程控數字交換機的硬件系統

jjyang2013年秋102二月2023第3章程控數字交換機的硬件系統3.1電話機3.2程控數字交換機的硬件結構3.3程控數字交換機的話路部分3.4程控數字交換機的控制部分jjyang2013年秋202二月2023最簡程控電話系統示意圖上圖中：電話機：電話系統終端機，收發話音，聲電轉換，產生接續所需控制信號交換機：根據主叫用戶（話機）的撥號信號選擇被叫，使主被叫建立連接，實現通話。話畢斷開連接電話銅線：實現傳輸功能電話機A電話機B程控交換機電話銅線電話銅線jjyang2013年秋302二月20233.1電話機—基本結構基本組成部分：轉換設備：亦稱叉簧，實現摘/掛機狀態的轉換信號設備：分為發信和收信兩部分發信：撥號設備（號盤或鍵盤）收信：接收交換機的鈴流信號，使話機中的揚聲器振鈴通話設備：發送和接收話音的設備，由送話器和受話器及話音收發電路組成音頻發送電路音頻接收電路二/四線轉換電源變換送話器受話器振鈴電路撥號電路收信部分發信部分通話部分叉簧（掛機狀態）外線jjyang2013年秋402二月20233.1電話機—基本工作情況電話機一般由交換機饋電供電（有些功耗大的需要單獨供電）掛機時，話機只能接受鈴流信號摘機時，可進行撥號或通話jjyang2013年秋502二月20233.1電話機—基本類型三種基本類型號盤式（號碼由脈沖信號表示，已淘汰）按鍵式（號碼由雙音多頻DTMF或脈沖信號表示）卡式（磁卡、光卡、IC卡）、投幣特殊功能電話機保密電話機留言電話機無繩電話機自動翻譯電話機……jjyang2013年秋602二月20233.1電話機—按鍵式雙音頻話機每一個電話號碼碼字由一個按鍵撥出，每個碼由一對高、低音頻信號表示ITU-T（原CCITT）建議，按鍵話機一般為16個按鍵123A456B789C*0#D1209Hz1336Hz1477Hz1633Hz697Hz770Hz852Hz941Hz注：有的只有12個鍵，無ABCD有的多于16個鍵，如增加：重撥、免提等jjyang2013年秋702二月20233.2數字交換機的硬件結構實驗室程控交換機房設備間jjyang2013年秋802二月20233.2數字交換機的硬件結構程控交換機正面jjyang2013年秋902二月20233.2數字交換機的硬件結構程控交換機背面jjyang2013年秋1002二月20233.2數字交換機的硬件結構三種控制結構的交換機類型全分散控制結構的交換機整個系統中所有的處理機都處于在同一級別上，不同的處理機完成不同的功能，系統中沒有負責數字交換網絡的中央處理機。典型代表：上海貝爾S1240分級控制結構的交換機系統的處理機按照控制的范圍和完成的功能分成不同的級別，低級別的處理機是在高級別的處理機指揮下工作。基于容量分擔的分布式結構的交換機交換機分為若干個獨立的模塊，模塊間為全分散控制結構；模塊內為分級控制結構。綜合性能最好。典型代表：華為C&C08、中興ZXJ10jjyang2013年秋1102二月2023分級控制結構的交換機硬件話路部分控制部分信令設備數字交換網絡數字中繼用戶處理機用戶電路中央處理機用戶模塊用戶級PCM流遠端模塊數字中繼線選組級用戶電路用戶處理機數字中繼存儲器I/O設備數字中繼模擬中繼線模擬中繼控制設備用戶電路交換機內部jjyang2013年秋1202二月2023數字交換機的系統硬件包括話路部分選組級：數字交換網絡，負責交換用戶級：用戶模塊和遠端模塊，集中用戶話務量，送至選組級）數字中繼設備：進行碼型轉換、線路信號提取信令設備：提供局間信號和各種信號音控制部分由中央處理機、存儲器和I/O設備組成，存儲各種程序和數據，對進入交換機的各種信息進行分析和處理，對話路或I/O設備發出各種指令等3.2數字交換機的硬件結構jjyang2013年秋1302二月20233.3程控交換機的話路部分3.3.1用戶模塊3.3.2用戶電路3.3.3中繼器3.3.4音頻信號產生與收發3.3.5數字交換與交換網絡3.3.6數字交換網絡的阻塞jjyang2013年秋1402二月20233.3.1用戶模塊用戶級分為用戶模塊和遠端用戶模塊用戶模塊和遠端用戶模塊結構基本一致作用提供用戶側的接口、集中話務量遠端模塊與用戶模塊的區別

遠端用戶模塊

中繼器、HDB3碼交換網絡數千米

用戶模塊

PCM流交換網絡通過交換機內部在實際交換機中對應一塊用戶板（如華為C&C08機中ASL用戶板－16路或32路）jjyang2013年秋1502二月2023用戶模塊的組成用戶級交換網絡串/并并/串用戶電路用戶電路串/并掃描存儲器分配存儲器微處理機信號提取插入網絡接口收號器數字交換網絡HW（母線）HWjjyang2013年秋1602二月2023用戶模塊的組成用戶級交換網絡：負責話務量集中（或分散），一般無真正的交換功能，只是完成用戶集線器功能。（注意：現在有些也有交換功能，如遠端模塊）信號提取和插入電路：負責把CPU的通信信息從信息流中提取出來（或插入）。網絡接口：實現和數字交換網絡的接口。掃描存儲器：暫存從用戶電路讀取的信息。分配存儲器：暫存向用戶電路發出的命令信息。用戶電路：實現與用戶間的接口。jjyang2013年秋1702二月20233.3.2用戶電路類型：模擬用戶電路和數字用戶電路

