1、现代通信概论,第3章 程控交换原理,为什么要进行交换？,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,A,D,C,E,B,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。,3.1 基本概念,3.1.1 电话交换的概念,多终端对之间的通信 使用全互联方法存在的问题： 连线数随终端数的平方增加； 长途线路费用大； 每个终端需N-1个线路接口； 增加第N+1个终端时，需增设N条线路。,3.1 基本概念,3.1.1 电话交换的概念,线路数和接口数减少（线路费用降低，交换设 备费用增加，但总费用减低） 由交换设备
2、负责各终端对之间的连接,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。,3.1 基本概念,3.1.1 电话交换的概念,交换技术是以人工交换为开端的,从1878年在美国康涅狄格州纽好恩（NewhavenConnecticut）建成第一个人工电话交换局至今的120余年间,交换技术的发展经历了四个重要阶段。,3.1.2 电话交换技术的发展,3.1 基本概念,第一个阶段是人工交换阶段。 第二个阶段是机电式自动交换阶段。 1889年：步进制自动交换 1913年：纵横制自动交换 第三个阶段是电子式自动交换阶段。 19
3、65年：布线逻辑控制 1970年：存储程序控制 第四个阶段是信息包交换发展阶段。,3.1 基本概念,3.1.2 电话交换技术的发展,3.2 程控数字交换基本原理,1、关键特征：采用数字交换网络网中传送与交换的是数字信息 2、主要任务：实现用户间话路的接续 3、基本构成：控制设备（CPU+存储器+I/O设备）话路设备（用户线接口电路+交换网络+中继线接口电路）,3.2.1 程控数字交换的特点,4、交换方式：时隙交换特点：时隙内容的搬移可提高出入线时隙数实现扩展容量适于容量小的交换复用线交换（空分交换）特点：多条输入/输出复用线空分复用+时分复用适于容量大的交换网络,3.2 程控数字交换基本原理,
4、3.2.1 程控数字交换的特点,时隙交换-时隙交换是将用户所在时隙交换到对端用户所在的时隙中 当入端某个时隙信息需要交换到出端的另一时隙中去时,相当于通过数字交换网络将时隙的内容“搬家”。 TS1时隙中的话音信息ATS8时隙中出现。,3.2 程控数字交换基本原理,3.2.1 程控数字交换的特点,复用线交换-复用线交换就是在一个数字交换网络中采用多条输入复用线和输出复用线，并使其在任一出入线之间均可进行交换以增大交换容量,3.2 程控数字交换基本原理,3.2.1 程控数字交换的特点,由若干个交换单元按照一定的方式构成的网络。 三大要素： 交换单元 交换单元间的拓扑连接 控制方式,3.2 程控数字
5、交换基本原理,3.2.2 程控数字交换网络,交换网络的主要部件-交换单元 M*N,01,N-1,01,M-1,入线,出线,状态端 控制端,3.2 程控数字交换基本原理,3.2.2 程控数字交换网络,信令的概念：在通信网中，把用户与设备、设备与设备以及设备与用户之间为建立通道和拆除通道而传递的信号以及用于管理、维护和统计等方面信息统称为信令。,信令系统：各种信令方式和信令设备构成了通信网的信令系统。,3.2 程控数字交换基本原理,3.2.3 程控数字交换的信令系统,信令分类： 按工作区域划分： 用户线信令、局间信令按传递方向划分： 前向信令、后向信令按功能划分：监视信令、选择信令和维护管理信令按
6、传递路径划分随路信令、公共信道信令,3.2 程控数字交换基本原理,3.2.3 程控数字交换的信令系统,按工作区域划分： 用户线信令和局间信令 用户线信令：在终端和交换机之间的用户线上传输的信令。 主要包括：用户终端向交换机发送的监视信令和地址信令 例如：主、被叫用户的摘机挂机信令，主叫用户拨打的电话号码等；拨号音和忙音等。 局间信令：在交换机和交换机之间、交换机与业务控制节点之间等传递的信令。 作用：控制连接的建立、监视、释放，网络的监控、测试等 局间信令功能要比用户线信令复杂得多。,3.2.3 程控数字交换的信令系统,3.2.3 程控数字交换的信令系统,按传递方向划分：前向信令：主叫用户方向
