1、现代交换原理课程设计报告题 目 TSST 时分数字交换网络设计 学 院 专 业 学生姓名 学 号 指导教师 二一五年六月五日ITSST 时分数字交换网络设计摘要：由于通讯技术的飞速发展，目前，高速通讯网络性能的瓶颈集中在高速交换系统，研究、设计和制造高速交换系统对目前高速通讯网络具有极其重要的意义。而程控交换机是电话交换网的核心设备，其主要功能是完成用户之间的接续。程控交换机是现代数字通信技术、计算机技术、大规模集成电路相结合的产物。它的诞生对开通非电话业务提供了有利条件。程控交换机最大的优点是系统只通过变动软件，就能达到改变交换系统的组成和功能，增添了许多方便用户的业务，提高了系统硬件的结构
2、模块化和标准化水平，十分便于系统的升级和更新。单一的 S 接线器不能单独构成数字交换网络，T 接线器可以但却受到容量限制，因此采用多集线器构成的数字交换网络是时代发展的需要，利用时间接线器和空间接线器的不同组合以得到一定容量要求，在交换器件允许的情况下,考虑到网络阻塞情况,尽量提高 PCM 的复用度。关键词：数字交换网络；T 接线器；S 接线器；网络阻塞II目 录第 1 章 绪论 11.1 选题背景 11.2 选题的目的和意义 11.3 本课程设计的主要内容 1第 2 章 时分数字交换网络 32.1 时分数字交换网络基本概念 32.2 时间(T)接线器 .32.2.1 时间(T)接线器的基本功
3、能 .32.2.2 时间(T)接线器的电路组成 .32.2.3 时间(T)接线器的基本组成 .42.2.4 时间(T)接线器的控制方式和控制原理 .52.3 空间(S)接线器 .72.3.1 空间(S)接线器的基本功能 .72.3.2 空间(S)接线器的基本组成 .72.3.3 空间(S)接线器的控制方式和控制原理 .82.4 串/并变换和并/串变换 9第 3 章 TSST 时分数字交换网络设计 103.1 TSST 时分数字交换网络的设计原理 103.2 TSST 时分数字交换网络的设计实现 103.3 TSST 时分数字交换网络的工作原理 12第 4 章 网络阻塞分析 .154.1 阻塞的
4、概念 .154.2 网络阻塞的重要参数 .154.2.1 话务量 .154.2.2 占用概率分布 .154.3 无阻塞网络 .164.3.1 单级无阻塞网络 .164.3.2 多级无阻塞网络 .164.4 TSST 时分数字交换网络阻塞分析 174.5 设计过程中遇到的问题及解决办法 .17结论 19致谢 20参考文献 211第 1 章 绪论1.1 选题背景随着社会需求的不断增长和科技水平的不断提高，为了适应多个用户之间的电话交换出现了多种类型的交换机，电话交换网迅速的发展。交换技术是通信网的核心技术，目前在语音通信领域中移动电话对固定电话的替代作用越来越明显。交换技术也正在从传统的数字程控交
5、换向以宽带 IP交换和软交换为中心的下一代网络发展 6。 1965 年，美国开通了世界上第一台程控交换机，在电话交换机中引入了计算机控制技术，这是交换技术发展中具有重大意义的转折点。程控交换机可分为模拟程控交换机和数字程控交换机。模拟程控交换机的控制部分采用计算机控制，话路部分传送和交换仍然是模拟的话音信号。20 世纪 70 年代开始出现了数字程控交换机，它是数字通信技术、计算机与大规模集成电路相结合的产物。数字程控交换机在话路部分交换的是经过脉冲编码调制后的话音信号，数字交换机的交换网络是狮子交换网络，用户模拟发出的模拟话音信号在数字交换机的用户电路要转换为 PCM 信号。数字程控交换机的优
6、点体积小、重量轻、功耗低、可靠性高 3；能灵活地向用户提供多种新服务功能；便于采用共路信令系统；操作维护管理自动化。到目前为止，我国数字电话网得到了很大发展，基本上实现传输数字化，交换程控化。1.2 选题的目的和意义近 20 年以来，程控数字电话网在我国得到了飞速的发展。程控交换技术在交换领域也出现了新情况，即“新技术层出不穷，多种新技术同时发展，技术可选择性不易确定及各个学科技术相互交叉” 。本课程设计是在学习程控交换的基础上，利用时间（T）接线器和空间（S）接线器相组合，设计出能实现一定容量的 “TSST”时分数字交换网。第一章主要介绍课程设计前期准备工作和所设计的基本参数等；第二章介绍数
