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1、第三章 数字交换原理与数字交换网络杨柳2010第一章第一章 绪论绪论三、程控交换机基本结构三、程控交换机基本结构(P5)(P5)存储器存储器I/O设备设备话话路路部部分分用户电路用户电路用户电路用户电路出中继器出中继器入中继器入中继器 CPU 收发号器收发号器数数字字交交换换网网络络。控控制制部部分分课程目标课程目标掌握掌握T型接线器的存储器分配方法型接线器的存储器分配方法掌握掌握S型接线器的存储器分配方法型接线器的存储器分配方法掌握掌握TST型交换网络存储器分配方法型交换网络存储器分配方法数字交换的具体任务（数字交换的具体任务（P31）在交换机中用户间的通话体现为不同时隙在交换机中用户间的通
2、话体现为不同时隙的语音编码信号的交换的语音编码信号的交换。1、同一、同一PCM母线，不同时隙间的信码交换；母线，不同时隙间的信码交换；T接线器接线器2、不同、不同PCM母线，相同时隙间的信码交换；母线，相同时隙间的信码交换；S接线器接线器3、不同、不同PCM母线，不同时隙间的信码交换；母线，不同时隙间的信码交换；交换网络交换网络BTS3BTS3CTS20CTS10ATS5ATS25数字数字交换交换网络网络PCMi1PCMi2PCMi3PCMi4PCMo1PCMo2PCMo3PCMo4一、时分（一、时分（T T型）接线器型）接线器(P33)(P33)1 1、T T接线器的功能接线器的功能完成同一
3、完成同一PCM母线内的不同时隙间的信母线内的不同时隙间的信码交换码交换2 2、T T接线器的组成接线器的组成由两个存储器组成由两个存储器组成话音存储器（话音存储器（SM）l暂存经过暂存经过PCM编码后的数字话音信息，每一时隙占编码后的数字话音信息，每一时隙占用用SM的一个存储单元（的一个存储单元（1字节）字节）控制存储器（控制存储器（CM）l提供话音存储器读写的地址；提供话音存储器读写的地址；l控制存储器的控制提供两个十分重要的信息；控制存储器的控制提供两个十分重要的信息；l时间：在哪一时隙对话音存储器进行读或写；时间：在哪一时隙对话音存储器进行读或写；l地址：在某一时隙对话音存储器的哪一个单
4、元进行读或写地址：在某一时隙对话音存储器的哪一个单元进行读或写3 3、时分、时分(T)(T)接线器的工作原理接线器的工作原理012331AATS3ATS1901219313CPU写写时钟时钟写写时钟时钟读读读读顺序写入、控制读出方式顺序写入、控制读出方式SMCMSMCPU写写0121931AATS3ATS1901233119时钟时钟读读时钟时钟读读写写控制写入、顺序读出方式控制写入、顺序读出方式CM193B19BTS3BTS19话音存储器（话音存储器（SM）暂存经过暂存经过PCM编码后的数字话音信息，编码后的数字话音信息，每一时隙占用每一时隙占用SM的一个存储单元（的一个存储单元（1字节）字节
5、）控制存储器（控制存储器（CM）:提供话音存储器读写的地址；提供话音存储器读写的地址；控制存储器的控制提供两个十分重要的信息；控制存储器的控制提供两个十分重要的信息；时间：时间：在哪一时隙对话音存储器进行读或写；在哪一时隙对话音存储器进行读或写；地址：地址：在某一时隙对话音存储器的哪一个单元进在某一时隙对话音存储器的哪一个单元进行读或写行读或写比较两种比较两种T接线器：接线器：顺入控出顺入控出顺入控出顺入控出地地 址址内内 容容 存储器字长存储器字长 SM SM 输入时隙输入时隙mm 话音信息话音信息A 8bitCM CM 输出时隙输出时隙n n A的地址的地址与与m有关有关 控入顺出控入顺出
6、控入顺出控入顺出地地 址址内内 容容 存储器字长存储器字长 SMSM 输入时隙输入时隙n n话音信息话音信息A 8bitCM CM 输出时隙输出时隙mmA 的地址的地址与与n有关有关 两种两种两种两种T T的区别在于输入、输出时隙正好相反。的区别在于输入、输出时隙正好相反。的区别在于输入、输出时隙正好相反。的区别在于输入、输出时隙正好相反。4 4、T T接线器的接线器的两种工作方式两种工作方式顺序写入、控制读出顺序写入、控制读出l写入：输入时隙号与写入：输入时隙号与SM单元号相同，单元号相同，SM单元内单元内容为输入时隙中的语音信号编码容为输入时隙中的语音信号编码l读出：输出时隙号与读出：输出
