电话交换.docx

1、电话交换目 录一、 电话交换的基本概念 2二、 电话机的原理 2三、 电话通信网的概述 3四、 电信和电信网的概述 3五、 电话交换机的基本任务与结构 4六、 模拟信号和数字信号 7七、 程控数字交换机 10八、 电话网的信令系统简介 14九、 集团电话系统 15电话交换工程一、 电话交换的基本概念多个电话用户之间进行互相呼叫和通话采用完全互联网是很不经济的，也是很困难的。解决的方法就是采用转接交换网。电话交换机就是完成转接交换任务的设备。一种简单的双局制的转接交换网的简单模型如下图：一部电话交换机载完成接续过程中，基本上可以分为下列几个步骤：（1） 识别主叫（2） 接受被叫号码（3） 测试（

2、4） 接通（5） 接受被叫应答（6） 拆线二、 电话机的原理电话通信是通过声能与电能相互转换、并利用“电”这个媒介来传输语言的一种通信技术。两个用户要进行通信，最简单的形式就是将两部电话机用一对线路连接起来。1、当发话者拿起电话机对着送话器讲话时，声带的振动激励空气振动，形成声波。2、声波作用于送话器上，使之产生电流，称为话音电流。3、话音电流沿着线路传送到对方电话机的受话器内。4、受话器作用与送话器刚好相反-把电流转化为声波，通过空气传至人的耳朵中。这样，就完成了最简单的通话过程。三、 电话通信网的概述电话通信网是进行交互型话音通信，开放电话业务的电信网，简称电话网。它是一种电信业务量最大，

3、服务面积最广的专业网，可兼容其它许多种非话业务网，是电信网的基本形式和基础，包括本地电话网、长途电话网和国际电话网。电话网采用电话交换方式，主要由四部分组成： 发送和接收电话信号的用户终端设备 进行电路交换的交换设备 连接用户终端和交换设备的线路 交换设备之间的链路。电话网基本结构形式分为多级汇接网和无级网两种。我国电话网由四级长途交换中心和一级本地网端局组成五级结构。其中一、二、三、四级的长途交换中心构成长途电话网，由本地网端局和按需要设置的汇接局组成本地电话网。除了以传递电话信息为主的业务网外，一个完整的电话通信网还需要有若干个用以保障业务网正常运行、增强网路功能、提高网路服务质量的支撑网

4、路。支撑网中传递的是相应的监测和控制信号。支撑网包括同步网、公共信道信令网、信输监控网和网路管理网等。四、 电信和电信网的概述电信（telecommunication）是指利用电报、电话、传真、无线电设备和互联网络等电子手段传递信息的通讯方式。而电信网（telecommunication network）是多个用户电信系统互连的通信体系。是由终端设备、传输设备、交换设备等基本要素组成的综合系统。电信网的主要功能是按用户的需要传递和交流信息，以实现人类远距离通信的需要。电信网的分类： 按电信业务的种类分为：电话网、电报网、用户电报网、数据通信网、传真通信网、图像通信网、有线电视网等等。 按服务区

5、域范围分为：本地电信网、农村电信网、长途电信网、移动通信网、国际电信网等等。 按传输媒介种类分为：架空明线网、电缆通信网、光缆通信网、卫星通信网、用户光纤网、低轨道卫星移动通信网等。 按交换方式分为：电路交换网、报文交换网、分组交换网、宽带交换网等等。 按结构形式分为：网状网、星形网、环形网、栅格网、总线网等等。 按信息信号形式分为：模拟通信网、数字通信网、数字模拟混合网等。 按信息传递方式分为：同步转移模式（STM）的综合业务数字网（ISDN）和异地转移模式（ATM）的宽带综合业务数字网（B-ISDN）等。现在世界各国的电信网正在向数字化的电信网发展，将逐步代替模拟通信的传输和交换，并且向智

6、能化，综合化的方向发展。五、 电话交换机的基本任务与结构1、 电话交换机的基本任务电话交换机有四种基本呼叫任务，根据进出交换机的呼叫流向及发起呼叫的起源，可以将呼叫分为：本局呼叫、出局呼叫、入局呼叫和转移呼叫，如图1-1所示。 将交换机理解为一个交换局，本局一个用户发起的呼叫，根据呼叫的流向可以分为出局呼叫或本局呼叫。主叫用户生成去话，被叫用户是本局中的另一个用户时，即本局呼叫；被叫用户不是本局的用户，交换机需要将呼叫接续到其他的交换机时，即形成出局呼叫。相应地，从其他交换机发来的来话，呼叫本局的一个用户时，生成入局呼叫；呼叫的不是本局的一个用户，由交换机又接续到其他的交换机，交换机只提供汇接

