数据通信_2(电话网及基础技术)

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1、1数据通信数据通信教师：孙国林Email：2l数据通信定义 利用电学或光学传输系统电学或光学传输系统将计算机信息从一个位置传输到另一个位置的过程。l数据通信网定义 上面的电学或光学传输系统被称为数据通信网 3l数据通信网作用： 使网上任两结点之间进行正确快速地传送数据和交换正确快速地传送数据和交换数据数据。4通信系统的基本模型通信系统的基本模型l一个通信系统主要包括：终端设备终端设备、传输系统传输系统和交换交换节点节点三大部分。5l网络拓扑网络拓扑是指网络中各结点间的互连图形 (a) 网状网 (b) 星型网 (c) 复合型网 (d) 环型网 (e) 总线型网 6数据通信组网的分类数据通信组网的

2、分类l按业务类型业务类型分类：电话通信网、数据通信网、有线电视网l按传输手段传输手段分类：光纤通信网、无线通信网、卫星通信网、微波接力网和散射通信网l按服务的区域服务的区域分类：农话通信网、市话通信网、长话通信网和国际通信网或局域网、城域网和广域网l按传输处理信号传输处理信号分：模拟通信网和数字通信网l按活动方式活动方式分：固定通信网和移动通信网7l电话通信网：电话通信网：l特点：低信息低信息、高质量高质量l组网方式：基于电路交换电路交换组网l电路交换电路交换l建立连接实时传输撤销连接l实际的物理通道实际的物理通道l信道利用率低、资源浪费l不适合计算机信息传输不适合计算机信息传输8l数据通信网

3、：数据通信网：l特点：大信息、“低”质量l组网方式：基于分组交换分组交换组网l分组交换：分组交换：l发出数据存储转发递交数据9l有线电视网：有线电视网：l特点：大信息、高质量l组网方式：基于单向广播单向广播方式组网l单向广播：单向广播：l发出数据树型复制递交数据10数据通信数据通信叶娅兰Email：11第二章 电话网及基础技术l 2.1 电话网的发展历史及趋势l 2.2 电话网的分类l 2.3 电话网的基本结构l 2.4 电话网的控制信令（协议）l 2.5 电话网中的程控交换机122.1 电话网的发展历史及趋势电话网的发展历史及趋势l电话是通过电信号双向传输话音的设备。通常人们将贝尔认为是电话

4、的发明者。l是目前普及率最高，覆盖范围最广，业务量最大的网络l模拟网络 模数混合网综合数字网132.1 电话网的发展历史及趋势电话网的发展历史及趋势l电话网电话网是把程控交换机程控交换机通过传输设备相互连接起来，从而实现任意两个用户之间的话音通信话音通信的通信网络l我国电话网的发展主要经历了机电制机电制、数字程数字程控制控制的两个阶段，应该说由“机电”方式向“程控”方式演变，是20世纪电话通信的一次重大变革142.1 电话网的发展历史及趋势电话网的发展历史及趋势l我国从1999年开始研究基于基于H.323H.323的的VOIPVOIP技术技术l以当时的中国电信中国电信、中国联通中国联通、吉通吉

5、通和网通网通四家运营商为主开始进行VOIPVOIP实验l打破了必须以TDMTDM(时分复用时分复用)方式传送话音信号的旧框架，代之以分组语音分组语音的新概念，体现了VOIPVOIP的真正价值，代表了电路交换网和分组交换网融合的趋势时分复用时分复用(time-division multiplexing, TDM, )是将不同的信号相互交织在不是将不同的信号相互交织在不同的时间段内，沿着同一个信道传输；同的时间段内，沿着同一个信道传输；在接收端再用某种方法，将各个时间在接收端再用某种方法，将各个时间段内的信号提取出来还原成原始信号段内的信号提取出来还原成原始信号的通信技术的通信技术15l 2.1

6、电话网的发展历史及趋势l 2.2 2.2 电话通信网的分类电话通信网的分类l 2.3 电话网的基本结构l 2.4 电话网的控制信令（协议）l 2.5 电话网中的程控交换机第二章 电话网及基础技术16 2.2 电话通信网的分类电话通信网的分类l电话通信网从各个不同的角度出发，有各种不同的分类，常见的有：（1）按通信传输手段传输手段分：有线有线电话通信网、无线无线电话通信网和卫星卫星电话通信网（2）按通信服务区域服务区域分：农话网农话网、市话网市话网、长话长话网网和国际网国际网。17 2.2 电话通信网的分类电话通信网的分类（3）按通信服务对象服务对象分：公用公用电话通信网、保密保密电话通信网和军