（注意：現在大量使用模擬話機，因此以下討論的是模擬用戶電路）作用：直接連接到每個用戶終端（話機）每個用戶終端都與一個獨立的用戶電路相連用戶電路主要功能：B0RSCHTB（BatteryFeeding）饋電O（OvervoltageProtection）過壓保護R（RingingControl）振鈴控制S（Supervision）監視C（CODEC&Filters）編解碼與濾波H（Hibridcircuit）混合電路T（Test）測試jjyang2013年秋1802二月2023饋電電路

目的：向用戶話機饋電。電感線圈對話音信號呈高阻抗，對直流饋電電流呈低阻抗。饋電電壓-48V或-60V。-48vab用戶線電感線圈隔交流通直流電容隔直流通交流接交換機jjyang2013年秋1902二月2023目的：防止高壓損壞程控交換機。措施：采用兩級保護第一級是用戶線入局的配線架上安裝保安器（放電管）。第二級即用戶電路中過壓保護（熱敏電阻和二極管鉗位）過壓保護

-48v-48v用戶線RRR：正溫度系數熱敏電阻，當二線電壓過高時，IR↑→

溫度↑→

RR↑→VR↑（使增加的電壓由R來分擔）當溫度達到熱敏電阻的極限值，則燒毀，保護內線

饋電jjyang2013年秋2002二月2023振鈴電壓：90V土15V(空載），25Hz交流振鈴信號源：交換機獨立的部件，平時處于常開狀態作用：向被叫用戶振鈴（1S通，4S斷），將外線與用戶模塊斷開，被叫摘機后自動停止振鈴，并將外線接通用戶模塊控制：由CPU控制繼電器動作振鈴控制

R振鈴開關~振鈴控制用戶線截鈴用戶模塊繼電器注意：用戶線的距離受限過長線路衰減可能造成振鈴判決電壓過低jjyang2013年秋2102二月2023監視功能：監測用戶狀態信息實現原理：利用用戶線上直流電流的變化當用戶掛機，直流環路斷開，饋電電流為零；接通，直流電流20mA以上用戶狀態檢測內容：用戶話機摘掛機狀態號盤話機發生的撥號脈沖投幣話機的輸入信號，一般為脈沖撥號用戶通話時的話路狀態（掛機監視）jjyang2013年秋2202二月2023監視注意：用戶線的距離受限環路長阻抗大，無法保證電流20mA以上-48vab用戶線R放大GotoCPU電容：用于防止線路瞬間干擾摘/掛機開關jjyang2013年秋2302二月2023編譯碼和濾波編譯碼將模擬信號轉化成數字信號（PCM流），同時進行反變換濾波：帶通濾波（300～3400Hz）實現：濾波、抽樣、量化、編譯碼由一塊芯片集成jjyang2013年秋2402二月2023混合電路

作用：實現二線/四線，四線/二線轉換二線：平衡線，不對地，互為參考點，用于用戶與交換機之間的信號傳輸傳輸四線：收發各用一對線。PCM數字信號采用四線單向傳送實現二線/四線轉換的電路很多jjyang2013年秋2502二月2023測試作用：用于故障檢測用。如混線、斷線、接地、元器件損壞方法：通過測試繼電器或電子開關將用戶電路或用戶線接至測試設備。一般測試設備有專門軟件完成測試工作（自動）方便裝機調試和線路維護jjyang2013年秋2602二月20233.3.3中繼器－模擬中繼器(已不用)中繼器是連接數字局間中繼線的接口電路模擬中繼器用途：連接數字交換機與模擬交換機（出、入均為模擬信號）功能：測試過壓保護線路信號監視忙閑指示混合電路編譯碼jjyang2013年秋2702二月2023數字中繼器連接數字局間中繼線的接口電路。入/出端均為數字信號。主要功能：碼型變換/反變換：傳輸線上HDB3碼，局內單極性不歸零碼。時鐘提取和幀同步：從PCM碼中恢復時鐘，以保證同步幀同步使收發時隙對齊。提取、插入隨路信號：即信令的提取和插入在某些固定時隙中。jjyang2013年秋2802二月2023碼型變換時鐘提取幀同步幀定位信號控制碼型變換幀定位信號插入復幀定位信號插入收發數字中繼器功能框圖HDB3NRZ2M時鐘0011011TS1~TS31TS16TS0HDB3NRZTS16交換網絡jjyang2013年秋2902二月20233.3.4音頻信號的產生與收發音頻模擬信號各種信號音（撥號音、忙音、回鈴音），由交換機—>用戶局間信令（多頻信號）：交換機<—>交換機注意：1）音頻模擬信號也必須經過“數字化”即PCM調制后才能在數字網上傳輸。2）信號源是公共的，都使用特定的音頻信號（如450Hz），改變通斷的間隔作為不同的信號音。jjyang2013年秋3002二月2023

我國程控交換機產生的音頻信號包括：交換機發送到用戶的音頻信號撥號音、忙音、回鈴音等采用單頻450Hz交換機之間的局間信號采用雙音頻信號前向信號（6取2），后向信號（4取2）

1380HZ、1500HZ、1620HZ、

1740HZ、1860HZ、1980HZ注意：信號源是模擬的，必須數字化；同時也是公共的，必須經交換網絡交換音頻信號的類型jjyang2013年秋3102二月2023

500Hz單頻信號的產生抽樣頻率8000Hz，周期125us，抽樣16次對信號進行PCM變換，然后存入ROM中數字音頻信號的產生－單頻信號(自學)1234567891011121314151612ms125usⅠ

