程控数字交换与电话通信网解析.pptx

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1、1.电话通信的基本原理2.电话交换技术的发展3.程控数字交换机的系统结构4.接口电路5.交换网络-话路建立6.控制系统7.程控交换软件系统8.呼叫处理的基本原理9.交换技术基础10.电话通信网本章主要内容第1页/共62页21 1、电话通信的基本原理、电话通信的基本原理第2页/共62页1.1 电话机的发明18751875年6 6月2 2日贝尔和沃森发明了电话（原始的电磁式电话）18771877年爱迪生发明了碳精式送话器+手柄+呼叫设备（电铃）+手摇发电机+干电池（磁石式电话机）18821882年出现了共电式电话机（没有手摇发电机和干电池，通话所用电源由交换机供给）第3页/共62页18961896

2、年美国人爱立克森发明了旋转式电话拨号盘19201920年美国人坎贝尔发明了消侧音电路（自动电话机-拨号盘电话机）6060年代电子学飞速发展、7070年代大规模集成电路出现(电子电话机-按键式电话机)8080年代随着N-ISDNN-ISDN的应用出现了数字电话机1.1 电话机的发明第4页/共62页送话器受话器原始话音还原话音二-四转换消侧音电路电话机原始话音还原话音1.2 电话机的构成及通话原理第5页/共62页受话器受话器：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。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。旋转式拨号盘旋转式拨号盘（三

3、个参数）：（三个参数）：脉冲速度脉冲速度：表示拨号盘每秒钟发生的脉冲个数。：表示拨号盘每秒钟发生的脉冲个数。普通：普通：10/s 快速：快速：20/s 脉冲断续比脉冲断续比：在一个脉冲周期里，断开电流的时间：在一个脉冲周期里，断开电流的时间和接通电流的时间之比。和接通电流的时间之比。t断断/t续续=1.6:1 或或 2:1 位间隔位间隔：300ms1.2 电话机的构成及通话原理第6页/共62页按键式拨号盘按键式拨号盘：与拨号集成电路配合发出与拨号集成电路配合发出脉冲或双音频脉冲或双音频(DTMF)信令。信令。振铃器：振铃器：交铃流、音调振铃器交铃流、音调振铃器开关、叉簧开关、叉簧：接插件，二、

4、四线绳接插件，二、四线绳1.2 电话机的构成及通话原理第7页/共62页697Hz770Hz852Hz941Hz1209Hz1336Hz1477Hz1633Hz高频低频12457*80369ABCD#1.2 电话机的构成及通话原理第8页/共62页q扬声电话机q免提电话机q无绳电话机q录音电话机q可视电话机q投币电话机q磁卡电话机1.3 电话机的分类第9页/共62页102 2、电话交换技术的发展、电话交换技术的发展第10页/共62页 人工交换阶段：人工交换阶段：磁石式电话交换机磁石式电话交换机 共电式电话交换机共电式电话交换机 机电式自动交换阶段：机电式自动交换阶段：步进制交换机步进制交换机（St

5、ep 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 德国西门子式自动交换机德国西门子式自动交换机 特点特点：直接控制方式：直接控制方式电话交换技术发展的三个阶段第11页/共62页机动制交换机：旋转制或升降制电话交换机 特点：间接控制方式共同特点：q噪声大q易磨损q维护工作量大q接线速度慢q故障率高q电路技术简单q人员培训容易电话交换技术发展的三个阶段第12页/共62页 纵横制交换机（Crossbar System）：特点：间接控制方式 接线器接点采用压接触方式 电子式自动交换阶段：半电子交换机（准电子交换机）：话路部分采用机械接点，控制

6、部分采用电子器件。全电子交换机：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第13页/共62页模拟程控交换机：1965年5月美国开通了第一个程控交换机（ESS No.1）。数字程控交换机：1970年法国开通了第一个数字程控交换机（E10）。几个概念：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第14页/共62页q在技术上的：能提供许多新的服务性能 维护管理方便、可靠性高 灵活性大、便于采用新技术和增加新业务 q在经济上的：在交换设备上 在线路设备上 在维护和生产方面程控交换机的优越性第15页/共62页q缩位拨号缩位拨号q热线服务热线服务q呼出限制呼出限制q免打扰

7、服务免打扰服务q查找恶意呼叫查找恶意呼叫q闹钟服务闹钟服务q截接服务截接服务q缺席用户服务缺席用户服务补充业务q遇忙回叫遇忙回叫q无条件呼叫前转无条件呼叫前转q遇忙呼叫前转遇忙呼叫前转q无应答呼叫前转无应答呼叫前转q呼叫等待呼叫等待q三方通话三方通话q会议电视会议电视q主叫号码显示等主叫号码显示等第16页/共62页q 引进交换机 AXE10，FETEX-150，E10B，5ESS、NEAX61、EWSDq 引进生产线 上海：S1240，北京：EWSD，天津：NEAX61 q 自行研制 巨龙HJD-04，大唐SP30，华为C&C08，中兴ZXJ10 我国程控交换技术的发展第17页/共62页183

