第1章程控交换概述

第五章程控交换机系统设计☞☞第一节程控交换机系统概述随着现代化的发展对通信系统的要求将会越来越高，通信系统必须具有高度的先进性，实时性和可靠性，并能适应大量非话业务及ISDN业务的要求。

☞ 1.1数字程控交换机☞整机系统采用功能分担、分级控制方式，中央处理机各级处理机分担处理及控制，提高子系统的可靠性；☞中央处理机采用先进的计算机技术，CPU芯片钟频高，处理能力强，存储容量大，并应用高级语言编写软件；☞接口种类多，ISDN（综合业务数据网）功能强，系统具有B+D、2B+D数字用户端口及各类中继接口。

数据通信有V24，V28，V35，V36接口，及X21接口等。

☞配有各种服务器，适用于各种通信业务，除必备的管理数据服务器（ADS）外，还可选配话音邮箱服务器（VMS），传真/文本服务器（TCS）等。

供用户选用；☞故障自诊断能力强，且维护管理能力强，保证系统运行的可靠性。

☞ 1.2 数字程控机的应用范围☞接口种类多，便于开展，除话音通信、传真通信外，可连接可视电话终端，可视图文终端，数据终端，多媒体终端等，提高系统通信业务范围；☞具有较强的ISDN功能，用于办公自动化方面，提高与LAN，WAN的组网服务。

☞语音邮箱是将用户的话音通过压缩技术，量化，编码，存如硬盘，用户可提取"阅读"，"删改"，"保存"，"广播"，"查询"和"定时预报"等，提高了大厦通信自动化水平和服务水准。

☞文本/传真通信服务器，提供文本/传真信息的缓冲分配及交换功能，提高了大厦文本/传真信息的处理能力和办公自动化水平。

☞具有微波，卫星地面站，无线电通信等连接的信号接口，增大大厦的语音通信，数据通信的国内，国际通信业务的通路.☞第二节Meridian 1 ISDN 交换机介绍加拿大北方电讯公司自1975年生产出世界第一台数字程控交换机以来，一直在程控交换机领域保持世界领先水平。

电话通信于1876年由美国科学家贝尔发明。

最初的电话通信只能完成一部话机与一部话机的固定通信，这种仅涉及两个终端的通信称为点对点通信。

1878年，美国人阿尔蒙·B·史端乔提出了交换的设想，其基本思想是将多个终端与一个转接设备相连，当任何两个终端要传递信息时，该转接设备就把连接这两个用户的有关电路接通，通信完毕再把相应的电路断开。

我们称这个转接设备为交换机。

电信网仅有终端等硬件设备往往不能形成一个完善的通信网，还必须包括信令、协议和标准。

一台程控数字交换机主要由三部分组成：交换网络、处理机控制系统和接口电路。

交换网络可看成是一个有M条入线和N条出线的网络。

其基本功能是根据需要使某一入线与某一出线连通，提供用户通信接口之间的连接。

此连接可以是物理的，也可以是逻辑的。

接口电路分为用户接口电路和中继接口电路，其作用是把来自用户线或中继线的消息转换成交换设备可以处理的信号。

1937年，法国工程师Alec Reeres最早提出脉冲编码调制的概念。

1946年美国贝尔实验室实现了第一台PCM数字电话终端机。

在采用均匀量化时，量化的信噪比同码位数n成正比，即编码位数越多，信噪比越高，通信质量越好。

每增加一位码，信噪比可提高6 dB。

在采用A律的非均匀量化中，常选A＝87.6，此时其压缩特性与13折线压缩特性相似，因此简称13折线A律特性。

三阶高密度双极性码（HDB3码）是一种对极性交替翻转码（AMI码）改造处理后的线路码，它适合于远距离传输，常用于长途线路通信。

目前国际上有两种PCM体制：一种是由贝尔(BELL)公司提出，主要在北美各国和日本采用的24路PCM；另一种是欧洲邮电管理协会(CEPT)提出，主要在欧洲各国和中国等国家采用的30/32路PCM。

对于64 kb/s的基带PCM源而言，一次群系统等价于提供了32条独立的64 kb/s 信道，故30/32路一次群的位速率为2048 kb/s 。

“现代通信系统第4版”习题参考答案第1章程控交换系统1.请说明什么是端局，什么是汇接局？答：端局是直接连接用户的交换局；汇接局是转接处理各端局送来话务量的交换局，它不直接连接用户，只连接端局、长途局或其他汇接局。

2.什么是直达路由？何时可以开设直达路由？答：一个端局与其他端局之间建立的直达中继线，叫作“直达路由”。

一个端局通过汇接局连接到其他端局的路由（即多段中继线）叫作“汇接路由”。

当两个端局之间话务量较大时，可以申请架设直达路由。

3.程控交换机的基本组成包括那些单元电路？答：程控交换系统的基本组成可以分为两个子系统：话路子系统和控制子系统。

其中，话路子系统由交换网络、用户电路、中继电路、信号终端等几部分组成；控制子系统的硬件是由扫描器、驱动器、中央处理器、存储器、输入输出设备等几部分构成。

4.为什么话音信号的抽样频率通常定为8000Hz？答：一路电话信号的频带为300～3400Hz，根据抽样定理知：抽样频率f S≥2×3400=6800Hz。

考虑到其他一些因素，一般经常选定f S=2f H=8000Hz，T S=1/f S=125μs。

5.什么是量化和均匀量化？均匀量化的量化级差、量化范围、量化级数和PCM编码位数间的相互关系如何？答：“量化”就是对抽样值分级取整，最常用的取整法是“四舍五入”；“均匀量化”就是均匀地分级。

