程控交换与宽带交换》复习笔记3.docx

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程控交换与宽带交换》复习笔记3

程控交换与宽带交换》复习笔记（3）

日期：

2005-05-29  作者：

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第三章：

程控数字交换机的硬件结构

3.1程控数字交换系统的主要性能指标

3.1.1交换系统的可靠性

1、程控交换系统的可靠性常用可用度和不可用度来衡量。

2、平均故障间隔时间MTBF、平均故障修复时间MTTR。

3、可用度A=MTBF/（MTBF+MTTR）

4、U=1-A=MTTR/（MTBF+MTTR）

5对双处理机：

      MTBFD=MTBF²/2MTTR

      对应地，可用度AD近似表示为：

          AD=MTBF²/（MTBF²+2MTTR²）

3.1.2交换系统的可维护性

交换系统可维护性的指标：

1、故障定位准确度

2、再启动次数

再启动是指当系统运行异常时，程序和数据恢复到某个起始点重新开始运行，对于软件故障的恢复是一种有效的措施。

3.1.3 服务质量标准

服务标准的指标：

1、呼损指标

呼损率是交换设备未能完成的电话呼叫数量和用户发出的电话呼叫数量的比值，简称呼损。

比率越小，服务质量越好。

2、接续时延

接续时延包括用户摘机后听到拨号音的时延和用户拨号完毕至听到回铃音的时延。

3.2程控交换系统硬件的基本结构

      程控数字交换机系统硬件可以分为话路部分和控制部分。

控制方式有分级控制和全分散方式。

数字程控交换机基本结构图。

1、话路部分

包括：

A、数字交换网络

（1）、 数字交换网络是整个话路部分的核心，连接外围的各种模块。

（2）、功能：

在处理机的控制下，它除了为呼叫提供需要的内部话音/数据通路外，有时还提供信令、信号和处理机间通信信息的固定或半固定的连接。

B、用户模块

   功能：

是向用户终端提供接口电路，完成用户话务的集中和扩散，以及对用户侧的话路进行必要的控制。

C、远端用户模块

   功能：

远端模块和母局间需要有数字中继接口设备进行配合，来完成数字传输所必要的码型转换、信令信息的提取和插入等功能。

D、中继模块：

是程控交换机与局间中继器的接口设备，完成与其他交换设备的接续，从而组成整个电话通信网。

分为数字中继模块和模拟中继模块。

E、信号设备

（1）、功能：

信号设备提供程控交换机在完成话路接续过程中所必需的各种数字化的信号音、双音多频话机发出的DTMF信号的接收、各种信令信息的接收和发送。

（2）、分为DTMF收号器、MFC发送器和接受器、信号音发生器、NO.7信令系统的信令终端等设备。

   二、控制部分

1、组成：

处理器、存储器和输入/输出设备组成。

2、功能：

通过执行软件系统，来完成规定的呼叫处理，维护和管理的功能逻辑。

3.3数字交换原理和数字交换网络

3.3.1语音信号数字化和时分多路通信

语音信号的数字化要经过抽样、量化、编码三个步骤。

1、抽样

          抽样是用很窄的脉冲按一定周期读取模拟信号的瞬时值。

2、量化

     量化是指用有限个度量值来表示抽样后的信号的幅度值，将信号的幅度值就近归入邻近的度量级。

3、编码

程控交换机内部使用的通常是单极性不归零码（NRZ）。

4、时分多路通信和PCM30/32系统

（1）、时间分割方式（TDM）频率分隔方式（FDM）两者的主要区别：

（图）

      频分制是将物理通路划分成多个频段，每个频段作为一个通信信道使用。

      时分制是把一条物理通道按照不同的时刻分成若干条通信信道（如话路），各信道按照一定的周期和次序轮流使用物理通道，这样，从宏观上看，一条物理通路就可以“同时”传送多条信道的信息。