7、字交换网络的原理以及 T 接线器、S 接线器的工作方式和原理；第三章介绍 TSST 时分数字交换网的设计和工作原理；第四章介绍 TSST 时分数字交换网的网络阻塞计算。从本设计的基本机构来看，第一章属于基本内容，后三章属于课程设计的主要内容。1.3 本课程设计的主要内容设计参数：输入/输出级：128 个 T 接线器；每个接线器要求 16 线，每条 HW 线复用度为 32；中间级：S 型接线器，接线法自定。2设计内容：1、T、S 接线器的基本原理；2、组网系统图；3、TSST 网络的工作原理（举例说明，以某一个时隙交换为例） ；4、网络阻塞讨论及分析。3第 2 章 时分数字交换网络2.1 时分数
8、字交换网络基本概念在数字程控交换机中，来自于不同用户和中继线的话音信号被转换为数字信号，并被复用到不同的 PCM 复用线上。这些复用线连接到数字交换网络。为实现不同用户之间的通话，数字交换网络必须完成不同复用线之间的时隙交换，即将数字交换网络某条输入复用线上某个时隙的内容交换到指定的输出复用线上的指定时隙。数字交换机中的 A，B 两个用户通话时经数字交换网络连接的简化示意图，如图 2-1 所示。HW1 TS2 TS2TS31 TS31HW3数字交换网络图 2-1 数字交换机中两用户通话经数字交换网连接的简化示意图2.2 时间(T)接线器2.2.1 时间(T)接线器的基本功能T 接线器的作用是完
9、成同一复用线上的不同时隙的交换。即将 T 接线器中输入复用线上的某个时隙的内容交换到输出复用线上的指定时隙。2.2.2 时间(T)接线器的电路组成时间接线器 1的交换容量主要取决于组成该接线器的存储器容量和速度，多以 8 端或 16 端PCM 交换来构成一个交换单元，每一条 PCM 线称为 HW 线。图 2-2 是一个 8 端脉码输入 T 接线器方框图，由复用器、话音存储器（SM） 、控制存储器（CM）和分路器所组成。复用器又称并路器，其客观存在的作用是把 PCM 复用线的复用度提高，在复用度较高的情况下，目前主要采用串并交换（SP）降低码率，这种复用器实际上是由几级数据选择器组成，分路器的作
10、用是把交换网络输出的信息先进行分路，再进行并串转换（PS） ，使其恢复为原来的复用度和码率。A BAABBA4SMTS1 TS0 0 TS1 TS0HW1 HW1TS1 TS0 TS1 TS0HW8 HW8255A7 A0 0255CM图 2-2 8 端脉码输入 T 接线器方框图2.2.3 时间(T)接线器的基本组成语音存储器SM TSi TSj 时钟 CLK控制存储器 CM图 2-3 T 型接线器的结构T 接线器的结构如图 2-3 所示。T 接线器主要由话音存储器（SM） 、控制存储器（CM）以及必要的接口电路组成。SM 和 CM 都包含若干个存储单元，存储器单元数量等于复用线的复用度。为了
11、简分路器复用器 语音信息控制命令字SSS5化，通常将 SM 和 CM 用示意图的形式表示出来。语音存储器存储用户的语音信号。注意这里的语音信号是数字形式的并行码，因此在实际存储前需要将 PCM 复用线上送来的串行码进行串/并变换，变换为并行码。在交换机中，SM 不仅可以存储语音信号，也可以存储用户的数据信息，以及信号音设备提供的数字化的信号音等。由于 SM 用来存放语音信号的 PCM 编码，所以每个单元的位元数至少为 8 位。控制存储器的作用是存储处理机的控制命令字，控制命令字的主要内容用来指示写入或读出的语音存储器地址。设控制存储器的位元数为 i，复用线的复用度为 j，则应满足 2ij。2.
