程控交換技術與設備教案

1、程控交換與軟交換技術 課程教案授課題目（教學章、節(jié)或主題）：第一章 緒論課時安排4課時授課時間第1、2次課教學目的、要求（分掌握、熟悉、了解三個層次）：1、了解程控交換技術與設備學習的意義2、了解電話交換的發(fā)展、分類。3、介紹程控交換技機的新服務功能。教學內(nèi)容（包括基本內(nèi)容、重點、難點）：基本內(nèi)容：1、電話交換機的基本原理 2、電話交換機的發(fā)展和分類教學重點：電話交換機的基本原理教學難點：程控交換技術是一門知識拓展性課程，注意新概念的理解。教學過程：第一節(jié) 自動電話交換機的發(fā)展 自貝爾1876年發(fā)明電話至今100多年，電話交換技術一直在發(fā)展，1878年1月28日第一部人工電話交換機開通使用，它

2、是具有21線磁石式交換機一、人工磁石式：每部話機均備有電源電池，以手搖發(fā)電機作為發(fā)起呼叫信號的工具。交換機上以用戶吊牌接收信號，以塞繩連接用戶通話。人工電話交換機的優(yōu)點是設備簡單、安裝方便、成本低廉。缺點是話務員的接線速度慢、易出錯、勞動效率低。 二、步進制：1892-11-3史端喬（美國堪薩斯城的一家殯儀館老板）交換機（見P1），主要部件是上升旋轉型機械式接線器，靠用戶撥來的號碼脈沖控制選線，在話路中話路中主要通過電磁鐵控制選擇機鍵的動作完成話路接續(xù)，在控制電路中用繼電器接點電路構成控制邏輯，自動完成各種控制功能，該設備笨重、龐大。1、直接控制：由用戶話機的撥號脈沖直接控制接線器動作（190

3、9年德國西門子公司改進，1927年基本完善。我國早期安裝較多）2、間接控制：采用記發(fā)器，通過譯碼器控制接線器動作（使用不多）3、步進制自動電話交換機的特點是選擇機鍵的動作幅度大，噪聲大，磨損快，故障率高，傳輸雜音大和維護工作量大，且不能用于長途交換三、縱橫制：1919瑞典工程師比圖蘭德和帕爾默格林發(fā)明特點：沿用電磁原理，采用壓接觸方式，改變了滑動摩擦方式，減少磨損，且貴金屬使得觸點的可靠性提高；公共控制，即控制（標志器、記發(fā)器）和話路分開，中繼布局靈活，即選擇和接續(xù)不由用戶的撥號控制，盛行于20世紀50年代四、程控交換機：1965貝爾開通ESS1，將存儲程序控制原理應用于電話交換機的控制的控制

4、系統(tǒng)，話路系統(tǒng)仍沿用縱橫制原理構成網(wǎng)絡以交換模擬信號。有日本的D10，聯(lián)邦德國的EWS等。由于1946年第一臺電子計算機的誕生和大規(guī)模集成電路（微處理器和半導體器件）的發(fā)展及60年代PCM技術在傳輸系統(tǒng)的成功應用。五、1970年法國開通第一臺數(shù)字交換機E10。改變了長期以來由模擬信號進行通信的局面，在話路中對PCM數(shù)字話音編碼直接進行交換，控制部分由存儲程序的數(shù)字計算機承擔，體積小、速度快、可靠性高，有英國的X系統(tǒng)，日本D60、D70、F150和瑞典的AXE-10，德國EWSD，美國ESS4、ESS5、ITT1240等第二節(jié) 自動電話交換機的分類一、信息傳遞方式：1、模擬：對模擬信號進行交換；

5、如電子交換式（機電式、空分電子式及PAM）、步進制、縱橫制2、數(shù)字：對數(shù)字信號進行交換；如PCM、M二、控制方式：1、布線邏輯：控制邏輯用機電（繼電器）或電子元件做在印制板上，通過機架布線完成，不易修改，靈活性小2、存儲程序：把各種控制功能、步驟、方法編成程序，放入存儲器，利用存儲器內(nèi)所存儲的程序來控制整個交換機的動作。類似于計算機，極大地提高了交換機的靈活性三、按交換機的使用劃分1、局用交換機：局用交換機包括市話交換機、匯接市話交換機、國內(nèi)長話交換機、國際長話交換機、縣內(nèi)電話(農(nóng)話)交換機。 2、用戶小交換機：用戶小交換機（PBX）又稱為專用小交換機,可為機關、工礦企業(yè)、學校、旅館等內(nèi)部電話

6、用戶提供服務。一般情況下，用戶小交換機均經(jīng)中繼線與市話交換機相連。第三節(jié) 程控交換機的基本概念一、基本概念76765432181、電信交換：在公用網(wǎng)大量的終端用戶之間，按所需目的地來互相傳遞話音、文本、數(shù)據(jù)、圖象等信息5841322、本局接續(xù)：本局用戶線之間的接續(xù)3、出局接續(xù)：用戶線與出中繼線之間4、入局接續(xù)：入中繼線與用戶線之間5、轉接接續(xù)：入中繼線與出中繼線之間二、交換節(jié)點的基本功能1、能正確接收和分析從用戶線或中繼線發(fā)來的呼叫信號2、能正確接收和分析從用戶線或中繼線發(fā)來的地址信號3、能按目的地址正確地進行選路以及在中繼線上轉發(fā)信號4、能控制連接的建立5、能按照所收到的釋放信號拆除連接三、

