第5講 電路交換技術及接口電路課件

1、第3章 電路交換技術及接口電路課堂線索：交換復用連接（連接函數(shù)）開關（開關陣列組成的連接器）網(wǎng)絡(單級與多級交換網(wǎng)絡區(qū)別)設想一下，接下來內(nèi)容是什么？ 硬件系統(tǒng)的基本組成目 錄3.1 電路交換技術的發(fā)展與分類3.2 電路交換系統(tǒng)的基本功能3.3 接口電路3.4 數(shù)字多頻信號的發(fā)送與接收3.1 電路交換技術的發(fā)展3.1.1人工交換機階段u磁石交換機（1878 美國 新港市）u共電交換機（1882 手搖發(fā)電機到集中供電）u縱橫制交換機u步進制交換機：標志著從人工時代邁入機電自動交換時代。但其速度慢、效率低、雜音大與機械磨損嚴重。3.1 電路交換技術的發(fā)展3.1.2 機電式自動交換機階段“存貯程序控

2、制”方式。即把各種控制功能、步驟、方法編成程序，放入存貯器，利用存貯器內(nèi)所存貯的程序來控制整個交換工作。3.1 電路交換技術的發(fā)展3.1.3 電子式自動交換機階段（存儲程序控制）3.1 電路交換技術的發(fā)展：歷史3.2 電路交換系統(tǒng)的基本功能3.2.1 電路交換呼叫接續(xù)過程3.2.2 電路交換的基本功能概述3.2.3 控制系統(tǒng)的配置方式 3.2.4 電路交換系統(tǒng)的性能指標 3.2.1 電路交換呼叫接續(xù)過程1）呼叫建立；2）消息傳輸；3）話終釋放3.2.2 電路交換的基本功能概述n能隨時發(fā)現(xiàn)呼叫的到來n能接收并保存主叫發(fā)送的被叫號碼n能檢測被叫的忙閑以及是否存在空閑通路n能向空閑的被叫用戶振鈴，并

3、在被叫應答時與主叫建立通話電路 n能隨時發(fā)現(xiàn)任何一方用戶的掛機 u5項基本要求u交換系統(tǒng)的基本功能n連接功能：是在交換系統(tǒng)中建立通信通路功能n信令功能和終端接口功能。信令功能：是傳遞控制信號的功能；終端接口功能：是各種與交換系統(tǒng)的連接接口n控制功能：是控制連接系統(tǒng)建立通路的功能3.2.2 電路交換的基本功能概述3.2.2 電路交換的基本功能概述：連接功能u信令功能：除了通信時的用戶信息以外的各種控制命令。在呼叫建立的過程中，離不開各種信令的傳送和監(jiān)視：呼出監(jiān)視；應答與接收監(jiān)視。 號碼、脈沖接收；音頻信號接收。 音信號：撥號音；鈴流與回鈴音；忙音。 終端信令(用戶-網(wǎng)絡信令):用戶終端和本地交換

4、機之間的信令。 局間信令:交換機之間通過中繼線傳遞的信令。u終端接口功能：用戶線和中繼線均通過終端接口而接至交換網(wǎng)，終端接口是交換設備與外界連接的部分,又稱為接口設備或接口電路。 3.2.2 電路交換的基本功能概述：信令和終端接口u概念：處理器通過控制交換網(wǎng)絡實現(xiàn)連接。u實現(xiàn)：相應的控制部件。如“人” “處理器”等u分層：低層控制：連接功能和信令功能由一些硬設備實現(xiàn)。包括掃描用來發(fā)現(xiàn)外部事件的發(fā)生或信令的到來。驅(qū)動用來控制通路的連接、信令的發(fā)送或終端接口的狀態(tài)變化。 高層控制：指與硬設備隔離的高一層呼叫控制，例如對所接收的號碼進行數(shù)字分析，在交換網(wǎng)絡中選擇一條空閑的通路等。 3.2.2 電路交

5、換的基本功能概述：控制功能3.2.2 電路交換的基本功能概述3.2.3 控制系統(tǒng)的配置方式 u集中控制方式常用的雙機集中控制方式又分為負荷分擔和主備、用方式 u集中控制方式n分散控制，就是在系統(tǒng)的給定狀態(tài)下，每臺處理機只能達到一部分資源，和只能執(zhí)行一部分功能。 n分類：單級多機系統(tǒng)和多級多機系統(tǒng)單級多機分類多級多機3.2.3 控制系統(tǒng)的配置方式 u分散控制方式n隨著微處理機的迅速發(fā)展，分散控制程度可以更高，而采用全微機的分布式控制方式，可更好地適應硬件和軟件的模塊化，比較靈活，適合于未來的發(fā)展，出故障時影響小。 n在分布式控制中，每個用戶模塊或中繼模塊基本上可以獨立自主地進行呼叫處理。S-12

6、40數(shù)字程控交換機采用的是典型分布式控制方式。 3.2.3 控制系統(tǒng)的配置方式 u分布式控制3.3 接口電路3.3.1 接口電路的概念3.3.2 接口電路的分類及功能u數(shù)字交換網(wǎng)絡是核心，連接周圍模塊。u話路中有各種模擬信號、數(shù)字信號，怎么辦？采用接口電路。3.3.1 接口電路的概念3.3 接口電路3.3.2 接口電路的分類及功能3.3 接口電路u用戶模塊接口電路：用戶電路、用戶集中器和用戶處理機 n用戶電路通過用戶線直接連接用戶的終端設備話機，主要完成BORSCHT七大功能，這七大功能的具體講解見接口電路部分。 n用戶集中器主要完成用戶電路與核心交換網(wǎng)絡之間的連接，完成用戶話務的集中和擴散。

