【正文】 程控交換專業(yè)基礎(chǔ) 主 要 內(nèi) 容 2. 電信網(wǎng)概述 1. 程控交換概述 3. 信令網(wǎng) 4. 智能網(wǎng) 5. 話務(wù)量及呼叫處理能力 1電信通信網(wǎng)的基本組成部件 終端設(shè)備 電話機(jī) 、 傳真機(jī)等 。 電話機(jī)的基本功能是完成聲電轉(zhuǎn)換和信令功能 ， 將人的話音信號轉(zhuǎn)換為交變的話音電流信號 ， 并完成簡單的信令功能 。 傳輸設(shè)備 傳輸設(shè)備的功能是將電話機(jī)和交換機(jī) 、 交換機(jī)與交換機(jī)連接起來 。 常用的傳輸設(shè)備有電纜 、 光纖等 。 交換設(shè)備 交換機(jī)的基本功能是完成交換 ， 即將不同的用戶連接起來 ， 以便完成通話 。 2 數(shù)字交換和程控 ，交換技術(shù)的發(fā)展與通信網(wǎng)的發(fā)展是分不開的，交換技術(shù)與終端業(yè)務(wù)、傳輸技術(shù)必須相適應(yīng)。 1. 如果 N個(gè)用戶終端之間都采用點(diǎn)對點(diǎn)方式連接，則需要的傳輸通道數(shù)為 N*(N1)/2，所以引入了交換節(jié)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)任意主叫用戶的信息，通過交換節(jié)點(diǎn)發(fā)送到所需的任意一個(gè)或多個(gè)被叫用戶。 2. 電話交換是電信交換中最基本的一種交換業(yè)務(wù)。 N x (N1) / 2 用戶數(shù) 電纜數(shù) 5 10 10 45 100 4950 1000 50萬 電信網(wǎng)的概念 Definition of Telemunications Network 用戶數(shù) 電纜數(shù) 5 5 10 10 100 100 1000 1000 人工交換 Exchange 程控交換機(jī) 電信網(wǎng)的概念 Definition of Telemunications Network Exchange 電信網(wǎng)的概念 Definition of Telemunications Network Exchange Exchange 局間中繼 Trunks 3 數(shù)字交換原理 語音信號數(shù)字化：語音信號的數(shù)字化要經(jīng)過抽樣 、 量化和編碼三個(gè)步驟 。 在 PCM32系統(tǒng)中 ， 采用 8位碼來表示一個(gè)樣值 ， 最高位是極性碼 ，剩下的 7位對應(yīng) 128個(gè)量化級 。 抽樣頻率取值為 8000Hz， 即抽樣周期為 125μ s。 話音信號的 PCM編碼的傳輸速率 =8000Hz/s 8=64kb/s。 64kb/s是程控?cái)?shù)字交換機(jī)中基本的交換單位 。 PCM基群幀結(jié)構(gòu)（ 30/32） 1 0 A1 1 1 1 1國內(nèi)留用奇幀TSO1A1：正常為0，失步告警為1a b c dF1a b c dCH1 CH17a b c dF2a b c dCH2 CH18a b c dF15a b c dCH1 5 CH31F0 F1 F2 F3 F4 F5 F6 F7 F8 F9 F10 F11 F12 F13 F1 4 F15 F0 F1 F2 F31 6 個(gè)子幀 T = （2 m a ）1 0 0 1 1 0 1 1幀同步時(shí)隙偶幀TS00 0 0 0F0a b c d信令時(shí)隙復(fù)幀同步 備用488 ns復(fù)幀結(jié)構(gòu)……3 2 個(gè)時(shí)隙，2 5 6 比特，T = 1 2 51 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 310 1TS……u sT=su……PCM 基本原理 ? 抽樣頻率為 8000Hz（周期為 125us） ， 對每一話路每抽樣一次經(jīng)過量化可以編成 8位碼組，占用一個(gè)時(shí)隙。 30/32路PCM系統(tǒng)中， 32路復(fù)用 125us。 這 32路時(shí)隙構(gòu)成一個(gè)“ 幀 ” 。