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第二部分数字程控交换的基本原理一．交换机的发展最早的自动电话交换机是在1892年投入使用的。
这是步进制交换机。
1926年开通了纵横制交换机。
随着电子技术，尤其是半导体技术的迅速发展，人们在交换机内引入了电子技术，称作电子交换机。
1965年美国贝尔公司投产开通了第一个程控交换机。
二．程控数字交换机的基本结构全数字交换机的典型程控数字交换系统的基本结构如图2-1，图中交换机分为选组级（数字交换网络）和用户级（用户模块和远端模块）二部分，各有自己的处理机进行控制，处理机之间则通过通信信息进行联系。
总体上，交换机包括话路系统(交换网和用户模块)和控制系统两部分。
2-1 典型数字交换系统⑴用户级的主要任务是集中用户的话务量，由用户模块将一群用户集中后，然后通过用户级和选组级间的数字中继线送至选组级。
如果我们将用户级的设备放到用户集中点，形成一个“远端模块”（或叫模块局），它和选组级（也叫母局）之间也是通过数字中继线相连。
这样大大提高了线路的利用率，节约了投资，传输质量也提高了。
用户模块和远端模块之间的差别在于后者通过数字中继设备和选组级相连；而前者没有，这里数字中继设备的主要任务是码型转换和信号。
⑵用户电路：在数字交换机中，用户电路有BORSCHT七个功能。
这七个功能分别是——馈电（BF）、过压保护（OP）、振铃控制（RC）、监视（S）、编译码和滤波（C&F）、混合电路（HC）与测试（T）。
⑶数字交换网：交换网络的功能是根据用户的呼叫要求，通过控制部分的接续命令，建立主叫与被叫用户间的连接通路。
数字交换网络由时分交换网络（随机存储器构成）和空分交换网络（电子开关阵列构成）构成。
⑷中继器：是中继线和交换网络间的接口电路。
包括码型变换及反变换、时钟提取与帧同步、提取和插入随路信令等功能。
⑸控制系统：程控交换机的控制系统由处理机和存储器组成，处理机执行交换机程序，完成交换机的各项功能。
从结构上将，控制系统可分为集中控制和分散控制两种方式。
复习第一章电信交换概论1通信三要素：交换、传输和终端2、(电信)交换的概念：在通信网上，负责在通信的源和目的终端之间建立通信信道传送通信信息的机制，也就是根据目的地，在源和目的终端之间传送通信信息。
3、交换节点的接续类型：本局接续：指在本局范围内各用户线之间的接续。
出局接续：指用户线与出中继线之间的接续。
入局接续：指中继线与用户线之间的接续。
转接接续：指入中继线与出中继线之间的接续。
4、交换节点必须具备的功能：能正确接收和分析从用户线或中继线发来的呼叫信号、地址信号；能按目的地址正确地进行选路以及在中继线上转发信号；能控制连接的建立与拆除。
5、各交换方式可分三种传送模式：电路传送模式、分组传送模式、异步传送模式6、电路交换的三个阶段：呼叫建立、传送信息、呼叫拆除7、报文交换、分组交换：本质----存储转发交换报文交换(Message Switching )又称为存储转发交换，与电路交换的原理不同，不需要提供通信双方的物理连接，而是将所接收的报文暂时存储。
报文中除了用户要传送的信息以外，还有目的地址和源地址。
公用电信网的电报自动交换是报文交换的典型应用，有的专用数据网也采用报文交换方式。
分组交换的思想是从报文交换而来的，采用存储转发( store and forward )方式的分组交换(PS： Packet Switching )与报文交换的不同在于：分组交换将用户要传送的信息分割为若干个分组(packet)，每个分组中有一个分组头，含有可供选路的信息和其他控制信息。
8、分组交换的两种连接方式：虚电路(永久虚电路、交换虚电路)、数据报虚电路：在用户数据传送前先要通过发送呼叫请求分组建立端到端之间的虚连接；一旦虚连接建立后，属于同一呼叫的数据分组均沿着这一虚连接传送，最后通过呼叫清除分组来拆除虚连接。
它不同于电路交换中的物理连接，而是逻辑连接虚电路的两种方式：交换虚电路(SVC : Switched Virtual Circuit):用户通过发送呼叫请求分组来建立虚电路的方式。