8、 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第18页/共62页数字交换机的系统结构第19页/共62页数字程控电话交换系统话路子系统控制子系统接口设备交换网络CPU与存储器远端接口外部设备模拟/数字用户电路数字/模拟中继器信令设备MFC接收和发送器DTMF接收器信号音发生器用户集中级第20页/共62页接口设备接口设备：是实现数字交换系统和外围环境的接口。：是实现数字交换系统和外围环境的接口。远端接口远端接口：是到集中维护操作中心、网管中心、计费中心：是到集中维护操作中心、网管中心、计费中心等的数据传送接口。等的数据传送接口。用户集中级用户集中级：完成话务集中功能，集中比一般为：完成话

9、务集中功能，集中比一般为2:1到到8:1一般为单一般为单T交换网络。交换网络。用户模块用户模块：用户集中级：用户集中级+用户电路用户电路远端模块远端模块：设置在远端的用户模块。：设置在远端的用户模块。几个概念第21页/共62页数字交换系统接口类型交换网络控制系统模拟用户接口用户侧接口中继侧接口数字用户接口数字中继接口模拟中继接口数字用户接口操作维护OAMZVABCQ3第22页/共62页数字交换机接口类型ETETETETETETETETETETETETETET数 字 交 换 网 络模拟用户线Z1模拟远端集线器Z2模拟PABXZ3数字用户线V1LTLTLTLTZ1V2V3V4V5数字远端模块Z1V

10、1NT数字PABXm X(2B+D)n X E12,048kbit/sABLTC11C12C21C22LT本地转换二线中继器通路转换设备四线FDM实线PCM8,448kbit/sLT34,368kbit/s8,448kbit/sLT第23页/共62页V接口：V1：64kb/s，可为2B+D或30B+D的终端 V2：连接数字远端模块的接口 V3：连接数字PABX的接口，属30B+D的接口 V4：可接多个2B+D的终端，支持ISDN的接入 V5：支持n X E1的接入网，包括V5.1和V5.2接口A接口：速率为2048kb/s的数字中继接口B接口：PCM二次群接口，其接口速率为8448kb/s程控

11、交换系统接口类型数字接口第24页/共62页Z1接口：连接单个模拟用户的接口 Z2接口：连接模拟远端集线器的接口Z3接口：连接模拟PABX的接口程控交换系统接口类型模拟接口第25页/共62页264 4、接口电路、接口电路第26页/共62页4.1 模拟用户电路模拟用户电路的功能可归纳为BORSCHT七个功能：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)编译码和滤波H(Hybird circuit)混合电路T(Test)测试第27页/共62

12、页馈电电容的特性：“隔直流，通交流”电感的特性：“隔交流，通直流”（-48v）第28页/共62页过压保护第29页/共62页振铃控制振铃电压：90+15v第30页/共62页可检测以下各种用户状态：1、用户话机的摘挂机状态 2、用户话机（号盘）发出的拨号脉冲 3、投币话机的输入信号 4、话终挂机状态监视第31页/共62页监视第32页/共62页编译码和滤波（CODEC）编码器：完成模拟信号到数字信号的转换（Coder）。译码器：完成数字信号到模拟信号的转换（Decoder）。第33页/共62页混合电路完成二线到四线的转换功能。第34页/共62页测试第35页/共62页其它功能q 极性倒换（反转）q 计

13、费脉冲发送第36页/共62页模拟用户电路功能框图第37页/共62页举例用户电路板第38页/共62页模拟中继器模拟中继器：是程控数字交换机与模拟中继线的接口，用：是程控数字交换机与模拟中继线的接口，用于与模拟交换机的连接。于与模拟交换机的连接。4.2 模拟中继电路第39页/共62页数字中继器数字中继器：是连接数字局间中继线的接口电路，用于：是连接数字局间中继线的接口电路，用于 与数字交换局或远端模块的连接。与数字交换局或远端模块的连接。主要作用主要作用：是根据：是根据PCM时分复用原理，将时分复用原理，将30路路64kb/s的话路信号复接成的话路信号复接成2048kb/s的基群信号发的基群信号发