7、交換方式：電路交換(Circuit)、報文交換（Message Switching ）、分組交換（Packet Switching ）、幀交換（Frame Switching ）、ATM交換1、電路交換：在兩個用戶間建立電路連接進行實時交換，基本過程包括建立、通話、釋放特點：固定帶寬分配，電路利用率低；有一定的連接建立時延；無差錯控制措施，數(shù)據(jù)交換的可靠性不高適合：電話交換、文件傳送、高速傳真等業(yè)務2、報文交換：發(fā)方不需先建立電路，不管收方是否空閑，可隨時直接向所在的交換局發(fā)送消息，交換機將收到的消息先存儲在緩沖器的隊列中，然后根據(jù)報文頭中的地址信息計算出路由，確定輸出線路，一旦輸出線路空閑，

8、即將存儲的消息轉發(fā)出去特點：電路利用率高，且同一報文可轉發(fā)至多個收信點；傳輸時延大，交換機需配備足夠大的存儲器適合：數(shù)據(jù)傳輸3、分組交換：在此方式中，消息被劃分為一定長度的數(shù)據(jù)分組，將該分組數(shù)據(jù)加上地址和適當?shù)目刂菩畔⒌人屯纸M交換機，是存儲-轉發(fā)方式的一種，終端間不直接交換數(shù)據(jù)信息。特點：可高速傳輸數(shù)據(jù)，能實現(xiàn)交互通信，電路利用率高，且交換機所需的存儲容量較報文交換小，但節(jié)點交換機處理過程復雜4、幀中繼：基于X.25協(xié)議，對應于OSI模型的下二層，采用統(tǒng)計時分多路復用STDM，并定義了網(wǎng)絡的虛電路VC、永久虛電路PVC和交換虛電路SVC，其帶寬是以分組為單位的基礎上進行動態(tài)分配的。當某個連接

9、的帶寬要求暫時超出它的帶寬范圍時，將到來的數(shù)據(jù)暫存于緩沖器待以后再發(fā)，未對分組進行任何處理。在數(shù)據(jù)鏈路層進行復用和交換，不在分組層將用戶界面與控制界面分開適用于在多點間持續(xù)大量高速突發(fā)數(shù)據(jù)，它的傳輸速率通常為1.544Mb/s、2.048Mb/s或更高。必須使用光纖作傳輸媒質名詞解釋：虛電路（Virtual Circuit）：在用戶數(shù)據(jù)發(fā)送前通過發(fā)送呼叫請求分組建立端到端之間的邏輯連接，屬于同一呼叫的數(shù)據(jù)分組均沿這一虛電路傳送，最后通過呼叫清除分組來拆除虛電路，不獨占線路，在一條物理線路上可同時建立多個VC，以達到資源共享永久虛電路（PVC）：應用戶預約，由網(wǎng)絡運營商為之建立的固定VC，不需要

10、呼叫臨時建立5、ATM交換：建立在電路交換和分組交換的基礎上的一種新的交換技術特點：固定長度的信元中繼、信頭簡化、面向連接、異步時分交換四、交換機的基本功能1、隨時發(fā)現(xiàn)用戶的呼叫信號，并向該用戶發(fā)出撥號音2、正確無誤地接受用戶話機送來的選擇信號，并根據(jù)此完成至被叫用戶的接續(xù)3、能判斷被叫的忙閑4、能及時發(fā)現(xiàn)被叫摘機應答5、通話期間，能監(jiān)視主叫與被叫的狀態(tài)，任一方掛機，能及時識別，并立即控制連接電路的釋放6、自動計費、自動測試、自動進行話務統(tǒng)計及故障告警承擔的業(yè)務有：縮位撥號、熱線服務、自動回鈴、轉移呼叫、遇忙轉移或無應答轉移、呼叫等待、呼叫代接、插入功能、自動叫醒業(yè)務、免打擾、惡意電話追蹤、呼

11、叫寄存、缺席服務、呼叫限制、會議電話等五、交換機的基本組成通話網(wǎng)絡用戶接口中繼接口控制設備用戶線中繼線話路設備話路設備+控制設備1、話路設備：提供接續(xù)通話的通話網(wǎng)絡，通往各個用戶的用戶線和通往其它交換系統(tǒng)的中繼線都通過接口電路終接在該網(wǎng)絡上2、控制設備：集中接收儲存及分析用戶選擇信號，控制通話網(wǎng)絡接通，雙方用戶進入通話狀態(tài)，該控制設備釋放，可為其它用戶服務，即為公共控制方式六、通話網(wǎng)絡的組成方式空間分割方式和時間分割方式12345mK1Km公共話路123456123456出線1、空分：每個用戶個占有一定的空間位置，各有自己獨用的中繼線，通話網(wǎng)絡中各級機鍵的入線和出線的排列象一個坐標網(wǎng)。任一入線

12、可和任一出線接通，接通均應在相應的交叉點上進行，為防止串話，任一入線或任一出線上不能出現(xiàn)二個或二個以上的交叉點接通。2、時分：每個用戶經(jīng)過自己獨用的一副開關接點，接到公共話路上，任意一對用戶要通話，只需閉合相應接點。即在任一瞬間，接到公共話路上的接點只能閉合一對，其它的接點都呈斷開狀態(tài)。條件：每一對接點兩次接通中間斷開的時間不能超過125s（即8000/秒）七、控制設備的組成1、布線邏輯控制由一些具有不同邏輯功能的控制電路組成，在外來信號的作用下，完成一定的控制作用。簡單、方便、易于掌握，但不夠靈活，速度慢，容量大時，布控電路復雜2、存儲程序控制將電子計算機技術應用到交換機上，對交換機的整個接