7、中转的功能，则形成转移呼叫。除了汇接局一般只具备“转接呼叫”的功能外，每个局的电话交换机都具备这四种呼叫的处理能力。至于长途和特种服务呼叫，可以看做是呼叫流向固定的出局呼叫。2、电话交换机的基本结构电话交换机的基本结构由两大部分构成：话路系统和控制系统，如图1-2所示。图1-2 电话交换机基本结构话路系统包括所有的提供电话接续任务的终端和交换设备。话路系统的核心部分是“交换网络”，从人工台的接线面板与塞绳电路，步进制的各级接线器，纵横制的用户级、选组级交换网络到数字交换机的数字交换网络，都是用来提供在各种交换方式下的通话通路的。话路系统中还包括各种需要通过交换网络进行交换连接的终端，如用户电路

8、、中继设备、信号设备等。 控制系统在需要的时候接通话路，提供语音信号传送的通路。电话交换机经历了从最初的人工进行控制接续到以数字电子计算机作为控制系统核心的过程，从基本的电话交换的控制功能来说，不论哪一种交换方式都具备，只是实现的手段和方法有所不同而已。3、交换过程如何连接如果有多个用户时，为保证任意两个用户间都能通话，很自然我们会想到每两个用户用一对线路连起来。 5个用户连接的情况：n=5时，所用线路=4+3+2+1=10 n个用户连接的情况：所用线路=n (n-1 ) / 2因此当用户数增加n时所需的线对数更迅速增加，想想看，要是对每个用户来说，家中需接入n-1对线，打电话前还需将自己话机

9、和被叫线连起来，那就太麻烦了！于是人们想出了一个好办法，在用户分布的密集中心，安装一个设备，这好比是一个开关接点，平时是打开的，当任意两个用户之间需要通话时，设备就把连接两个用户的电话线接通。由此可以看出，设备可根据发话者的要求，完成与另外一个用户之间交换信息的任务，所以这种设备就叫做电话交换机。实际的交换机是相当复杂的，但有了电话交换设备，n个用户，只需n对线就可以满足要求，使线路的费用大大降低。尽管增加了交换机的费用，但它将为n个用户服务，利用率很高。六、 模拟信号和数字信号信号数据可用于表示任何信息，如符号、文字、语音、图像等，从表现形式上可归结为两类：模拟信号和数字信号。模拟信号与数字

10、信号的区别可根据幅度取值是否离散来确定。 什么叫“模拟信号”？以电话为例加以说明。在电话通信中，传送的信息是发话人（信源）的声音。声音是由振动发出的。声波通过送话器（变换器）转变成跟随声音的强弱变化而变化的电信号，由于该信号是“模拟”声音变化的，因此叫做“模拟信号”。这个模拟信号通过线路（信道）传送到对方，再通过受话器（反变换器）转变为原来的声音，为受话人（信宿）所听到。原始的电话、传真、电视的信号都是模拟信号。用模拟信号传送信息的通信叫做“模拟通信”。模拟信号指幅度的取值是连续的（幅值可由无限个数值表示）。时间上连续的模拟信号连续变化的图像（电视、传真）信号等，如图（a）所示。时间上离散的模

11、拟信号是一种抽样信号，如图（b）所示，它是对图（a）的模拟信号每隔时间T抽样一次所得到的信号，虽然其波形在时间上是不连续的，但其幅度取值是连续的，所以仍是模拟信号，称之为脉冲幅度调制（PAM，简称脉幅调制）信号。 数字信号指幅度的取值是离散的，幅值表示被限制在有限个数值之内。二进制码就是一种数字信号。二进制码受噪声的影响小，易于有数字电路进行处理，所以得到了广泛的应用。1、模拟通信 模拟通信的优点是直观且容易实现，但存在两个主要缺点。 （1） 保密性差 模拟通信，尤其是微波通信和有线明线通信，很容易被窃听。只要收到模拟信号， 就容易得到通信内容。（2） 抗干扰能力弱 电信号在沿线路的传输过程中

12、会受到外界的和通信系统内部的各种噪声干扰，噪声和信号混合后难以分开，从而使得通信质量下降。线路越长，噪声的积累也就越多。2、 数字通信（1） 数字化传输与交换的优点 加强了通信的保密性。语音信号经AD变换后，可以先进行加密处理，再进 行传输，在接收端解密后再经D/A变换还原成模拟信号。数字加密处理可简单描述如下，1表示语音变成的数字信号11011101100001，采用8位密码10001101。在送到传输线路之前，将密码“加”到语音码中去，1（密码连续重复），则传输的数字信号为XY1C1011101100001 Y11000110110001 0011011010000 显然XY1，即便有人窃