7、时隙号与CM单元号相同；单元号相同；CM单元中单元中的内容为输入时隙号；的内容为输入时隙号；控制写入、顺序读出控制写入、顺序读出l写入：输入时隙号与写入：输入时隙号与CM单元号相同；单元号相同；CM单元中单元中的内容为输出时隙号；的内容为输出时隙号；l读出：输出时隙号与读出：输出时隙号与SM单元号相同，单元号相同，SM单元内单元内容为输入时隙中的语音信号编码容为输入时隙中的语音信号编码一起来练习一起来练习顺序写入、控制读出方式顺序写入、控制读出方式SM012531ATS2ATS310121231CPU写写时钟时钟写写时钟时钟读读读读CMSMCPU写写0121231BTS2BTS31012531
8、时钟时钟读读时钟时钟读读写写控制写入、顺序读出方式控制写入、顺序读出方式CMA231B加深理解加深理解PCM二次群二次群SM0？ATS2ATS31012？CPU写写时钟时钟写写时钟时钟读读读读CMABTS31BTS2三、空分（三、空分（S S型）接线器型）接线器1、作用、作用完成不同完成不同PCM复用线之间同一时隙的信码交换复用线之间同一时隙的信码交换2、组成、组成交叉节点矩阵及控制存储器（交叉节点矩阵及控制存储器（CM）3、特点、特点l由组合逻辑构成，只能完成母线交换，不能完成时由组合逻辑构成，只能完成母线交换，不能完成时隙交换。隙交换。lCPU只完成对控存的写入，时钟完成母线的交换只完成对
9、控存的写入，时钟完成母线的交换（控存读出）（控存读出）4、控制方式、控制方式l输入控制输入控制l由输入母线的控制存储器（由输入母线的控制存储器（CM）控制完成与指定）控制完成与指定输出母线的连接输出母线的连接l输出控制输出控制l由输出母线的控制存储器由输出母线的控制存储器(CM)控制完成与指定输控制完成与指定输入母线的连接入母线的连接5、CM的作用的作用lCM的单元号表示在需要交换的是哪个时隙的的单元号表示在需要交换的是哪个时隙的信码；信码；lCM单元的内容表示需要连接的母线线号单元的内容表示需要连接的母线线号三、空分（三、空分（S S型）接线器型）接线器输入控制方式输入控制方式输出控制方式输
10、出控制方式控制线与入控制线与入PCM平行就是输入控制方式，否则，就是输出控制方式。控制箭头平行就是输入控制方式，否则，就是输出控制方式。控制箭头与哪一条与哪一条PCM相连，相应的控制存储器（相连，相应的控制存储器（CM）就是该母线的控制存储器）就是该母线的控制存储器PCM0PCM0PCM1PCM1PCM0PCM0PCM1PCM1TS1TS1TS14TS14011431110114310TS1TS1TS14TS14CM0CM1011431110114310CM0CM1时隙号PCM号空分空分(S)(S)接线器的工作原理接线器的工作原理两种两种S接线器比较：接线器比较：输入控制输入控制地地 址址 内
11、内 容容 单元字长单元字长 CM 时隙号时隙号 出线出线号号 入入线数线数 输出控制输出控制地地 址址 内内 容容 单元字长单元字长 CM 时隙号时隙号 入线入线号号 出出线数线数 一起来练习一起来练习输入输入 控制方式控制方式PCM3PCM3PCM6PCM6TS10TS1TS20TS20CM6CM30102031020311036输出输出 控制方式控制方式PCM3PCM6PCM6TS10TS10TS20TS20CM3CM601020311020311036出出入入0PCM3T T接线器与接线器与S S接线器的比较接线器的比较区别区别T型接线器型接线器S 型接线器型接线器完成的交换类完成的交换
12、类型型时隙交换时隙交换母线交换母线交换交换过程有无交换过程有无时延时延存储交换，有存储交换，有时延时延实时交换，无实时交换，无时延时延可否单独构成可否单独构成数字交换网络数字交换网络可可否。必须与否。必须与T接接线器组合使用线器组合使用四、四、TSTTST交换网络交换网络1、作用：、作用：完成不同完成不同PCM母线上不同时隙间的信码交换母线上不同时隙间的信码交换2、组成：、组成：三级接线器。两侧为三级接线器。两侧为T接线器，中间一级为接线器，中间一级为S接线器接线器四、四、TSTTST交换网络交换网络3、原则：、原则：l输入侧与输出侧输入侧与输出侧T接线器可采用任一种控制方式，但接线器可采用任