13、續(xù)按一定的邏輯要求設計成軟件形式，存放在計算機的內(nèi)存中。網(wǎng)絡獲得最佳利用，選擇路由、編號與計費的靈活性，減少機房面積，節(jié)約用電，減少維護人員八、交換技術的發(fā)展電信網(wǎng)、有線電視網(wǎng)、計算機網(wǎng)三網(wǎng)合一已成必然趨勢，當前，主要是通過PSTN（公眾電話網(wǎng)）或CATV（有線電視網(wǎng)）進行Internet（因特網(wǎng)）接入，從而給人們提供以寬帶技術為核心的綜合信息服務 討論、思考題、作業(yè)：現(xiàn)實生活中我們遇見了哪些事物運用了程控交換技術？程控交換技術與設備 課程教案授課題目（教學章、節(jié)或主題）：第二章 程控交換機的硬件結構課時安排4課時授課時間教學目的、要求（分掌握、熟悉、了解三個層次）：1、 了解程控交換機的硬件

14、組成2、掌握T、S型接線器教學內(nèi)容（包括基本內(nèi)容、重點、難點）：基本內(nèi)容：1、 了解程控交換機的硬件組成2、掌握T、S型接線器的工作過程教學重點：1、掌握T、S型接線器的工作過程教學難點：掌握T、S型接線器的工作過程教學過程：第一節(jié) 程控交換系統(tǒng)的硬件結構 程控交換系統(tǒng)的硬件由通話和控制兩部分組成通話：負責通話接續(xù)、監(jiān)視用戶線或中繼線狀態(tài)，對用戶或其它交換局發(fā)送、接收信號等各項與呼叫接續(xù)直接有關的各部分工作控制：對通話部分進行控制，由各種處理機以及外圍設備（控制臺、打印機、磁帶、磁盤）組成數(shù)字交換網(wǎng)用戶處理機用戶處理機數(shù)字中繼模擬中繼移動電話接口信號設備選組級用戶級中央處理機模擬中繼線移動電話

15、中繼線PCM用戶電路數(shù)字中繼數(shù)字中繼線用戶電路遠端模塊遠端用戶級一、通話部分1、用戶級：對電話用戶提供接口設備，將用戶話機的模擬話音信號轉換成數(shù)字信號，并將每個用戶話機所發(fā)出的較小的呼叫話務進行集中送至數(shù)字交換網(wǎng)絡，提高用戶級和數(shù)字交換網(wǎng)絡之間中繼線的利用率2、遠端用戶級：與用戶級功能、結構基本一致，只是距離遠一些，中間傳輸線上要進行碼型變換，饋電電壓要高一些3、數(shù)字交換網(wǎng)絡：整個交換機的話務處理中心，所有在交換機中需要建立連接關系的其它話路設備，都要終接在交換網(wǎng)絡上，在處理機的控制下，建立任意兩個終端之間的連接，由于交換網(wǎng)絡擴大了選擇范圍，因此將包含各種中繼接口在內(nèi)的交換網(wǎng)絡稱為選組級4、模

16、擬中繼接口：為數(shù)字交換機適應模擬環(huán)境設置的，將模擬信號轉換為數(shù)字信號或將頻分多路復用FDM轉換為時分多路復用TDM，即PCM數(shù)字編碼5、數(shù)字中繼接口：數(shù)字交換機和數(shù)字中繼線之間的接口電路，將中繼線上傳送的數(shù)字信號進行同步、碼型變換和線路信號提取等，變?yōu)閿?shù)字交換網(wǎng)絡可以接受的信號形式6、移動電話接口：數(shù)字交換機對公用移動電話網(wǎng)的硬件接口，在相應軟件的控制下，完成移動電話網(wǎng)與公用電話網(wǎng)之間的呼叫處理7、信號設備：分信號音發(fā)生器及多頻接收器和發(fā)送器。信號音發(fā)生器采用數(shù)字音存儲方法直接產(chǎn)生交換機所需的各種數(shù)字化信號音；多頻信號接收器和發(fā)送器主要用于記發(fā)器多頻信號的發(fā)送和接收，包括雙音頻話機的雙音多頻D

17、TMF接收器二、控制部分主要是存儲各種程序和數(shù)據(jù)，對交換機的各種信息進行處理，并對通話部分和輸入、輸出設備發(fā)出詳細的動作指令由處理機、存儲器和外圍設備組成控制方式：集中控制、分散控制第二節(jié) 用戶級主要內(nèi)容：模擬用戶電路、用戶集線器、數(shù)字用戶電路一、模擬用戶電路傳輸線路為二線模擬線路，采用直流環(huán)路信號方式具有BORSCHT七大功能B:Battery feed 饋電 O:Overvoltage protection 過壓保護R:Ringing control 振鈴控制S:Supervision 監(jiān)視C:CODEC & filters 編譯碼和濾波 H:Hybrid 混合電路T:Test 測

18、試測試T測試電路振鈴R振鈴電路過壓保護O饋電監(jiān)視BS混合H編譯碼和濾波C交換網(wǎng)絡控制系統(tǒng)用戶線路B饋電：向用戶話機采用-48V國內(nèi)(-60V國外)的直流供電O過壓保護：在配線架上安裝保安器，保護交換機免遭高壓襲擊R振鈴控制：向被叫用戶振鈴時采取隔離措施，使較高的鈴流電壓不能流向用戶電路內(nèi)部S監(jiān)視：監(jiān)視用戶線的通/斷狀態(tài)，及時將信息送給處理機處理C編解碼和濾波：完成模擬信號和數(shù)字信號間的轉換H混合電路：進行二/四線轉換T測試：及時發(fā)現(xiàn)用戶終端、用戶線路、用戶接口電路可能發(fā)生的混線、斷線、接地、與電力線碰接以及元器件損壞等各種故障，以便及時修復和排除。在某些特殊情況下，還要增加一些功能，如：極性倒