12、2.4 时间(T)接线器的控制方式和控制原理T 接线器可以有两种控制方式：输出控制方式和输入控制方式。在两种控制方式下，语音存储器（SM）的写入和读出地址按照不同的方式确定。1、输出控制方式SM0TS TS 20 631CLK 写 读CM02031写 读 CLKCPU图 2-4 输出控制方式下工作的 T 型接线器的工作原理图采用输出控制方式的 T 接线器的工作原理如图 2-4 所示。输出控制方式也叫顺序写入、控制读出方式，T 接线器的输入线的内容按照顺序写入话音存储器（SM）的相应单元，即输入复用线上第I 时隙的内容就写入 SM 的第 I 个单元。话音存储器的写入地址，是由时钟信号分频后得到的
13、。而输出复用线某个时隙应读出话音存储器的哪个单元的内容，则由控制存储器的相应单元的内容来决6SSS6定，即控制存储器的第 j 个单元存放的内容 k，就是输出复用线第 j 个时隙应读出的话音存储器的地址。控制存储器的内容是在呼叫建立时由计算机写入的，在此呼叫接续期间，控制存储器 j 单元的内容保持不变。例如，在图 2-4 中，要将 T 接线器的输入线上 TS6的内容 S 交换到输出线的 TS20上，为完成这个交换，计算机在呼叫建立时将控制存储器第 20 单元的值设置为 6；在此呼叫接续期间，输入复用线 TS6的内容 S 按照数序写入话音存储器的 6 单元，而在时隙 20 时，由于控制存储器的 2
14、0 单元的内容是 6，就将话音存储器 6 单元的内容 S 输出到输出线的 TS20，从而完成规定的交换。2、输入控制方式SM0TS6 TS20 2031写 读 CLKCM0631写 读 CLKCPU图 2-5 输入方式下工作的 T 型接线器的工作原理图采用输入控制方式的 T 接线器的工作原理如图 2-5 所示。输入控制方式也叫控制写入、顺序读出方式，采用输入控制方式时，T 接线器的输入复用线上某个时隙的内容，应写入话音存储器的哪个单元，由控制存储器相应单元的内容来决定。即控制存储器的 I 单元的内容 j，就是输入复用线TSi 的内容应写入的话音存储器的地址 j。同样，控制存储器的内容，是在呼叫
15、建立时由计算机控制写入的。而输出复用线的某个时隙，就依次读出话音存储器相应单元的内容，即在时隙 k 时，就将话音存储器的 k 单元的内容读出，输出到输出线的 TSk。话音存储器的读出地址，是由时钟信号分频得到的。例如，在图 2-5 中，要将输入线上 TS6的内容 S 交换到输出线的 TS20，在建立这个交SSSSS207换时，计算机将控制存储器的 6 单元的值设置为 20，在这个呼叫接续期间，由于控制存储器的 6单元的值为 20，就将输入线 TS6的内容 S 写入话音存储器的 20 单元，而在时隙 20 时。就将话音存储器 20 单元的内容 S 读出并输出到输出线的 TS20，完成交换。2.3
16、 空间(S)接线器2.3.1 空间(S)接线器的基本功能S 型接线器的作用是完成在不同复用线之间同一时隙内容的交换，即将某条输入复用线上某个时隙的内容交换到指定的输出复用线的同一时隙。2.3.2 空间(S)接线器的基本组成S 接线器 1的组成结构如图 2-6 所示。S 接线器主要由一个连接 n 条输入复用线和 n 条输出复用线的 nn 的电子接点矩阵、控制存储器组以及一些相关的接口逻辑电路组成。S 接线器交换的时隙信号通常是并行信号，因此，在实际交换系统中，如果交换的话音信号是 8 位的数字信号，则图 2-6 所示的交叉矩阵就应该配备 8 个，每个完成 1 位的交换。当然这 8 个交叉矩阵是在
17、同一组控制存储器中控制命令控制下并行工作的。电子交叉点矩阵由高速门电路构成的多路选择器组成。矩阵的大小取决于 S 接线器的内容，例如 88 的交叉矩阵可由 8 个 8 选 1 的选择器构成。控制存储器共有 n 组，每组控制存储器的存储单元数等于复用线的复用度。第 j 组控制存储器的第 I 个单元，用来存放在时隙 I 时第 j 条输入（输出）复用线应接通的输出（输入）线的线号。设控制存储器的位元数为 i，S 接线器的输入（输出）线的数目为 n，则控制存储器的位元数应满足以下关系：2 i n。HW1 HW1HW2 HW2HWn HWnCM1 CM2 CMn01. 8m图 25 S 接线器的组成结构