13、一种控制方式，但两侧控制方式必须相反。两侧控制方式必须相反。S接线器也可使用任一种控接线器也可使用任一种控制方式制方式l输入侧、输出侧及中间输入侧、输出侧及中间S接线器的控制单元都有一个接线器的控制单元都有一个相同的空闲时隙相同的空闲时隙l为完成双向通话，在数字交换网络中要建立两条不为完成双向通话，在数字交换网络中要建立两条不同的通路，一条由同的通路，一条由A到到B，另一条由，另一条由B到到Al两条内部路由占用的时隙号满足两条内部路由占用的时隙号满足“反向法反向法”（反相法：当一个方向选用的内部时隙号为（反相法：当一个方向选用的内部时隙号为X，则另一，则另一个方向所用的内部时隙号为：个方向所用
14、的内部时隙号为：X+N/2(N为总时隙数为总时隙数)工作原理（方式一）工作原理（方式一）例：用户例：用户A A占用占用PCM0PCM0、TS2TS2（每条母线为（每条母线为3232个时隙个时隙 ），用户），用户B B占用占用PCM7PCM7、TS31TS31，ABAB占用内部时隙为占用内部时隙为TS7TS7，试填写网络中有关数据以完成双向通话。，试填写网络中有关数据以完成双向通话。PCM0031313131313131313131000000000CP2223227312322331772307TS2TS7TS7TS31TS31TS23TS23TS2CPCPCPCM0CM7PCM7PCM0PC
15、M7顺顺序序写写入入，控控制制读读出出控控制制写写入入，顺顺序序读读出出输出控制输出控制方式一方式一SMASMB工作原理（方式二）工作原理（方式二）例：用户例：用户A A占用占用PCM0PCM0、TS2TS2（每条母线为（每条母线为3232个时隙个时隙 ），用户），用户B B占用占用PCM7PCM7、TS31TS31，ABAB占用内部时隙为占用内部时隙为TS7TS7，试填写网络中有关数据以完成双向通话。，试填写网络中有关数据以完成双向通话。PCM0031313131313131313131000000000CP7723237223232327272307TS2TS7TS7TS31TS31TS2
16、3TS23TS2CPCPCPCM0CM7PCM7PCM0PCM7顺顺序序写写入入，控控制制读读出出控控制制写写入入，顺顺序序读读出出输出控制输出控制方式二方式二SMASMB两种方式性能比较两种方式性能比较方式一，如果方式一，如果SMA或或SMB的某些单元损坏，则部分通的某些单元损坏，则部分通路不能使用路不能使用方式二：如果方式二：如果SMA和和SMB中的中的7号单元损坏，号单元损坏，CPU只只需重新选择一个内部时隙即可，只要将该条内部通路需重新选择一个内部时隙即可，只要将该条内部通路示忙，就不影响外部通路；示忙，就不影响外部通路；方式二：两侧方式二：两侧T接线器的控制存储器的单元号正好和输接线
17、器的控制存储器的单元号正好和输入、输出时隙号相对应，这样便于检查那条通路正在入、输出时隙号相对应，这样便于检查那条通路正在通话中。通话中。结论：方式二比方式一优越，所以通常使用方式二。结论：方式二比方式一优越，所以通常使用方式二。一起来练习一起来练习HW0HW150255255255255255255255255255255000000000CP551331335241331031332451031513305用户用户A A占用占用 HW0 HW0、TSTS2424（每条母线为（每条母线为256256个时隙个时隙 ），用户），用户B B占用占用HWHW1515、TS1TS10303，ABAB占