7、用军用电话通信网等（4）按通信传输处理信号传输处理信号形式分：模拟模拟电话通信网和数字数字电话通信网等（5）按通信活动方式活动方式分：固定固定电话通信网和移动移动电话通信网等。18l 2.1 电话网的发展历史及趋势l 2.2 电话通信网的分类l 2.3 2.3 电话网的基本结构电话网的基本结构l 2.4 电话网的控制信令（协议）l 2.5 电话网中的程控交换机第二章 电话网及基础技术192.3 电话网的基本结构电话网的基本结构l电话网是电话网是以交换机为节点以交换机为节点的网状结构的网状结构20话音通信网示意图212.3 电话网的基本结构电话网的基本结构l用户终端设备用户终端设备即电话机，主要

8、完成将用户的声音信号转换成电信号用户的声音信号转换成电信号或将电信号还原成声音信号电信号还原成声音信号。电话机还具有发送和接收电话呼叫的能力呼叫的能力，用户通过电话机拨号来发起呼叫，通过振铃知道有电话呼入。用户终端可以是送出模拟信号的脉冲式或双音频电话机，也可以是数字电话机，还可能是各种传真机22232.3 电话网的基本结构电话网的基本结构l交换设备交换设备交换设备就是交换机交换机，主要完成通信双方的接续、选路的交换节点。交换机是电话通信网构成的核心部件交换机是电话通信网构成的核心部件，完成语音信息的交换功能交换功能交换机还具有控制控制和监视的功能监视的功能。比如要及时发现用户摘机摘机、挂机挂

9、机，还要完成接收用户号码接收用户号码、计费计费等功能。交换机的类型：人工人工电话交换机、机制机制电话交换机和程控程控交换机24252.3 电话网的基本结构电话网的基本结构l传输系统传输系统传输系统负责在各交换点之间传递信息负责在各交换点之间传递信息在电话网中，传输系统包括用户线用户线和中继线中继线。用户线用户线负责在电话机和交换机之间传递信息 中继线中继线则负责在交换机之间进行信息的传递。传输介质可以是有线的也可以是无线的，传送的信息可以是模拟的也可以是数字的传送的形式可以是电信号电信号或光信号光信号。262.3 电话网的基本结构电话网的基本结构l根据通信的具体需求，交换机交换机、路由器路由器

10、、通信信通信信道道及附属设备连接附属设备连接可以有多种多样的形式，因而形成了不同的电话通信网形式电话通信网形式和等级等级l实际的电话网结构是网状网网状网和重叠星状网重叠星状网结构的组合（这是把各种结构的优点组合起来的复合电复合电路网）路网）27 (a) 网状网 (b) 星型网 (c) 复合型网 (d) 环型网 (e) 总线型网 282.3 电话网的基本结构电话网的基本结构l电话网的等级结构l1973年电话网建设初期，鉴于当时长途话务流量的流向与行政管理的从属关系互相一致，大部分的话务流量是在同区的上下级之间上下级之间。l原邮电部规定：我国电话网的网络等级分为五级，长途网由大区大区C1C1、省省

11、C2C2、地区（市）地区（市）C3C3、市（县）市（县）C4C4等四级长途交换中心组成，本地网由端局端局C5C5和汇接局汇接局TmTm组成，见后图29我国我国19971997年以前采用五级年以前采用五级交换等级机构交换等级机构302.3 电话网的基本结构电话网的基本结构l五级交换结构：接续慢接续慢、延迟长延迟长、传输衰耗大传输衰耗大等弊端l三级数字电话网网络结构： C1C2合并为一级，即DC1（一级长途交换中心） C3C4合并为一级，即DC2（二级长途交换中心）31现在的现在的三级数字电话网三级数字电话网网络结构网络结构3219971997年以前采用年以前采用五级交换五级交换现在的现在的三级数

12、字三级数字电话网电话网332.3 电话网的基本结构电话网的基本结构l国内国内长途电话网 二级长途网的结构如图所示。二级长途网由DC1、DC2两级长途交换中心组成，为复合型网络。省际平面省际平面省内平面省内平面34设置必要的高效直达路由 n 在长途网中，为了减少一次呼叫中的串接段数，除了在DCl间建立网状网连接外，根据话务关系的密切程度和经济上的可行性，可以建立省间的DCl与DC2之间的直达路由和省间的DC2之间的直达路由2.3 电话网的基本结构电话网的基本结构352.3 电话网的基本结构电话网的基本结构l长途无级结构长途无级结构是近几年发展起来的，网中所有交换中心不分等级，完全平等不分等级，完

