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第二章 电路交换

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电路交换

电路交换

1.解释：电路交换是在发端和收端之间建立电路连接，并保持到通信结束的一种交换方式。

2.原理：电路交换就是通信的过程中维持的是实际的电子电路（物理线路），这条电子电路建立后用户始终占用从发送端到接收端的固定传输带宽。

工作方式：建立连接--通信--释放连接3.过程在使用电路交换打电话之前，先拨号建立连接：当拨号的信令通过许多交换机到达被叫用户所连接的交换机时，该交换机就向用户的电话机振铃；在被叫用户摘机且摘机信号传送回到主叫用户所连接的交换机后，呼叫即完成，这时从主叫端到被叫端就建立了一条连接。

这就是中继线。

只有形成这条物理通路的时候才能开始通话。

如果当有别人想要向已经通话的用户打电话的时候，交换机就会将占线信号发给用户。

通话结束挂机后，挂机信令告诉这些交换机，使交换机释放刚才这条物理通路。

4.优点：1.在建立电路之后、释放线路之前，即使站点之间无任何数据可以传输，整个线路仍不允许其他站点共享，保证较高的通话质量。

2.数据传输可靠、迅速，数据不会丢失，且保持原来的序列。

5.缺点：1.在电话通信中，由于讲话双方总是一个在说，一个在听，因此电路空闲时间占大约50%。

容易浪费资源。

2.电路交换会占用固定带宽，因而限制了在线路上的流量以及连接数量。

与软交换的不同之处：分组交换的通信线路并不专用于源与目的地间的信息传输。

感想：通过这次观察实验让我对于电话网中的电路交换技术有了比较深层的认识，明白了在固话通话中的物理通路，了解到它的核心原理之后。

我就可以用它来解释为什么平时生活当中固话的质量各方面比IP长途电话要清楚，为什么IP长途收费比固话便宜等等。

所以对于现代通话的要求越来越高，势必分组交换会在价格，使用效率中比电路交换更具有优势，更能开发出通信新领域。

但是电路交换的固有优点仍然对于很多消费群体很有吸引力的。

现代通信网技术第二章电路交换

现代通信网技术第二章电路交换
PSTN采用模拟信号传输，虽然近年来 数字用户线（DSL）等宽带技术得到了 广泛应用，但PSTN仍然是许多家庭和 企业主要的语音通信方式。
专用通信网
01
专用通信网是指为特定行业或企 业提供的内部通信网络，如银行 、证券、保险等金融机构的专用 通信网络。
02
专用通信网通常需要高可靠性和 安全性，因此电路交换技术在此 领域具有广泛应用，可以提供稳 定的语音和数据传输服务。
随着多媒体通信的普及，用户对 通信的实时性要求越来越高，电 路交换技术需要进一步提高传输
速度和降低延迟。
高效压缩技术
为了满足多媒体通信的数据量需求， 需要发展更高效的音视频压缩技术， 以减小传输带宽和存储空间占用。
适应性传输
针对不同网络环境和通信需求，电 路交换技术需要具备自适应传输能 力，以实现高质量的多媒体通信。
随着数字信号处理技术的发展，数字 电路交换技术逐渐取代了模拟电路交 换技术。
电路交换技术的特点
稳定性
可靠性
实时性
电路交换技术能够提供 稳定、可靠的通信服务，
通信质量较高。
在电路交换中，通信双 方之间的连接是固定的， 因此可以保证数据的可
靠传输。
电路交换技术适用于需 要实时通信的场景，如 语音通话、视频通话等。
数字电路交换
采用数字信号传输，具有抗干扰 能力强、传输质量稳定、可复用 等优点，是现代通信网的主流交 换方式。
频分多址电路交换与时分多址电路交换
频分多址电路交换
将通信频带分成若干个小的频带，每 个用户占用一个特定的频带进行通信 ，可以实现多路通信。
时分多址电路交换
将时间分割成若干个小的时隙，每个 用户占用一个特定的时隙进行通信， 可以实现动态分配通信资源。

电路交换

电路交换
电路交换方式的优点是数据传输可靠、迅速，数据不会丢失，且保持原来的序列。缺点是在某些情况下，电 路空闲时的信道容量被浪费；另外，如数据传输阶段的持续时间不长，电路建立和拆除所用的时间就得不偿失。 因此，它适用于远程批处理信息传输或系统间实时性要求高的大量数据传输的情况。这种通信方式的计费方法一 般按照预订的带宽、距离和时间来计算。
由于电路交换对线路资源的独占性，使得通信过程中，数据传输可靠、迅速、数据不会丢失，基本不会出现 抖动现象，通信可靠性高，延时也非常小，仅仅是电磁信号传输时所花费的延时。
分类
电路交换分为时分交换（Time Division Switching，TDS）和空分交换（Space Division Switching， SDS）两种方式。
阶段
数据传输
电路建立
电路拆除
如同打先要通过拨号在通话双方间建立起一条通路一样，数据通信的电路交换方式在传输数据之前也要先经 过呼叫过程建立一条端到端的电路。它的具体过程如下。
①发起方向某个终端站点（响应方站点）发送一个请求，该请求通过中间节点传输至终点。
电路交换②如果中间节点有空闲的物理线路可以使用，接收请求，分配线路，并将请求传输给下一中间节点； 整个过程持续进行，直至终点。如果中间节点没有空闲的物理线路可以使用，整个线路的连接将无法实现。仅当 通信的两个站点之间建立起物理线路之后，才允许进入数据传输阶段。
一旦电路建立，通信双方的所有资源（包括线路资源）均用于本次通信，除了少量的传输延迟之外，不再有 其他延迟，具有较好的实时性。从电路交换的工作原理看出，电路交换会占用固定带宽，因而限制了在线路上的 流量以及连接数量。电路交换设备简单，无需提供任何缓存装置。用户数据透明传输，要求收发双方自动进行速 率匹配。