13、听到X码，也不能马上得到Y1码。在接收端，只要再将相同密码C与数码X相加，就能丰碑成原来的语音数码Y1，即Y1XC0011011010000 X1000110110001 C1011101100001 Y1可见，语音数字化为加密处理提供了十分有利的条件，且密码的位数越多，破译密码就越困难。 提高了抗干扰能力。数字信号在传输过程中会混入杂音，可以利用电子电路构成的门限电压（称为阈值）去衡量输入的信号电压，只有达到某一电压幅度，电路才会有输出值，并自动生成一整齐的脉冲（称为整形或再生）。较小杂音电压 到达时，由于它低于阈值而被过滤掉，不会引起电路动作。因此再生的信号与原信号完全相同，除非干扰信号大

14、于原信号才会产生误码。为了防止误码，在电路中设置了检验错误和纠正错误的方法，即在出现误码时，可以利用后向信号使对方重发。因而数字传输适用于较远距离的传输，也能适用于性能较差的线路。 可构建综合数字通信网。采用时分交换后，传输和交换统一起来，可以形成一个综合数字通信网。（2） 数字化通信的缺点 占用频带较宽。因为线路传输的是脉冲信号，传送一路数字化语音信息需占 20?64kHz的带宽，而一个模拟话路只占用4kHz带宽，即一路PCM信号占了几个模拟话路。对某一话路而言，它的利用率降低了，或者详它对线路的要求提高了。 技术要求复杂，尤其是同步技术要求精度很高。接收方要能正确地理解发送方的意思，就必须

15、正确地把每个码元区分开来，并且找到每个信息组的开始，这就需要收发双方严格实现同步，如果组成一个数字网的话，同步问题的解决将更加困难。 进行模/数转换时会带来量化误差。随着大规模集成电路的使用以及光纤等宽频带传输介质的普及，对信息的存储和传输，越来越多使用的是数字信号的方式，因此必须对模拟信号进行模/数转换，在转换中不可避免地会产生量化误差。七、 程控数字交换机1、电话交换机得几个发展阶段 人工交换 自动交换机：步进制交换机和纵横制交换机 半电子交换机 程控交换机 程控数字交换机2、程控数字交换机的概念程控交换机是存储程序控制交换机的简称，记作SPC(Stored Program Contro1

16、)。它是利用电子计算机进行控制的，它把电话交换机各种控制功能按步骤编成程序存入存储器，利用存储器内所存的程序来控制整个交换机工作。 程控交换机的基本结构如图所示。具体功能分为话路部分和控制部分。 程控交换机可以有以下各种用户服务性能： ( 1 ) 缩位拨号 ( 2 ) 热线服务 ( 3 ) 闹钟服务 ( 4 ) 转移呼叫 ( 5 ) 免打扰服务 3、 程控数字交换系统结构 对数字交换系统的总体结构而言，各种制式均不一致，但就其功能来分，大致可分为下述四个部分： ( 1 ) 用户线中继线终端设备； ( 2 ) 交换网络； ( 3 ) 控制机构； ( 4 ) 运转维护系统。 4、程控数字交换的基本

17、原理（1）、用户级网络 用户级网络包括用户电路和用户集线器。 用户电路：用户线进入交换局的接口电路。 用户电路的主要功能“BORSCHT”功能： (1) 馈电 (2) 过压保护 (3) 振铃 (4) 监视 (5) 模拟数字变换，即AD变换(C) (6) 二线四线变换(H) (7) 测试（2）、中继线路终端 模拟中继线终端 数字中继线终端 数字交换是通过时隙交换来实现的。 时隙交换一般采用随机存储器来实现。下图为一个实现一端PCM系统的30个话路间交换的随机存储器。 5、 数字交换网络 利用随机存储器原理来完成时隙交换功能的设备称为数字交换网络。在程控数字交换系统中的数字交换网络基本上有两类：

18、时间接线器T接线器； 空间接线器S接线器。 （1）时间接线器T接线器 时间接线器有两类：一类是输出控制方式的时间接线器，一类是输入控制方式的时间接线器，分别如下图(a)和(b)所示。 （2）空间接线器S接线器 空间接线器的功能是完成“空间交换”，即在许多根入线中选择一根接通出线，但是要在入线和出线的某一时隙内接通。 （3）TST时分接续网络一般单个T接线器的交换容量较小，而S接线器往往很少单独使用。无论是T接线器还是S接线器都不足以组成实用的时分接续网络，实际使用的时分接续网络都是由T接线器和S接线器组合而成。6、程控数字交换机软件系统原理程控交换机的呼叫处理接续过程与其他制式交换机一样，可分