Ⅱ

Ⅲ

Ⅳ

jjyang2013年秋3202二月2023數字音頻信號的存儲（自學）每抽樣一次，產生一個8位的PCM信號每8位存放一個存儲單元存儲方式有兩種方式一：每單元存儲一個碼組，一個完整的500Hz波形的數字化碼組需要16個存儲單元方式二：信號波形一個周期分為4段，根據波形的對稱形和極性變換特點，只存儲1/4波形的碼組提醒：現一般采用方式一jjyang2013年秋3302二月2023雙音信號數字化音的產生（自學）步驟1：找出重復頻率頻率1，頻率2及抽樣頻率三者的最大公約數步驟2：計算存儲單元抽樣頻率/重復頻率示例：f1＝1380Hz，f2＝1500Hz，f抽＝8KHz重復頻率＝20Hz存儲單元＝8000/20＝400意味著一個周期內1380Hz重復69次1500Hz重復75次8000Hz重復400次jjyang2013年秋3402二月2023數字音頻信號的發送與接收發送：由程控交換機發送（發向用戶或他局）接收：用戶接收單音信號，他局接收多音信號從ROM中取出碼組并串轉換在規定時隙以串行方式交換網絡用戶模塊用戶電路A/D轉換模擬信號用戶交換機向用戶發送單音信號示例話路時隙或信令時隙jjyang2013年秋3502二月20233.3.5數字交換與交換網絡空分交換的概念時分交換的概念時間接線器T空間接線器S數字交換網絡——TST數字程控交換機中話路連接jjyang2013年秋3602二月2023空分交換的概念只要將空分交換矩陣的某個交叉點接通，就能將入線交換到出線上（完全透明）收發交換是在同一矩陣接點完成的，不分開空分交換網絡無話音存儲功能即可交換模擬信號，也可交換數字信號控制簡單，但容量有限1234空分交換網絡1出34入2jjyang2013年秋3702二月2023時分（時隙）交換的概念時隙交換是在某個時隙將話音存入話音存儲器，在另一個時刻將該話音取出（輸出）時隙交換所交換的一定是數字化的信息時隙交換需要數字交換網絡能暫存數字信息時分交換網絡t1t2空分交換網絡t1t1jjyang2013年秋3802二月2023數字交換網絡數字交換網絡的基本功能完成兩個用戶數字信息（如數字話音）的交換既要完成不同時隙的交換，還要完成不同母線（HW）之間的交換（母線：一條PCM復用線）示例母線1時隙1和母線1時隙2的交換母線2時隙2和母線4時隙3之間的交換TS1TS2數字交換網絡12341234TS2TS3母線母線TS3TS1jjyang2013年秋3902二月2023數字交換網絡數字交換網絡的特點交換（接續）是單向的，收發分開用戶在一次接續中，需要分配固定的時隙，且一個用戶收、發使用相同的時隙為了提高交換容量，進入數字交換網絡前需要進行復用（串并轉換），出交換網絡再分路（并串）為什么需要并串和串并轉換？jjyang2013年秋4002二月2023時隙交換示意圖發送群設備即為復用設備（串/并轉換）接收群設備即為分接設備（并/串轉換）二/四線轉換分路發分路收分路發分路收發送群設備數字交換網絡接收群設備....ABTS1TS2TS1TS2TS1TS2二/四線轉換TS1TS2jjyang2013年秋4102二月2023數字交換網絡的組成時分復用交換單元（共享存儲器）時間接線器（T）和空間接線器（S）T接線器負責完成時隙交換S接線器負責完成母線交換jjyang2013年秋4202二月2023共享存儲器型交換單元結構結構存儲器被劃分成N個區域N路輸入數字信號分別送入存貯器的N個不同區域，再分別送出存儲器的寫入和讀出采用不同的控制，以完成交換。1N-1jjyang2013年秋4302二月2023共享存儲器型交換單元工作方式輸出控制方式（又稱入線緩沖）若存儲器中的N個區域是和各路輸入信號順序對應的，即第1路輸入信號送到第1個存儲區域（編號為0），第2路輸入信號送到第2個存儲區域（編號為1）…則稱交換單元是入線緩沖的。輸入控制方式（又稱出線緩沖）若存儲器中的N個區域是和各路輸出信號一一對應的，即第1個存儲區域（編號為0）的數據作為第1路輸出信號，第2個存儲區域（編號為1）的數據作為第2路輸出信號…，則稱交換單元是出線緩沖的。012210012021210210jjyang2013年秋4402二月2023時間接線器（T接線器）功能：完成同一母線不同時隙交換組成：話音存儲器（SpeechMemory，SM）控制存儲器（ControlMemory，CM）

SM:暫存數字話音，也稱話音緩沖存儲器

CM:暫存數字話音的地址，也稱地址存儲器話音xqSM寫入/讀出控制寫入讀出CMx00單元號單元號存儲數字話音的SM的地址（單元號）nnjjyang2013年秋4502二月2023T接線器——SM與CM的存儲空間SM的存儲單元數n＝一條輸入PCM復用線的時隙數SM每個單元的位數＝每個時隙的碼位數

例如：30/32基群每幀32個時隙，每時隙8位碼CM的存儲單元數＝SM的存儲單元數CM每個單元的位數m＝log2n

即n=2m

例如：30/32基群，CM每個單元的位數m＝5

（即32個地址只需用5位二進制數表示）jjyang2013年秋4602二月2023T接線器的工作原理T接線器有兩種工作方式方式1：輸出控制（順序寫入，控制讀出）方式2：輸入控制（控制寫入，順序讀出）特別注意：輸入/輸出控制方式是對話音存儲器而言的控制存儲器總是輸入控制jjyang2013年秋4702二月2023輸出控制（順序寫入，控制讀出）

SM的工作方式：順序寫入，控制讀出寫入：由時隙脈沖控制（時隙0時寫入到單元0……

時隙N

時寫入到單元N）寫入單元號=輸入時隙號，寫入內容=輸入時隙對應的數字話音讀出：由CM控制CM的工作方式：控制寫入，順序讀出寫入：由CPU控制，寫入時與時隙沒有對應關系

