第3章数字交换机的话路部分(程控数字交换技术-叶敏版).

第3章数字交换机的话路部分第3章数字交换机的话路部分3.1数字交换机的系统结构3.2用户模块的组成3.3中继器3.4音频信号的产生、发送和接收3.5数字交换和数字交换网络第3章数字交换机的话路部分3.1数字交换机的系统结构图3-1数字交换机系统结构用户电路数字中继器数字中继模拟中继数字中继器用户电路用户处理机用户处理机信号发/收中央处理机数字交换网络模拟/数字远端用户模块PCM用户模块---用户级选组级模拟中继线数字中继线第3章数字交换机的话路部分3.1数字交换机的系统结构典型结构如图3-1所示，可以看出，数字交换机分成选组级（数字交换网络）和用户级（用户模块和远端模块）两部分。用户级功能：集中用户的话务量，然后通过用户级和选组级间的数字中继线送至选组级。远端模块：将用户级设备放到用户集中点，与选组级之间通过数字中继设备相连。与用户模块之间的差别在于与选组级距离不同。数字中继设备：主要作用是信号的码型转换。第3章数字交换机的话路部分3.1数字交换机的系统结构返回首页选组级数字交换网络：主要用来对话务量进行集中和分散，由各种接线器组成。信号收/发设备：用于提供局间信号以及各种信号音。除了上述各种接口设备之外，作为数字交换系统应能连接各种非话业务终端和接口，如数据终端（计算机或其他）、数字用户、传真、用户电报等等。第3章数字交换机的话路部分3.2用户模块的组成3.2.1用户模块基本结构3.2.2用户电路返回首页第3章数字交换机的话路部分3.2.1用户模块基本结构图3-2用户模块结构收号器用户电路用户电路串/并串/并用户级交换网络信号提取插入网络接口扫描存储器分配存储器微处理机至数字交换网络第3章数字交换机的话路部分3.2.1用户模块基本结构组成：用户电路、集线器、用户处理机和网络接口用户集线器：主要包括一个由一级T接线器组成的交换网络，它负责话务量的集中或扩散。信号提取和插入电路：负责把处理机通信信息从信息流中提取出来（或插入进去）。第3章数字交换机的话路部分3.2.1用户模块基本结构网络接口：用于和数字交换网络的接口。扫描存储器：属于用户模块，用于暂存从用户电路读取的信息。分配存储器：属于用户模块，用于暂存向用户发出的命令信息。返回本节第3章数字交换机的话路部分3.2.2用户电路数字交换机的用户电路的功能可以归纳为BORSCHT这七个功能，具体是：B（Batteryfeeding）馈电；O（Overvoltageprotection）过压保护；R（Ringingcontrol）振铃控制；S（Supervision）监视；C（CODEC&filters）编译码和滤波；H（Hybridcircuit）混合电路；T（Test）测试第3章数字交换机的话路部分3.2.2用户电路馈电：向主、被叫用户提供通话直流。图3-3用户馈电原理图在我国，馈电电压规定为-48V或60V，国外设备为-48V。如果用户线距离增长，还可能提高。ab-V第3章数字交换机的话路部分3.2.2用户电路过压保护：用户电路中的过压保护是二次保护,通常由钳位电路来实现。图3-4过压保护电路ab用户外线-V用户内线第3章数字交换机的话路部分3.2.2用户电路振铃控制：由于振铃电压较高（国内规定90V±15V）,在程控交换机当中采用振铃继电器，由继电器接点控制铃流。图3-5由继电器控制的振铃原理a振铃开关R用户线RR截铃振铃控制b第3章数字交换机的话路部分3.2.2用户电路监视：通过监视用户线直流来监视用户线回路的通/断状态。可以检测到以下状态：用户话机的摘挂机状态；号盘话机发出的拨号脉冲；投币话机的输入信号；用户通话时的话路状态（话终挂机时的监视）第3章数字交换机的话路部分放大用户线监视信号-V比较用户线RR监视信号图3-6用户线状态监视功能的是实现图3-7通过比较来检测用户线状态第3章数字交换机的话路部分3.2.2用户电路编译码和滤波编译码的任务是完成模拟信号和数字信号间的转换。