相应单元的话音信息。CM：在中央处理机控制下写入；在中央处理机控制下写入；在定时脉冲控制下读出。在定时脉冲控制下读出。SMTSiABTSj写写时钟控制时钟控制计数器计数器

7、iAjBCM读读写写CPU控制控制jiji读读时钟时钟ATSjBTSiAiBj顺序写入，控制读出顺序写入，控制读出2.2.2 T2.2.2 T接线器的工作原理接线器的工作原理二、写入控制方式二、写入控制方式SM：在在CMCM控制下，将控制下，将CMCM内容作为内容作为SMSM的写入地的写入地 址，把话音信息写入到址，把话音信息写入到SMSM相应单元中；相应单元中；在定时脉冲控制下顺序读出话音信息。在定时脉冲控制下顺序读出话音信息。CM：在中央处理机控制下写入；在中央处理机控制下写入；在定时脉冲控制下读出。在定时脉冲控制下读出。2.2.2 T2.2.2 T接线器的工作原理接线器的工作原理SMTS

8、iABTSjiBjACM写写写CPU控制控制jiji读读时钟时钟ATSjBTSiiijj读读时钟控制时钟控制计数器计数器2.2.2 T2.2.2 T接线器的工作原理接线器的工作原理2.2.3 T2.2.3 T接线器的电路组成接线器的电路组成TS0TS31TS0TS31TS0TS31HW1HW0HW7HW0HW1HW70255CMSM0255A A7 7A A0 08 8端输入的端输入的T T接线器接线器复复用用器器分分路路器器T接线器由SM、CM、复用器、分路器四部分组成一、复用器一、复用器基本功能：基本功能：串并变换和并路复用串并变换和并路复用基本组成：基本组成：包含包含移位寄存器、锁存器、

9、移位寄存器、锁存器、8 8选选1 1电电子选择器子选择器三个组成部分。三个组成部分。移移位位寄寄存存器器锁锁存存器器811D D0 0D0D7D0D7HW0HW7移移位位寄寄存存器器锁锁存存器器811D D7 7D0D7D0D7HW0HW7HW0HW7D0D7CPCPCPTD7至至话话音音存存储储器器输输入入1、串行码和并行码、串行码和并行码串行码：串行码：是指各时隙内的是指各时隙内的8 8位码位码D0D0D7D7是按时间的是按时间的 顺序依次排列。顺序依次排列。并行码：并行码：是指各时隙内的是指各时隙内的8 8位码位码D0D0、D1D1、D7D7分分 别同时出现在别同时出现在8 8条线上。条

10、线上。一、复用器一、复用器问题：问题：1 1、串行码如何变成并行码？、串行码如何变成并行码？2 2、如何完成时隙复用？、如何完成时隙复用？3 3、复用后时隙如何排列？、复用后时隙如何排列？4 4、传输速率有何变化？、传输速率有何变化？一、复用器一、复用器HWHW0 0TSTS0 0对应于总时隙的对应于总时隙的TSTS0 0，HWHW1 1TSTS0 0对应于总时对应于总时隙隙的的TSTS1 1，HW HW0 0TSTS1 1对应于总时隙的对应于总时隙的TSTS8 8，HWHW7 7TSTS3131对应于总时隙的对应于总时隙的TSTS255255控制时序控制时序总时隙总时隙TS号号=HW线时隙号

11、线时隙号8+HW号号总时隙总时隙TS号用号用8位码位码A7A6A5A4A3A2A1A0表示表示HW线时隙号线时隙号HW号号A7A6A5A4A3A2A1A0可以通过可以通过CP的分频获得。的分频获得。一、复用器一、复用器T T型时分接线器型时分接线器要点要点：1、完成同一时分复用线中不同时隙的信息交换、完成同一时分复用线中不同时隙的信息交换2、SM的内容是的内容是PCM话音信息（话音信息（8位）位）3、SM的单元数取决于的单元数取决于HW线的时隙数线的时隙数4、CM单元数与单元数与SM单元数相同单元数相同5、CM单元内容位数取决于入线或出线的时隙数单元内容位数取决于入线或出线的时隙数位数位数=l

12、og2N2.3 S2.3 S型时分接线器型时分接线器2.3.1 2.3.1 S S接线器的基本组成接线器的基本组成由由mn交叉矩阵和控制存储器（交叉矩阵和控制存储器（CM）组成。）组成。在某一时隙内，将一根入线与某根出线接通，实在某一时隙内，将一根入线与某根出线接通，实现空间交换。现空间交换。CM与与T接线器的接线器的CM结构基本相同。结构基本相同。交叉接点交叉接点Kij的接通或断的接通或断开由开由CM控制下完成控制下完成2.3.2 S2.3.2 S型接线器的工作原理型接线器的工作原理aaHW0HW1HW7TS2TS2HW0/HW1/HW7/CM0CM1CM7012310输输出出控控制制方方式