电路交换

电路交换
因此，电路交换具有数据传输可靠、迅速且数据不会丢失的优点。电路交换的缺点首先是建立连接所需的时间比较长。在数据开始传输之前，呼叫信号必须经过若干个交换机，得到各交换机的认可，并最终传到被呼叫方。这个过程常常需要10 s甚至更长的时间。对于许多很短时间数据传输的应用，电路建立和拆除所用的时间过长是不合适的。另外，在电路交换系统中，物理线路的带宽是预先分配好的。
对于已经预先分配好的线路，即使通信双方都没有数据要交换，线路带宽也不能为其他用户所使用，从而造成带宽的浪费。当然，这种浪费也有好处，对于占用信道的用户来说，其可靠性和实时响应能力都得到保证。因此，电路交换比较适用于系统间要求高质量的大量数据的传输。
(2) 数据传输：电路建立后，数据就可以通过网络从一端发送到另一端。在整个数据传输过程中，源自建立的电路必须始终保持连接状态。
(3) 电路拆除：数据传输结束后，由一端发出拆除请求，然后逐个节点拆除直到对方节点。
电路交换传输延迟小，惟一的延迟是物理信号的传播延迟；一旦线路建立，便不会发生冲突。传输延迟小是因为电路建立后，就不再需要交换开销；不发生冲突是因为独享物理线路。
假如一次电话呼叫要经过若干交换机，则所有的交换机都要完成同样的工作。电话系统的这种交换方式叫做电路交换。从上面我们可以知道，在电路交换网中，一旦通话建立，在两部电话之间就有一条物理通路存在，直到这次通话结束，才拆除物理通路。因此，采用电路交换技术进行数据传输需要经历以下三个过程：
(1) 电路建立：在传输任何数据之前，要先经过呼叫过程建立一条端到端的电路。
交换的概念最早来自于电话系统。当用户进行拨号时，电话系统中的交换机在呼叫者的电话与接收者的电话之间建立了一条实际的物理线路，通话便建立起来，此后两端的电话拥有该专用线路，直到通话结束。这里所谓的交换是在电话交换机内部。当交换机从一条输入线上接到呼叫请求时，它首先根据被呼叫者的电话号码寻找一条合适的输出线，然后通过硬件开关(如继电器)将二者连通。

02 电路交换原理-合

02 电路交换原理-合

2.3 时间(T)接线器基本原理
1. T接线器的结构和功能 2. T接线器的工作原理 3. T接线器的复用和分路 4. T接线器的容量
2.3 时间(T)接线器基本原理
交换网络是交换机能实现任意两个用户通话最关键的部件，数字交换网络的 基本单元都是接线器。接线器按其功能不同，可分为时间接线器和空间接线器。 本节主要讲述时间接线器。时间接线器用来完成在一条复用线上时隙交换的基本 功能，可简称为Ｔ接线器。
图2.6 交换单元按信息流向Fra bibliotek类2.2.3 交换单元的连接特性
交换单元的连接特性 1. 连接的表示形式
连接是指交换单元连接入线和出线的“内部通道”。交换单元 的基本特性是连接特性，它反映交换单元入线到出线的连接；对连接 特性有效而正确的描述，就可以反映交换单元的特性。 ✓ (1) 函数表示形式。
(3)空间接线器一般用于构成数字电话交换系统中的交换网络，用来完成对 PCM 信号的交换。
2.5 交换网络
• 2.5.1 T-S-T型交换网络 • 2.5.2 S-T-S交换网络 • 2.5.3 CLOS网络 • 2.5.4 DSN网络 • 2.5.5 BANYAN 网络
2.5 交换网络
•
交换网络是由若干个交换单元按照一定的拓扑结构和控制方式构成的网
第2章 电路交换原理
教学提示：电路交换是一种实时交换，固定分配带宽，主 被叫建立连接后，一直占用电路，直到一次通话结束，才 释放这条电路。电路交换必须事先建立连接，对传送的信 息不进行差错控制，适合实时传送信息的要求。交换的基 本功能是在任意的入线和出线之间建立连接。在交换系统 中完成这一基本功能的部件就是交换单元。交换单元是交 换系统的核心，而各种交换单元组成了交换网络。