19、換、衰減控制、計費脈沖發(fā)送和投幣話機硬幣集中控制等二、用戶集線器進行話務集中或分散（因為對于每個用戶來說，話務量很低，單獨占據(jù)一條話路，浪費），多采用一級T接線器，且要求：復用時輸入時隙大于輸出時隙，輸出時隙為全利用度，控制存儲器公用，采取讀出控制方式；分路時與復用情況相反1270SMU0R1270R1270RSMU1SMU150127LCMU用戶時隙號SMD號LCMU存儲內(nèi)容上行通道輸出母線 120CH至數(shù)字交換網(wǎng)絡1270SMD0W1270W1270WSMD1SMD150127LCMDLCMD存儲內(nèi)容下行通道輸入母線 120CH自數(shù)字交換網(wǎng)絡來用戶時隙號SMU號8個7bitSM的號碼4bi

20、t控制存儲器集中比為16：1寫入控制方式由用戶處理控制讀出順序寫入因輸出母線只提供120個話路，每個SM可接120個用戶（共集中了1920個用戶）話音存儲器每一對用戶處理機能夠對16個用戶機框進行控制，每個機框中安裝了15塊用戶電路板和1塊選擇板，而每塊用戶電路板上能夠連接8條用戶線。因此每一對用戶處理機能夠對最多16×15×81920條用戶線進行控制，而所有的16個用戶機框通過4條PCM30/32的復用線連接到選組級上，因此所有的最多1920人只能共有最多4×30120條話路接入選組級上，達到集中比為1920：12016：1。集中的過程是通過用戶級的T接線器完成

21、的。如上圖。三、數(shù)字用戶電路數(shù)字交換機和數(shù)字用戶終端設備之間的接口電路收發(fā)器多路復用和分路信令插入測試饋電過壓保護控制系統(tǒng)用戶線交換網(wǎng)絡二線四線基本功能：碼型變換、回波消除、均衡、擾碼和去擾碼、信令插入和提取、多路復用和分路以及提供2B+D的信道結構1、碼型變換：交換機內(nèi)部使用的數(shù)字信號是簡單的二進制單極性不歸零碼NRZ，數(shù)字線路上使用的碼型為雙相碼、AMI碼、4B3T碼、2B1Q碼等2、回波消除：實現(xiàn)四線數(shù)字傳輸充分利用現(xiàn)有的大量普通二線用戶線路自適應均衡器判決器+輸出信號輸入信號3、均衡：對信道的頻率特性進行補償，原因是信道不可能具有理想的頻率特性，即幅頻為常數(shù)，相頻為線性，因此會引起傳輸

22、信號的碼間干擾見上圖，利用自適應均衡器，原理：利用已接收的信號數(shù)據(jù)，合成一個碼間干擾估計，去抵消接收信號的碼間干擾4、擾碼和去擾碼：擾碼在發(fā)送數(shù)據(jù)序列中加入一個偽隨機序列，以破壞傳送數(shù)據(jù)中可能出現(xiàn)的全0、全1或某種周期重復的規(guī)律性；去擾碼恢復提取用戶原來發(fā)送的實際數(shù)據(jù)5、信令插入和提?。豪脮r分復用技術在傳輸速率中劃分出一個子信道專門用于信令傳輸（為數(shù)字用戶終端與交換機之間的控制信號的傳送接口）6、多路復用和分路：在接口和交換網(wǎng)絡之間，插入一個速率匹配過程，當環(huán)路>64kb/s時，將環(huán)路信號分離為若干條64kb/s信道，反之，則復用第三節(jié) 中繼接口模擬中繼接口：用于連接模擬中繼線，可用于

23、長途、市內(nèi)交換以及小交換機中繼連接數(shù)字中繼接口：完成交換網(wǎng)絡和中繼線之間的PCM碼流適配變換處理功能（因為數(shù)字交換和數(shù)字傳輸對數(shù)字信號波形和處理有不同的要求）一、模擬中繼接口電路與用戶電路類似，有過壓保護O、編解碼和濾波C和測試T功能，但不需要饋電B、振鈴保護R功能，還有線路信號的監(jiān)視控制和中繼線的忙閑指示功能測試T過壓保護O線監(jiān)路視信和號保護S混合線圈H編碼濾波解碼C數(shù)字交換網(wǎng)二線或四線線路忙閑指示任務：話音A/D轉換和線路信號的接收和發(fā)送話音信號的轉換：實線音頻采用單路編譯碼器即可FDM復用信號：先恢復音頻信號，然后譯碼或直接將FDMTDM譯碼兩種線路接口1、ab線接口：通過實線與對端模擬

24、交換機相連，采用直流信號方式的接口，接口電路用光電耦合接收和檢測中繼線上對方送來的直流信號，發(fā)端同樣采用繼電器或光電耦合控制線路上的電壓極性和電流大小，用于發(fā)送直流信號；原模擬局的中繼器仍可使用，只在模擬設備和PCM復用設備之間加入一個信號轉換器2、EM接口：將線路信號通過額外的EM線來傳遞；E(Ear)表示接收信號線，M(Mouth)表示發(fā)送信號線，將話音和信號線分開節(jié)省了PCM設備投資，電路調度方便，但模擬交換機中原有中繼器要換成EM接口的中繼設備，分四線EM和二線EM接口單/雙時鐘提取碼型變換幀定位再生控制告警檢測信令提取同步插入信令插入碼型變換PCM輸入PCM輸出至交換機由交換機來CP

25、插入控制雙/單一、 數(shù)字中繼接口數(shù)字中繼接口電路功能 電氣功能：電壓、脈沖波形、阻抗及傳輸碼率等； 比特功能：幀格式、信號格式、維護信息格式等具體用GAZPACHO表示G：Generation of frame code 幀碼產(chǎn)生A:Alignment of frame 幀定位Z:Zero string suppression 連零抑制P:Polar conversion 碼型變換A:Alarm processing 告警處理C:Clock recovery 時鐘恢復H:Hunt during reframe 幀同步O:Office signalling 信令插入、提取1、幀碼產(chǎn)生G：發(fā)送PC