13、全平等，各长途交换机利用计算机控制利用计算机控制可以在整个网络中灵活选择最经济、最空闲的通路，即在任何时候都可以充分利用网络中的空闲电路疏通业务。l在完成同样的接续中，可选择的路由及选择的顺序随时间或网中负荷的变化而变动。所以人们把这种网称之为动态无级网动态无级网。 l我国长途电话网最终将逐步演变为动态无级网。36现在的现在的三级数字电话网三级数字电话网网络结构网络结构372.3 电话网的基本结构电话网的基本结构l本地本地电话网中设置端局DL和汇接局Tm两个等级的交换中心，组成二级网结构l汇接局汇接局TmTm之间个个相连组成网状网，汇接局与其所汇接的端局之间以星状网相连。38现在的现在的三级数

14、字电话网三级数字电话网网络结构网络结构392.3 电话网的基本结构电话网的基本结构l国际国际电话网的网络结构如图所示，分为CT1CT1、CT2CT2和和CT3CT3三级三级l各CT1局之间均有直达电路，形成网状网结构，CT1至CT2，CT2至CT3为辐射式的星状网结构lCT1数量很少。在每个CT1区域内的一些较大的国家可设置CT2局CT3CT2CT1CT3CT2CT1国际接口局国际接口局40l 2.1 电话网的发展历史及趋势l 2.2 电话网的分类l 2.3 电话网的基本结构l 2.4 2.4 电话网的控制信令（协议）电话网的控制信令（协议）l 2.5 电话网中的程控交换机第二章 电话网及基础

15、技术412.4 电话网的控制信令（协议）电话网的控制信令（协议）l信令信令是通信网中的控制指令控制指令，它是电话交换机之间及网上各交换机（或交换局）之间互联互通的信号信号和语言语言，起着控制电话接续控制电话接续的作用l信令系统信令系统是由完成通信系统控制信号的产生、发送、接收的硬件硬件及操作程序操作程序的全部构成422.4 电话网的控制信令（协议）电话网的控制信令（协议）l信令分类：信令分类：（1）按信令的工作区域工作区域分 用户线信令用户线信令是通信终端和网络节点之间的信令，又称用户-网络接口（UNI）信令。网络节点包括交换系统、网管中心、服务中心、计费中心、数据库等 局间信令局间信令是在网

16、络节点之间传送的信令，也称网络接口（NNI）信令，它主要用来控制连接的建立、监视、释放以及网络的监控、测试等432.4 电话网的控制信令（协议）电话网的控制信令（协议）（2）按信令传送通路传送通路与话路话路之间的关系分 随路信令随路信令是用传送语音的通路来传送与该话路有关的信令，信令信道与对应的用户信息传送信道一一对应。中国1号信令系统就是典型的随路信令 公共信道信令公共信道信令，两个网络间的信令通路和语音通路是分开的。No7信令即为公共信道信令（国际性的公共信令国际性的公共信令系统系统）442.4 电话网的控制信令（协议）电话网的控制信令（协议）（3）按信令的功能功能来分 监视信令监视信令又

17、称线路信令，用来监视中继线的呼叫状态变化，以控制接续的进行 路由信令路由信令又称选择信令或地址信令，用来选择路由、选择被叫用户，如电话通信中主叫所拨的电话号码，路由信令仅在呼叫接通前传送 管理信令管理信令是具有操作功能的信令，用于通信网的管理和维护。如检测和传送网络拥塞信息，提供呼叫计费信息，提供远距离维护信令等452.4 电话网的控制信令（协议）电话网的控制信令（协议）（4）按信令的传送方向传送方向分 前向信令前向信令指从主叫用户往被叫用户方向传送的信令 后向信令后向信令指从被叫用户往主叫用户方向传送的信令462.4 电话网的控制信令（协议）电话网的控制信令（协议）l用户线信令用户线信令是用

18、户和交换机之间的信令，在用户线上传送l常用的用户线信令如下：（1）请求信令请求信令：由终端发出，反映用户通信终端由空闲转为工作状态，如电话通信中的主叫摘机信令摘机信令（2）路由信令路由信令：传送地址路由信息的信令。（3）释放信令释放信令：由终端发出，反映用户通信终端由工作转为空闲状态，如用户话机的挂机信令挂机信令472.4 电话网的控制信令（协议）电话网的控制信令（协议）（4）来话提示来话提示信令：网络节点发出，表示外来呼叫到达，如电话通信中的振铃信令振铃信令。（5）应答信令应答信令：作为对来话提示信令的响应，使终端转入工作状态，如电话通信中的被叫摘机信令摘机信令（6）进程提示进程提示信令：网