现代交换技术--第2章电路交换技术

现代交换技术--第2章电路交换技术
• 远端用户级是指装在距离电话局较远的 用户分布点上的话路设备，其基本功能与 本地用户级相似，也包括用户电路和用户 集线器，只是需要把用户级装到远离交换 局的用户集中点上。
• 它是将若干个用户线集中后以数字中继 方式连接至交换局的。
• 由于用户话音信号在经数字传输之前就 已数字化，故传到交换局的话音信号不必 再进行D/A转换，即可直接经数字中继接 口进入数字交换网络进行交换。
• T接线器中IM的存储单元数由PCM输入 复用线每帧内的时隙数决定，IM中每个存 储单元的位数则取决于每个时隙中所含的 码位数。 • 例如，图2-15中PCM复用线每帧有32个 时隙，则IM容量应为32个存储单元，其每 一时隙有8位码，则IM每一存储单元至少 要存8位码。
• T接线器的工作方式有两种：一种是“顺 序写入，控制读出”方式，如图2-15（a） 所示；另一种是“控制写入，顺序读出” 方式，如图2-15（b）所示。
（1）输入控制方式，如图2-16（a）所示。
• 它按输入复用线来配置CM，即每一条输 入复用线有一个CM，由这个CM来决定该 输入PCM线上各时隙的信码，要交换到哪 一条输出PCM复用线上去。
（2）输出控制方式，如图2-16（b）所示。
• 它按输出PCM复用线来配置CM，即每 一条输出复用线有一个CM，由这个CM来 决定哪条输入PCM线上哪个时隙的信码， 要交换到这条输出PCM复用线上来。
② 能方便地引入新技术和新元件，且不必 重新设计交换机的整体结构，也不用修改 原来的硬件。
③ 可靠性高，发生故障时影响面较小，如 只影响某一群用户（或中继）或只影响某 种性能。
2．处理机备用方式
• 为了确保控制系统安全可靠，数字程控 交换机的控制系统通常采用双机冗余配置， 配置方式有微同步、负荷分担和主备用方 式。

电路交换-第二章-交换技术基础

电路交换-第二章-交换技术基础

· 线线 ·
N
M
·1 ·出 ·线
N
(a)集中型
(b)扩散型
(c)分配型
3.2.1 交换单元
（四）交换单元的性能
▪ 容量，所有入线同时传送的总信息量 。 ▪ 接口，同步、信号变换与速率适配等。 ▪ 质量，连接建立情况（成功率、速率），信息传
输损伤（时延、衰减、噪声）。
1
入2
线
M
· M×N · 交换单元 ·
▪ 连接阻塞与传送阻塞（呼损率、丢失率） ▪ 按照阻塞特性：阻塞网络与无阻塞网络。
3.1.4 互连技术
（五）阻塞特性
▪ 严格无阻塞：由Clos C提出（CLOS网）。网络在任何 情况下都能无阻塞地建立连接。
▪ 广义无阻塞：只有遵循特定的选路规则才能建立连接， 实现网络的无阻塞要求。
▪ 再配置无阻塞：是指通过对已建立连接的通路进行调 整，以建立新的无阻塞连接。
电路交换-第二章-交换技术基础
第三章 交换技术基础
3.1 通信网交换基本技术 3.2 交换单元与交换网络 3.3 基本话务理论 3.4 通信网服务质量
3.1 网络交换基本技术
3.1.1 接口技术 3.1.2 信令技术 3.1.3 控制技术 3.1.4 互连技术
3.1.1 接口技术
▪ 主要涉及硬件，部分功能可由软件或固件实现。 ▪ 完成信号变换、速率适配与控制等功能。 ➢ 电话交换机：模/数用户接口，模/数中继接口； ➢ N-ISDN交换机：2B+D和30B+D接口； ➢ 移动交换机：与基站系统的接口； ➢ 分组交换机：各种端口和物理媒体接口。
（2）交叉点数是入线数和出线
入
数的乘积。适合构成较小的交
线
换单元。

第2章 电路交换

第2章 电路交换
第 2 章 电路交换原理
教学提示：电路交换是一种实时交换，固定分配带宽，主被叫建立连接后，一直占用 电路，直到一次通话结束，才释放这条电路。电路交换必须事先建立连接，对传送的信息 不进行差错控制，适合实时传送信息的要求，能够满足电话交换的要求和传真等对速度要 求不高的方面。交换的基本功能是在任意的入线和出线之间建立连接，或者说将入线上的 信息分发到出线上去。在交换系统中完成这一基本功能的部件就是交换交换单元。交换单 元是交换系统的核心，而各种交换单元组成了交换网络。 教学要求：本章要求学生了解电路换发展的历史，正确理解电路交换特点和功能， 电路交换的接续过程， 了解适用的范围。 熟悉交换单元基本概念和组成。 熟练掌握时间 （T） 接线器，空间（S）接线器，TST 网络的工作原理，掌握串-并变换电路的组成和工作原理。
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4 现代交换技术
(1)任何一方挂机表示向本地交换机发出终止通信的信令。 (2)使通路涉及的各交换机释放其内部链路，供其它呼叫使用。 (3)如果因网络中无空闲路由或被叫占线而造成呼叫失败时，将不存在后两个阶段。 电路交换简单地说要能随时发现呼叫的到来、能接收并保存主叫发送的被叫号码、能 检测被叫的忙闲以及是否存在空闲通路、能向空闲的被叫用户振铃，并在被叫应答时与主 叫建立通话电路、能随时发现任何一方用户的挂机。
图 2.6 交换单元按信息流向分类
4. 交换单元的连接特性 (1) 连 接 的 表 示 形 式 连接是指交换单元连接入线和出线的"内部通道"。交换单元的基本特性是连接特性， 它反映交换单元入线到出线的连接；对连接特性有效而正确的描述，就可以反映交换单元 的特性。 ①函数表示形式： 如果用 x 表示入线编号（二进制表示），那么连接函数 f(x)表示的是出线编号，其中 0≤x≤M-1，0≤f(x)≤N-1。连接函数实际上也反映了入线编号构成的数组和出线编号构成 的数组之间对应的排列关系，连接函数也被称为置换函数或排列函数。一个连接函数对应 一种连接，连接函数表示相互连接的入线编号和出线编号之间的一种对应关系，即存在连 接函数 f，入线 x 与出线 f(x)相连接。另外，从集合角度讲，一个连接函数反映了一个连 接集合中集合和集合的一种映射关系。 ②排列表示形式： 用输入输出线的对应表示连接的关系 输 入 线 ： t(0) ， t(1) ， … ， t(n-1) 输 出 线 ： r(0) ， r(1) ， … ， r(n-1) 上面的对应关系表示的是入线 t(i)对应出线 r(i)，即 入线 t(0)对应出线的 t(0)，入 线 t(1)对应出线 r(1)，入线 t(n-1)对应出线的 t(n-1)。 需要注意的是：入线和出线不一定是一一对应的，入线或者出线是允许相同的，在上 面的入线和出线都没有重复的元素，把它们看作是点到点的连接。 ③图形表示形式：