26、M碼流中偶幀零時隙的第二位至第八位插入同步碼0011011和奇幀零時隙第二位插入固定碼1，由接收端識別以建立幀同步2、幀定位A：接口電路對輸入碼流進行調整，使其同步后再進入數(shù)字交換網(wǎng)絡；其中發(fā)生丟幀為負滑碼（延遲超過125s），重讀幀為正滑碼（延遲小于0），定位還可消除傳輸中抖動和漂移帶來的影響（因為輸出的碼流由本機時鐘和幀同步信號控制）3、連零抑制Z：使連零個數(shù)不超過某一個值，并能在接收端識別這種變化，如HDB3碼中連零碼不超過3個4、碼型變換P：交換機內(nèi)部和傳輸線路的碼型均能得到保證5、告警處理A：傳輸中干擾超過一定范圍就成為故障，發(fā)出告警，要求維護。此信號不僅要通知本端的處理設備和維護管

27、理系統(tǒng)，還要通知對端，如接收端發(fā)生失步，就要把送至對端PCM碼流中的奇次幀中的TS0第3比特（對端告警位）置“1”，恢復后再置“0”，如果接收電路收到對端告警，也應通知控制系統(tǒng)和維護系統(tǒng)系統(tǒng)，以采取諸如關閉信息等措施，因此，此告警處理功能應由誤碼檢測、幀同步檢測、復幀同步檢測、滑碼檢測、計時統(tǒng)計、對端告警檢測和告警插入等部分組成6、時鐘恢復C：按時鐘信號對送來的PCM碼流中的每一位碼在碼位中央進行抽樣，判定“0”或“1”，以重新恢復矩形脈沖碼形，恢復信號。該時鐘信號是從輸入的PCM碼流中用諧振電路提取7、幀同步H：使發(fā)端發(fā)送的各路信號能正確地被收端各路接收。具體作法：使接收端的幀和復幀時序按發(fā)

28、端的時序一一對準。依靠發(fā)端在特定的時隙或碼位上發(fā)送特定的碼組或碼型，收端從收到的PCM碼流中，對同步碼組或碼型進行識別，確認和調整以獲得同步8、信令插入、提取O：數(shù)字中繼線路信令在傳輸中占有一確定的時隙，接口電路應有局間信令提取和插入功能。如隨路信令系統(tǒng)中TS16提取電路從經(jīng)過碼型變換的PCM碼流中提取TS16信令信息，將其變換為連續(xù)的64kb/s的信號，在輸入時鐘產(chǎn)生的寫地址控制下，寫入控制電路存儲器，然后在網(wǎng)絡時鐘產(chǎn)生的讀地址控制下，按送往網(wǎng)絡的信令格式逐位讀出。信令信號的插入按網(wǎng)絡時鐘由TS16插入器把信號插入到PCM碼流的TS16中經(jīng)PCM傳輸?shù)谒墓?jié) 信號設備為接收和發(fā)送接續(xù)所需的各種

29、信號而設置的種類有：各種信號音發(fā)生器、雙音多頻信號接收器、多頻信號接收器、發(fā)送器、鈴流發(fā)生器（模擬信號）等一、數(shù)字音信號發(fā)生器利用可編只讀存儲器進行，對要求發(fā)生的正弦信號每隔125s取樣一次，將每次取樣的幅度進行計算，以獲得所需的數(shù)字信息，然后將它寫入只讀存儲器內(nèi)，當需要產(chǎn)生數(shù)字化信號音時，只要按一定規(guī)律去讀存儲器的內(nèi)容即可獲得。見P30單音頻信號的產(chǎn)生若信號頻率fm,取樣頻率fs ,從零開始，前者經(jīng)m周，后者經(jīng)s周重合，則取樣信號的變化周期s為存儲器的容量，見P32雙音頻信號的產(chǎn)生二、多頻信號發(fā)生器1、當正弦信號為二個時，fm,fn,fs求出它們重合的周期，取樣頻率變化的次數(shù)2、當多頻信號經(jīng)

30、代數(shù)相加后，波形都是對稱的，利用這些對稱性適當控制對存儲器讀出地址的順序和抽樣值的極性能有效地減小對存儲器容量的要求3、具體做法如下：偶對稱，采用順讀和倒讀；(奇對稱，改變抽樣值的極性)將整個波形分為均勻的四段4、第段按地址順序讀出，第段為第段倒讀，第段為順讀后極性碼置反，第段為倒讀后極性碼置反；這樣只讀存儲器的容量就減到原來的1/4所以雙音多頻信號所需要的只讀存儲器數(shù)量為 n(n種MFC信號)×101三、數(shù)字多頻信號的接收1、數(shù)/模變換模擬窄帶濾波器邏輯判決電路2、數(shù)字濾波器數(shù)字邏輯電路四、數(shù)字音信號的接收、發(fā)送及和交換網(wǎng)的連接信號接收存儲器接口電路信號發(fā)生器信號接收器至數(shù)字中繼電

31、路并路分路TTS至CPU信號發(fā)生器接在TST網(wǎng)的入口處，一種頻率組合占用一個通道時隙，采用半永久性連接；信號接收器連至TST網(wǎng)的出口處，一個接收器占用一個通道第五節(jié) 控制設備程控交換就是存儲程序控制交換，通過處理機執(zhí)行和處理存儲的程序和數(shù)據(jù)，控制交換機完成交換功能，對控制設備的要求，具體要求見P54的4點一、 控制系統(tǒng)的結構方式1、集中控制(見P55圖4.1)：交換機的控制系統(tǒng)由幾臺處理機組成，每一臺處理機均能使用全部資源，也能執(zhí)行所有功能優(yōu)點：處理機對整個交換系統(tǒng)狀態(tài)有全面了解，改變軟件非常簡單缺點：軟件量大，設計繁雜，管理困難，系統(tǒng)較脆弱，易造成全局性中斷2、分散控制：交換機控制系統(tǒng)的每臺