第二章程控交换技术3.1 数字程控交换机硬件的基本结构一. 程控交换机的基本组成数字程控交换机硬件系统可以分成话路部分和控制部分话路部分包括数字交换网络和各种外围模块,如用户模块,中继模块和信令模块等.控制部分完成对话路设备的控制功能，由各种计算机系统组成，采用存储程序控制方式。
二. 程控交换机的几种硬件结构方式程控数字交换机的硬件结构大致可分为:分级控制方式全分散控制方式基于容量分担的分布控制方式。
1.采用分级控制方式的交换机的硬件基本结构如图所示,由图可见采用分级控制的交换机的硬件由用户模块，远端用户模块、数字中继器、模拟中继器、数字交换网络、信令设备和控制系统组成。
各部分的功能如下:1)数字交换网络是整个话路部分的核心,它连接各个外围模块,同时为各个模块之间通信提供通信链路,可以使任意两个用户之间,任意用户和任意中继之间,任意两个中继线之间都通过数字交换网络完成连接.目前电话交换机中的交换网络全部采用数字交换网络,因此,所有发送到数字交换网络的信号都必须变换为二进制编码的数字信号.在处理机的控制,除了为呼叫提供需要的内部语音和数据通路外,有时还提供信令,信号音和处理机之间通信信息的固定或半固定连接.2)信令模块完成交换机在话路接续过程中必须的各种信令功能.如各种信号音:拨号音, 忙音,回铃音等.常用的信令设备有DTMF收号器,信号音发生器,No.7信令终端和No.7信令处理机。
3）接口电路接口是交换机中唯一与外界发生物理连接的部分。
为了保证交换机内部信号传递和处理的一致性，任何外界系统原则上都必须通过接口与交换机内部发生关系。
●用户模块：终端设备与程控交换机的接口。
通过用户线路直接连接用户终端设备。
与数字交换网络通过PCM链路相连。
功能：用户电路通过用户线直接连接用户的终端设备—话机，主要完成BORSCHT 七大功能，这七大功能的具体讲解见接口电路部分。
用户电路与核心交换网络之间的连接，完成用户话务的集中和扩散。
程控交换第二章1. 为了能在接收端完整地“还原”信息，采样速率应不小于信息波形中最高频率的两倍。
（第2章）2. 模拟信号数字化分为抽样、量化、编码三个步骤。
（第2章）3. 我国的PCM话音量化采用非均匀量化。
（第2章）4. 普通语音信号的带宽是300HZ—3400HZ。
（第2章）5. 语音信号数字化过程中，采用的量化方法是非均匀量化。
（第2章）6. 在局间中继线上，普遍采用数字中继，常用的E1接口其速率为2048Kbit/s。
（第2章）7. 将用户线上送来的模拟信号转换为数字信号是由用户电路中的编码器来完成。
（第2章）8. 时间接线器实现一条PCM线上的不同时隙之间交换。
（第3章）9. PCM30/32路零次群的速率为64Kbit/s。
（第2章）10. PCM30/32 系统中，每帧包含_30_路话务信息。
（第2章）11. 数字信号调制方法通常用的是脉冲编码调制和增量调制。
（第2章）12. 脉冲编码调制在发送端主要通过抽样、量化、编码工作完成A/D转换（第2章）13. 减少信号量化噪声的方法有增加量化级数和采用非均匀量化。
（第2章）14. 程控交换机中继线传输的信号通常采用30/32路帧结构信号。
（第2章）15. PCM32系统中，每秒可传送8000帧。
（第2章）16. 数字化过程的三个步骤是抽样、量化、编码。
（第2章）17. 在数字交换网络中，从时分交换的基本概念可知，时隙交换的实质是时隙内容的交换。
（第2章）18. 在PCM系统中，将各路信息依次传送一次，所占用的时间称为1帧，1帧是125µs 时间。
（第2章）19. 所谓数字通信是指用二进制的编码信号来传输信息的通信系统。
（第2章）20. PCM系统中，将各路信息依次传送一次，所占用时间为 125微秒，称为 1帧。
（第2章）21. 在语音数字化的8位量化编码中a1用来表示极性码、a2a3a4用来表示段落码、a5a6a7a8用来表示段内码。
（第2章）22. PCM30话路/32时隙系统中，125微秒划分为32个时隙，每个时隙3.9 微秒。
（第2章）23. 程控交换机需要数字化信号。
24. 模拟信号转变成数字信号的过程叫数字信号的调制。
25. 脉冲编码调制在接收端主要通过译码和滤波工作完成D/A转换。