现代交换原理与技术资源第2章 电路交换技术

现代交换原理与技术资源第2章 电路交换技术

将线路传输的时间轮流分配给每个用户，每个用户只在分配 的时间里使用线路发送和接收信息，且独享资源。
2.2 数字程控交换系统
2.2.1数字程控交换系统的基本结构
2.2.2交换网络的构成和分类
2.2.3交换单元的概念和分类 2.2.4 多级交换网络
9
2.2.1数字程控交换系统的基本结构
程控交换系统实现网络核心的交换功能，它是由信 息传送子系统和控制子系统两部分组成。 控制子系统是交换机的“指挥系统”，交换机的所 有动作都是在控制系统的控制下完成的，控制系统 完成对交换机系统全部资源的管理和控制，实时监 测资源的使用和工作状态，为呼叫连接请求分配资 源和建立连接等，包括存储器、中央处理器和输入 输出设备等。 信息传送子系统实现数据信息在交换节点内部的传 输，他包括交换网络以及各种用户电路模块、中继 电路等各种接口设备。
7
同步时分复用信号
时分复用就是采用时间分割的方法，把一条高速数字信道分 成若干低速数字信道，构成同时传输多个低速信号的子信道。
同步时分复用
信道TSi的信号周期性地出现 TSn TSn-1 O N „„ TSi J 第2帧 „„ TS1 TS0 TSn TSn-1 B A O N „„ TSi J 第1帧 „„ TS1 TS0 B A 传输方向
19
交换网络的分类(3)——按复用连接方式分类
交换网络还可分为时分交换网络与空分交换网络、时分 — 空分结合交换网络 。 空分交换网络：交换网络在多对入线和出线之间同时并行的 建立多对连接，具有空间交换的功能。
时分交换网络：如果交换网络在入线和出线之间分时共享共 用的内部链路，并进行时隙交换。
现代交换原理与技术
第二章
电路交换技术

电路交换技术PPT课件

电路交换技术PPT课件
程序控制
2
电话交换机的组成 控制系统:话务员眼、耳、口、手、大脑。 话务系统：用户线、绳路、塞孔、信号灯。 电话交换机的基本功能 a.呼叫检出； b.接收被叫号码； c.对被叫忙闲测试； d.选择空闲通话回路； e.向被叫振铃,向主叫送回铃音； f.接通话路； g.话终拆线；
2. 1889年美国人史端乔发明自动电话交换机获得 专利，1909年德国西门子公司对史端乔式交换机 进行重大改进，制成西门子式交换机，到1927年 基本完善，成为步进制交换机的基型。 两种选择器:旋转型和上升旋转型选择器. 自动选择器组成：线弧、弧刷和上升旋转机构. 旋转型选择器:三个弧刷接abc入线，三排接点接 abc出线，加断续电流控制旋转电磁铁。 上升旋转型选择器：弧刷接abc入线固定在上升 齿条，衔铁吸动，弧刷上升，线弧每组十层，接 abc出线。
协议和标准是构成网络的规则。
使用户和网络资源之间、各交换设备之 间具备共同的“语言”，通过这些“语言” 使电话通信网合理地运转和正确地控制， 达到全网互通的目的。
2.1.3 电话交换机的发展、分类
电话交换技术发展概况 ➢人工电话交换 ➢史端乔步进制交换机 ➢纵横制交换机 ➢电子式交换机 ➢空分程序控制交换机 ➢程控数字交换机
功能：连接用户终端设备与交换设备、 多个交换设备。
实现方式：市内电话网的用户端电缆、 局间中继设ห้องสมุดไป่ตู้和长途传输网的数字微波 系统、卫星系统以及光纤通信系统等。
交换设备
是整个电话通信网的核心。 功能：根据地址信息进行网内链路的
连接，实现任意通信双方的信号交换。
信令协议标准
信令实现网内设备相互联络依据。
1878
1889
1938
1965

计算机网络电路交换

计算机网络电路交换

2￿电路交换两种基本地交换方式l 网络核心部分是互联网最复杂地部分,其任务是向网络边缘地大量主机提供连通性,使边缘部分地任意两台主机间都能够进行通信（即传送或接收各种形式地数据）。

l 基本问题: 如何穿过网络将数据传送到目地端系统？l 电路交换(circuit switching): 电话网l 分组交换(packet-switching): 互联网3￿电路交换用电线连通电话两部电话机只需要用一对电线就能够互相连接起来。