32、處理機只能達到資源的一部分，只能執(zhí)行一部分功能；功能分配分靜態(tài)、動態(tài)靜態(tài)分配：資源和功能分配一次完成，各處理機根據(jù)不同的分工配備專門的硬件，穩(wěn)定性高，但靈活性差動態(tài)分配：每一臺處理機可以處理所有的功能，也可以達到所有資源，但根據(jù)系統(tǒng)的不同狀態(tài)，對資源和功能進行最佳分配，優(yōu)點在于當一臺處理機發(fā)生故障，可由其它處理機完成全部功能，但分配相當復雜處理機間所采用的分工方式有：功能分擔、容量分擔、功能分擔與容量分擔相結合，見P55二、 控制系統(tǒng)的冗余性1、微同步（同步雙工）方式：二個處理機同時接收信息，同時執(zhí)行一條指令，并且比較其執(zhí)行結果，相同，轉入下一條指令；不同，立即在幾微秒內(nèi)退出服務。各自檢查程序

33、，發(fā)現(xiàn)其中一臺有故障，則其退出服務做進一步檢查，另一臺繼續(xù)工作，若二臺完好，說明干擾引起出錯，恢復正常工作2、負荷分擔（話務分擔）方式（互助結構）：處理機A、B均從外圍單元提取信息進行處理，各自承擔一部分話務負荷，獨立進行工作，發(fā)出控制信息，一旦某一處理機出現(xiàn)故障，則由另一臺處理機承擔全部負荷，無需切換過程，呼損很小。此時單機可能有輕微的過載，但時間很短，一旦另一臺處理機恢復運行，便一切正常。但二臺處理機需經(jīng)常保持聯(lián)系。3、主/備用方式：A、B機公用存儲器，在任何情況下，只有其中一臺處理機與外圍單元交換信息，主機承擔全部外圍單元的話務負荷，備用機處于停止狀態(tài)。當主機出現(xiàn)故障時，利用切換程序，使

34、其退出服務，備用機聯(lián)機工作，此時備用機未經(jīng)校正就投入工作，可能使大量呼叫遭到損失外圍設備處理機A處理機B專用MA公用M公用M專用MB處理機N+1專用MN+14、N+1方式：一臺處理機專作為備用機，平時不工作，在N臺工作機中的任一臺出現(xiàn)故障時，備用機立即替代。三、處理機間的通信方式處理機間通信：指各處理機之間控制和輔助信息的傳輸和交換控制信息：完成話音交換所必須傳送和交換的信息1、通過PCM通道進行通信：利用第16時隙進行通信或通過數(shù)字交換網(wǎng)絡的PCM信道直接傳送。優(yōu)點：外加硬件和軟件的費用少；缺點：信息量小，速度慢2、采用計算機常用的通信結構方式：多總線結構、環(huán)形結構四、外圍處理機：輔助中央處

35、理機的工作并對外圍設備進行控制，受中央處理機的控制1、用戶處理機：負責控制一個用戶或（遠端）模塊，與中央處理機配合工作，實現(xiàn)對該模塊中各用戶的呼叫處理。主要對用戶線信號（摘機、掛機、撥號等）的掃描和向用戶送出各種信號音和鈴流，對用戶級交換網(wǎng)絡的控制以及根據(jù)中央處理機的命令選擇并占用至母局間中繼線2、中繼處理機：負責控制各種類型的中繼接口電路，接收和發(fā)送相關的線路信號，并通過和中央處理機之間的通信，輔助后者實現(xiàn)局間的連接及傳遞記發(fā)器信號3、區(qū)域處理機：負責硬件和中央處理機之間的信息的轉換可用度(A)=累計有效工作時間規(guī)定工作時間五、控制系統(tǒng)的可靠性單機結構不可用度(U)=1-A=累計有效工作時間

36、+累計中斷時間累計中斷時間雙機冗余累計有效工作時間(雙)=累計有效工作時間22×累計中斷工作時間不可用度(U雙)=累計有效工作時間2+2×累計中斷時間22×累計中斷時間22×累計中斷時間2累計有效工作時間2討論、思考題、作業(yè)：1、 程控交換機由哪些主要部分組成？它們的作用是什么？2、試述BORSCHT功能的含義 程控交換技術與設備 課程教案授課題目（教學章、節(jié)或主題）：第三章 程控交換機軟件結構課時安排4課時授課時間教學目的、要求（分掌握、熟悉、了解三個層次）：1、軟件的概述2、呼叫過程的理解3、程序的執(zhí)行管理教學內(nèi)容（包括基本內(nèi)容、重點、難點）：基本內(nèi)

37、容：1、軟件的概述2、呼叫過程的理解3、程序的執(zhí)行管理教學重點：1、呼叫過程的理解教學難點：1、呼叫過程的理解教學過程：程控交換機軟件的組成程控交換機通過控制系統(tǒng)中的程序運行控制整個話路部分的接續(xù)任務。因此，軟件在交換機中具有極其重要的作用軟件分運行軟件和支援軟件一、 運行軟件：支持交換系統(tǒng)正常運行所需的呼叫處理、管理和維護等全部程序和數(shù)據(jù)的總稱1、程序：包括系統(tǒng)程序和應用程序系統(tǒng)程序=任務調度(按優(yōu)先級給應用程序分配處理機時間)+I/O設備的管理和控制(控制I/O設備與處理機間的通信) +資源的調度和分配(給正在運行的程序分配存儲器和外部設備資源) +處理機間的通信（用于多處理機系統(tǒng)）+系統(tǒng)