而 16幀又合成一個(gè)復(fù)幀。 ? ? 計(jì)算幾個(gè)數(shù)據(jù)： ? 1幀時(shí)長為 125μS， 1時(shí)隙的時(shí)長為 125/32=，一個(gè)復(fù)幀占用 2ms。 ? 1幀的位長： 8 32=256位。 ? 信道的速率： 256位 /幀 8000幀 /秒 =2048KBPS ? 話路的速率： 8位 /路 8000 路 /秒 =64KBPS ? 一個(gè)模擬信號的帶寬最大為 4K(300~3000HZ).數(shù)字信號的優(yōu)點(diǎn)靠犧牲帶寬獲得的。 4 交換機(jī)的幾種類型 交換機(jī)的幾種類型：人工電話交換機(jī)、機(jī)電制交換機(jī)、模擬程控交換機(jī)和數(shù)字程序交換機(jī)。 人工電話交換機(jī)是由話務(wù)員完成轉(zhuǎn)接的。機(jī)電制電話交換機(jī)主要有步進(jìn)制交換機(jī)和縱橫制交換機(jī)。程控交換機(jī)可分為模擬程控交換機(jī)和數(shù)字程控交換機(jī)。模擬程控交換機(jī)的控制部分采用計(jì)算機(jī)控制，而話路部分傳送和交換的仍然是模擬的話音信號。 數(shù)字程控交換機(jī)的控制部分采用計(jì)算機(jī)，話路部分交換的是經(jīng)過脈沖編碼調(diào)制（ PCM； Pulse Code Modulation）后的數(shù)字化的話音信號，數(shù)字交換機(jī)的交換網(wǎng)絡(luò)是數(shù)字交換網(wǎng)絡(luò)，用戶話機(jī)發(fā)出的模擬話音信號在數(shù)字交換機(jī)的用戶電路上要轉(zhuǎn)換為 PCM信號。數(shù)字程控交換機(jī)是數(shù)字通信技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)與大規(guī)模集成電路相結(jié)合的產(chǎn)物。 數(shù)字程控交換機(jī)的主要優(yōu)點(diǎn)是： ? 1)能靈活地向用戶提供多種新服務(wù)功能 ? 2)便于采用共路信令系統(tǒng) ? 3)體積小、重量輕、功耗低、可靠性高 ? 4)操作維護(hù)管理的自動(dòng)化 5 幾種主要的交換方式 電路交換 電話交換一般采用電路交換方式 。 ?分組交換 數(shù)據(jù)通信的一種交換方式 。 它是利用存儲(chǔ) ——轉(zhuǎn)發(fā)的方式進(jìn)行交換的 。 ?ATM交換 即異步傳送模式 ， 又叫異步轉(zhuǎn)移模式 。 電話交換一般采用電路交換方式。電路交換方式是指兩個(gè)用戶在相互通信時(shí)使用一條實(shí)際的物理鏈路，在通信過程中自始至終使用該條鏈路進(jìn)行信息傳輸，并且不允許其它計(jì)算機(jī)或終端同時(shí)共享該鏈路的通信方式。 電路交換屬于電路資源預(yù)分配系統(tǒng)，即在一次接續(xù)中，電路資源預(yù)先分配給一對用戶固定使用，不管電路上是否有數(shù)據(jù)傳輸，電路一直被占用著，直到通信雙方要求拆除電路連接為止。 電路交換的特點(diǎn) 在通信開始時(shí)要首先建立連接； 一個(gè)連接在通信期間始終占用該電路，即使該連接在某個(gè)時(shí)刻沒有信息傳送，該電路也不能被其它連接使用，電路利用率低。 交換機(jī)對傳輸?shù)男畔⒉蛔魈幚恚瑢粨Q機(jī)的處理要求簡單，但對傳輸中出現(xiàn)的錯(cuò)誤不能糾正。 一旦連接建立以后，信息在系統(tǒng)中的傳輸時(shí)延基本上是一個(gè)恒定值。 分組交換 數(shù)據(jù)通信的一種交換方式。它是利用存儲(chǔ) —— 轉(zhuǎn)發(fā)的方式進(jìn)行交換的。分組交換機(jī)首先將從終端設(shè)備送來的數(shù)據(jù)報(bào)文接收、存儲(chǔ)，而后將報(bào)文劃分為一定長度的分組，并以分組為單位進(jìn)行傳輸和交換。在每個(gè)分組中都有一個(gè) 310個(gè)字節(jié)的分組頭，在分組頭中包含有分組的地址和控制信息，以控制分組信息的傳輸和交換。 分組交換采用的是統(tǒng)計(jì)復(fù)用方式，電路的利用率較高。