寫入CM的單元號＝輸出時隙號，寫入內容＝輸入時隙號讀出：由時隙脈沖控制時隙0時讀出0單元內容……

時隙N時讀出N單元內容，并根據單元中的SM地址控制SM的輸出jjyang2013年秋4802二月2023輸出控制（順序寫入，控制讀出）

示例說明：要求：話音在TS50時寫入，在TS450時輸出過程如下：

1）CM在CPU控制下在第450號單元寫入50（存話音SM地

2）SM由TS50時隙脈沖控制，將話音寫入50號單元存儲

3）CM由TS450脈沖控制，讀出第450號單元的值為504）同時（TS450），CM控制SM讀出第50單元值（數字話音）話音50450SM寫入讀出CM5000單元號單元號存儲數字話音的SM的地址（50）TS50W時隙脈沖RWRCPU時隙脈沖jjyang2013年秋4902二月2023輸出控制（順序寫入，控制讀出）

課堂練習要求：TS20到TS50的交換

？3？5？4SM寫入讀出CM？200單元號單元號？1W時隙脈沖RWwCPU時隙脈沖?1=TS20?2=20?3=TS20時存入的數字話音?4=50?5=20（存儲話音的地址）jjyang2013年秋5002二月2023輸入控制（控制寫入，順序讀出）（自學）

SM的工作方式：控制寫入，順序讀出寫入：由CM控制

CM控制SM，在輸入時隙到來時，將數字話音寫入的單元號＝輸出時隙的值

如要將時隙a交換到c，則在時隙a時，將數字話音寫入SM的c單元讀出：由時隙脈沖控制CM的工作方式：控制寫入，順序讀出（同前一種方式）寫入：由CPU控制，

CM的單元號＝輸入時隙號，寫入內容＝輸出時隙號讀出：由時隙脈沖控制輸入控制

示例說明：要求：話音在TS50時寫入，在TS450時輸出過程如下：

1）CM在CPU控制下在第50號單元寫入450（存話音SM址）2）CM由TS50時隙脈沖控制，讀出第50號單元的值為4503）同時（TS50時），CM控制將話音寫入SM450號單元存儲

4）SM由TS450脈沖控制，讀出第450單元值（數字話音）

實現了TS50到TS450的交換話音45050SM寫入讀出CM45000單元號單元號存儲數字話音的SM的地址（450）TS50R時隙脈沖WWRCPU時隙脈沖02二月2023jjyang2013年秋51jjyang2013年秋5202二月2023輸入控制

練習要求：TS20到TS50的交換

？3？5？4SM寫入讀出CM？200單元號單元號？1W時隙脈沖RWRCPU時隙脈沖?1=TS20?2=50?3=TS20時存入的數字話音?4=20?5=50（存儲話音的地址）jjyang2013年秋5302二月2023T接線器的容量容量時間接線器的容量等于話音存儲器的容量或控制存儲器的容量，也即等于輸入復用線上的時隙數N。若單路信號的速率為v，采用的存儲器為雙向數據總線，數據總線的寬度（即每次存取數據的比特數）B比特，存取B比特所需要的時間t，則有下述關系式成立：

2×N×v=B/t

即存取操作的速率要等于來信號的總速率增加容量的方法使用快速的存儲器。這相當于減少上式中的t增加存儲器數據總線的寬度。即增加上式中的Bjjyang2013年秋5402二月2023T接線器的時延經過一個時間接線器的時延包括：①信號進行串并變換時的延遲。這項延時與存儲器的數據總線寬度成正比。②在存儲器中的延時。因為時隙互換的關系，所以每個時隙的信號在經過存儲器后都會有大小不等的延遲。假設T接線器在一幀各時隙的信號都到齊后經過τ時間開始輸出，則信號經過時間接線器的最大時延為T=τ+NW，其中N是每幀中的時隙數，W是一個時隙的時間長度。注意:各時隙中的單路信號經歷的時延各不相同。jjyang2013年秋5502二月2023T接線器小結功能：實現相同母線不同時隙之間的交換T接線器對話音交換有延遲（最長為一個PCM幀周期）T接線器是按空間存儲、時隙交換的信息存入空間單元，按時隙寫入或讀出組成：SM和CMSM存儲話音CM存儲存放話音的SM地址控制方式：輸出控制和輸入控制（針對SM而言）輸出控制：SM順序寫入，輸出受CM控制讀出輸入控制：SM寫入受CM控制，輸出按時隙順序讀出無論哪種控制方式，CM的寫入都是由CPU控制，讀出都是按時隙順序讀出注意：兩種方式下，CM寫入的單元號和內容均不同jjyang2013年秋5602二月2023空間接線器（S接線器）問題的提出：T接線器不能實現不同母線之間的交換，不能滿足大容量的需求S接線器功能：完成不同母線的同時隙交換組成：控制存儲器CM和交叉矩陣CM：控制交叉點矩陣的通斷，實現母線之間的交換CM的單元數＝一條母線所含的時隙數CM的個數＝輸入或輸出母線的數量交叉矩陣：電子開關陣列，交叉點的開、閉由CM控制矩陣大小：如2X2表示輸入和輸出母線各2條控制方式：輸入控制和輸出控制jjyang2013年秋5702二月2023空間接線器（S接線器）TS1TS2TS3TS1TS2TS3HW0...HW4HW1HW0...HW4HW1輸入輸出

441

00

CM號地址123401102345jjyang2013年秋5802二月2023S接線器的輸出控制按輸出母線配置CM，即每條輸出母線對應一個CM該CM決定哪些輸入母線的哪些時隙要交換到該輸出母線上來CM的單元數＝一條母線的時隙數CM號對應輸出母線號，CM每個單元的內容對應輸入母線號2

012n單元地址CM5輸入母線號對應時隙號存儲器5對應第5條輸出母線含義：在時隙1，CM控制電子開關接通入線2與出線5即：在時隙1時，完成輸入母線2到輸出母線5的交換jjyang2013年秋5902二月2023S接線器的輸出控制TS1TS2TS3TS1TS2TS3HW0...HW4HW1HW0...HW4HW1輸入輸出