38、的監(jiān)視和故障處理（對交換機的公用設備的工作情況進行監(jiān)視、對故障應及時進行識別、分析和處理）+人機通信(對輸入的命令進行編輯和執(zhí)行)是交換機硬件與應用程序之間的接口。應用程序:是直接控制電話交換和維護管理的程序應用程序=呼叫處理(負責建立呼叫接續(xù)并對呼叫進行監(jiān)視、釋放（具體有掃描監(jiān)視等）和計費管理) +管理程序(對交換機的運行進行管理和控制的程序：對話務量的觀察、統(tǒng)計和分析，對用戶線和中繼線的維護測試，對業(yè)務質量的檢查、業(yè)務變更（用戶的變動處理、業(yè)務的變動）的處理)+維護程序(故障檢測、診斷和定位)2、 數(shù)據(jù)=系統(tǒng)數(shù)據(jù)(與交換機系統(tǒng)有關的數(shù)據(jù)) +局數(shù)據(jù)(與局設備和安裝情況有關的數(shù)據(jù)) +用戶數(shù)

39、據(jù)（反映用戶情況的數(shù)據(jù)：如用戶類別、設備號碼、業(yè)務類別、話機類別等）一般以表格的形式存放二、 支援軟件：用來開發(fā)和生成交換局的軟件和數(shù)據(jù)，以及開通時的測試支援軟件=軟件開發(fā)(源文件生成，程序編譯、連接及測試程序等)+應用工程(交換網(wǎng)規(guī)劃、設計及安裝程序)+軟件加工(局數(shù)據(jù)、用戶數(shù)據(jù)生成軟件及軟件與數(shù)據(jù)的組裝)+交換局管理(資料的搜索和分析、資源的更改、編輯和輸出)程序設計語言 機器語言(目的程序)：二進制代碼表示的，計算機能夠直接識別的 匯編語言(源程序)：采用助記符按一定語法規(guī)則編寫程序的語言 高級語言：接近人類的自然語言和科技習慣，通用性強：CHILL語言、SDL語言、MML語言一、CHI

40、LL語言CCITT High Lever Languare：由對象、動作和程序結構組成1、 數(shù)據(jù)描述：數(shù)據(jù)定義語句和數(shù)據(jù)說明語句；如：DCL X，Y，Z INT；（為一條數(shù)據(jù)說明語句，X，Y，Z為整數(shù)模式）2、 動作描述：對數(shù)據(jù)的各種運算以及進行各種運算的一些控制命令；如Z：=X-Y（計算整數(shù)X與Y之差，并將結果賦予Z）3、 程序結構描述：說明程序的壽命和能見度；（即程序單元存在的范圍，何時開始，何時結束，某個名稱在什么范圍內(nèi)有效）如TEST_1：MODULE；END TEST_1；（代表模塊TEST_1的開始和結束）CHILL語言用于軟件設計、程序編譯和軟件檢驗，語法用語法圖表示二、SDL語

41、言Specification and Description Language圖像語言，用于軟件系統(tǒng)設計、系統(tǒng)設計和軟件設計1、 SDL/GR形式：圖形表示法，閱讀方便2、 SDL/PR形式：文字描述法，類似于偽隨機碼，輸入時使用狀態(tài)輸入輸出任務判斷STATE 或NEXTSTATEINPUTOUTPUTTASKDECISION 或ENDDECIDIONSDL/PRSDL/GR例：摘機過程：STATE Idle; IUPUT A_off_hook; DECISION Blocking (YES):NEXTSTATE Blocking; (NO):TASK Connect Digit Receiv

42、e; OUTPUT Send_Dial_Tone; TASK SET(NOW+20s,T1); NEXTSTATE Await_First_Digit; ENDDECISION;STATE Blocking; INPUT A_on_hook; NEXTSTATE Idle;空閑 IdleA摘機A-off-hook閉鎖 BlockingA掛機A-on-hookYESNO接空閑收號器Connect Digit Receiver送撥號音Send Dial Tone啟動計時器T1SET(NOW+20s)T1等待第一位號碼Await First Digit空閑 Idle閉鎖Blocking例：主叫用戶A

43、在空閑狀態(tài)摘機，輸入一個摘機信號后，首先判別該用戶是否閉鎖，若沒有，則接一個空閑收號器，送撥號音啟動20s計時器T1，進行計時，進入“等待第一位號碼”狀態(tài)；若被“閉鎖”則轉入“閉鎖”狀態(tài)，主叫用戶掛機，再次進入空閑狀態(tài)三、MML語言Man-Machine Language用于交換機的操作、維護、安裝和測試1、 輸入語言(命令)：命令碼+參數(shù)塊（用于對交換機下達命令） 命令碼：應進行的操作，可不帶參數(shù)塊或帶多個參數(shù)塊，參數(shù)塊之間用“：”分隔，各命令碼之間用空格分隔；動詞+名詞組成。如DIS 顯示；CHA 修改；SUB 用戶；BLT 已閉塞的終端設備 參數(shù)塊：操作所需的信息，一個命令中可有多個參數(shù)

44、塊，參數(shù)塊之間用：分隔，參數(shù)塊內(nèi)各參數(shù)之間用，分隔例： DIS BLT CHA SUB：DNCH，DN=4567，NDN=5488；（表示修改用戶電話號碼，原號碼4567，新號碼5488）2、 輸出語言：顯示屏上顯示或打印機打印出來的信息，交換機的輸出信息 · CONGESTION ROUTE TG=0008 1993-9-23-23 09:30:20（第8號中繼線群在1993年9月23日9時30分20秒路由全忙超過規(guī)定時間緊急告警）3、 MML語言進行對話的過程：請求就緒指示I輸入通行字顯示題頭就緒指示II輸入通行字輸入通行字輸入命令響應輸出結束按“請求”鍵顯示：<PASSW