但統(tǒng)計(jì)復(fù)用的缺點(diǎn)是可能產(chǎn)生附加的隨機(jī)時(shí)延和丟失數(shù)據(jù)的可能。這是由于用戶傳送數(shù)據(jù)的時(shí)間是隨機(jī)的，若多個(gè)用戶同時(shí)發(fā)送分組數(shù)據(jù)，則必然有一部分分組需要在緩沖區(qū)中等待一段時(shí)間才能占用電路傳送，若等待的分組超過了緩沖區(qū)的容量，就可能發(fā)生部分分組的丟失。 另外，在分組交換中普遍采用逐段反饋重發(fā)措施，以保證數(shù)據(jù)傳送是無差錯(cuò)的。所謂逐段反饋重發(fā)，是指數(shù)據(jù)分組經(jīng)過的每個(gè)節(jié)點(diǎn)都對數(shù)據(jù)分組進(jìn)行檢錯(cuò)，并在發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤后要求對方重新發(fā)送。 ATM交換 ATM交換（ Asynchronous Transfer Mode switching）即異步傳送模式，又叫異步轉(zhuǎn)移模式。它是寬帶 ISDN中的一種基本交換方式。異步轉(zhuǎn)移模式的特征是傳輸、復(fù)用和交換都是以信元為基本單位進(jìn)行的。所謂異步，是指屬于同一用戶的信元不一定按固定的時(shí)間間隔周期性地出現(xiàn) . 第二節(jié) 交換機(jī)的基本結(jié)構(gòu) 程控?cái)?shù)字交換機(jī)的硬件結(jié)構(gòu)大致可分為分級控制方式、全分散控制方式和基于容量分擔(dān)的分布控制方式。 1 交換機(jī)的基本組成 交換機(jī)的硬件系統(tǒng)由用戶電路、中繼器、交換網(wǎng)絡(luò)、信令設(shè)備和控制系統(tǒng)這幾部分組成。 2 交換機(jī)各個(gè)組成部分功能 ? （一） 用戶電路：用戶電路是交換機(jī)與用戶話機(jī)的接口。 ? （二） 中繼器：中繼器是交換機(jī)與交換機(jī)之間的接口。 ? （三） 交換網(wǎng)絡(luò)：交換網(wǎng)絡(luò)用來完成任意兩個(gè)用戶之間，任意一個(gè)用戶與任意一個(gè)中繼器之間，任意兩個(gè)中繼器之間的連接。 ? （四） 信令設(shè)備：用來接收和發(fā)送信令信息。 ? (五 ) 控制系統(tǒng)：是交換機(jī)的指揮中心，接收各個(gè)話路設(shè)備發(fā)來的狀態(tài)信息，各個(gè)設(shè)備應(yīng)執(zhí)行的動(dòng)作，向各個(gè)設(shè)備發(fā)出驅(qū)動(dòng)命令，協(xié)調(diào)各設(shè)備共同完成呼叫處理和維護(hù)管理任務(wù)。 用戶模塊 用戶模塊用來連接用戶回路，提供用戶終端設(shè)備的接口電路，完成用戶話務(wù)的集中和擴(kuò)散，并且完成呼叫處理的低層控制功能。 用戶模塊主要包括三個(gè)部分： 用戶接口電路：與模擬用戶線的接口。 一個(gè)由一級 T接線器組成的交換網(wǎng)絡(luò)，它負(fù)責(zé)話務(wù)量的集中和擴(kuò)散。 用戶處理機(jī)：完成對用戶電路、用戶級 T接線器的控制及呼叫處理的低層控制。 模擬用戶接口電話的七項(xiàng)基本功能 通常用 BORSCHT七個(gè)字母表示 : B:Battery Feed，饋電 O:Over Voltage Protection，過壓保護(hù) R:Ring Control，振鈴控制 S:Supervision，監(jiān)視 C:CODECamp。Filter，編譯碼和濾波 H:Hybrid，混和電路，即二 /四線變換 T:Test，測試 中繼器 中繼器是數(shù)字程控交換機(jī)與其它交換機(jī)的接口。根據(jù)連接的中繼線的類型，中繼器可分成模擬中繼器和數(shù)字中繼器兩大類。 數(shù)字中繼器是程控交換機(jī)和局間數(shù)字中繼線的接口電路，它的入 /出端都是數(shù)字信號。 中繼器的功能 n 碼型變換和反變換。 n 時(shí)鐘提?。簭妮斎氲?PCM碼流中提取時(shí)鐘信號，用來作為輸入信號的位時(shí)鐘。 