441

00

CM號地址123401102345TS1:入HW0交換到出線HW1

入HW1交換到出線HW0TS2:入HW4交換到出線HW0

入HW0交換到出線HW4TS3:入HW4交換到出線HW0

入HW0交換到出線HW1

入HW1交換到出線HW4jjyang2013年秋6002二月2023S接線器的輸入控制按輸入母線配置CM，即每條輸入母線對應一個CM該CM決定該輸入母線的各時隙要交換到哪一條輸出線上CM號對應輸入母線號，CM每個單元的內容對應輸出母線號2

012n單元地址CM5輸出母線號對應時隙號存儲器5對應第5條輸入母線含義：在時隙1，CM控制電子開關接通入線5與出線2即：在時隙1時，完成輸入母線5到輸出母線2的交換jjyang2013年秋6102二月2023S接線器的輸入控制TS1TS2TS3TS1TS2TS3HW0...HW4HW1HW0...HW4HW1輸入輸出141

04

CM號地址123401002345TS1:入HW0交換到出線HW1

入HW1交換到出線HW0TS2:入HW4交換到出線HW0

入HW0交換到出線HW4TS3:入HW4交換到出線HW0

入HW0交換到出線HW1

入HW1交換到出線HW4jjyang2013年秋6202二月2023S接線器的容量和時延容量S接線器的容量為控制存儲器的容量控制存儲器的個數等于入線數或出線數控制存儲器的單元數等于每條母線的時隙數時延S接線器無時延jjyang2013年秋6302二月2023S接線器小結

功能：實現相同時隙不同母線之間的交換沒有暫存功能，不能單獨用作交換網絡S接線器的交換是在一個時隙內完成的組成：控制存儲器和矩陣控制方式：輸出控制和輸入控制輸出控制：每條輸出母線對應一個CM。單元內容為單元號對應時隙需要與該輸出母線交換的輸入母線號輸入控制：每條輸入母線對應一個CM。單元內容為單元號對應時隙需要與該輸入母線交換的輸出母線號jjyang2013年秋6402二月2023數字交換網絡為了實現大容量的交換網絡通常將T和S接線器組合，形成TST（本課程僅討論此種組合）STSTSSTSSTSS特別提醒：T接線器可以級聯形成TTT數字交換網絡S接線器不能單獨、也不能級聯形成數字交換網絡jjyang2013年秋6502二月2023TST交換網絡T和S最簡單的組合是TST三級交換網絡每條輸入、輸出母線各需要一個T接線器圖示中假設：

3條輸入和3條輸出母線

S接線器的矩陣為3x33x3123123TTHW1HW2HW3HW1HW2HW3Sjjyang2013年秋6602二月2023TST交換網絡HW0HW2HW1HW0HW2HW10223731A2ASMACMAT(輸出控制)B31SMACMA223TS2TS7SMA310TS23BTS31ABTS23BTS7A12BSMBCMBT(輸入控制)2331ASMBCMB731SMBBTS2ATS3127S(輸入控制)2CMSjjyang2013年秋6702二月2023分析接續之前必須強調的概念通信是雙向的，但正、反接續是分開的（單向接續）一個用戶的送、受話時隙相同，但接續方向相反兩個方向同時接續同時釋放必須選擇2個中間時隙（內部時隙）作為S接線器的交換時隙（分別用于正、反方向）該中間時隙一定是A、B級T（輸入、輸出級）都空閑該中間時隙由CPU根據一定規則選取（相差半幀時隙）jjyang2013年秋6802二月2023TST交換網絡接續過程分析如前面的圖，假設輸入T為A級，輸出控制；輸出T為B級，輸入控制設S接線器為輸入控制、母線的時隙數為32討論

A用戶：HW0的TS2

雙向交換

B用戶：HW2的TS31即：A---B的正向接續和B----A的反向接續jjyang2013年秋6902二月2023正向接續過程分析假設已選好正向接續中間時隙為TS7要實現

A用戶：HW0的TS2

TASTB

B用戶：HW2的TS31將接續分解為三個步驟：（1）A級接線器（TA

）完成HW0的TS2到TS7的交換（2）S接線器在TS7完成HW0到HW2的交換（3）B級接線器（TB

）完成HW2的TS7到TS31的交換jjyang2013年秋7002二月2023

1）A級T完成HW0的TS2到TS7的交換（輸出控制）SMA0在TS2時隙在單元2寫入數字話音CMA0在CPU控制下，在單元7寫入2CMA0在TS7時隙讀出單元7的內容2，控制SMA1讀出單元2的數字話音SMA0在TS7時隙從單元2讀出數字話音（去S的母線1）7SMA0寫入讀出CMA000ATS2W時隙脈沖RWRCPU時隙脈沖A---B正向接續過程（1）AATS7HW022GotoSjjyang2013年秋7102二月20232）S在TS7時完成HW0到HW2的交換（輸入控制）S共有3個CM（CMS0、CMS1、CMS2，對應A級母線)在CPU控制下，在CMS0的單元7寫入2A---B正向接續過程（2）HW0HW1HW2HW0HW1HW220127ATS7ATS7FromA級TGotoB級Tjjyang2013年秋7202二月20233）B級T完成HW2的TS7到TS31的交換（輸入控制）CMB2在CPU控制下，在單元7寫入31CMB2在TS7時隙讀出單元7的內容31，控制SMB2將數字話音寫入單元31SMB2在TS7時隙在CMB2控制下，在單元31寫入數字話音SMB2在T31時隙從單元31讀出數字話音7SMB2寫入讀出CMB200單元號ATS7R時隙脈沖WWRCPU時隙脈沖A---B正向接續過程（3）AATS31HW23131HW2FromSjjyang2013年秋7302二月2023反向通路中間時隙的選取與正向中間時隙相差半幀時隙，具體計算如下：假設每條母線時隙數為n正向中間時隙為p，則反向中間時隙q為：B---A反向接續q=P+n/2（當P+n/2<n時）

q=P－n/2（當P+n/2>=n時）本例中，n＝32，P＝7

則q=7+32/2=23注意：正、反向中間時隙同時由CPU選取，要求同時為空閑時隙jjyang2013年秋7402二月2023反向接續過程分析已選好反向接續中間時隙為TS23要實現