26. PCM信号在传输中，为了减少由长途线路带来的噪声和失真积累，通常在达到一定传输距离处设置一个再生中继器。
27. 再生中继器的功能是整形和放大。
28. 程控数字交换机采用的多路复用技术为时分复用TDM。
二、单选题1.下列信号属于模拟信号的有、（）。
（第2章）A、脉幅调制信号B、脉码调制信号C、增量调制信号D、脉冲编码调制信号答案：A2.时分接线器的输入控制方式是指( ) 。
（第2章）A、时分接线器的SM按控制写入，顺序读出方式工作B、时分接线器的CM按控制写入，顺序读出方式工作C、时分接线器的SM 按顺序写入，控制读出方式工作D、时分接线器的CM按顺序写入，控制读出方式工作答案：A3.利用PCM30/32系统的TS16进行程控交换机处理机间的通信信令传输，适用的情况是( ) 。
（第2章）A.通信量不大B.通信量大C.通信量极大D.距离远答案：A4.若每条HW线均为PCM基群，则HW2TS5 位于复用线上的TSX，其中X=（）。
（第2章）A.74B.73C.42D.41答案：C5.在基群接E1 30B+D中，D信道的速率为( ) 。
（第2章）A.16kb/sB.8kb／sC.64kb／sD.32kb／s答案：C6.利用PCM30/32系统的TS16进行程控交换机处理机间的通信信息传输，适用的情况是( )。
（第2章）A.通信量不大B.通信量大C.通信量极大D.距离远答案：A7.对于300～3400Hz的信号来说,取样频率定为( ). （第2章）A.300HzB.8000HzC.125µsD.100µs答案：B8.话音信号的频率范围为（）。
（第2章）A ：300—3000Hz B：400—4000HzC ：300—3400Hz D：340—3400Hz答案：C9.数字化过程的第一步是采样，对于频带为300～3400Hz的信号来说，取样频率为（）（第2章）A、6000HzB、8000HzC、12000HzD、800Hz答案：B10.在PCM30路/32时隙系统中，有两个时隙用于传送控制信息，其中（）用于传送同步信息，TS16用于传送信令信息。
（第2章）A TS0B TS31C TS16D TS1答案： A C11.A律a1用来表示TS16（第2章）A 极性码B 段内码C 段落码D 同步码答案：A12.A律a2a3a4用来表示（第2章）A 极性码B 段内码C 段落码D 同步码答案：C13.A律a5a6a7a8用来表示（第2章）A 极性码B 段内码C 段落码D 同步码答案：B14.所谓数字通信是指用( )的编码信号来传输信息的通信系统. （第2章）A.二进制B.四进制C.八进制D.十六进制答案：A15.在PCM一次群中,每个话路时隙为( ). （第2章）A、8000μSB、125μSC、3.9μSD、300μS答案：C16.每秒取样8000次相当于每隔（）微秒取样一次。
（第2章）A ：125 B：250 C：350 D：500答案：Ａ17.ISDN基本接口包括( )。
（第2章补充）A.两条传输速率为64Kb/s的全双工通道和一条传输速率为16Kb/s的全双工的D信道B.两条传输速率为64Kb/s的半双工通道和一条传输速率为16Kb/s的全双工的D 信道C.两条传输速率为64Kb/s的全双工通道和一条传输速率为16Kb/s的半双工的D 信道D.两条传输速率为64Kb/s的半双工通道和一条传输速率为16Kb/s的半双工的D信道答案：A18.三次群由（）话路组成。
（第2章补充）A.120B.240C.360D.480答案：D19.在进行语音信号编码时，若采用均匀量化，会有( )的缺点。
（第2章补充）A.对于小信号，其量化噪声太大B.对于大信号，其量化误差太大C.实现技术复杂D.信噪比太大答案：A三、判断题1.电话通信中，对于频带为300～3400Hz的信号来说，取采样频率为2000Hz。
（×）（第2章）2.在PCM30路/32时隙系统中，有两个时隙用于传送控制信息，其中TS0用于传送同步信息，TS16用于传送信令信息。
（√）（第2章）3.语音数字化A律编码中，a1用来表示极性码。
（√）（第2章）4.语音数字化A律编码中，a2a3a4用来表示极性码。