n 幀同步：在數(shù)字中繼器的發(fā)送端，在偶幀的 TS0插入幀同步碼，在接收端檢出幀同步碼，以便識別一幀的開始。 n 復(fù)幀同步：在采用隨路信令時(shí)，需完成復(fù)幀同步，以便識別各個(gè)話路的線路信令。 n 信令的提取和插入：在采用隨路信令時(shí)，數(shù)字中繼器的發(fā)送端要把各個(gè)話路的線路信令插入到復(fù)幀中相應(yīng)的 TS16；在接收端應(yīng)將線路信令從 TS16中提取出來送給控制系統(tǒng)。 信令設(shè)備的主要功能是接收和發(fā)送信令。程控?cái)?shù)字交換機(jī)中主要的信令設(shè)備有： n 信號音發(fā)生器：用于產(chǎn)生各種類型的信號音，如忙音、撥號音、回鈴音等。 n DTMF(Dual Tone Multi Frequency,雙音多頻 )接收器：用于接收用戶話機(jī)發(fā)出的 DTMF信號 n 多頻信號發(fā)生器和多頻信號接收器：用于發(fā)送和接收局間的MFC信號 。 n 7號信令終端：用于完成 7號信令的第二級功能。 信令設(shè)備 控制部分 完成對話路設(shè)備的控制功能，由各種計(jì)算機(jī)系統(tǒng)組成，采用存儲(chǔ)程序控制方式 1 控制系統(tǒng)中處理機(jī)的冗余 方式 ?互助方式 兩臺或更多的處理機(jī)在正常工作情況下以話務(wù)分擔(dān) (負(fù)荷分擔(dān) )的方式工作，每臺處理機(jī)都只負(fù)責(zé)一部分的話務(wù)量，一旦一臺處理機(jī)發(fā)生故障，則由其它的處理機(jī)來接管它的工作。 ?主備用方式 在這種方式下，只有主用機(jī)在運(yùn)行程序，進(jìn)行控制，備用機(jī)與話路設(shè)備完全分離而作為備用狀態(tài)，一旦主用機(jī)發(fā)生故障，進(jìn)行主備用轉(zhuǎn)換，由備用機(jī)接替工作。 ?N+M備用方式 在這種方式下， N臺處理機(jī)配備有 m臺備用機(jī)，當(dāng) N臺處理機(jī)中有一臺發(fā)生故障時(shí)，都可以由 m臺備用機(jī)中的一臺來接替其工作。 ?第三節(jié) 控制系統(tǒng)的一般結(jié)構(gòu) 2 處理機(jī)的控制結(jié)構(gòu) 分級控制方式的基本特征在于處理機(jī)的分級，即將處理機(jī)按照功能劃分為若干級別，每個(gè)級別的處理機(jī)完成一定的功能，低級別的處理機(jī)是在高級別的處理機(jī)指揮下工作的，各級處理機(jī)之間存在比較密切的聯(lián)系 。 在采用全分散控制方式時(shí)，將系統(tǒng)劃分為若干個(gè)功能單一的小模塊，每個(gè)模塊都配備有處理機(jī)，用來對本模塊進(jìn)行控制。各模塊處理機(jī)是處于同一個(gè)級別的處理機(jī)，各模塊處理機(jī)之間通過交換消息進(jìn)行通信，相互配合以便完成呼叫處理和維護(hù)管理任務(wù)。全分散控制方式的主要優(yōu)點(diǎn)是可以用近似于線性擴(kuò)充的方式經(jīng)濟(jì)地適應(yīng)各種容量的需要，呼叫處理能力強(qiáng)，整個(gè)系統(tǒng)全阻斷的可能性很小，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的開放性和適應(yīng)性強(qiáng)。其缺點(diǎn)是處理機(jī)之間通信量大而復(fù)雜，需要周密地協(xié)調(diào)各處理機(jī)的控制功能和數(shù)據(jù)管理。 如 S1240。 現(xiàn)代數(shù)字程控交換系統(tǒng)中處理機(jī)的控制結(jié)構(gòu)有分級控制方式，全分散控制方式和容量分擔(dān)的分布控制方式。 這種結(jié)構(gòu)介于上面兩種結(jié)構(gòu)之間。首先，交換機(jī)分為若干個(gè)獨(dú)立的模塊，這些模塊具有較完整的功能和部件，相當(dāng)于一個(gè)容量較小的交換局，每個(gè)模塊內(nèi)部采用分級控制結(jié)構(gòu)，有一對模塊處理機(jī) MP為主