13、式CM按出线进行配置，即按出线进行配置，即每个每个CM对应一条出线。对应一条出线。HW0HW1HW7HW0/HW1/HW7/01231aTS2aTS2CM0CM1CM77输入控制方式CM按入线进行配置，即按入线进行配置，即每个每个CM对应一条入线。对应一条入线。2.3.2 S2.3.2 S型接线器的工作原理型接线器的工作原理HW0HW1HW7HW0/HW1/HW7/01231aTS2aTS2CM0CM1CM77输入控制方式CM的内容用于指定本入线的内容用于指定本入线与哪一条出线接通。与哪一条出线接通。CM单元数等于单元数等于HW时隙数。时隙数。CM的的i单元内容为单元内容为j，表示，表示在在i

14、时隙时隙内要将内要将出线出线j与本入线与本入线接通。接通。2.3.2 S2.3.2 S型接线器的工作原理型接线器的工作原理S S型时分接线器型时分接线器要点：要点：1 1、控制存储器的数量取决于入线或出线的数量、控制存储器的数量取决于入线或出线的数量2 2、控制存储器的单元数取决于、控制存储器的单元数取决于HWHW线的时隙数线的时隙数3 3、控制存储器单元内容位数取决于入线或出线、控制存储器单元内容位数取决于入线或出线 的数量的数量2.4 2.4 多级时分交换网络多级时分交换网络2.4.1 T-S-T2.4.1 T-S-T型时分交换网络型时分交换网络基本组成：基本组成：由输入级由输入级T接线器

15、（接线器（TA）、输出级）、输出级T接线接线器（器（TB）和中间）和中间S接线器组成。接线器组成。控制方式控制方式读写方式：读写方式：TA读出控制、读出控制、TB写入控制、写入控制、S输出控制。输出控制。写读方式：写读方式：TA写入控制、写入控制、TB读出控制、读出控制、S输出控制。输出控制。一、读一、读-写方式的写方式的TSTTST网络网络TS316162424255255240240aabba255S/PP/SHW0HW7aS/PHW120HW1270TS31TS24TS255SMA0TA0SMA15TA15RR0WWbTS3bHW0HW7P/STS31HW120HW127（16）（16）

16、aaTS255TS24TB0SMB15TB15aabb0002130255ITS2ITS130ITS130ITS2CMS0CMS15CMB15CMA15CMA0CMB022130130S输出控制输出控制写入控制写入控制读出控制读出控制15出出0入入15入入0出出25515255255bb255SMB0TS316162424255255240240aabba255S/PP/SHW0HW7aS/PHW120HW1270TS31TS24TS255SMA0TA0SMA15TA15RR0WWbTS3bHW0HW7P/STS31HW120HW127（16）（16）aaTS255TS24TB0SMB15TB

17、15aabb0002130255ITS2ITS130ITS130ITS2CMS0CMS15CMB15CMA15CMA0CMB022130130S输出控制输出控制写入控制写入控制读出控制读出控制15出出0入入15入入0出出25515255255bb255SMB0要实现要实现HWHWi iTSTSj j与与HWHWm mTSTSn n的交换，必须经的交换，必须经过中间时隙过中间时隙ITSITS要实现双向通信，要实现双向通信，ITSITS必须成对出现必须成对出现有两种方法：有两种方法：奇偶关系、相差半帧奇偶关系、相差半帧1 1、中间时隙的选择、中间时隙的选择TS3161624242552552402

18、40aabba255S/PP/SHW0HW7aS/PHW120HW1270TS31TS24TS255SMA0TA0SMA15TA15RR0WWbTS3bHW0HW7P/STS31HW120HW127（16）（16）aaTS255TS24TB0SMB15TB15aabb0002130255ITS2ITS130ITS130ITS2CMS0CMS15CMB15CMA15CMA0CMB022130130S输出控制输出控制写入控制写入控制读出控制读出控制15出出0入入15入入0出出25515255255bb255SMB0HWHW0 0TSTS3 3经复用后变为经复用后变为TSTS2424=38+0=38

19、+0 HW HW127127TSTS3131经复用后变为经复用后变为TSTS255255=318+7=318+7ABAB方向：方向：选取中间时隙选取中间时隙ITSITS2 2CMACMA0 0的的2#2#单元单元内容为内容为“24”“24”CMS CMS1515的的2#2#单元单元内容为内容为“0”“0”CMB CMB1515的的2#2#单元单元内容为内容为“255”“255”2 2、工作原理、工作原理TS316162424255255240240aabba255S/PP/SHW0HW7aS/PHW120HW1270TS31TS24TS255SMA0TA0SMA15TA15RR0WWbTS3b