B用戶：HW2的TS31

TASTB

A用戶：HW0的TS2將接續分解為三個步驟：（1）A級接線器（TA

）完成HW2的TS31到TS23的交換（2）S接線器在TS23完成HW2到HW0的交換（3）B級接線器（TB

）完成HW0的TS23到TS2的交換jjyang2013年秋7502二月20231）A級T完成HW2的TS31到TS23的交換（輸出控制）CMA2在CPU控制下，在單元23寫入31SMA2在TS31時隙，在單元31寫入數字話音CMA2在TS23時隙讀出單元23的內容31，控制SMA2讀出單元31的數字話音SMA2在T23時隙從單元31讀出數字話音23寫入讀出CMA200BTS31W時隙脈沖RWRCPU時隙脈沖B---A反向接續過程（1）HW23131去SSMA2BBTS23jjyang2013年秋7602二月20232）S在TS23時完成HW2到HW0的交換（輸入控制）S共有3個CM（CMS0、CMS1、CMS2，對應B級母線)在CPU控制下，在CMS2的單元23寫入0B---A反向接續過程（2）HW0HW1HW2HW0HW1HW2001223BTS23BTS23FromA級TGotoB級Tjjyang2013年秋7702二月2023

3）B級T完成HW0的TS23到TS2的交換（輸入控制）CMB2在CPU控制下，在單元23寫入2CMB2在TS23時隙讀出單元23的內容2，控制SMB2在單元2寫入數字話音SMB2在TS23時隙，在單元2寫入數字話音SMB2在TS2時隙從單元2讀出數字話音23寫入讀出CMB200BTS23R時隙脈沖WWRCPU時隙脈沖B---A反向接續過程（3）HW222SMB2BBTS2jjyang2013年秋7802二月2023每條輸入母線需要一個T接線器每條輸出母線需要一個T接線器輸入母線和輸出母線的T接線器控制方式應不同接續路由是通話雙方雙向的，同時占用/釋放必須同時選取正反路由的中間時隙中間時隙（公共時隙）用作S接線器的交換時隙正反中間時隙都必須是空閑的正反路由中間時隙相差半幀時隙特別注意：TST交換網絡存在阻塞問題TST交換網絡小結jjyang2013年秋7902二月2023STS交換網絡－自學CMS313231312231ABBATS31TS2ABTS31TS2SMT3CMT3BABATS31TS2SASBBA231SMT1輸入控制輸出控制輸出控制CMS313231jjyang2013年秋8002二月2023STS交換網絡－自學CMS313231312231ABBATS31TS2ABTS31TS2SMT3CMT3BABATS31TS2SASBBA231SMT1輸入控制輸出控制輸出控制CM合并的前提是什么？兩個S接線器工作方式相反？只能是輸出控制-輸入控制jjyang2013年秋8102二月2023

入、出交換網絡信息的示意圖數字交換機中的話路連接本局用戶發本局用戶收入中繼出中繼信號設備入中繼出中繼本局用戶發本局用戶收交換網絡本局用戶其他局局內用戶交換話路示例數字交換機中的話路連接用戶電路DMTM0TSTD0TD31M31T用戶電路用戶電路用戶電路MDTDMTMDT用戶級PCM0出PCM7選組級PCM0入015選組級PCM0出0入70入70出7選組級PCM31入選組級PCM31出015015015AAABBABB0239023902二月2023jjyang2013年秋82jjyang2013年秋8302二月2023局內用戶交換話路連接示意說明圖中用戶級描述共有n個用戶模塊（只畫2個），每用戶模塊接240個用戶（假設）每個用戶模塊都有一個前向（F）和后向（B）交換網絡，由T接線器組成，完成用戶的復用（集中）用戶級T完成256個時隙的交換（240個用戶話務的集中）在用戶級輸出8條母線（每條32時隙，2.048Mbps的速率）連至選組級jjyang2013年秋8402二月2023局內用戶交換話路連接示意說明圖中選組級描述選組級交換網絡采用TST，共有32條母線輸入母線來自復用器，每條輸入母線由16條32個時隙的HW復接而成，故母線復用度為32X16=512個時隙TST的交換時隙數為：512x32=16384輸出母線連接分路器，每條512時隙的HW分路成16條32個時隙的HW，然后送到用戶級后向通路（也可能送至中繼口）jjyang2013年秋8502二月2023局內用戶交換話路連接示意說明需要理解的幾個問題每個用戶一旦開通，用戶線對應的用戶電路和用戶模塊的物理位置就定了同時每個用戶都分配了一個固定的時隙，但這個固定時隙僅在用戶級有效當用戶級通過復用后進入選組級交換網絡時，對應分配給某個用戶是臨時分配的，通話結束拆鏈后歸還選組級的復用線（母線）是由用戶級復用線再度復接而成，因此選組級的復用線的復用度（一條復用線的時隙數）一般大于用戶級用戶級母線接入哪條選組級母線或選組級輸出母線連接哪條用戶級母線不是固定的，本圖中只是一個案例A用戶和B用戶間的通話話路（B到A類似）ATSAMATSA256時隙DT接線器ATSx256時隙自A用戶電路ATSY32時隙TSTMATSZ512時隙用戶級HW0或其他

選組級入HW0或其他ATSp512時隙

選組級出HW31或其他DATSq32時隙HW15或其他M32時隙用戶級HW0或其他ATSqT接線器ATSr256時隙ATSB256時隙DATSB去B用戶電路n模塊后向通路（接B用戶），用戶級0模塊前向通路（接A用戶），用戶級選組級02二月2023jjyang2013年秋86jjyang2013年秋8702二月2023幾個基本概念話務量呼損數字交換網絡的阻塞問題探討控制部件呼叫處理能力－BHCA3.3.6數字交換網絡的阻塞jjyang2013年秋8802二月2023話務量也稱電話負荷，通俗理解為表達電話網內機線設備負荷數量的一種量值話務量定義：在單位時間T內發生的呼叫次數與平均占用時間t的乘積