模拟信号变为数字信号由编码器（Coder）完成，而数字信号变为模拟信号则由译码器（Decoder）完成。它们统称CODEC。滤波器：需在编码器前加一个带通滤波器，而在译码器后放一个低通滤波器。第3章数字交换机的话路部分3.2.2用户电路混合电路功能：用来进行二/四线转换。示意图：图3-8混合电路平衡网路用户线接收发送第3章数字交换机的话路部分3.2.2用户电路测试功能：负责将用户线接至测试设备，以便对用户线进行测试，一般由软件控制。除了上述七项功能外，用户电路还具有极性倒换、衰减控制、收费脉冲发送、投币话机硬币集中控制功能。第3章数字交换机的话路部分测试开关振铃开关极性倒换开关过压保护电路馈电电桥混合电路平衡网络编译码器监视电路测试总线极性倒换控制振铃控制监视信号图3-9用户电路功能框图返回本节第3章数字交换机的话路部分3.3中继器3.3.1模拟中继器3.3.2数字中继器返回首页第3章数字交换机的话路部分3.3.1模拟中继器模拟中继器是数字交换机和模拟局间中继线的接口电路，它用于和模拟交换机的连接。与用户电路的功能有很多相似之处，两者相比较发现，模拟中继器比用户电路少了振铃控制和对用户馈电的功能，而多了一个忙/闲指示功能，同时把对用户线的监视变为对线路信号的监视。第3章数字交换机的话路部分测试开关线路信号监视过压保护忙闲指示混合电路平衡网络编译码器模拟中继线2MbpsPCM信号图3-10模拟中继器功能框图返回本节第3章数字交换机的话路部分3.3.2数字中继器是连接数字局间中继线的接口电路，它连接数字交换局或远端模块，入/出均为数字信号。功能：码型变换和反变换。主要是HDB3NRZ始终提取和帧同步。提取和插入随路信号。码型变换复帧定位信号插入帧定位信号插入信号控制帧定位帧同步时钟提取码型变换收发PCM传输图3.11数字中继器功能框图返回本节第3章数字交换机的话路部分3.4.1数字音频信号的产生3.4.2数字音频信号的发送3.4.3数字音频信号的接收3.4音频信号的产生、发送和接收返回首页第3章数字交换机的话路部分交换机需要向用户发送各种信号音，其包括：音频信号各种用户信号音：如拨号音、忙音和回铃音等局间信令：如多频信号等由于信号设备是接在数字交换网络上的，因此这些信号必须是“数字化了的”，即必须是用PCM调制了的音频信号才能在数字网中通过。第3章数字交换机的话路部分信号音分类：•单音频信号：如拨号音、忙音和回铃音均为450Hz单频信号。•双音频信号：如记发器信号，分为前向信号（六中取二）和后向信号（四中取二）3.4.1数字音频信号的产生第3章数字交换机的话路部分①②③④⑤⑥⑦⑧⑨125us单频信号的产生500Hz音频信号的产生原理3.4.1数字音频信号的产生图3-12500Hz音频信号产生原理2msIIIIIIIV第3章数字交换机的话路部分图中把信号音按125us间隔抽样，量化和编码运算，得到各抽样点的PCM信号，然后送入ROM中。图中信号周期为2ms，抽样16次就够了，因此占用ROM的16个单元。在对ROM做一般PCM信号读出时就是500Hz的音频信号（数字化了的）了。图3-13信号发生器硬件结构12161-16循环计数器译码器①②ROM帧脉冲读出数据第3章数字交换机的话路部分单频信号的产生2）讨论节省ROM容量的方法可将一个周期音频信号分为4段，而这四段有共同之点，如图中I段和II段是对称的（III和IV也如此）。把I段的编码信号倒过来就变成了II段的内容。3.4.1数字音频信号的产生第3章数字交换机的话路部分双音频信号的产生设产生1380Hz和1500Hz的双音频信号首先找重复周期，取1380Hz、1500Hz、8000Hz的最大公约数，为20Hz可，所以其重复周期为50ms。需ROM的400个单元，采用分段方法，则只需100个单元即可。3.4.1数字音频信号的产生返回本节第3章数字交换机的话路部分3.4.2数字音频信号的发送通过数字交换网络送出，和普通话音一样处理。