19、络节点在呼叫的各个阶段向终端发出的信令，表明呼叫处理的进展情况，如电话通信中的拨号音、回铃音、忙音拨号音、回铃音、忙音等482.4 电话网的控制信令电话网的控制信令l 交换机发出的信令 1）铃流信号 是交换机发送给被叫用户的信号，以提醒用户有呼叫到达 2）信号音 信号音是交换机发送给用户的信号，用来说明有关的接续状态，如忙音、拨号音、回铃音等492.4 电话网的控制信令电话网的控制信令502.4 电话网的控制信令（协议）电话网的控制信令（协议）l基本信令流程：1.当主叫用户摘机时，用户摘机信号用户摘机信号送到发端局交换机A；2.发端局交换机A收到用户摘机信号后，立即向主叫用户发出拨号音拨号音；

20、3.主叫用户拨号，将被叫用户号码送给发端局交换机A；512.4 电话网的控制信令（协议）电话网的控制信令（协议）4.发端局交换机A根据被叫用户号码选择选择局向及中继线，并把被叫用户号码送给送给终端局交换机B；5.终端局交换机B根据被叫号码，将呼叫连接到被叫用户发送振铃信号振铃信号，并向主叫用户发回铃声发回铃声；6.当被叫用户摘机应答时，终端交换机B接到应答摘接到应答摘机信号机信号，并将应答信号转发给发端交换机A；7.用户双方进入通话状态通话状态；8.话终挂机复原，传送拆线信号；9.终端交换机B拆线后，回送一个拆线证实信号，一切设备复原。522.4 电话网的控制信令（协议）电话网的控制信令（协议

21、）l作业：作业： 假设1号用户在西安，被叫用户(2号用户)在北京，被叫用户号码为010-23456789。以全自动直拨为例来说明，其处理过程如下：53第二章 电话网及基础技术l 2.1 电话网的发展历史及趋势l 2.2 电话网的分类l 2.3 电话网的基本结构l 2.4 电话网的控制信令（协议）l 2.5 2.5 电话网中的程控交换机电话网中的程控交换机54为什么需要电话交换机？为什么需要电话交换机？l 电话交换的概念l要实现任意两个电话用户的通信l最直接的方式：是任意两者之间有连线l如何实现一个电话一对出线，与任意电话之间通信呢？AB55为什么需要电话交换机？为什么需要电话交换机？ABCDA

22、BCD要能相互通话，每个用户必须要能相互通话，每个用户必须引出引出3 3根线，如果根线，如果N N个用户，则每个个用户，则每个用户需引出（用户需引出（N-1N-1）根线）根线引入了交换机，每个用户之间不引入了交换机，每个用户之间不直接相连，而只与交换机相连，直接相连，而只与交换机相连，由交换机负责接通两个用户。由交换机负责接通两个用户。ABCD电话电话交换机交换机一共要多少引出线？一共要多少引出线？可能实现吗？可能实现吗？问题问题交换机如何知道谁找谁？交换机如何知道谁找谁？如何将两者连接起来？如何将两者连接起来？何时如何将连接断开？何时如何将连接断开？问题问题562.5 电话网中的程控交换机电

23、话网中的程控交换机l电话网电话网是把程控交换机通过传输设备相互连接起来，实现任意两个用户之间的话音通信的通信网络。l程控交换机程控交换机是电话通信网中的核心核心设备设备。程控交换机是一种电路交换一种电路交换机机l电路交换电路交换就是指经过呼叫，在两个用户之间建立起一条64kbit/s的电路，以此电路为基础，实现用户之间的话音通信 57程控交换机的基本组成程控交换机的基本组成l程控交换机是由计算机控制的实时交换系统，由硬件系统硬件系统和软件系统软件系统组成l硬件部分硬件部分包括话路话路系统和控制控制系统l软件部分软件部分包括运行运行软件和支援支援软件电话铜线电话铜线电话铜线电话铜线电话机电话机A

24、电话机电话机B程控交换机程控交换机58程控交换机的基本组成程控交换机的基本组成交交换换网网络络用户电路用户电路用户电路用户电路出中继出中继信号设备信号设备入中继入中继中央处理机中央处理机存储器存储器I/O设备设备交交换换网网络络用户用户接口接口中继中继接口接口控制设备控制设备用户线用户线592.5 电话网中的程控交换机电话网中的程控交换机话路部分话路部分控制部分控制部分信号发信号发/收收 设备设备数数字字交交换换网网络络数字数字中继中继用户处理机用户处理机用户用户电路电路中央处理机中央处理机PCM流流远端模块远端模块数字中继线数字中继线用户用户电路电路用户处理机用户处理机数字数字中继中继存储器