A=N*CT*t（N為用戶數，CT為一群用戶在T時間內的呼叫次數，t為平均占用時長）話務量jjyang2013年秋8902二月2023話務量單位：愛爾蘭Erl；小時呼（T.C）；分呼（C.M）；百秒呼（C.C.S）1Erl＝1小時呼＝60分呼＝36百秒呼理解話務量注意：通常話務量是指最忙1小時的話務量（亦稱話務量強度）任何一條信道的最大話務量為1Erl話務量單位最近我國話務量統計資料表明：一個用戶的話務量為0.1Erl，即話路利用率為10％一條中繼線的話務量為0.6～0.7Erl，即中繼線利用率為60％～70％jjyang2013年秋9002二月2023概念用戶在一次呼叫時，因交換網絡中已找不到出線，而未能完成通話，稱為呼叫損失，即“呼損”呼損是偶然發生的，因此也稱為“呼損概率”引起呼損的原因交換網中已沒有出線交換網絡內部阻塞話務量突增交換機對呼損的處理方式明顯損失制等待制呼損jjyang2013年秋9102二月2023交換網絡為何會出現內部阻塞？為實現大容量，交換網絡通常需要多級因而在入出線之間存在內部連線，稱為“鏈路”當出線空閑，而內部鏈路不空閑時，也會導致呼損，稱為交換網絡的內部阻塞內部阻塞的解決措施擴大內部鏈路數交換網絡的內部阻塞問題思考：內部鏈路數為多少時，交換網絡為“無阻塞網絡”？jjyang2013年秋9202二月2023控制部件的呼叫處理能力評價程控交換機的兩個參數交換網絡可以同時連接的路由數－話務量單位時間內控制設備能夠處理的呼叫數－BHCABHCABusyHourCallAttempts－忙時試呼次數含義：單位時間內處理的呼叫總數jjyang2013年秋9302二月2023影響程控交換機呼叫處理能力的因素系統容量的影響容量越大，呼叫處理能力越低。如掃描開銷比較大。系統結構的影響多處理機通信的影響負荷分擔的影響備用方式的影響（校對、話務分擔）處理機能力的影響指令系統的強弱時鐘頻率的高低訪問存儲空間I/O口的類別和數量軟件設計水平的影響操作系統程序效率jjyang2013年秋9402二月20233.4程控交換系統的控制部件

3.4.1對控制部件的要求3.4.2控制系統的結構方式3.4.3多處理機結構3.4.4備份方式與故障處理3.4.5處理機之間的通信方式jjyang2013年秋9502二月20233.4.1對控制部件的要求呼叫處理能力含義：在保證規定的服務質量標準的前提下，處理機能處理呼叫要求的數量。表示方式：常用最大忙時試呼次數來表示。BHCA(MaximumNumberofBusyHourCallAttempts)標識系統性能指標之一。可靠性要求長時間連續工作無故障，或故障后快速恢復靈活性和適用性經濟性jjyang2013年秋9602二月20233.4.2控制系統的結構方式

系統指一臺由若干處理機控制的程控交換機及其控制部分。控制方法集中控制分散控制jjyang2013年秋9702二月2023集中控制概念每臺處理機都能到達系統的所有資源，也能執行所有功能優點一臺處理機故障，不會影響系統工作改變功能只需改變軟件，容易升級缺點程序太大，管理復雜改動一點，涉及全局，不利于模塊化jjyang2013年秋9802二月2023集中控制處理機1處理機2處理機n資源1資源2資源n功能1功能2功能n

每臺處理機都對所有資源進行操作能獨立完成所有功能jjyang2013年秋9902二月2023分散控制概念每臺處理機只能操作部分資源，控制某一部分，每臺處理機只完成自己的功能。需要處理機之間通信，協同工作。各處理機功能的分配：靜態和動態靜態分配：各部分獨立硬件和軟件，完成獨立功能動態分配：在特定狀態下，各處理機只完成部分功能，需要時可完成全部功能靜態分配設計簡單，易于管理，便于模塊化動態分配設計難，實現復雜，難管理，不宜模塊化程控交換機一般采用分散控制的靜態分配方式jjyang2013年秋10002二月2023分散控制（靜態分配）

每臺處理機只能對部分資源進行操作只能獨立完成部分功能所有處理機相互通信，協同工作資源1資源2資源n功能1功能2功能n處理機1處理機2處理機njjyang2013年秋10102二月20233.4.3多處理機結構

現今程控交換機都采用多處理機結構，分散＋集中控制結合方式工作方式按功能分擔按話務分擔備份方式控制用戶級的用戶處理機控制交換網絡的中央處理機處理前臺和后臺的處理機（顯示、輸入）供管理和調度的專用處理機控制中繼電路、信號設備等的專用處理機指每臺處理機完成一部分話務處理功能每臺處理機都有備份，主/備方式主用機故障時，啟動備用機工作jjyang2013年秋10202二月20233.4.4備份方式與故障處理

備份方式冷備份熱備份平時備用機不加電，主用機故障時，人工啟動備用機正在處理和已經接續的呼叫全部中斷和丟失平時備用機加電，并同時存儲呼叫數據一旦主用機故障，自動切換到備用機工作已經建立的呼叫不中斷，正在建立的呼叫中斷，需重新開始從可靠性出發，熱備份具有較好的服務質量熱備份工作方式包括：同步方式互助方式主/備方式jjyang2013年秋10302二月2023熱備份－同步方式