18、用内部时隙为占用内部时隙为TS5TS5，试填写网络中有关数据以完成双向通话。，试填写网络中有关数据以完成双向通话。TS24iTS5iTS5TS103TS103iTS133iTS133TS24CPCPCPCM0CM15HW0HW15五、五、STS数字交换网络数字交换网络1、组成：、组成：l输入侧和输出侧为输入侧和输出侧为S接线器，中间级为接线器，中间级为T接线器接线器2、原则：、原则：l输入侧采用输入控制，则输出侧采用输出控制；输入侧采用输入控制，则输出侧采用输出控制；l输入侧采用输出控制，则输出侧采用输入控制；输入侧采用输出控制，则输出侧采用输入控制；l中间级中间级T接线器两种控制方式均可接线
19、器两种控制方式均可STS工作原理工作原理02PCM0PCM1TS2ATS17B117PCM0PCM1TS2BTS17AA2217 SM3SM0CM0CMA0CMB0输入输入S级级输出输出S级级TS2ATS17AB1217175211217052TS17BTS2B例：用户例：用户A A占用占用PCM0PCM0、TS2TS2，用户，用户B B占用占用PCM3PCM3、TS17TS17，SM0SM0的的2 2、1717时隙空闲，试填时隙空闲，试填写网络中有关数据以完成双向通话。写网络中有关数据以完成双向通话。TST与与STS型交换网络性能比较型交换网络性能比较（P45）TSTSTS网络成本网络成本低
20、低高高路由选择路由选择简单简单复杂复杂网络同步网络同步优优差差网络安全性网络安全性差别不大差别不大网路内部阻塞网路内部阻塞无无结论：结论：TST更优，所以程控交换机大多采用更优，所以程控交换机大多采用TST网路网路五、其它交换网五、其它交换网交换机的厂家自行设计，交换网的种类交换机的厂家自行设计，交换网的种类也各有不同，因此种类繁多，也各有不同，因此种类繁多，lT（HJD04、C&C08)lSTS lTTT（ZXJ-10）lSSTSS（DTN1）lTSST（日本（日本NEAX-61）课程回顾课程回顾1、语音信号数字化经过了、语音信号数字化经过了_抽样抽样_、_量化量化_和和_编编码码_三个步骤
21、；三个步骤；2、抽样定理的内容是什么？根据抽样定理，在电话通信、抽样定理的内容是什么？根据抽样定理，在电话通信系统中采用的采样频率是系统中采用的采样频率是_8000_Hz,采样周期是采样周期是_125_.3、语音信号采用非均匀的量化方式的量化方式，我国和、语音信号采用非均匀的量化方式的量化方式，我国和欧洲采用欧洲采用_A_量化方式；日本和北美采用量化方式；日本和北美采用_量化方式量化方式;我国语音信号编码长度是我国语音信号编码长度是8_bit.4、时分复用的英文缩写是、时分复用的英文缩写是_TDM_全拼是全拼是_Time Division Multi Plexing_;5、什么叫帧？什么叫时隙
22、？、什么叫帧？什么叫时隙？6、我国采用什么样的帧结构？一帧的时长为、我国采用什么样的帧结构？一帧的时长为_125_,一时隙的时长为一时隙的时长为_3.9_.7、在、在PCM30/32路通信系统中，每一话路的信息传输速路通信系统中，每一话路的信息传输速率是率是_64K_bit/s，整个复用线的信息传输速率是，整个复用线的信息传输速率是_2.048M_bit/s。继续课程内容继续课程内容课程回顾课程回顾1 1、PCMPCM一次群包括一次群包括_时隙，时隙，_话路；话路；二次群由二次群由_路一次群复接构成；包括路一次群复接构成；包括_ _ _ _时隙，时隙，_话路；话路；N N次群由次群由_路路N-
23、1N-1次群复接构成次群复接构成;包括包括_ _ _ _时隙，时隙，_ _ _话路；话路；2、4路路PCM30/32路系统进行时分复用，路系统进行时分复用，PCM3的的15时隙在复用时隙在复用后位于后位于_时隙。时隙。复用前每路复用前每路PCM的传输速率为的传输速率为_bps,复用后复用后母线母线的传输速率为的传输速率为_bps。3.T型接线器又叫型接线器又叫_接线器，它的作用是接线器，它的作用是_？4.T型接线器由型接线器由_和和_两部分组成。按照信号两部分组成。按照信号读写的方式分为读写的方式分为_和和_两种，它们的两种，它们的含义是什么？含义是什么？继续课程内容继续课程内容时分时分时隙交