18、2.3.3 空间(S)接线器的控制方式和控制原理与 T 接线器类似，S 型接线器有输入和输出两种控制方式。1、输出控制方式TS3 TS2 TS1 TS3 TS2 TS1HW1 HW1HW2 HW2HWn HWnCM1 CM2 CMn0 123 31图 2-6 输出控制方式下工作的 S 接线器的工作原理在输出控制方式下工作的 S 接线器的工作原理如图 2-6 所示。在输出控制方式下，控制存储器是为输出线配置的。对于有 n 条输出线的 S 接线器来说，配备有 n 组控制存储器 CM1-CM ,设输出线的复用度为 m,则每组控制存储器都有 m 个存储单元。CM 1控制第 1 条输出线的连接，在 CM
19、1的第I 个存储单元中，存放的内容是时隙 I 时第 1 条输出线应该接通的输入线的线号。CM 2控制第 2 条输出线的连接，以此类推，CM n控制第 n 条输出线的连接。控制存储器的内容是在连接建立时由计算机控制写入的。由于控制存储器 CM1的 1 号单元值为 n,所以输出线 HW1在时隙 1 时与输入线 HWn2n111ng f biid ah e ch e bg d ai f cn229接通，将输入线 HWnTS1上的内容 C 交换到输出线 HW1的 TS1上，CM 1的 2 号线单元的值为 2，所以输出线 HW1在时隙 2 时与输入线 HW2接通，将输入线 HW2TS2的内容 e 交换到
20、输出线 HW 的 TS 。2、输入控制方式在输入控制方式时，控制存储器是为输入线配置的，在控制存储器 CM 的第 I 个单元中存放的内容，是第条输入复用线在时隙 I 时应该接通的输出线的线号。在输入控制方式下工作的 S 接线器的工作原理如图 2-7 所示。TS 3 TS TS TS 3 TS2 TSHW1 HW1 HW2 HW2 HWn HWnCM1 CM2 CMn0 123 31图 2-7 制方式下工作的 S 接线器的工作原理2.4 串/并变换和并/串变换经过串/并变换的信号由数字交换部件完成必要的交换之后，还需要由并/串变换电路 5完成并/串变换，然后再经过 PCM 系统传出去。并/串变换
21、电路可以由锁存器和一位寄存器等基本电路组合实现，并/串变换的原理图如图 2-8 所示。TD0CP输 D 0HW0入 D 72n111nn22h f ag d ci e bi f ch e bg d a移位寄存器移位寄存器锁存器7锁存器10CP S TD0CP 输TD0CP S 出HW7图 2-8 并串变换原理图第 3 章 TSST 时分数字交换网络设计3.1 TSST 时分数字交换网络的设计原理TSST 为四级交换网络，两侧是 T 接线器，中间是 S 接线器。对于有 n 条输入复用线和 n 条输出复用线的交换网络而言，需要配置 2n 套接线器。其中一个n 条复用线在输入侧，称为初级 T 接线器
22、，将输入线上的某个时隙的内容交换到选定的交换网络内部公共时隙；另一个 n 套在输出侧，称为次级 T 接线器，将交换网络内部的公共时隙的内容交换到输出线的指定时隙。交换网络内部能够提供的公共时隙的数量决定了交换网络中能够形成的话路通道的数量。中间级接线器主要由两级 nm 和 mn 的交叉接点矩阵和具有 n 个控制存储器的控存储来组，由相应设计的线路来决定，是用来将交换网络内部运载用户信息的公共时隙，从一条输入侧复用线上交换到规定的一条输出复用线上。初级 T 接线器和次级 T 接线器一般采用不同的工作方式。一般将数字交换网络的输入端称为上行通路，用来与用户信息的发送端相连；将数字交换网络的输出级称