☎☎ 更多地电话机互相连通l 5 部电话机两两相连,需 10 对电线。

l N 部电话机两两相连,需 N(N – 1)/2 对电线。

l 当电话机地数量很大时,这种连接方法需要地电线对地数量与电话机数地平方成正比。

☎ ☎☎ ☎☎当电话机地数量增多时,就要使用交换机（Switch ）来实现电话机之间地连通。

早期地工交换…☎ ☎☎ ☎☎☎ ☎☎ ☎ 交换机当电话机地数量增多时,就要使用交换机（Switch）来实现电话机之间地连通。

…☎☎☎☎☎☎☎☎☎交换机自动交换机l自动交换机,靠使用者发送号码进行自动选线。

l世界上第一部自动交换机是1891年由美史端乔发明地,属于机电式自动交换机l1965年5月世界第一部程控电话交换机开始运作l当电话机地数量更多,并且还分布在不同地地区,就需要使用多个交换机并且将它们互连起来。

AB CD ((((((( (交换机交换机交换机交换机交换机交换机7￿电路交换"交换"地意义A B C D((((((((交换机交换机交换机交换机交换机交换机l 在这里,"交换"(switching)地意义就是转接——把一条电话线转接到另一条电话线,使它们连通起来。

l 从通信资源地分配角度来看,"交换"就是按照某种方式动态地分配传输线路地资源。

l 电路交换必定是面向连接地。

￿l 电路交换地三个阶段:l ￿￿建立连接l ￿￿通信l ￿￿释放连接电话交换机接通电话线地方式是一种称为电路交换（Circuit Switching ）地方式。

第2章电路交换

第2章电路交换
第2章 电路交换 27
2.5.1 T-S型交换网络



T和S基本交换单元组合构成的T-S组合型多级网络结构。 T-S组合型多级网络分类： T-Sn-T型 Sn-T-Sn 型 其中：Sn ：n个S级，n=1~4 T-S-T（重点讲解） （1）读写控制方式 （2）写读控制方式
控制方式 读 写 写 读 输入级(第一级) 中间级(第二级) 输出级(第三级) T交换器 S交换器 T交换器 输出（读出） 写入（输入） 写入（输入）
3.多个时隙交换实例：
入线TS0,TS1,TS2,TS3分别交换到出线TS3,TS2,TS1,TS0.
帧0 TS3 TS2 TS1 TS0 d c b a SM 0 1 2 3 读地址 定时脉冲 d c b a
帧1
帧0
入复用线
TS3 TS2 TS1 TS0 TS3 TS2 TS1 TS0 c d a b CM 读数据 写地址 读地址 写数据 写地址 控制单元 3 2 1 0 0 1 2 3
话音存储器（SM）：RAM构成， 存储话音信息，每个单元存放 8比特的语音编码，容量取决 于复用线上的时隙数。 控制存储器（CM）：RAM构成， 存储话音存储器的地址（时隙 号），容量等于话音存储器的 容量。
SM的单元数=8位 n个时隙
第2章 电路交换
a TSi SM a
a TSj
定 时 脉 冲
„
处 理 机 CM
读写控制方式的TST交换网络 主叫→被叫
13
SM,CM= n
CM的单元>= log n
（取最小整数）
2.3.2 时间接线器的控制方式

输出控制：SM顺序写入、控制读出； CM控制写入、顺序读出。 输入控制：SM控制写入、顺序读出； CM控制写入、顺序读出。

电路交换技术

电路交换技术

1991年12月，解放军信息工程学院与邮电工业 总公司联合开发HJD04万门数字程控交换机研制 成功。巨龙通信设备有限责任公司生产。 大唐电信集团开发出SP30大型程控交换机。 1995年11月，中兴通讯自行研制的ZXJ10大容 量局用数字程控交换机。 1996年，华为推出了容量10万门的C＆C08型机。 一机双网在一个交换机上实现铁通公网和铁路 专网并行运用。 1995年，原电子工业部第五十四研究所和华中 科技大学联合研制开发的EIM－601大容量局用 数字交换机，组建的金鹏开始挂牌生产。
的控制电路．即用硬件控制． 特点:控制复杂,专用性强,不灵活. 程控方式 控制系统采用电子计算机，用程序来控制． 特点:软件代替控制电路,故障处理﹑维护管
理自动化.
2.数字程控交换机的外围设备
备份设备 维护终端 测试设备
数字程控 交换机
时钟 录音通知设备 监视告警设备
外围设备
3.数字程控交换机的任务
1）集中控制方式 程控交换机中只配备 一对处理机(称中央 处理机)，该交换机 的全部控制工作都由 中央处理机来承担。
图12
2）分级控制方式。
配备若干个微处理机作 为区域处理机来完成如监 视用户摘机、挂机及接收 拨号脉冲等这些比较简单 而重复的工作，以减轻中 央处理机的大量处理工作， 从而使程控交换机在处理 机配备上构成二级或二级 以上的结构。
程序控制
2
电话交换机的组成 控制系统:话务员眼、耳、口、手、大脑。 话务系统：用户线、绳路、塞孔、信号灯。 电话交换机的基本功能 a.呼叫检出； b.接收被叫号码； c.对被叫忙闲测试； d.选择空闲通话回路； e.向被叫振铃,向主叫送回铃音； f.接通话路； g.话终拆线；
2. 1889年美国人史端乔发明自动电话交换机获得 专利，1909年德国西门子公司对史端乔式交换机 进行重大改进，制成西门子式交换机，到1927年 基本完善，成为步进制交换机的基型。 两种选择器:旋转型和上升旋转型选择器. 自动选择器组成：线弧、弧刷和上升旋转机构. 旋转型选择器:三个弧刷接abc入线，三排接点 接abc出线，加断续电流控制旋转电磁铁。 上升旋转型选择器：弧刷接abc入线固定在上升 齿条，衔铁吸动，弧刷上升，线弧每组十层，接 abc出线。