（×）（第2章）5.人耳能听到的声音的频率范围为 30-3400Hz。
（× ）（第2章）6.语音编解码器的作用是将数字语音信号进行压缩和解压缩。
（√ ）（第2章）7.时间分割信道方式用于程控交换机中。
（√ ）（第2章）8.程控交换在数字交换网络中直接对以 PCM 编码的数字信号进行交换。
（√ ）（第2章）9.单极性不归零码（NRZ）就是指信号“1”有脉冲，“0”无脉冲。
其占空比为 50%。
（×）。
（第2章）10.高次群是由若干个低次群通过数字复用设备汇总而成的。
（√ ）（第2章）11.二次群由 4 个基群汇总而成，速率为 8448kb/s话路数为 4×32=128。
（× ）（第2章）12.数字信号传输时，再生中继器的作用只是为了放大信号。
（× ）（第2章）（13.30/32 路 PCM 系统采用 A 律压扩律。
（√ ）（第2章）14.高次群是由若干个低次群通过数字复用设备汇总而成的。
（√）（第2章）15.三次群由4 个二次群汇总而成，速率为8448Kb/s，话路数为16X32。
（×）（第2章）16.数字信号的某一参量可以取无限个数值，且直接与消息相对应。
（×）17.脉冲编码调制在发送端主要通过抽样、量化和编码工作完成A/D转换。
（√）18.再生中继器用来完成输入信码的整形、放大等工作。
（√）19.目前，程控数字交换机采用的多路复用技术为频分复用。
（×）20. 三次群由4个二次群复用而成，速率为34.386Mb/s,话路数为240路。
（×）四．名词解释1. 时隙：（第2章）任何能唯一识别和定义的周期性时段。
2. 频分复用：（第二章补充）把传输信道的总宽带划分成若干个子频段，每个子频段可作为一个独立的传输信道使用。
3. 时分复用：（第二章补充）把信道的传输时间划分若干个时隙，每个被传输的信号独立占其中的一个时隙。
五．简答题1.E1数字中继接口阻抗是多少？传输速率是多少？（第2章）答：同轴不平衡接口：75Ω；平衡电缆接口：120Ω。
2048Kbit/s.2.简述30/32路PCM系统的帧结构。
（第2章）答：一个复帧包含16个子帧（F），每个子帧有32个时隙（TS），每个时隙占8位。
TS1～TS15及TS17～TS31为30个话路时隙。
TS0为帧同步时隙。
F0帧的TS16用来传送复帧同步码、复帧失步告警信息等。
F1～F15帧的TS16共15个8bit用来传送30个话路的线路信号，因此每个话路可以分到4个bit的线路信号码。
3.简述话音信号的数字化过程。
（第2章）话音信号的数字化过程叫做数字信号的调制（脉冲编码调制），脉冲编码调制在发送端主要通过抽样，量化，编码工作完成A→D转换，在接收端主要通过译码和滤波工作完成D→A转换。
4.用抽样信号不是真地替代原话音信号必须满足什么样的条件？（第2章）抽样频率（fs）应大于话音信号的最高频率的工作。
5.PCM30/32编码方案中，如何表示值的正负极性和幅度的大小？幅度码有几位（比特）？它可以表示几种不同幅度的样值？（第2章）通过极性码表示样值的正负，极性码为1，则表示正值，极性码为0，则表示负值;极性码为高1位；幅度由2-8位表示，幅度码有7位，他可以表示27种不同幅度的样值。
6.简述30/32路帧结构的特点（第2章）30/32路帧结构中，1帧由32个时隙组成，编号为TS0~TS31。
第1~15话路的消息码组依次在TS1~TS15中传递，而第16~30话路的消息依次在TS17~TS31传送。
16个帧构成1个复帧，由F0~F15组成。
TS0用来做“帧同步”工作，而TS16 用来做“复帧同步”工作或传送个话路的标志信号码。
7.某用户通话时长为2分钟，用交换机共为其交换多少次信号？（第2章）Fs=8000hz T=1/8000 2min=120s120÷1/8000=960000次8.一路模拟电话占据的带宽是多少？一路数字电话占据的带宽是多少？（第2章）模拟电话占据的带宽3.4KHZ，一路数字电话64KHZ9.单路PCM信号传输时，其抽样频率是多少？传输码率是多少？30/32路基群传输的码率是多少？（第2章）Fs= 8000KHZ 传输码率为8×8000=64kb/s30/32路基群传输速率：2048kb/s。