工作原理主/備用機同時接收信息，執行相同的命令，并進行比較比較結果相同，則執行下一條指令，否則說明故障產生，退出服務，進行故障處理正常時，只有主用機向外設發布命令或輸出數據，主用機故障時，自動轉向備用機控制電話外設處理機A比較器存儲器處理機Bjjyang2013年秋10402二月2023熱備份－同步方式

故障處理過程1）比較結果不相同，說明故障產生2）兩機立即脫離，分別啟動各自檢查（診斷）程序：若確有一臺故障，故障機退出服務若兩機正常，主用機繼續工作，備用機退出3）若主用機再次故障，立即換上備用機4）若主用機在10～20ｓ內不再故障，說明剛才的故障為臨時的。主用機繼續工作，仍需對備用機仔細測試以備用電話外設處理機A比較器存儲器處理機Bjjyang2013年秋10502二月2023熱備份－同步方式同步方式下備用機狀態轉換圖脫機狀態校驗狀態同步狀態備用機準備就緒主備用機存儲器內容一致比較數據出錯、修改軟件或測試外設jjyang2013年秋10602二月2023熱備份－互助方式

工作原理多臺處理機各自分擔一部分話務量各自具有自己的存儲器，獨立工作彼此可交換信息（以便發現故障）每臺處理機故障時，其負荷由別的處理機分擔電話外設處理機A存儲器處理機B電話外設存儲器jjyang2013年秋10702二月2023熱備份－互助方式

故障處理過程1）平時各處理機分擔一部分話務量2）處理機之間互通信息，當一臺處理機故障時：故障機立即退出服務故障機所有業務由另一臺分擔

處理帶來的影響１）正在處理的呼叫被丟失，需要重新開始２）對正在振鈴、通話中的用戶，呼叫不丟失電話外設處理機A存儲器處理機B電話外設存儲器jjyang2013年秋10802二月2023互助方式舉例在一個用戶框內有兩個DRV32板。DRV32單板的串行通信口驅動功能模塊工作于互助方式。正常工作時，每塊DRV32單板分別負責各自半框串行通信口驅動。當其中一塊DRV32板串口通訊故障或主機強制互助時，在主機控制下，進入節點互助狀態，由正常的DRV32完成整框的串行通信口驅動。DRV32單板上的收號器工作于負荷分擔方式，每塊單板上的收號器均可供整框用戶使用。jjyang2013年秋10902二月2023熱備份－主/備方式

工作原理平時只有主用機工作，備用機加電但不處理數據兩機可共用存儲器，也可各自有存儲器如果各自采用存儲器，則主用機必須同時向兩個存儲器寫數據主用機故障時，切換程序動作，自動啟動備用機。電話外設處理機A存儲器備用機B存儲器jjyang2013年秋11002二月2023熱備份－主/備方式

故障處理過程備用機平時不參與呼叫處理，當主用機故障，由切換程序啟動，直接切換到備用機上，而不作校驗。

處理帶來的影響１）正在處理的呼叫被丟失，需要重新開始２）對正在振鈴、通話中的用戶，呼叫不丟失電話外設處理機A存儲器備用機B存儲器jjyang2013年秋11102二月2023主/備方式舉例SM模塊的交換網絡采用主備用配置方式，采用共寫分讀方式作熱備份。時鐘框共有2個CK2槽位，2塊CK2板處于主備用熱備份狀態，如果不在數據上作設置，通常開機時由硬件自動判定時鐘精度高的CK2板為主用板。jjyang2013年秋11202二月2023冷備份的故障處理及影響

備用機平時不加電，主用機故障時，由人工切換備用機沒有呼叫處理數據，無公共存儲器（使用自備存儲器）主用機故障時，備用機加電初始化，正在接續和已經建立的呼叫全部中斷。jjyang2013年秋11302二月2023幾種備份方式的比較備份方式優點缺點熱備份同步對故障反應快，丟失數據少，比較、校驗占用時間，降低處理能力，易出現軟件故障互助偶然性故障處理能力強軟件復雜主/備軟件相對簡單，無比較，無校對共用存儲器，效率低冷備份最簡單切換時，所有呼叫全部丟失jjyang2013年秋11402二月20233.4.5處理機間的通信方式多處理機系統中，處理機間的通信是必須的。采用類似計算機通信網的方式。由于有遠端模塊，因此涉及到遠距離通信。通過PCM信道通過計算機網絡常用通信方式處理機間通信方式總線結構環型結構jjyang2013年秋11502二月2023通過PCM信道進行通信通過TS16進行通信TS16本來用來傳輸局間的數字線路信號（標志信號碼）用，在從局到另一局之后就沒用了，因此可用來作處理機間通信用。優點：附加硬件、軟件少，可以方便地和遠端通信。缺點：信息量少，速度慢。通過數字交換網絡的PCM信道直接傳送作為一個獨立的時隙數據（任意時隙）通過PCM語音信道傳送，進行交換，要用不同的標志加以區別。優點：傳輸信息量大，可提高速度。缺點：占用通信信道，費用大，影響通信量。jjyang2013年秋11602二月2023采用計算機網絡常用方式－多總線結構：由一種總線總線連接所有處理機構兩種耦合方式緊耦合：多處理機之間通過共享存儲空間傳遞信息。松耦合：多處理機間通過I/O結構傳送信息總線結構通信的必要條件有一組共享總線及多總線協議多處理機占用總線的控制與判優電路總線結構的實現方式共享存儲器共享輸入/輸出接口jjyang2013年秋11702二月20233.5.1C&CO8的特點3.5.2C&C08的硬件結構3.5.3C&C08的安裝結構3.5.4C&C08的配置簡介3.5C&C08程控交換機簡介jjyang2013年秋11802二月2023實驗室程控交換機房設備間jjyang2013年秋11902二月2023是華為公司生產的電信級的交換系統可用于：長話局、長市合一局、匯接局、端局等中心交換網絡容量為64K×64K=65536多種接口：普通用戶、中