第二章电路交换

第二章电路交换

设备
14
电路交换的基本功能
在控制功能管理下，按
需求提供连接通路。
用户线
123 456 789 * 8#
终端接口功能
连接 功能
终端接口功能 中继线
到其他交换机
适配外部线路传输 特性，信号格式转 换，协同信令功能
收发信令。
控制功能 信令功能
依照呼叫用户的需求， 并结合交换设备的性能 指标、资源状态完成相 应的接续操作，维持设
TS127 TS126 TS125 TS124 TS7 TS6 TS5 TS4 TS3 TS2 TS1 TS0
24
复用器新时隙号换算： TS' 新号 ＝ TS原号×HW端路数 ＋ HW号
例: 4端PCM复用后： HW0 TS1经复用后TS 总号 ＝TS1×4＋0＝TS4 HW3 TS31经复用后TS 总号＝TS31×4＋3＝TS127
标志器——识别、测试、接续控制
16
程控交换机的组成
交换网络——话路接续
用户接口——连接用户 话路设备
中继接口——连接其它交换机
硬件
信号设备——接收/发送信号音
处理机——完成逻辑处理
控制设备 存储器——存储临时数据
程控交换机
I/O接口——处理机与交换机内部设备之间的连接
程序——按照指令完成交换机所需要的控制逻辑 软件
• 分路器功能
– 时隙复用分解——恢复各端PCM； – 并／串转换——使并行的八位码变成串行的八位码。
23
TS31 HW0 D7 D1 D0
TS31 HW1 D7 D1 D0
TS31 HW2 D7 D1 D0
TS31 HW3 D7 D1 D0
复用和串→并变换

第2章 电路交换技术(四)

第2章 电路交换技术(四)

系统资源参数、 系统资源参数、端口性能 参数、运行状态数据以及 参数、 其他表格数据等。 其他表格数据等。数据库 管理系统负责提供存取数 据的操作机制。 据的操作机制。
系统程序，采用实时操作系统， 系统程序，采用实时操作系统， 是应用程序与硬件间的接口， 是应用程序与硬件间的接口，功 能是任务调度、定时管理、 能是任务调度、定时管理、进程 间通信、处理机间通信、 间通信、处理机间通信、系统保 障和恢复功能。 障和恢复功能。
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（1）用户摘挂机扫描程序 ）
→ →
LR ∧ PR = 1
LR ∧ PR = 1
→
21
（2）拨号数字接收程序 ）
• 模拟用户话机有直流脉冲拨号（DP）和双音多频 模拟用户话机有直流脉冲拨号（ ） （DTMF）拨号两种方式。 ）拨号两种方式。 • DP拨号，利用号盘触点接通和断开用户二线环路，以 拨号，利用号盘触点接通和断开用户二线环路， 拨号 脉冲计数方式表示地址号码。 拨号数字接收采用软 脉冲计数方式表示地址号码。DP拨号数字接收采用软 件处理，程序流程类似摘、挂机状态扫描程序， 件处理，程序流程类似摘、挂机状态扫描程序，但DP 拨号的通断变化在8~22个脉冲 秒范围，其程序处理周 个脉冲/秒范围 拨号的通断变化在 个脉冲 秒范围， 期为8~10ms。 期为 。 • DTMF拨号，利用高低两组不同的音频组合代表不同的 拨号， 拨号 号码，号码接收通过硬件电路进行解码， 号码，号码接收通过硬件电路进行解码，接收程序只需 周期性读入解码数据即可。 周期性读入解码数据即可。
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1. 资源的特性
• 资源的特性包括类型编号和状况。类型编号用来区分不 资源的特性包括类型编号和状况。类型编号用来区分不 说明当前情况， 同类型和具体实例。资源状况说明当前情况 同类型和具体实例。资源状况说明当前情况，包括占用 请求者和当前状态。 者、请求者和当前状态。 当前使用者。 （1）资源的占用者，当前使用者。如果一个资源未被使 ） 当前使用者 也没有被其他更高的活动请求， 用，也没有被其他更高的活动请求，则申请该资源的活 动可以使用该资源并成为占用者。 动可以使用该资源并成为占用者。 （2）资源的请求者，当一个活动想成为一个资源的占用 ） ， 而该资源正在被使用时， 者，而该资源正在被使用时，其可对该资源提出使用请 资源请求被记录在请求队列之中， 求。资源请求被记录在请求队列之中，操作系统根据请 求者等级来安排处理顺序。 求者等级来安排处理顺序。