20、HW0HW7P/STS31HW120HW127（16）（16）aaTS255TS24TB0SMB15TB15aabb0002130255ITS2ITS130ITS130ITS2CMS0CMS15CMB15CMA15CMA0CMB022130130S输出控制输出控制写入控制写入控制读出控制读出控制15出出0入入15入入0出出25515255255bb255SMB0BABA方向：方向：反相法：选取中间时隙反相法：选取中间时隙ITSITS130130CMACMA1515的的130#130#单元单元内容为内容为“255”“255”CMS CMS0 0的的130#130#单元单元内容为内容为“15”“1

21、5”CMB CMB0 0的的130#130#单元单元内容为内容为“24”“24”2 2、工作原理、工作原理一、写一、写-读方式的读方式的TSTTST网络网络TS3161613021302201300aabba255S/PP/SHW0HW7aS/PHW120HW1270TS31TS24TS255SMA0TA0SMA15TA15WW0RRbTS3bHW0HW7P/STS31HW120HW127（16）（16）aaTS255TS24TB0SMB15TB15aabb0002130255ITS2ITS130ITS130ITS2CMS0CMS15CMB15CMA15CMA0CMB02552425524S输

22、出控制输出控制读出控制读出控制写入控制写入控制15出出0入入15入入0出出25515255255bb255SMB01302TS3161613021302201300aabba255S/PP/SHW0HW7aS/PHW120HW1270TS31TS24TS255SMA0TA0SMA15TA15WW0RRbTS3bHW0HW7P/STS31HW120HW127（16）（16）aaTS255TS24TB0SMB15TB15aabb0002130255ITS2ITS130ITS130ITS2CMS0CMS15CMB15CMA15CMA0CMB02552425524S输出控制输出控制读出控制读出控制写入

23、控制写入控制15出出0入入15入入0出出25515255255bb255SMB01302选取中间时隙选取中间时隙ITSITS2 2CMACMA0 0的的24#24#单元单元内容为内容为“2”“2”CMS CMS1515的的2#2#单元单元内容为内容为“0”“0”CMB CMB1515的的255#255#单元单元内容为内容为“2”“2”1 1、ABAB方向方向TS3161613021302201300aabba255S/PP/SHW0HW7aS/PHW120HW1270TS31TS24TS255SMA0TA0SMA15TA15WW0RRbTS3bHW0HW7P/STS31HW120HW127（1

24、6）（16）aaTS255TS24TB0SMB15TB15aabb0002130255ITS2ITS130ITS130ITS2CMS0CMS15CMB15CMA15CMA0CMB02552425524S输出控制输出控制读出控制读出控制写入控制写入控制15出出0入入15入入0出出25515255255bb255SMB01302反相法：选取中间时隙反相法：选取中间时隙ITSITS130130CMACMA1515的的255#255#单元单元内容为内容为“130”“130”CMS CMS0 0的的130#130#单元单元内容为内容为“15”“15”CMB CMB0 0的的24#24#单元单元内容为内容

25、为“130”“130”2 2、BABA方向方向三、三、TSTTST网络的分析网络的分析1 1、输入级、输入级T T与输出级与输出级T T的安排的安排话音信息存储单元话音信息存储单元读读-写方式：写方式：话音信息只能顺序写入到输入时隙号话音信息只能顺序写入到输入时隙号一致的一致的SMA单元中，单元中，仅一种选择仅一种选择。写写-读方式：读方式：话音信息可以写入到由话音信息可以写入到由CPU任意指定任意指定的的SMA单元中，单元中，有多种选择有多种选择。内部链路测试内部链路测试读读-写方式：写方式：内部链路有内部链路有CPU控制，控制，有多种选择有多种选择。写写-读方式：读方式：内部链路与用户的输

26、入时隙号一致，内部链路与用户的输入时隙号一致，仅一种选择仅一种选择。结论：结论：写写-读方式读方式可靠性高，测试维护方便。可靠性高，测试维护方便。三、三、TSTTST网络的分析网络的分析2 2、控制存储器的合用、控制存储器的合用（1）读）读-写方式下的合用写方式下的合用CMA0的的2#单元中存入单元中存入“24”CMB0的的130#单元中存入单元中存入“24”CMA0在选用在选用2#单元时，就不会再选用单元时，就不会再选用130#单元单元或者在选用或者在选用130#单元时，就不会再选用单元时，就不会再选用2#单元单元因此，因此，CMA0与与CMB0可以进行合用可以进行合用同样，同样，CMAi与