19、为如下几个阶段： 主叫摘机，识别主叫、向主叫送拨号音； 接收主叫拨号脉冲； 分析号码，确定是局内接续还是出局接续； 测试被叫忙、闲。如闲，向被叫送振铃并向主叫送回铃音；如忙，则向主叫送忙音； 被叫应答，完成通话接续； 话终拆线。八、 电话网的信令系统简介1、信令的基本概念电话交换网的主要功能是完成电话用户之间通话的接续或转接。电话自动交换网就是无需介入人工而自动完成接续或转接。自动完成通话用户的接续或转接需要有一套完整的控制信号和操作程序，用以产生、发送和接收这些控制信号的硬件及相应执行的控制、操作等程序的集合体就称之为电话网的信令系统。上图的流程简单说明如下： 当用户摘机时，用户摘机信号送到

20、发端交换机； 发端交换机收到用户摘机信号后，立即向主叫用户送出拨号音； 主叫用户拨号，将被叫用户号码送给发端交换机； 发端交换机根据被叫号码选择局向及中继线，发端交换机在选好的中继线上向终端交换机发送占用信号，并把被叫用户号码送给终端交换机； 终端交换机根据被叫号码，将呼叫连接到被叫用户，向被叫用户发送振铃信号，并向主叫用户送回铃音； 当被叫用户摘机应答时，终端交换机接到应摘机信号，终端交换机将应答信号转发给发端交换机； 用户双方进入通话状态，这时，线路上传送话音信号； 话终挂机复原，传送拆线信号； 终端交换机拆线后，回送一个拆线证实信号，一切设备复原。 电话网的信令系统应具有监视功能、选择功

21、能和网路管理功能。2、信令的分类 用户线信令 局间信令3、公共信道信令方式 公共信道信令的主要特点是将信令通路与话音通路分开，而将若干条电路的信令集中在一条专用于传送信令的通道上传送。这一条信令通道就叫作公共信道信令数据链路。 在使用公共信道信令传送局间话路群的信令时，根据通话电路和信令链路的关系，通常采用两种工作方式，即直联工作方式和准直联工作方式。 (1) 直联工作方式 (2) 准直联工作方式4、7号信令系统结构 7号信令系统基本功能结构如下图所示其中消息传递部分分成三个功能级： 第一级为信号数据链路功能级； 第二级为信号链路功能级； 第三级为信号处理和信令网路管理功能级； 用户部分为第四

22、级，即用户部分功能级。 5、7号信令系统的基本消息格式 在7号信令系统中，消息是以信令单元的方式传递的。 信令单元的来源不同，其格式也不同。它的三种基本格式如下图所示。(1) 由用户产生的长度可变的消息信令单元(MSU)，用于传递用户部分所产生的消息； (2) 根据链路状况提供的链路状态信令单元(LSSU)，用于提供链路状况信息(如正常或各种故障等)及完成链路的恢复和接通等； (3) 插入信令单元(FISU)的作用是，当没有消息信令单元或链路状况信令单元传送时，就用“插入信令单元”来填补，在信令链路上发送出去。6、 7号信令的数据链路信令数据链路是用一种速率传送信令的双向数据通路。在数字信令数

23、据链路中，采用64kbits的标准速率。 数字信令数据链路基本分为两种：一种由数字传输通路和数字交换模块组成；另一种由数字传输通路和接口功能设备组成。九、 集团电话系统 KTS (Key Telephone System) 即集团电话系统，如果说十年前人们还在接受这个概念，那么到今天集团电话已经成为日常办公与业务处理必不可少的通信工具。集团电话为人们提供了端到端(End to End)的沟通方式，也提供了多方会谈(Multi-party Conference)的协同工作能力。安装一套具备m个外线(中继线)端口、n个分机端口的集团电话主机，连接相应的电话机(数字型/模拟专用型/模拟普通型)或传真机即可，当然也可选用电话计费管理系统，分机端口连MODEM亦可支持计算机拨号访问因特网。其经常采用的功能和应用方式如下： 对外界打来的电话，指定一名或若干名专门人员接听并负责转接或者由语音自动应答并由外界拨转相应的分机号码。转接电话、多方会谈(例如3方或4方)、多线保留是工作人员频繁操作的功能。 内部分机之间可以互相拨叫。拨打外线一般规定权限。例如，A分机只能拨叫本地电话，B分机可以拨叫国内长途，C分机可以拨叫国际长途；或者，员工拨叫长途电话需要输入各自密码，而拨叫本地电话无需输入。