25、存储器I/O设备设备数字数字中继中继模拟中继线模拟中继线模拟模拟中继中继话路部分话路部分控制部分控制部分信号发信号发/收收 设备设备数数字字交交换换网网络络数字数字中继中继用户处理机用户处理机用户用户电路电路中央处理机中央处理机PCM流流远端模块远端模块数字中继线数字中继线用户用户电路电路用户处理机用户处理机数字数字中继中继存储器存储器I/O设备设备数字数字中继中继模拟中继线模拟中继线模拟模拟中继中继602.5 电话网中的程控交换机电话网中的程控交换机l程控交换机程控交换机硬件硬件系统系统 包括话路部分话路部分和控制部分控制部分。 话路部分一般由用户模块用户模块、中继线接口中继线接口、数字交换

26、网数字交换网络络、信令设备信令设备等四个部分组成。 （1）用户模块 是终端设备与程控交换机的接口。主要有用户电用户电路路和用户集线器用户集线器，用户电路是用户线与交换机的接口电路，用户集线器具有话务集中的功能。61（1）用户模块）用户模块l用户模块分为两种用户模块远端用户模块l用户模块和远端用户模块结构基本一致结构基本一致62远端模块与用户模块的区别远端模块与用户模块的区别远端用户模块远端用户模块中继器、中继器、HDB3码码数千米数千米交换网络交换网络用户模块用户模块PCM流流数十米数十米交换网络交换网络632.5 电话网中的程控交换机电话网中的程控交换机（2）数字中继线接口 是连接数字局之间

27、的数字中继线与数字交换网络间的接口电路，其功能功能 完成码型变换码型变换。将线路上传输的HDB3码变成适合机内逻辑工作的NRZ码。 时钟提取时钟提取。用来从传输线上送来的码流中提取发端送来的时钟信息，以便控制帧同步电路，使收端和发使收端和发端同步端同步。642.5 电话网中的程控交换机电话网中的程控交换机（2）数字中继线接口（续） 帧同步帧同步。使接收端帧的时序与发送端的时序一一对应 帧定位帧定位。将发端局送来的各时隙传送的信息，准确地按照本局的时钟传送。 652.5 电话网中的程控交换机电话网中的程控交换机（3）数字交换网络 是程控交换机中的核心部件，其功能功能是实现数字交换。另外，也提供信

28、令、信号音和处理机间通信信息的固定或半固定的连接 数字交换可以通过时分交换和空分交换时分交换和空分交换这两种方式来实现，时分交换的实质是时隙互换；时隙互换是将一个样值的话音信息从一个时隙移动到另一个时隙。 在交换网络中实现时隙互换功能的部件称为时分（时分（T T）接线器接线器：可以分为输出控制方式和输入控制方式。662.5 电话网中的程控交换机电话网中的程控交换机（4）信令设备 主要功能是接收和发送信令主要功能是接收和发送信令。主要的信令设备有：信令音发生器信令音发生器：是将拨号音、忙音等音频信号进行抽样和编码后存放在只读存储器中，在计数器的控制下发出的数字话音信号的编码，经数字交换网络而发送

29、到所需的话路上去。双音多频（双音多频（DTMFDTMF）接收器）接收器：用于接收用户电话机发出的DTMF信号。多频接收器和发送器多频接收器和发送器：专门用来接受和发送局间的MFC信号。NoNo7 7信令终端信令终端：用于完成No7信令的功能672.5 电话网中的程控交换机电话网中的程控交换机话路部分话路部分控制部分控制部分信号发信号发/收收 设备设备数数字字交交换换网网络络数字数字中继中继用户处理机用户处理机用户用户电路电路中央处理机中央处理机PCM流流远端模块远端模块数字中继线数字中继线用户用户电路电路用户处理机用户处理机数字数字中继中继存储器存储器I/O设备设备数字数字中继中继模拟中继线模

30、拟中继线模拟模拟中继中继话路部分话路部分控制部分控制部分信号发信号发/收收 设备设备数数字字交交换换网网络络数字数字中继中继用户处理机用户处理机用户用户电路电路中央处理机中央处理机PCM流流远端模块远端模块数字中继线数字中继线用户用户电路电路用户处理机用户处理机数字数字中继中继存储器存储器I/O设备设备数字数字中继中继模拟中继线模拟中继线模拟模拟中继中继682.5 电话网中的程控交换机电话网中的程控交换机控制系统 是一个计算机系统计算机系统，由中央处理器中央处理器、存储器存储器和输入输输入输出设备出设备组成。它通过执行预定的程序和查询数据，来完成规定的话音通路接续话音通路接续、维护与管理维护与

31、管理的功能逻辑。 （1）集中功能集中功能 （2）分散控制分散控制69（1）集中控制：集中控制：资源资源1 1资源资源2 2资源资源n n功能功能1 1功能功能2 2功能功能n nn 每台处理机都对所有资源进行操作每台处理机都对所有资源进行操作n 能独立完成所有功能能独立完成所有功能70（1）集中控制集中控制优点优点一台处理机故障，不会影响系统工作改变功能只需改变软件，容易升级缺点缺点程序太大，管理复杂改动一点，涉及全局，不利于模块化71（2）分散控制分散控制n 每台处理机只能对部分资源进行操作每台处理机只能对部分资源进行操作n 只能独立完成部分功能只能独立完成部分功能n 所有处理机相互通信，协