电路交换

电路交换

电路交换原理
时分交换
空分交换
电路交换原理：1.时分交换
交换系统通常包括若干条PCM复用线，用HW 表示。每条复用线又可以有若干个串行通信时隙， 用TS表示。时分交换是交换系统中PCM复用线上 时间片的交换，即时隙的交换。语音信号的时隙交 换一般通过时间接线器（T接线器）来实现。
T接线器 n条输出线的n*n的电子接点矩 阵、控制存储器以及一些相关 逻辑接口。通常这些电子接点 是触点开关或电子开关。 控制存储器共有n组，每组控制 存储器的存储单元等于复用线 的复用度。
工作方式：
输入控制方式和输出控制方式
区别
S接线器用来完成对传送同步时分复用信号的不 同复用线之间的交换功能，T接线器用来完成在一 条复用线上时隙交换的基本功能。
完成在同一复用线上的不同 时隙之间的交换，也就是将T 接线器输入复用线上的某个时 隙的内容交换到输出复用线上 的制定时隙。
基本组成：
语音存储器（SM），存放语音 信号或数据信息。 控制存储器（CM），存储处理 机制命令字，用来指示写入或 读出的语音存储器地址。 必要接口电路
工作方式：
输出控制方式和输入控制方式
电路交换过程
电路建立阶段
数据传输阶段
电路拆除阶段
电路交换过程：1.电路建立阶段 2.数据传输阶段 3.电路拆除阶段
该阶段是在数据传输之前，主叫用户发出呼叫请求，由交 数据传输结束后，要进行线路的拆除，即中止连接，以便 在H1与H2通过通信子网的物理电路建立连接以后，数据就 换装置沿途接通一条物理通路，即建立站到站的线路。 释放电路。某一方（H1或H2）发出“释放请求包”，另一方 可以在主机H1与H4之间进行实时、双向的交换。在整个数据 以“呼叫请求包”的形式发出呼叫请求，以路径选择算法 同意结束传输并拆除线路时，发送“释放应答包”，然后逐 传输过程中，所建立的电路必须保持连接状态。 选择下一个节点。 点拆除到对方节点，结束此次通信。被拆除的线路空闲后， 如图，路径为H1->A->B->C->D->H2。 可被其他通信使用。
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SM
TS2
0
HW0 a S TS123 TS8 8
a
TS30 /
ba
HW3 b P
123 b
TS123 TS8 ab
127
W
R
TS2
P
b HW0
/ TS30
S
a HW3
0
8 123 123 8
127
CM
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（3）T接线器的工作方式和工作原理 ① 输出控制方式（控制读） ② 输入控制方式（控制写）
8
2.1.2 电话交换机分类
1. 按服务区域分
• 市话(地区)交换机——本地区用户间的接续； • 长途交换机——不同城市用户之间的接续； • 用户交换机——企事业内部用户的接续。
2 按接续方式分
• 人工交换机——由话务员进行接续，又分磁石
式和共电式，磁石式电话机由用户自己供给； 共电式由交换机给用户集中供电；
接其它模拟交换机
接其它数字交换机
公共信道 话路设备 控制设备
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其中，各模块的功能如下：
• 数字交换网络DSN (Digital Switching Network)——主要
完成话路接续，是程控交换机的核心；
• 模拟用户接口电路ASL (Analogue Subscriber Line)——连
接模拟用户；
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电路交换特点 优点：
• 面向连接，在通信前要通过呼叫在主叫和被叫用户之间建立
一条物理连接。交换中心根据信令建立连接，连接一旦建立， 不论通信的双方是否有信息传递，通信链路及有关的系统资 源都一直被通信双方占用，不会出现拥塞。
• 实时交换，时延和时延抖动都较小。因为在通信前先建立了
连接，在通信过程中独占一个信道，所以这种交换方式的信 息传送时延非常小，对一次接续而言，传输时延固定不变。
• 布控——布线逻辑控制WLC (Wired Logic
Control)，用逻辑电路形式布线连接控制，为硬 件控制；纵横制和电子式交换机属于布控式。 性能简单，容量小，不易扩充；
• 程控——存储程序控制SPC (Stored Program
Control)，用程序控制，为软件控制。功能多， 容量大，易扩充，工作稳定，发展最快，也很 广泛。
HW0
HW1
HW2
HW3
TS31 HW0 0
TS31
HW2
D7 D1 D0 TS31
HW3
D7 D1 D0
TS1
TS0
D7 D1D0 D7 D1D0
TS1
TS0
D7 D1D0 D7 D1D0
TS1
TS0
D7 D1D0 D7 D1D0
TS1
TS0
D7 D1D0 D7 D1D0
123 456 789 *8#
接口 网络 接口
接口 网络 接口
123 456 789
*8#
用户终端
控制
控制
设备
设备
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电话交换机的基本组成
交换网络——话路接续 用户电路——摘挂机检出
电话交换机
话路设备 绳路——连接不同用户 中继器——连接其它交换机 信号设备——接收/发送信号音
记发器——接收存储被叫号码 控制设备
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5. 按采用元件分
• 机电式——交换机的主要部件采用电磁元
件继电器和机械结构，如步进制和纵横制；
• 电子式——交换机的主要部件采用电子元
器件，电子式又分为半电子、准电子和全 电子。半电子是接续部分使用纵横接线器， 控制部分使用电子元件；准电子是接续部 分使用比纵横集线器体积小、速度快的干 簧接线器和剩簧接线器，控制部分使用电 子元件；全电子是接续部分和控制部分均 使用电子元件。电子式交换机的发展期最 短。
标志器——识别、测试、接续控制
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程控交换机的组成
交换网络——话路接续
用户接口——连接用户 话路设备
中继接口——连接其它交换机
硬件
信号设备——接收/发送信号音
处理机——完成逻辑处理
程控交换机
控制设备 存储器——存储临时数据 I/O接口——处理机与交换机内部设备之间的连接