24、换时隙交换SMCM顺入控出顺入控出控入顺出控入顺出3230412812046.图中表示目前最多有图中表示目前最多有_条输入条输入PCM母线；每条母线；每条PCM包括包括_ 时隙，是由时隙，是由_条一次群复用条一次群复用 得到。得到。7.图中表示图中表示PCM_的第的第_时隙的时隙的信码被交换到了信码被交换到了PCM_的第的第_时隙；时隙；PCM_的第的第_时隙的信时隙的信码被交换到了码被交换到了PCM_的第的第_时时隙。隙。404012715060127PCM?PCM?PCM?PCM?CM5CM45.右图所示的右图所示的S型接线器型接线器,采用采用 控制方式，两条输出控制方式，两条输出PCM
25、母线号分别为母线号分别为 和和 。课程回顾课程回顾输出输出451612844405401560460继续课程内容继续课程内容课程回顾课程回顾1、TST交换网络，如果输入交换网络，如果输入T接线器侧采用控制写入接线器侧采用控制写入顺序读出方式，则输出侧顺序读出方式，则输出侧T接线器采用接线器采用_ 的控的控制方式，中间的制方式，中间的S接线器采用接线器采用_控制方式。控制方式。2、完成一次双向通话在数字交换网络中要建立两条不、完成一次双向通话在数字交换网络中要建立两条不同的通路，这两条通路在同的通路，这两条通路在T接线器中体现为接线器中体现为_，在，在S接线器中体现为接线器中体现为_。3、TST
26、数字交换网络，如果数字交换网络，如果S接线器的控制存储器单接线器的控制存储器单元号为元号为0-127,A-B方向占用的内部时隙号为方向占用的内部时隙号为22,则则B-方向占用的内部时隙号为方向占用的内部时隙号为_占用两个占用两个SM存储单元存储单元接通两个交叉节点接通两个交叉节点22128/2=86顺入控出顺入控出任一种任一种作业作业1、利用一个二次群系统进行通信，其中、利用一个二次群系统进行通信，其中TS2与与TS20的用户双向通话，的用户双向通话，TS5与与TS22的用户双向通话。请画出所使用的的用户双向通话。请画出所使用的T型接线器及其存储器的分配情况。型接线器及其存储器的分配情况。继续
27、课程内容继续课程内容作业作业S接线器有接线器有8条输入母线和条输入母线和8条输出母线，编号为条输出母线，编号为0-7.每每条输出线上有条输出线上有128时隙。现要求在时隙时隙。现要求在时隙6接通接通A点，在点，在时隙时隙12接通接通B点，试就输入控制和输出控制二种情况点，试就输入控制和输出控制二种情况在控制存储器的在控制存储器的“?”处填上相应的数字，并完成处填上相应的数字，并完成CM和交叉矩阵地连接和交叉矩阵地连接0。70 2.7输输入入输输出出CM?CM?0?0AB继续课程内容继续课程内容双向通话情况:AABBTST与与STS型交换网络性能比较型交换网络性能比较TSTSTS网路成本网路成本
28、低低高高路由选择路由选择简单简单复杂复杂网络同步网络同步优优差差网络安全性网络安全性差别不大差别不大网路内部阻塞网路内部阻塞无无STS数字交换网络的工作原理数字交换网络的工作原理PCM0PCM1TS2ATS17B0217PCM0PCM1TS2BTS17AAB217172217 SM1SM0CM0CMA0CMB0输入输入S级级输出输出S级级0CMB100CMA12170000PCM0PCM1TS2ATS17B0217PCM0PCM1TS2BTS17AAB217172217 SM1SM0CM0CMA0CMB0输入输入S级级输出输出S级级0CMB100CMA1217作业例：用户例：用户A A占用占用
29、PCM0PCM0、TS2TS2（每条母线为（每条母线为10241024个时隙个时隙 ），用户），用户B B占用占用PCMPCM2 2、TSTS7878，ABAB占用内部时隙为占用内部时隙为TSTS1010，试填写网络中有关数据以完成双向通话。，试填写网络中有关数据以完成双向通话。PCM0010231023102310231023102310231023102331000000000CP101052252210252278522210782522010TS2TS10TS10TS78TS78TS522TS522TS2CPCPCPCM0CM2PCM2PCM0PCM2顺顺序序写写入入，控控制制读读出出控控制制写写入入，顺顺序序读读出出输出控制输出控制SMASMB