32、同工作所有处理机相互通信，协同工作资源资源1 1资源资源2 2资源资源n n功能功能1 1功能功能2 2功能功能n n72（2）分散控制分散控制各处理机功能的分配：静态和动态各处理机功能的分配：静态和动态静态分配：各部分独立硬件和软件，完成独立功能 静态分配设计简单，易于管理，便于模块化动态分配：在特定状态下，各处理机只完成部分功能，需要时可完成全部功能 动态分配设计难，实现复杂，难管理，不宜模块化 程控交换机一般采用分散控制的静态分配程控交换机一般采用分散控制的静态分配方式方式732.5 电话网中的程控交换机电话网中的程控交换机l 程控交换机程控交换机软件软件系统系统 程控交换机的全部智能性

33、操作都是由软件来完成的，其成本质量在很大程度上取决于软件系统 软件系统软件系统包括程序程序和数据数据两大部分。 根据功能的不同，程序又分为系统程序系统程序和应用程序应用程序 系统程序由操作系统操作系统和数据库系统数据库系统构成，是交换机硬件同应用程序之间的接口。 应用程序是直接面向用户，为用户服务的程序，包括呼呼叫处理程序叫处理程序、管理程序管理程序和维护程序维护程序三部分。742.5 电话网中的程控交换机电话网中的程控交换机l数字交换网络的组成： 时间接线器（T)和空间接线器(S)lT接线器负责完成时隙交换时隙交换lS接线器负责完成母线交换母线交换752.5 电话网中的程控交换机电话网中的程

34、控交换机l空分和时分空分和时分空分和时分空分和时分是交换网络的两种不同的实现方式空分是指空间分隔，时分是指时间复用空分是指空间分隔，时分是指时间复用。空分交换空分交换：不同通话话路是通过空间位置的不同来进行分隔的，即在空间位置上实现的一种交换方式。时分交换时分交换是指对时分复用的信号进行交换。时分复用通常采用脉冲编码调制(PCM)。模拟的语音信号经过脉码调制后，就变成了PCM信号。对PCM信号进行交换叫做“脉码时分交换”，也称“时隙交换时隙交换”，通过数字接线器来实现。76时分（时隙）交换的概念时分（时隙）交换的概念l数字程控交换即时隙交换时隙交换l时隙交换时隙交换是在某个时隙将话音存入话音存

35、储器，在另一个时刻将该话音取出（输出）l用户在一次接续中，需要分配固定的时隙，且一个用户收、用户在一次接续中，需要分配固定的时隙，且一个用户收、发使用相同的时隙发使用相同的时隙l在数字交换网络中，每个用户都占用一个固定的时隙每个用户都占用一个固定的时隙，用户用户的话音信息就装载在各个时隙之中的话音信息就装载在各个时隙之中。例如，有甲、乙两个用户，甲用户的发话信息信息a a或受话信息都固定使用时隙时隙1(TS1)1(TS1)，而乙用户的发话信息信息b b或受话信息都固定使用TS30TS30。77时分（时隙）交换的概念时分（时隙）交换的概念l语音信号数字化后在PCM链路上传输时，一个话路要占用一个

36、时隙，数字信号进行交换实际上就是时隙交换，时隙交换就是PCM入线的某个时隙的信息交换到PCM出线的某个时隙中去。l每个用户分配一个固定的时隙（TS），用户的语音信息数字化后就装载在各个时隙之中，也可以理解为语音在该固定的时隙里进行接收和发送。78数字交换系统的交换过程数字交换系统的交换过程如果这两个用户要互相通话，则甲用户的话音信息a要在TS1时隙送至数字交换网络，而在TS30时隙将其取出送至乙用户。反过来，乙用户的话音信息b也必须在TS30时隙送至数字交换网络，而在TS1时隙从数字交换网络中取出送至甲用户。这就是话音交换话音交换，它实质上是一种时隙交换时隙交换。79时间接线器（时间接线器（T

37、 T接线器）接线器）l功能：完成同一母线不同时隙交换功能：完成同一母线不同时隙交换l组成：组成：l话音存储器（话音存储器（Speech Memory，SM）l控制存储器（控制存储器（Control Memory，CM） SM:暂存数字话音，也称话音缓冲存储器暂存数字话音，也称话音缓冲存储器 CM:暂存存放数字话音的地址，也称地址存储器暂存存放数字话音的地址，也称地址存储器话音话音xqSM写入写入/ /读出控读出控制制写入写入读出读出CMx00单元单元号号单元号单元号存储数字话音存储数字话音的的SM的地址的地址（单元号）（单元号）nn80T接线器的工作原理接线器的工作原理 T T接线器有两种工作