在量化范围固定的情况下，量化级差分得细一些，可以减少量化误差。

但量化级数多了，就要求有更多位数码，这意味着要产生更高的传码率。

（量化范围固定→量化级差↓→量化误差↓→量化级数↑→编码位数↑→传码率↑）每一个量化级对应一个二进制代码，量化级数M与编码位数N的关系是固定的，即M=2N。

在数字电话通信中，标准编码位数N=8，故量化级数应为M=28=256。

6.常见语音信号的二进制码组有几种？各自有什么特点？答：常用二进制码组是自然码、折叠码、格雷码等，三种码组的编码规则见下表。

第一章系统概述1.1程控交换机概述1.1.1 程控交换机的发展1876年是人类通讯史上具有划时代意义的一年，因为这一年贝尔发明了电话，它是以模拟信号的形式将人类语音进行传输，实现了双方在两地之间的通话。

电话由于它的实用性迅速得以普及，随着电话数量的增加，为了使任意两个用户之间都能进行通话，1878年出现了人工交换机，1892年发明了自动交换机。

随后交换机技术迅速提高，由布控交换机进而发展到今天的程控交换机。

1.1.2程控交换机的功能用户交换机是机关工矿企业等单位内部进行电话交换的一种专用交换机，其基本功能是完成单位内部用户的相互通话，但也装有出入中继线可接入公用电话网的市内网部分和网中用户通话(包括市通话，国内长途通话和国际长话)。

由于这类交换机系单位内部专用，故可根据用户需要增加若干附加性能以提供使用上的方便。

因此这类交换机具有较大的灵活性。

用户交换机是市话网的重要组成部分，是市话交换机的一种补充设备，因为它为市话网承担了大量的单位内部用户间的话务量，减轻了市话网的话务负荷。

另外用户交换机在各单位分散设臵，更靠近用户，因而缩短了用户线距离，节省了用户电缆。

同时用少量的出入中继线接入市话网，起到话务集中的作用。

从这些方面讲，使用用户交换机都有较大的经济意义。

因此公用网建设中，不能缺少用户交换机的作用。

用户交换机在技术上的发展趋势是采用程控用户交换机，采用新型的程控数字用户交换机不仅可以交换电话业务，而且可以交换数据等非话业务，做到多种业务的综合交换，传输。

为各单位组建综合业务数字网(ISDN)创造了条件。

目前已可接入ISDN用户。

SOPHO是世界上首部能处理ISDN业务的综合信息交换机，无论是提供的接口还是信令方式完全符合ISDN的规范。

可以坚信，在未来的ISDN 网中程控数字用户交换机将发挥巨大的作用。

1.1.3程控交换机的基本构成电话交换机的主要任务是实现用户间通话的接续。

基本划分为两大部分：话路设备和控制设备。

第一章程控交换概述第一节数字交换的基本原理1.1.1.数字交换基础语音信号的数字化要经过抽样、量化和编码三个步骤。

抽样：抽样的功能是将时间上连续的模拟信号变为时间上离散的抽样值。

抽样频率取值为8000Hz，即抽样周期为125μs。

量化：用有限个度量值来表示抽样后的信号的幅度值。

编码：根据量化级的选取，有均匀量化和非均匀量化两种方法。

在PCM32系统中，采用8位码来表示一个样值，其中最高位是极性码，剩下的7位对应128个量化级。

话音信号的PCM编码的传输速率=8000Hz/s×8=64kb/s。

64kb/s是程控数字交换机中基本的交换单位。

频分复用方式和时分复用方式频分复用方式是将信道的可用频带划分为若干互不交叠的频段，每路信号的频谱占用其中的一个频段，以实现多路传输。

时分复用方式是把一条物理通道按照不同的时刻分成若干条通信信道，各信道按照一定的周期和次序轮流使用物理通道，这样，从宏观上看，一条物理通路就可以‘同时’传送多条信道的信息。

PCM时分多路通信系统的基本原理在125μs的时间周期内划分成32个时隙（时间片），其中：TS0时隙用来传输同步信息，TS16时隙用来传输信令，其它30个时隙分别用来传送30路话路信息。

PCM30/32系统的几个主要参数为：每秒传送8000帧，每帧32个时隙，每个时隙8比特串行码，16帧构成一个复帧，其时间长度为125μs×16＝2ms。

传送码率为8比特/时隙×32时隙/帧×8000帧/秒＝2048kb/s，而每一路信号的速率为64kb/s。

1.1.2.数字交换网与时隙交换从PCM传输系统的示意图可知,它只能进行点对点的通信,即发送端发出的信号到接收端收到该信号只能在同一路进行,不能把发端某路的信息送到收端的任一路中去,这不符合电话通信的基本要求。

所以在PCM传输系统中需要加入交换系统，该交换系统的交换网络应该对数字化的话音信号可以直接进行交换，这个交换网络就是数字交换网。