（2）、PCM30/32系统帧结构及相关计算。

（3）、PCM30/32系统的接口称为E1接口，PCM24系统的接口称为T1接口。

3.3.2数字交换的基本概念和两种基本的接线器 

      1、数字交换的概念

        2、数字交换示意图

          在数字交换机中，用户的话音信号在用户电路被编码为数字信号，数字交换网络完成数字信号的交换。

           A     B   HW1TS2      HW3TS31

           B     A   HW3TS31     HW1TS2

        3、上行通路：

从用户模拟进入数字交换网络的通路。

        4、下行通路：

将数字交换网络中出来到达用户模拟的通路。

        5、数字交换网络的基本功能：

完成不同复用线之间不同时隙的交换，即将输入复用线上某时隙的内容交换到指定的输出复用线的指定时隙。

       6、同步时分复用的概念（电路交换方式）：

一个连接在通信期间始终占用某固定的数字信道，这些数字信道依据其在时间轴上的位置来确定的。

        7、在数字交换网络中，经常采用两种基本的接线器---时间（T）接线器和空间（S）接线器。

一、时间（T）接线器

1、（T）作用：

是完成在同一条复用线（母线）上的不同时隙之间的交换，即将输入侧复用线上的某时隙内容交换到输出侧复用线上的指定时隙上。

2、组成：

由话音存储器SM、控制存储器CM以及必要额定接口电路（如串/并，并/串转换等）组成。

3、话音存储器SM的作用是用来存储用户的话音信号。

4、控制存储器CM的作用是用来存储处理机的控制命令字。

5、时间（T）接线器的结构

6、在T接线器中，存储器的容量的大小是由复用线的复用度来决定的。

7、T接线器的两种控制方式------输入控制和输入控制方式。

（原理）

8、输出控制方式，SM以顺序写入，控制读出的方式工作。

9、顺序写入是指写入的次序由定时脉冲控制，按照各时隙对应的脉冲将时隙内容写入到SM的相应的单元中。

10、控制读出指的是在某一时隙来到时，读出话音存储器中哪个存储单元的内容是由控制命令字所决定的，因而也称为随机读出。

11、输入控制方式是SM采用控制写入、顺序读出的方式工作。

二、空间（S）接线器

1、空间（S）接线器的作用是完成时隙在不同复用线之间的交换。

2、空间交换的概念及基本组成。

3、空间交换的原理（输入控制及输出控制工作方式）。

4、控制存储器的数目由复用线的数目决定。

3.3.3  T-S-T数字交换网络

一、T-S-T 数字交换网络结构

1、T-S-T 数字交换网络结构示意图。

2、初级T接线器、次级T接线器。

二、T-S-T数字交换网络的工作原理

1、T-S-T数字交换网络数字交换过程示意图

2、原理（领会）。

三、初、次级T接线器共用存储器

   在T—S—T网络中，先反向通路的内部时隙采用反相法选取时，初、次收接线器可共用控制存储器。

CMA1（5）=10     CMAB1（5）=26

[10]2=01010          [26]2=11010

3.3.4  时空结合的数字交换单元

S12交换机的特点：

采用了全分布式的控制方式，整个交换网络并不配置专用的中央处理机，整个通路的选试、建立和释放都是由分布在各终端模块和附助单元中的控制单元发出的控制命令字来实现；而交换网络完全由一种单元的构件-----DSE来搭叠的；DSE本身也具有智能，能够理解外围处理机发出的命令字，实现内部的通路建立、释放以及在已经建立的通路上传送话音或数据信息。

一、DSE的基本功能和组成

1、基本组成

每个DSE是具有8片“双交换端口”的超大规模的集成电路，每片“双交换端口”上有两个交换端口，即每个DSE由16个双向交换端口组成，分别连接到16条双向PCM串行链路上。