7、发往被叫用户方向的信令。后向信令：被叫用户方向发往主叫用户方向的信令。,3.2.3 程控数字交换的信令系统,按功能划分： 监视信令：监视用户线和中继线的状态变化。 地址信令：主叫话机发出的数字信号以及交换机间传送的路由选择信息。 维护管理信令：线路拥塞、计费以及故障告警等信息。,3.2.3 程控数字交换的信令系统,按传递路径划分 随路信令(CAS)：信令与用户信息在同一条信道上传送， 公共信道信令(CCS)：信令在一条与用户信息信道分开的信道上传送，,3.2.3 程控数字交换的信令系统,3.3程控数字交换机的组成,程控数字交换机的硬件结构可分为话路子系统和控制子系统两部分,话路子系统：用户模块
8、、远端用户模块、中继接口、信令设备和数字交换网络等 用户模块：主要功能是向用户提供接口电路。由用户电路与用户集线器组成 用户电路： 模拟话机与数字交换机接口，BORSCHT七大功能 Battery Feeding 向用户话机馈电 Overvoltage Protection 过压保护 Ringing 振铃 Sipervision 监视用户线变化 Codec&filters 编译码和滤波 Hybrid circuit 二/四线转换 Test 用户线与用户电路测试,3.3程控数字交换机的组成,用户集线器 话务量集中，即一个简单的数字交换网中继接口 数字交换网络与局间中继间的接口电路信号设备 多频信
9、号收发器、信号音发生器和共路信号部件的总和,3.3程控数字交换机的组成,控制子系统：由计算机处理机和存储设备等部件组成，它根据主叫用户的要求，控制话路子系统的接续部分。 控制子系统是程控数字交换机的“大脑”，它通过执行软件来完成呼叫处理、系统维护和管理。如系统监测、故障处理、话务量统计和计费管理等,3.3程控数字交换机的组成,3.4 呼叫接续过程,呼出接续 扫描状态摘机记录查明类别空闲选择拨号音分配存储 接受拨号 主叫拨号停止送音存储号码位数判断 号码分析 呼叫类型分析限制权限占用示忙 选择通路 中继路由 被叫振铃 被叫振铃主叫回铃监测状态 应答监视 摘机切断铃音启动计费接通路由监测挂机 话终
10、释放 释放通路停止计费示闲忙音,电话交换的基本任务是完成电话的接续,进行呼叫处理, 下面介绍一个呼叫处理的基本过程。,交换机定期扫描检测到主叫用户摘机的状态;交换机通过软件调查主叫用户的类别,以区分一般电话、投币电话、小交换机等等;交换机通过软件调查话机类别,弄清是按键话机还是号盘话机,以便接上相应的收号器。选择空闲的收号器以及它和主叫用户间的空闲路由。 向主叫用户送拨号音。,3.4 呼叫接续过程,呼出接续,监视收号器的输入信号,准备收号。 收到第一位号后,停送拨号音; 对收到的号码按位存储; 对“应收位”和“已收位”进行计数; 将号首送给分析程序进行分析。,3.4 呼叫接续过程,接受拨号,在
11、预译处理中分析号首,以决定呼叫类别（本局、出局、长途、特服等）,并决定该收几位号; 检查这个呼叫是否允许接通（是否限制用户等）; 检查被叫用户是否空闲,若空闲,则予以示忙。在主、被叫用户间选择一条空闲的中继路由。,3.4 呼叫接续过程,号码分析,选择通路,测试并预占空闲路由,包括: 向主叫用户送回铃音路由; 向被叫用户送铃流回路（可能直接控制用户电路振铃,而不用另找路由）; 主、被叫用户通话路由（预占） 向被叫用户送铃流; 向主叫用户送回铃音;,3.4 呼叫接续过程,被叫振铃,监视主、被叫用户状态。 被叫摘机应答,交换机检测到以后,停振铃和停送回铃音; 建立主、被叫用户间的通话路由,开始通话; 启动计费设备,开始计费; 监视主、被叫用户状态。,3.4 呼叫接续过程,应答监视,主叫先挂机: 交换机检测到主叫挂机后,释放复原路由; 停止计费; 向被叫用户送忙音。 被叫先挂机: 交换机检测到被叫挂机后,经过一定时限后,切断通路,释放复原路由; 停止计费; 向主叫用户送忙音。,3.4 呼叫接续过程,话终释放,3.4 呼 叫 接 续 过 程,