23、为下行通道，用来与用户信息的接收端相连，TSST 交换网络结构图如图 3-1 所示。图 3-1 TSST 数字交换网络T111T2TnT1TnT2Snm交叉矩阵S mn交叉矩阵 113.2 TSST 时分数字交换网络的设计实现TSST 时分数字交换网由两级 T 型接线器和两级 S 型接线器组成。TSST 时分数字交换网络方框图如图 3-2 所示。1、 初级 T 接线器128 个初级 T 接线器，每个 T 接线器可进行 16 端脉冲交换，TSST 网的总容量可达12816=2048 端脉冲。输入 16 根 HW 1 HW16每个 T 32 复用度/线输出 16 根 HW 1 HW162、 中间级
24、 S 接线器共有 128 个 S1接线器和 128 个 S2接线器，分为 16 组，每组各 8 个 S1接线器和 S2接线器。S1接线器用 168，S 2接线器用 816输入 16 根 HW 1 HW16 输出每个 S1 每个 S2输出 8 根 HW 1 HW8 输入3、 次级 T 接线器128 个次级 T 接线器，每个 T 接线器可进行 16 端脉冲交换，TSST 网的总容量可达128162048 端脉码。输入 16 根 HW 1 HW16每个 T 32 复用度/线输出 16 根 HW 1 HW16T S S T16 16(512) 16 16 (512)1 1 1 18 8 1 16 8
25、8 168 16 16 816 8 8 168 1616 8121 116 16（512） 16 （512）128 8 8 128 16图 3-2 TSST 时分数字交换网络方框图4、连线初级 T 接线器可实现 32 个时隙之间的交换。第一个初级 T 接线器的 16 条输出线分别与每组 S接线器的第一个 S1接线器的第一条输入线相连 ，以此类推，最后一个初级 T 接线器的 16 条输出线分别与每组 S 接线器的最后一个 S1接线器的最后一条输入线相连。中间两级 S 接线器是背对背地对称连接，即初级 S 接线器为 168 矩阵，次级 S 接线器为816 矩阵。每组的 S1接线器的输出线分别与组内
26、的 S2接线器的输入线相连，即第一个 S1接线器的 8 条输出线分别连接组内 8 个 S2接线器的第一条输入线。同理，最后一个 S1接线器的 8 条输出线分别连接组内 8 个 S2接线器的最后一条输入线。次级 T 接线器亦可实现 32 个时隙之间的交换。第一个次级 T 接线器的 16 条输入线分别与每组S 接线器的第一个 S2接线器的第一条输出线相连，同理，最后一个次级 T 接线器的 16 条输入线分别与每组 S 接线器的最后一个 S2接线器的最后一条输出线相连。3.3 TSST 时分数字交换网络的工作原理TSST 网络工作原理以某个时隙为例，如图 3-3 所示。初级 T 接线器采用输入控制方
27、式， S 1接线器采用输出控制方式， S 2接线器采用输出控制方式，次级 T 接线器采用输出控制方式。1、A 到 B 的交换将用户 A 的话音信息的 PCM 编码由交换网络的上行通道第一个初级 T 接线器 HW1的 TS5，交换到用户 B 占用的下行通道第 128 个次级 T 接线器 HW3的 TS20，交换网络内部时隙选用 ITS10 。计算机在呼叫建立时将设置：初级 T 接线器的控制存储器 CMA1(5)=10；S1接线器的控制存储器 CMC8(10)=1；S2接线器的控制存储器 CMD16（10）=1；次级 T 接线器的控制存储器 CMB3（20）=10。（1）初级 T 接线器采用控制写
28、入、顺序读出方式，上行通路 HW1的 TS5传送来的用户 A 的话音13信息的 PCM 编码写入其话音存储器 SMA1（10） ，因 CMA1(5)=10，所以在时隙 10 时被读出并送到其输出端，也是第一组第 1 个 S1接线器输入线 HW1的 ITS10。（2）S 1接线器采用输出控制方式，S 1接线器的控制存储器 CMC8（10）=1，所以 S1接线器的输入线 HW1与输出线 HW8在时隙 10 接通，也是第一组第 8 个 S2接线器输入线 HW1的 ITS10。（3）S 2接线器采用输出控制方式，S 2接线器的控制存储器 CMD16（10）=1，所以 S2接线器的输入线 HW1 与输出