2、基本功能：

能将任一输出端口的任一信道的内容交换到任一输出端口的任一信道（信道0和信道16除外）。

3、为什么说，DSE具有时空结合实现交换的能力？

4、DSE结构框图

二、S12内部PCM信道字格式

1、内部传输速率

每秒8000帧，每帧32个信道（时隙），每个时隙包括16比特。

2、信道字的格式：

高位为00、01、11、100、101时格式的含义。

三、DSE的工作原理

在DSE中通路的选择和建立。

A、原理

B、图解

3.4程控数字交换机的终端及接口

3.4.1  用户模块

功能：

用户模块用来连接用户回路，提供用户终端设备的接口电路，完成用户话路的集中和扩散，并且附助完成用户话路的通话控制。

一、用户模块的基本结构

用户模块的典型结构

二、模拟用户接口电路（七项功能）

1、馈电B

电压为负48V，馈电电流在20MA-100MA之间。

2、过压保护O

功能：

防止交换机外压（如雷电）进入程控交换机的内部，烧毁交换机内部的电路板。

3、振铃控制R

A、振铃原理

B、国内振铃电压为90V+/-15。

4、监视S

功能：

通过用户回路电流来判定用户线回路的接通和断开状态，呼叫处理程序通过识别到的状态变化来进一步地识别用户线上发生的事件，如用户的摘、挂机事件，脉冲话机发生的拨号脉冲等。

5、混合电路H

6、编译码和滤波C

编码器是将用户线上送来的模拟信号转换为数字信号。

译码器完成相反的数/模转换。

7、测试控制T

A、功能示意图

B、功能：

能够将用户线内、外线连接到测试设备上，对用户线的故障，如混线、接地、与电力线碰接以及元器件损坏等情况有效大测试，以便及时发现和排除故障。

现代的程控交换机的用户接口电路还应该完成衰减控制、极性转换、发送计费脉冲和投币电话集中控制等功能。

（用户接口电路的组织方式图）

三、用户话务的集中和扩散

1、用户模块为什么能实现话务的集中和扩散。

2、话务集中和扩散实现的原理。

3.4.2中继器

中继器的主要作用是提供中继线的接口电路。

分为模拟中继器和数字中继器两大类。

一、模拟中继器（略）

二、数字中继器

1、概念：

数字中继器是程控交换机和局间数字中继线的接口电路，它的入/出端都是数字信号。

2、功能图

3、主要功能：

A、码型变换和反变换（HBD3）

B、时钟同步和帧同步（TS0）

C、信令的提取和插入（TS16）

3.3.5用户交换机

一、半自动直拨入网方式（DOD2+BID）

1、半自动直拨入网方式示意图（用户交换机就是公网上端局大用户线上的延伸设备，连接大是端局的用户模块）

2、DOD2指的是分机用户在呼叫公网用户时，可以直接拨号，但要听两次拨号音，第一次是用户交换机发出的，第二次是用户拨打指定字冠（如“0”）后，通过PABX的出中继接至端局交换机，由端局交换机发出的，表示允许拨打公网号码。

3、BID指的是从公网呼入用户交换机的分机用户时需要由话务台转入，而不能直接拨入。

4、虚假接续的概念。

二、全自动直接拨入网方式（DOD1+DID）

   1、全自动直接拨入网方式的示意图。

（用户交换机的中继线直接连接到端局交换机的交换网上）

   2、DOD1方式是指分机用户呼出至公网用户时，听一次拨号一音就可以了，拨出的也只有被叫的公网号码。

3、DID指的是公网呼叫可以直接接入分机用户，当然也不要设置话务台进行转话。

三、混合方式

  1、DOD2+DID方式

2、DOD+BID+DID方式

3.5 程控交系统控制系统的组成特点

3.5.1 程控交换机对控制部分的要求

     1、呼叫处理能力。

用“最大忙时呼叫尝试次数）---BGCA表示。

     2、可靠性。

     3、灵活性和适应性，

     4、经济性。

3.5.2 交换机控制系统的结构方式

      1、控制系统普遍采用多分处理机结构，即分散控制方式，即多台处理机系统协同工作，共同完成交换系统大功能。

      2、分散控制可以分