27、与CMBi也可以进行合用也可以进行合用合用方法：合用方法：在相差半帧的在相差半帧的CM两个单元中，存入相同两个单元中，存入相同的话音信息存放地址，该地址等于话音信息的输入的话音信息存放地址，该地址等于话音信息的输入线时隙号。线时隙号。三、三、TSTTST网络的分析网络的分析（2）写）写-读方式下的合用读方式下的合用CMA0与与CMB0占用的单元地址相同，只是保存的占用的单元地址相同，只是保存的内容（内容（SM的地址）相差半帧。可以合用的地址）相差半帧。可以合用CM。合用方法：合用方法：只需在只需在CM内容取出作为内容取出作为SM地址码进地址码进行操作时，将其中一侧行操作时，将其中一侧（如输出侧

28、）（如输出侧）的的A7地址线取地址线取“非非”就可以解决合用问题。就可以解决合用问题。三、三、TSTTST网络的分析网络的分析2.4.2 S-T-S2.4.2 S-T-S型时分交换网络型时分交换网络基本组成：基本组成：由由输入级输入级S接线器、输出级接线器、输出级S接线器、接线器、中间中间T接线器接线器组成。组成。控制方式控制方式输入级输入级S接线器（接线器（S入入级）：出线控制级）：出线控制输出级输出级S接线器（接线器（S出出级）：入线控制级）：入线控制中间级中间级T接线器：读出控制接线器：读出控制2.4.2 S-T-S2.4.2 S-T-S型时分交换网络型时分交换网络S/P(0)S/P(1

29、5)P/S(0)P/S(15)a b a b a b a b TS1 TS8 TS255 TS31 b a b a TS255 TS8 TS8 TS255 TS8 TS255 TS1 TS318 0255 15 8 0255 15 8 255 8 a 255 b255 8 CMS入0 CMS出0 CM0 15入 0入 15出 15入 15出 255 255 0 0 0 0 0 CM15 SM0 SM15 0入 0出S入入S出出 HW0HW127 HW7 HW120 HW0HW127 HW7 HW1202.4.2 S-T-S2.4.2 S-T-S型时分交换网络型时分交换网络由于由于CMS入入0与

30、与CMS出出0的内容完全相同，的内容完全相同，所以也可以合用。所以也可以合用。S/P(0)S/P(15)P/S(0)P/S(15)a b a b a b a b TS1 TS8 TS255 TS31 b a b a TS255 TS8 TS8 TS255 TS8 TS255 TS1 TS318 0255 15 8 0255 15 8 255 8 a 255 b255 8 CMS入0 CMS出0 CM0 15入 0入 15出 15入 15出 255 255 0 0 0 0 0 CM15 SM0 SM15 0入 0出S入入S出出 HW0HW127 HW7 HW120 HW0HW127 HW7 HW

31、1202.5 2.5 阻塞的概念与计算阻塞的概念与计算2.5.1 2.5.1 阻塞的概念阻塞的概念阻阻塞塞是是指指主主叫叫向向被被叫叫发发出出呼呼叫叫时时，被被叫叫虽虽然然空空闲闲，但但由由于于网网络络内内部部链链路路不不通通，而而使使呼呼叫叫损损失失的的情情况（内部阻塞）。况（内部阻塞）。TST网网络络：一一条条通通路路的的建建立立，必必须须是是S接接线线器器的的控控制制存存储储器器和和两两侧侧T接接线线器器的的控控制制存存储储器器都都有有相相同同地地址址的空闲单元才能接通，否则就出现阻塞。的空闲单元才能接通，否则就出现阻塞。2.5.2 2.5.2 阻塞概率的计算阻塞概率的计算以以TST网络

32、为例，若每条线占用概率为网络为例，若每条线占用概率为Y空闲概率为空闲概率为1-Y主被叫所占用两条通路同时空闲的概率为（主被叫所占用两条通路同时空闲的概率为（1-Y）2；主被叫所占用两条通路不同时空闲的概率为主被叫所占用两条通路不同时空闲的概率为1-（1-Y）2；两条通路处于同一个两条通路处于同一个T内时，阻塞概率内时，阻塞概率=1-（1-Y）2128两条通路处于不同两条通路处于不同T内时，阻塞概率内时，阻塞概率=1-（1-Y）2256总阻塞概率为：总阻塞概率为：P=1-（1-Y）2128+151-（1-Y）225616若若Y=0.6Erl，则，则P=1.2710-11Y=0.8Erl，则，则P=3.610-4链路数为链路数为512，则：，则：P=1-（1-Y）2256+151-（1-Y）251216Y=0.8Erl，P=1.81106Y=0.6Erl，P=2.571021Y=0.4Erl，P=1.511051，可认为是无阻塞网络，可认为是无阻塞网络