45、ORD鍵入：通行字顯示：交換局名 日期 時間 星期 命令號顯示：<鍵入：CHA SUB：DNCH DN=XXXX,NDN=XXXX；顯示輸入命令< CHA SUB····顯示：No.25 CHA SUBCOMMAND END操作顯示四、三種語言不同使用階段（見P91圖6.2）系統(tǒng)功能說明系統(tǒng)設計軟件設計程序編制軟件檢驗運行和維護軟件維護SDLCHILLMMLSDLCHILL程序的執(zhí)行管理軟件技術、程序的執(zhí)行級別、程序的啟動控制一、軟件技術 實時處理：無論用戶在何時發(fā)出處理請求，交換機都應立即響應，并在允許的時限范圍內(nèi)給予執(zhí)行處理，如摘機、撥號

46、等。有定時掃描、多級中斷、隊列1、 定時掃描：用戶請求是隨機的，采取周期性的監(jiān)視掃描，實時性要求高，掃描周期就短，如撥號脈沖監(jiān)視掃描周期為8ms,相應識別程序的執(zhí)行周期為8ms；摘機、掛機的監(jiān)視掃描周期為100200ms，相應識別程序的執(zhí)行周期為100200ms2、 多級中斷：用來按時啟動實時要求較嚴格的程序。如故障，并把程序實時要求的嚴格程度劃分為若干個優(yōu)先等級3、 隊列：沒有周期性要求，實時性要求不是很嚴格，插空執(zhí)行，采用隊列啟動·多重處理：是交換機的處理設備面對眾多的呼叫所采取的處理方法。按優(yōu)先順序依次處理、多道程序同時處理(完成一個任務后，不等待外設動作，又去處理另一任務)、

47、群處理(一般用于用戶線掃描或中繼線掃描)、多處理機二、程序的執(zhí)行級別1、 故障級：實時性要求最高，平時不用，一旦發(fā)生故障，就須立即執(zhí)行，不受任務調度的控制又分FH、FM、FL三級FH：處理影響全機的最大故障，如電源中斷等FM：處理中央處理機故障的程序FL：處理話路子系統(tǒng)I/O系統(tǒng)等局部故障的程序2、 周期級：實時性要求較高，有固定的執(zhí)行周期，每隔一定時間由時鐘定時啟動，分H和L兩級，一般用時間表來控制啟動H級：在規(guī)定的周期時間里必須及時啟動，如撥號識別，否則會錯號L級：如用戶的摘、掛機識別3、 基本級：實時性要求不太嚴格，沒有周期性，有任務就執(zhí)行，或周期較長，多是一些分析程序也分BQ1、BQ2

48、和BQ3 ，一般用隊列來控制啟動三、 程序的啟動控制程序的啟動是由任務調度程序控制運行的，每當發(fā)生周期中斷時，處理機就從內(nèi)存中啟動任務調度程序，控制各種級別的程序啟動，每隔4ms進行一次。在4ms內(nèi)，所應執(zhí)行的H、L、B級程序都執(zhí)行完后還有空余時間，處理機執(zhí)行暫停指令，進入暫停狀態(tài)，等待下一個4ms中斷的到來。故障級不受任務調度程序的控制，一旦發(fā)生故障，通過中斷源觸發(fā)器發(fā)出中斷，中斷正在執(zhí)行的周期級或基本級程序，同時通過緊急啟動電路啟動故障處理程序，處理完畢，再啟動處理程序，交換機重新投入運行周期中斷中斷源分析程序非周期中斷任務調度程序H級控制程序有H級處理嗎？H級程序H級程序L級控制程序L級

49、程序L級程序B級標志程序有L級處理嗎？有B1任務嗎？有B2任務嗎？有B3任務嗎？B級控制程序任務任務任務任務任務停機有無有無有無有有無無程序的啟動控制為：（見P105圖6.8）等待BQ3級BQ2級BQ1級基本級L級H級周期級FL級FM級FH級故障級4ms4ms4ms4ms*中斷點中斷后返回啟動的任務周期級中斷時間表時間表：由計數(shù)器、屏蔽表、時間表和轉移表組成圖示時間表有12個單元，表明所要執(zhí)行的程序最長為96ms，字長為16位，表明每個單元里可以有16個要執(zhí)行的程序。每一位代表一個程序，“1”表示要執(zhí)行該程序，“0”為不執(zhí)行該程序；屏蔽表稱有效位圖中各部分的功能：時間計數(shù)器：周期級中斷計數(shù)器，

50、根據(jù)時間表單元數(shù)設置的。是時間單元表的地址索引，以計數(shù)器的值控制執(zhí)行時間表的各個單元的任務（如時間表有12個單元，則計數(shù)器由0開始累加到11后再回到0）屏蔽表（有效位）：每一位對應一條程序，若某一位為1，就執(zhí)行相應的程序，為0則不執(zhí)行該程序時間表：執(zhí)行任務的調度表，上圖中有12個單元，表明要執(zhí)行的程序最長周期是8*12=96ms，字長為16位，表明每個單元里可以有16個要執(zhí)行的程序。1執(zhí)行該程序，0不執(zhí)行轉移表：存放周期性程序和任務的起始地址，行數(shù)對應于時間表的位數(shù)，當判明時間表某位為1時，即以位數(shù)為指針，查找轉移表，得到對應程序的首地址，從而去調度執(zhí)行F E D B A 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 101101111111111111111111111111111111111111時間計數(shù)器清零用戶群1掃描識別程序中繼器掃描識別程序位間隔識別程序按鈕號碼識別程序測試用撥號脈沖識別程序撥號脈沖識別程序屏蔽表時間表T0T1T2T3T4T5T6T7T8T9TATB 轉移表入口地址表時間計數(shù)器（8ms）時間表的控制過程：（見P106圖6.9）由時間表控制啟動的程序，其掃描周期并不都是8ms，對撥號脈沖識別程序的掃描周期是8ms，故在時間表各單元的0#位中均填入1，而按鈕號識別程序的掃描周期是16ms，所以在時間表2#位中每