38、方式接线器有两种工作方式l方式方式1 1：输出控制（顺序写入，控制读出）：输出控制（顺序写入，控制读出）l方式方式2 2：输入控制（控制写入，顺序读出）：输入控制（控制写入，顺序读出）特别注意：特别注意： 输入输入/ /输出控制方式是指：控制存储器输出控制方式是指：控制存储器CMCM对话对话音存储器音存储器SMSM的控制的控制 控制存储器总是输入控制（由控制存储器总是输入控制（由CPUCPU控制）控制）81T接线器的输出控制方式接线器的输出控制方式 输出控制方式的基本思路输出控制方式的基本思路l在输入时隙时，由时隙脉冲控制将在输入时隙时，由时隙脉冲控制将8位数字话音位数字话音写入写入SMl在输

39、出时隙时，由在输出时隙时，由CM控制从控制从SM中读出话音中读出话音l要讨论的问题是要讨论的问题是l数字话音存入数字话音存入SM的单元号是多少？的单元号是多少？lCM如何控制从如何控制从SM读出数字话音？读出数字话音？ 82T T接线器输出控制接线器输出控制 话音话音SM写入写入x0单元号单元号nTSX时隙脉冲时隙脉冲WxYCM0单元号单元号nR第一阶段：建立连接，第一阶段：建立连接，CPUCPU控制在控制在CMCM输出时隙号第输出时隙号第Y Y单元写入单元写入输入时隙号输入时隙号X X；第二阶段：输入时隙第二阶段：输入时隙X X时隙到达，在时隙到达，在SMSM中第中第X X单元写入话音信单元

40、写入话音信号；号；第三阶段：输出时隙第三阶段：输出时隙Y Y时隙到达，从时隙到达，从CMCM第第Y Y单元读出信息单元读出信息X X，并由此作为地址控制并由此作为地址控制SMSM读信号。读信号。读出读出TSY特点：顺序写入，控制读出！特点：顺序写入，控制读出！83T接线器的输入控制方式接线器的输入控制方式 输入控制方式的基本思路输入控制方式的基本思路l在输入时隙时，由CM控制将8位数字话音写入SMl在输出时隙时，由时隙脉冲控制读出话音l要讨论的问题是要讨论的问题是lCM控制数字话音写入SM的单元号是多少？l时隙脉冲如何控制从SM读出数字话音？ 84T接线器输入控制接线器输入控制 第一阶段：建立

41、连接，CPU控制在CM输入时隙号第X单元写入输出时隙号Y；第二阶段：输入时隙X时隙到达，从CM第X单元读出信息Y，并由此作为地址控制SM写信号。第三阶段：输出时隙Y时隙到达，在SM中第Y单元读出话音信号；特点：顺序读出，控制写入！特点：顺序读出，控制写入！话音话音YXSM写入写入读出读出CMY00单元号单元号单元号单元号TSXR时隙脉冲时隙脉冲WWRCPU时隙脉冲时隙脉冲TSY85话音话音SM写入写入x0单元号单元号nTSX时隙脉冲时隙脉冲WxYCM0单元号单元号nR读出读出TSY话音话音YXSM写入写入读出读出CMY00单元号单元号单元号单元号TSXR时隙脉冲时隙脉冲WWRCPU时隙脉冲时隙

42、脉冲TSY顺序写入，控制读出顺序写入，控制读出控制写入，顺序读出控制写入，顺序读出86T接线器小结接线器小结l功能：实现相同母线不同时隙之间的交换l组成：SM和CMSM存储话音CM存储存放话音的SM地址l控制方式：输出控制和输入控制（针对SM而言） 输出控制：SM顺序写入，输出受CM控制读出 输入控制：SM写入受CM控制，输出按时隙顺序读出 无论哪种控制方式，CM的写入都是由CPU控制，读出都是按时隙顺序读出注意：两种方式下，注意：两种方式下，CM写入的单元号和内容均不同写入的单元号和内容均不同87空分交换的概念空分交换的概念l只要将空分交换矩阵的某个交叉点接通，就能将入线交换到出线上（完全只

43、要将空分交换矩阵的某个交叉点接通，就能将入线交换到出线上（完全透明）透明）l收发交换是在同一矩阵接点完成的，不分开收发交换是在同一矩阵接点完成的，不分开l空分交换网络无话音存储功能空分交换网络无话音存储功能l既可交换模拟信号，也可交换数字信号既可交换模拟信号，也可交换数字信号l控制简单，但容量有限控制简单，但容量有限1234空分交换网络空分交换网络1出34入288空间接线器（空间接线器（S接线器）接线器）l问题的提出：T接线器不能实现不同母线之间的交换，不能满足大容量的需求lS接线器功能：完成不同母线不同母线的同时隙交换同时隙交换l组成：控制存储器CM和交叉矩阵 CM：控制交叉点矩阵的通断，实