通过指定时隙（如时隙0、时隙16）传送。返回本节第3章数字交换机的话路部分信号音（单音频信号）由用户话机接收的，因此在用户电路中进行译码后就变成了模拟信号自动接收。多频信号也应由接收器接收。一般采用数字滤波器滤波后进行识别取得。3.4.3数字音频信号的接收返回本节第3章数字交换机的话路部分3.5.1数字接线器的基本功能3.5.2数字交换网络的基本结构和工作原理3.5.3时分交换网络3.5数字交换和数字交换网络返回首页第3章数字交换机的话路部分当前的数字交换机能连接的用户很多，若要使每个用户之间都能进行语音交换，采用的方法是给每个用户分配一个固定时隙（TS：TimeSlot），然后在两个用户（两个不同时隙）间进行交换。3.5.1数字接线器的基本功能数字交换网络TS5TS1812n12n3-14数字交换网络进行时隙交换返回本节第3章数字交换机的话路部分数字交换网络（DigitalSwitchNetwork）由数字接线器组成，有两种数字接线器：时间接线器（TimeSwitch）和空间接线器（SpaceSwitch），其中•T接线器完成时隙交换•S接线器完成母线交换3.5.2数字交换网络的基本结构和工作原理第3章数字交换机的话路部分时间（T）接线器由话音存储器（SM：SpeechMemory）和控制存储器（CM：ContolMemory）两部分组成，其功能是完成“时隙交换”。•SM中存储的是抽样后经编码的话音信息，每一单元有8位信息码。•CM的每个存储单元存放的是话音信息在SM中的存储地址。3.5.2数字交换网络的基本结构和工作原理第3章数字交换机的话路部分1、单端输入的T接线器其输入端只接一条基群PCM线，共有32个时隙，30个话路，所以SM和CM的容量均为32个单元。（1）读出（输出）控制方式的T接线器SM的工作方式是“顺序写入，控制读出”CM的工作方式是“控制写入，顺序读出”3.5.2数字交换网络的基本结构和工作原理第3章数字交换机的话路部分SM31CMA0-A4定时脉冲RW012383101158ab18baTS8TS1TS2TS0baTS1TS8图3-15读出控制方式的T接线器(动画)假设用户A（占用TS1）和用户B（占用TS8）通话，即TS1TS8ab第3章数字交换机的话路部分1、单端输入的T接线器（2）写入（输入）控制方式的T接线器SM的工作方式是“控制写入，顺序读出”CM的工作方式是“控制写入，顺序读出”下面仍假设用户A（占用TS1）和用户B（占用TS8）通话，即TS1TS8ab3.5.2数字交换网络的基本结构和工作原理第3章数字交换机的话路部分SMCMA0-A4定时脉冲RW0128310115831图3-16写入控制方式的T接线器(动画)18TS1TS8baabTS8TS1TS2TS0ba第3章数字交换机的话路部分2、多端输入的T接线器即在接线器的输入端连接多条PCM线，每一条PCM线称为HW（Highway），简称母线，如果接8条HW，T接线器的SM就应有256个存储单元，如果16条HW，SM就有512个存储单元。这样就产生两个问题：a）这些时隙进入T接线器后如何排列b）降低速率的问题下面以8端PCM复用线为例说明，见图3-173.5.2数字交换网络的基本结构和工作原理第3章数字交换机的话路部分TS31TS0TS31TS0TS31TS0A0-A702550255SMCM串/并变换并/串变换HW0HW1HW0HW7HW7HW1图3-178端输入的T接线器第3章数字交换机的话路部分2、多端输入的T接线器（1）多端脉码的排列8端脉码共有256个时隙，排列方式为：HW0的TS0，HW1的TS0，…，HW7的TS0，HW0的TS1，HW1的TS1…HW7的TS1，等等，HW0的TS0作为总时隙的他tS0，HW1的TS0作为总时隙的tS1，…，HW7的TS31为tS255，则256个时隙为tS0~tS255。各端脉码的时