29、线 HW16在时隙 10 接通。将用户 A 的话音的 PCM 编码传送到 S2接线器的输出线 HW16的 ITS10，也是第 128 个次级 T 接线器输入线 HW1的 ITS10。（4）次级 T 接线器采用顺序写入、控制读出方式，由其输入线 ITS10传送来的用户 A 话音信息被写入话音存储器 SMB3（10） ，因 CMB3（20）=10，所以在时隙 20 时，用户 A 的话音信息从SMB3（10）读出被传送到 HW3，完成规定的交换。初级 T 接线器 初级 S 接线器 次级 S 接线器 次级 T 接线器（输入控制） （输出控制） （输出控制） （输出控制）SMA1 SMB10 0TS5
30、ITS10 ITS26 TS5HW1 10 26 HW131 31输入 输出S1 S2 0 0 0 05 10 10 531 63 63 31 CMA1 CMC8 CMD16 CMB1SMA3 S1 S2 SMB30 0 0 0TS20 ITS26 26 26 ITS10 TS20 HW3 26 10 HW3 A10A A1618BB BBB BAA A1 261431 63 63 31 CMC1 CMD1 0 02020 31 31CMA3 CMB3图 3-3 TSST 网络的工作原理2、B 到 A 的交换将用户 B 的话音信息的 PCM 编码从交换网络的上行通路的第 128 个初级 T 接
31、线器 HW3的 TS20交换到用户 A 占用的下行通路第 1 个次级 T 接线器 HW1的 TS5。其内部时隙 ITS 采用反相法来确定。采用反向法时，两个通路的内部时隙相差半帧，公式为Y=(X+n/2)mod n (3-1)式中，Y反向通路的内部时隙号X正向通路的内部时隙号n每帧的时隙数（即复用度）(X+n/2)mod n 表示（x+n/2）对 n 取余。在本传输过程中，反向通路的内部时隙号为 Y=(X+n/2)mod n=（10+32/2）mod 32 = 26，因此反向通路的内部时隙为 ITS26。计算机将设置：初级 T 接线器的控制存储器 CMA3(20)=26；S1接线器的控制存储器
32、 CMC1(26)=16；S2接线器的控制存储器 CMD1（26）=8；次级 T 接线器的控制存储器 CMB1（5）=26。（1）初级 T 接线器采用控制写入、顺序读出方式，上行通路 HW3的 TS20传送来的用户 A 的话音信息的 PCM 编码写入其话音存储器 SMA3（26） ，因 CMA3(20)=26，所以在时隙 26 时被读出并送到其输出端，也是第三组第 8 个 S1接线器输入线 HW16的 ITS26。（2）S 1接线器采用输出控制方式，S 1接线器的控制存储器 CMC1（26）=16，所以 S1接线器的输入线 HW16与输出线 HW1在时隙 26 接通，也是第三组第 1 个 S2
33、接线器输入线 HW8的 ITS26。（3）S 2接线器采用输出控制方式，S 2接线器的控制存储器 CMD1（26）=8，所以 S2接线器的输入线 HW8与输出线 HW1在时隙 26 接通。将用户 A 的话音的 PCM 编码传送到 S2接线器的输出线 HW1的 ITS26，也是第 1 个次级 T 接线器输入线 HW3的 ITS26。261015（4）次级 T 接线器采用顺序写入、控制读出方式，由其输入线 TS26传送来的用户 A 话音信息被写入话音存储器 SMB1（26） ，因 CMB1（5）=26，所以在时隙 5 时，用户 A 的话音信息从SMB1（26）读出被传送到 HW1，完成规定的交换。