44、现母线之间的交换：控制交叉点矩阵的通断，实现母线之间的交换 CM的单元数一条母线所含的时隙数的单元数一条母线所含的时隙数 CM的个数输入或输出母线的数量的个数输入或输出母线的数量交叉矩阵：电子开关阵列，交叉点的开、闭由交叉矩阵：电子开关阵列，交叉点的开、闭由CM控制控制 矩阵大小：如矩阵大小：如2X2表示输入和输出母线各表示输入和输出母线各2条条l控制方式：输入控制和输出控制89S接线器的输出控制接线器的输出控制按输出母线配置CM，即每条输出母线对应一个CM该CM决定哪些输入母线的哪些时隙要交换到该输出母线上来CM的单元数一条母线的时隙数CM号对应输出母线号，CM每个单元的内容对应输入母线号

45、2012n单元单元地址地址CM 5输入输入母线号母线号对对应应时时隙隙号号存储器存储器5对应第对应第5条条输出母线输出母线含义：含义：在时隙在时隙1，CM控控制电子开关接通制电子开关接通入线入线2与出线与出线5即：在时隙即：在时隙1时，时，完成输入母线完成输入母线2到输出母线到输出母线5的的交换交换90 M012n单元单元地址地址CM K输入输入母线号母线号对对应应时时隙隙号号存储器存储器K对应第对应第K条条输出母线输出母线S接线器输出控制接线器输出控制 l每条输出母线配置每条输出母线配置CMlCM单元数等于输出母线时隙数单元数等于输出母线时隙数lCM单元存储值表示输入母线号单元存储值表示输入

46、母线号91S接线器的输出控制接线器的输出控制92S接线器的输入控制接线器的输入控制按输入母线配置CM，即每条输入母线对应一个CM该CM决定该输入母线的各时隙要交换到哪一条输出线上CM号对应输入母线号，号对应输入母线号，CM每个单元的内容对应输出母线号每个单元的内容对应输出母线号 2012n单元单元地址地址CM 5输出输出母线号母线号对对应应时时隙隙号号存储器存储器5对应第对应第5条条输入母线输入母线含义：含义：在时隙在时隙1，CM控控制电子开关接通制电子开关接通入线入线5与出线与出线2即：在时隙即：在时隙1时，时，完成输入母线完成输入母线5到输出母线到输出母线2的的交换交换93 M012n单元

47、单元地址地址CM K输出输出母线号母线号对对应应时时隙隙号号存储器存储器K对应第对应第K条条输入母线输入母线S接线器输入控制接线器输入控制 l每条输入母线配置每条输入母线配置CMlCM单元数等于输入母线时隙数单元数等于输入母线时隙数lCM单元存储值表示输出母线号单元存储值表示输出母线号94S接线器的输入控制接线器的输入控制95S接线器小结接线器小结 功能：实现相同时隙不同母线相同时隙不同母线之间的交换没有暂存功能，不能单独用作交换网络S接线器的交换是在一个时隙内完成的组成：控制存储器和矩阵控制方式：输出控制和输入控制96数字交换网络数字交换网络为了实现大容量的交换网络 通常将T和S接线器组合，

48、形成TST（本课程仅讨论此种组合）STSTSSTSSTSS特别提醒：特别提醒：T接线器可以级联形成接线器可以级联形成TTT数字交换网络数字交换网络S接线器不能单独、也不能级联形成数字交换网络接线器不能单独、也不能级联形成数字交换网络97TST交换网络交换网络T和S最简单的组合是TST三级交换网络每条输入、输出母线各需要一个T接线器图示中假设： 3条输入和3条输出母线 S接线器的矩阵为3x33 x 3123123TTHW1HW2HW3HW1HW2HW3S982.5 电话网中的程控交换机电话网中的程控交换机l空分交换方式无法实现接入中继线与接出中继线间任意时隙线路的交换；但使用TS结合就可以实现上述功能，TS结合的交换称为多维交换多维交换，下图是TST接线原理图99n 右图是具体的一次TST交换过程n表示了0号中继线的第2时隙与7号中继线的第31时隙间的交换，分为双向两个通路的交换100作业l试用文字描述上页图所示试用文字描述上页图所示TST交换中，各个交换交换中，各个交换器的具体原理及交换流程器的具体原理及交换流程 （可以只写出单向流（可以只写出单向流程）？程）？