程序——按照指令完成交换机所需要的控制逻辑 软件
D0 D0 D0 D0
D1 D1 D1 D1
复用器
串/并 转换
D2 D2 D2 D2 D3 D3 D3 D3 D4 D4 D4 D4
D5 D5 D5 D5
D6 D6 D6 D6
D7 D7 D7 D7
D0 D0 D0 D0D0 D0 D0 D0 D1 D1 D1 D1D1 D1 D1 D1 D2 D2 D2 D2D2 D2 D2 D2 D3 D3 D3 D3D3 D3 D3 D3 D4 D4 D4 D4D4 D4 D4 D4 D5 D5 D5 D5D5 D5 D5 D5 D6 D6 D6 D6D6 D6 D6 D6 D7 D7 D7 D7D7 D7 D7 D7
先级别。掌握采用时间表进行周期级程序控制的工作原理及时间表
设计的方法。
3
2.1 概述 2.1.1 电路交换基本概念
电路交换已经有一百多年历史了，是最早出现 的一种交换方式。电路交换经历了从人工交换到自 动交换、从模拟交换到数字交换、从布控交换到程 控交换等发展历程。由于程序控制技术最早用于电 话交换机，因此最初是将电话交换称为程控交换。 实际上，自从软件控制技术引入交换机后，各种交
注意: HW端路数和HW号仅与本复用器有关, 如多个HW统一编号 后第16个T型接线器的HW127应为HW7, TS31经复用后仍为：
TS'新号 ＝TS31×8＋7＝TS255
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2．时间（T）接线器 （1）T接线器的基本功能: 时隙交换 （2）T接线器的基本组成: 由话音存储器SM (Speech Memory)和控制存储器CM (Control Memory)构成。
• 交换处理简单，交换速度较高。因为交换机对用户数据不处
理，不需要添加额外控制信息，即为“透明”传输，因此交 换效率较高。
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缺点：
• 线路利用率低。由于电路交换采用静态复用、预分配带宽并
独享通信资源的方式，交换机根据用户的呼叫请求，为用户 分配固定位置、恒定带宽的电路，通信双方独占固定资源， 话路接通后，即使某一时刻无信息传输，也不能给其它用户 使用，因此信道利用率很低。
(BORSCHT的意义)，掌握数字用户接口电路(2B+D)的功能，理解数
字中继电路的功能(码型变换、帧同步)。
4．了解程控交换机软件的组成和程控交换机软件设计所用的语言。
理解程控交换机的接续概念，理解状态迁移的概念和状态迁移的步
骤，理解呼叫处理程序基本原理。掌握交换系统的呼叫处理的特点，
了解输入处理、内部处理和输出处理的功能和组成。掌握程序的优
第二章 电路交换
1
2.1 电路交换概述 2.2 电路交换核心——数字交换网络 2.3 电路交换接口 2.4 电路交换机的软件控制系统
2
本章重点：数字交换网络，软件控制系统工作原理
本章难点：T型时分接线器的工作原理
本章课时：8学时
学习本章达到的目的和要求：
1．了解电路交换的基本概念、分类及其基本组成，掌握空分、时分、
模拟、数字交换机的概念；掌握布控、程控、分散、集中、分级控
制的概念。了解程控交换机系统的性能和指标，掌握交换机容量和
交换网络规模的概念，掌握话务量和BHCA的意义及影响BHCA的因素
2．掌握T型、S型时分接线器及时空一体数字交换单元的基本组成及
其功能，掌握数字交换网络的分析方法。
3．了解程控交换机各种接口的功能，掌握模拟用户电路的七大功能
• 无差错控制。在传送信息期间，网络不对用户信息进行误码
校正等处理，没有任何差错控制措施，不利于可靠性要求高 的数据业务。
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• 综上所述，电路交换的要点是面向连接，
在通信时需要先建立连接，在通信过程中 独占一个信道。优点是实时性高，时延和 时延抖动都较小；缺点是信道利用率低， 且传输速率单一。电路交换主要适用于语 音和视频这类实时性强的业务。
• 自动交换机——由交换机进行接续，均为集中
供电。有步进制、纵横制、电子式和程控交换 机。
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3. 按控制原理分
• 直接控制——直接由用户拨号脉冲控制接续，
如步进制；
• 间接控制——用户拨号脉冲由控制设备接收，
然后由控制设备进行接续控制，人工交换机、 纵横制交换机和电子交换机均属于间接控制。 4. 按控制设备组成方式分
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7. 按传输信号分
• 模拟交换——交换的是模拟信号，步进制、
纵横制、电子式布控式和时分脉幅调制都 是模拟交换；
• 数字交换——交换的是数字信号，时分脉
码调制和增量调制以及数字程控交换机均 属于数字交换。
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电话交换机
磁石式 人工交换机
共电式
空分制
直接控制式 步进制
空分制
自动交换机 间接控制式
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2.2 电路交换核心——数字交换网络
2.2.1 语音信号数字化和时分多路通信
1．语音信号的数字化 语音信号的数字化要经过抽样、量化和编码三个步骤。 （1）抽样
模拟信号的抽样
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（2）量化
压扩法基本原理图
（3）编码
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2．时分多路通信 时分多路通信常用的复用方式有频分复用和时分复用
两种。它们分别按频率和时间划分信道。
频分复用和时分复用方式
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PCM通信是典型的时分复用多路通信系统
PCM通信的基本原理
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2.2.2 数字交换的基本概念和基本接线器
1．数字交换的基本概念
机中两用户通话经数字交换网络连接的简化示意图
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