14、送出去，或者反之，把从其它数字交换系统送出去，或者反之，把从其它数字交换系统（或数字传输系统）来的（或数字传输系统）来的2048kb/s的基群的基群信号分成信号分成30路话路信号，然后再通过数字交路话路信号，然后再通过数字交换网络分接到各个相应的用户。换网络分接到各个相应的用户。在上述过程中，完成在上述过程中，完成信号传输、信号同步、信号传输、信号同步、信令配合信令配合4.3 数字中继电路第40页/共62页数字中继电路的基本功能码型变换码型变换：单极性不归零码单极性不归零码 HDB3（高密度双极性码）高密度双极性码）时钟提取时钟提取：就是从输入的数据流中提取时钟信号，作为输入数据就是从输入的数

15、据流中提取时钟信号，作为输入数据流的基准时钟。同时该时钟信号还用来作为本端系统时流的基准时钟。同时该时钟信号还用来作为本端系统时钟的外部参考时钟源。钟的外部参考时钟源。帧同步帧同步：就是从接收的数据流中搜索并识别到同步码，并以该就是从接收的数据流中搜索并识别到同步码，并以该时隙作为一帧的开始，以便接收端的帧结构排列和发送时隙作为一帧的开始，以便接收端的帧结构排列和发送端的完全一致。端的完全一致。第41页/共62页复帧同步复帧同步：如果数字中继线上使用的是随路信号（中国如果数字中继线上使用的是随路信号（中国1号信令）号信令），则除了帧同步外，还要有复帧同步。，则除了帧同步外，还要有复帧同步。复帧

16、同步是为了解决各路标志信号的错路问题。复帧同步是为了解决各路标志信号的错路问题。提取和插入随路信号提取和插入随路信号帧定位（再定时）帧定位（再定时）数字中继电路的基本功能第42页/共62页码型变换码型变换时钟提取帧同步帧定位信号提取帧定位信号插入复帧定位 信号插入收发PCM数字中继电路的基本功能第43页/共62页4.4 音频信号的产生、发送和接收1、信号种类：、信号种类：q 交换机到用户交换机到用户：各种信号音（单频，信号源各种信号音（单频，信号源450Hz或或 950Hz的正弦波的正弦波）q 交换机到交换机交换机到交换机：局间信号（局间信号（MFC）前向信号频率：前向信号频率：1380Hz,

17、1500Hz,1620Hz,1740Hz,1860Hz,1980Hz（6中取中取2）后向信号频率：后向信号频率：1140Hz,1020Hz,900Hz,780Hz,（4中取中取2）q 用户到交换机用户到交换机：拨号信息（直流脉冲、拨号信息（直流脉冲、DTMF）第44页/共62页第45页/共62页2、单频信号的产生T=2ms 500Hz音频信号产生原理 第46页/共62页 将信号按125s间隔进行抽样（也就是8kHz的PCM抽样频率），然后进行量化和编码，得到各抽样点的PCM信号，放到ROM中，使用时对ROM按一般PCM信号读出，就是这个音频信号（数字化的信号）。单音频信号产生原理第47页/共6

18、2页信号发生器的硬件结构第48页/共62页3、双音频信号的产生双音频信号产生原理：首先要找到一个重复周期。将两个双音频信号按125s间隔进行抽样（也就是8kHz的PCM抽样频率），然后进行量化和编码，得到各抽样点的PCM信号，放到ROM中，使用时对ROM按一般PCM信号读出。举例：产生1380HZ和1500HZ信号第49页/共62页4、数字音频信号的发送 指定时隙或占用普通话路的时隙经交换网络送出。第50页/共62页5、数字音频信号的接收F1数字滤波F2数字滤波Fn数字滤波数字逻辑识别输入输出多频的接收第51页/共62页525 5、交换网络（话路建立）、交换网络（话路建立）第52页/共62页复

19、用和分路第53页/共62页第54页/共62页串并变换原理移位寄存器移位寄存器HW0HW7CP锁存器锁存器D0D7D0D7D0D7D7D0D0D78-1(D0)8-1(D7)HW0HW0HW7HW7(8)(8)(8)CPCPTD7第55页/共62页并串变换原理第56页/共62页时钟、定时脉冲和位脉冲第57页/共62页第58页/共62页596 6、程控交换机的控制系统、程控交换机的控制系统第59页/共62页 呼叫处理能力：最大忙时试呼次数 （Maximum Number of Busy Hour Call AttemptsMaximum Number of Busy Hour Call Attempts）可靠性 灵活性和适应性 经济性交换系统对控制部件的要求第60页/共62页控制系统的结构 交换机控制系统的结构方式：集中控制、分散控制（静态分配、动态分配）多处理机结构：按功能分担、按话务分担、备用工作（冷备用、热备用）备用方式：同步方式、互助方式、主/备方式 处理机间的通信方式：通过PCMPCM信道进行通信、采用计算机网常用的通信方式第61页/共62页感谢您的观看！第62页/共62页