34、16第 4 章 网络阻塞分析4.1 阻塞的概念网络的阻塞是指交换时发生对同一公共资源的争抢的现象。主叫发出呼叫时，被叫虽然空闲，但由于网络内部链路（这里主要指交换网络）不通，而使呼叫损失的情况。4.2 网络阻塞的重要参数4.2.1 话务量话务量反映了电话负荷的大小，它与呼叫发生强度和平均占用时长有关。呼叫发生强度是单位时间内发生呼叫的次数；平均占用时长是指每个呼叫平均持续时间。当使用相同的时间单位时，呼叫发生强度与平均占用时长的乘积，就是单位时间内的话务量，称为话务量强度，简称话务量。通常用爱尔兰（Erl）为单位。公式为：(4-1)= 式中，呼叫发生强度S 平均占用时长注意： 和 S 必须使用
35、相同的时间单位。1、 流入话务量流入话务量指送入设备的话务量，即话源产生的话务量。流入话务量反映了设备的负荷。2、完成话务量一组设备的完成话务量在数值上等于这组设备在一个平均占用时长内的平均占用次数；一组设备的完成话务量在数值上等于单位时间内这组设备中各个设备占用时间的总和；一组设备的完成话务量在数值上等于这组设备在一个平均占用时长内的平均占用次数。4.2.2 占用概率分布在一个线束中同时占用的线路（中继线或内部链路）数是一个随机变量。根据话源数 N 和线束容量 m 间的关系，有 4 种概率分布，其中应用得最广泛的是爱尔兰分布。爱尔兰分布适用于话源数N 为无穷大、线束容量为有限值的情况。在爱尔
36、兰分布的情况下，线束中有 x 条线被占用的概率为（4-2） （ ） = ！=0！其中，p(x)线束中有 x 条线被占用的概率A线束的流入话务量m线束容量17当 x=m 时，线束全忙，即产生呼损，爱尔兰呼损公式为(4-3) =（ ） = ！=0！ =（ ）式中，E线束发生呼损的概率A线束的流入话务量m线束容量实际应用中可以查爱尔兰呼损表，只要知道 E，A 和 m 中的任意两个值，通过查表，就可以查出第 3 个值。4.3 无阻塞网络4.3.1 单级无阻塞网络单级的 nn 网络是无任何内部阻塞的交换网络。单级网络所需的交叉点数 Y 的数值为Y=nn，当 n 增大时，交叉点数增加很快，因此单级无阻塞网
37、络的应用受到限制。4.3.2 多级无阻塞网络多级交换网络会出现内部阻塞。图 4-1 所示为一个 nmnm 的两级交换网络，第一级由 m 个nn 的交换单元构成，第二级由 n 个 nm 的交换单元构成，第一级同一交换单元的不同编号的出线分别接到第二级不同交换单元的相同编号上。交换网络的 nm 条入线中的任何一条均可与 nm 条出线的任何一条接通，因此它相当于一个 nmnm 的单级交换网络。1n2m12n12n12m12m121n21n21n21n21n212n21nn21入线出线图 4-1 nmnm 的两级交换网络图 4-1 中 nmnm 的两级交换网络，第一级的每一个交换单元与第二级的每一个交
38、换单元之间仅存在一条链路，假设当第一级 1 号入线与第二级 2 号交换单元的 2 号出线接通时，第一级 1 号交换单元的任何其他入线都无法再与第二级 2 号交换单元的其余出线接通。这就是网络的内部阻塞。按照计算机和数据通信的观点，网络内部阻塞也可称为冲突，即不同入线上的信息试图同时占用同18一条链路。如图 4-2 所示是三级 CLOS 无阻塞网络。输入级和输出级各有 r 台 nm 的接线器，中间级有 m台 rr 的接线器，假设输入级第 1 台的某条入线需要与输出级的第 r 台的某条出现建立连接，在最不利的情况下，输入级第 1 台接线器的其他（n-1）条入线已占用了第一台接线器的（n-1）条出线
39、，该连接只能利用剩余的 m -（n-1）台接线器来完成连接；与此同时，输出级的第 r 台接线器的入线中已被其他的连接占用（n-1）条，而这（n-1）个连接正好占用了剩余的 m -（n-1）台接线器中的（n-1）台。为了完成该连接，应满足 m -（n-1） n 台条件。可以得到三级CLOS 网络无阻赛条件为m 2n-1 （4-4）式中，m第 2 级接线器的台数n输入级和输出级每台接线器的入线数。1r1n1n1 1m rm r1 1 1 1r m1nr1n1mr111m图 4-2 三级 CLOS 无阻塞网络4.4 TSST 时分数字交换网络阻塞分析此次设计 TSST 时分数字交换网是一个典型的四级
40、无阻塞交换网络。该网络由时间接线器 T 和空间接线器 S 联合组成的一种 CLOS 型交换网络结构。此网络输入输出线相等，都为 16 线，且满足无阻塞网络的条件，表达式见式（4-4） 。此 TSST 交换网的 S1 接线器输入 16 线，输出 8 线，而 S2 接线器输入 8 线，输出 16 线，即 一个 168 的 S 接线器（S 1）和一个 816 的 S 接线器（S 2）构成一组。S 1接线器的每一根输出线分别与 S2接线器的每一根输入线相连，相当于一个 1616 的无阻塞中间级网络。初级 T 接线器输入 16 线，输出 16 线，即一个 1616 的初级 T 接线器，其每一根输出线都对
41、应与相应的 S1接线器的输入线相连，构成一个无阻塞交换。次级 T 接线器输入 16 线，输出 16 线，其 S2接线器的每根输出线分别与次级 T 接线器的每一根输入线对应相连，构成一个四级无阻塞交换。整个网络则可以看成一个 1616 的无阻塞网络。因此，此 TSST 时分数字交换网是一种典型的四级 CLOS 无阻塞网络。4.5 设计过程中遇到的问题及解决办法1、当 32 复用度/线，输出为 64 复用度/线发生冲突时，其控制存储器 CM 的单元数是多少？19解决办法：控制单元数设为 64，可多不可少，多的可以不用。2、若初级 T 接线器是 168，HW 线则如何对应？解决办法：HW 线的对应属
42、于人为定义，人为规定哪两根 HW 线对应同一根 HW 线。20结论数字交换网络是程控数字交换机的中心，是程控数字交换机的内部网络，它联系着交换机的各个部分。程控数字交换机采用四线交换，它区别于模拟交换网的步进制交换机和纵横制交换机的二线交换，各程控数字交换机之间采用 PCM 四线传输，数字交换和 PCM 数字传输的结合，使全程的传输损耗降低，提高了用户的通话质量。通过本次 TSST 时分数字交换网的设计，我对现代交换原理有了更深的了解，同时也熟练掌握了 T、S 接线器的基本原理和控制方式。参照课本上的 TST 交换网络的原理及设计，完成了本次TSST 型的原理设计图，通过多方查阅参考资料，明白
43、了 TSST 交换网路从 A 到 B，和从 B 到 A 方向的信息传送原理。在这次的课程设计中，我也遇到了很多困难，比如：查找参考资料时图书馆钟有关 TSST 型交换网路书本几乎被借完，于是只有通过询问同学和老师，网上查阅电子书籍来获得知识；对 word 用的不是很熟练，所有的图全靠自己亲手画，花了大量的时间。虽然在设计过程中，遇到了很多困难，但是通过寻找多种途径解决这些困难是我受益良多。21致谢课程设计期间，由于自己对实验原理掌握的不是很清晰，导致自己总是出点小错误。但最终在老师和同学们的帮助下,我顺利完成了本次课程设计。在此,我要特别感谢我的指导老师在课程设计过程中几次不厌其烦的给我讲解设
44、计步骤，并且为我解答设计过程中所存在的疑问；同时也要感谢同学给予我的大量的帮助，使我的设计进度和过程都大大加快。正是因为有你们的帮助，我才能完成本次课程设计，再次表示感谢。22参考文献1 桂海源现代交换原理M北京：人民邮电出版社，20072 郑少仁现代交换原理与技术M北京：电子工业出版社，20063 郑少仁，罗国明，沈庆国，张曙光现代交换原理与技术M北京：电子工业出版社，20064 金惠文，陈建亚，纪红，冯春燕现代交换原理M北京：电子工业出版社，20055 设计一个“TSST”时分数字交换网课程设计报告.6 叶敏. 程控数字交换与现代通信网M. 北京：北京邮电大学出版社，1998.设 计 报 告 成 绩