7、 n用戶處理機完成對用戶模塊的控制和管理功能。3.3.2 接口電路的分類及功能用戶側接口也分模擬與數(shù)字兩類n模擬Z接口連接模擬用戶線，用戶端為模擬話機，現(xiàn)在大量使用的固定電話還是模擬接口。n數(shù)字接口有V1V5幾種 nB（Battery Feeding）：饋電； nO（Over Voltage Protection）：過壓保護； nR（Ringing Control）：振鈴控制； nS（Supervision）：監(jiān)視； nC（CODEC & Filter）：編譯碼和濾波； nH（Hybrid Circuit）：混合電路； nT（Test）：測試。3.3.2 接口電路的分類及功能u用戶模塊

8、接口電路：模擬用戶接口功能BORSCHT 3.3.2 接口電路的分類及功能nB（Battery Feeding）饋電：話機由交換機統(tǒng)一供電，稱其為中央饋電。數(shù)字程控交換機的饋電電壓為48V，饋電電流為1850mA。饋電電路一般采用恒流源電路方式，以限制用戶線上的電流。nO（Over Voltage Protection）過壓保護：配線架上的氣體放電管（保安器）在雷擊時，已短路接地，但其殘余的端電壓仍在100V以上，這對交換機仍有很大威脅，故采取二次過壓保護措施。3.3.2 接口電路的分類及功能u用戶模塊接口電路：模擬用戶接口功能BORSCHT nR（Ringing Control）振鈴控制：振

9、鈴信號的標準是9015V、25Hz的高壓交流信號，該高壓信號是由專門的鈴流發(fā)生器產(chǎn)生。 3.3.2 接口電路的分類及功能u用戶模塊接口電路：模擬用戶接口功能BORSCHT nS（Supervision）監(jiān)視：用戶話機摘/掛機狀態(tài)、號盤話機發(fā)出的撥號脈沖 、對用戶話終掛機的監(jiān)視等 nC（CODEC & Filter）編譯碼和濾波：完成A/D和D/A轉(zhuǎn)換功能，它由編碼器（Coder）和譯碼器（Decoder）組成，簡稱為CODEC。在編譯碼器之前，還有濾波器，以濾除3003400之外的頻率。語音信號、話機上的DTMF按鍵音和收到的信號音，都是通過該電路進行實時A/D和D/A轉(zhuǎn)換。3.3.2

10、 接口電路的分類及功能u用戶模塊接口電路：模擬用戶接口功能BORSCHT nH（Hybrid Circuit）混合電路：模擬用戶線為二線傳輸，A/D轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號采用四線傳輸，故在A/D變換之前和D/A變換之后，要采用如圖所示混合電路來進行二/四線轉(zhuǎn)換，圖中平衡網(wǎng)絡對用戶線進行阻抗匹配。nT（Test）測試：測試故障分為外線測試和內(nèi)線測試。外線測試對用戶線進行測試，主要測試用戶電纜的一些指標，如環(huán)阻、對地電阻、對地電容、線間電容等；內(nèi)線測試對用戶電路本身進行測試。3.3.2 接口電路的分類及功能u用戶模塊接口電路：模擬用戶接口功能BORSCHT n數(shù)字信號的終端用戶設備，例如數(shù)字話機、個人計

11、算機等通過用戶線路，接到交換機的數(shù)字用戶線接口，就可實現(xiàn)用戶到用戶的數(shù)字連接。n為了實現(xiàn)用戶到用戶的數(shù)字連接而開發(fā)的本地交換機用戶側的數(shù)字接口。即V1、V2、V3、V4和V5接口。nV5接口是一個開放的接口。通過V5接口網(wǎng)絡運營者可以選擇最好的系統(tǒng)設備進行組合支持不同的接入方式，本地交換機可以接納各種接入網(wǎng)設備，從而使網(wǎng)絡向有線/無線結合的方 向發(fā)展。提供綜合業(yè)務 、增加安全、可靠性。3.3.2 接口電路的分類及功能u用戶模塊接口電路：數(shù)字用戶線接口數(shù)字程控交換系統(tǒng)和數(shù)字用戶終端設備之間的接口電路。n中繼側接口分A、B、C三種，A、B接口為數(shù)字中繼接口，主要完成碼型變換，時鐘提取，幀同步，幀定

12、位等功能。C接口為模擬中繼接口，主要完成A/D、D/A轉(zhuǎn)換，2/4線轉(zhuǎn)換，多路復用等功能。n與模擬用戶接口電路比較：少了振鈴控制，對用戶狀態(tài)監(jiān)視變?yōu)閷€路信令的監(jiān)視。3.3.2 接口電路的分類及功能u中繼模塊接口電路n一種是傳送音頻信號的實線中繼線，和用戶線一樣，在中繼接口中可直接進行數(shù)字編碼；n另一種是接頻分復用（FDM）的模擬載波中繼線，這種接口通常要先恢復話音信號，然后再進行數(shù)字編碼。目前使用較多的是FDM-TDM直接變換方法。3.3.2 接口電路的分類及功能u中繼模塊接口電路：兩種模擬中繼線u中繼模塊接口電路：數(shù)字中繼接口功能n主要功能：信號傳輸、同步、信令變換。與用戶電路的BORSC

13、HT功能相對應，可概括為GAZPACHO功能：幀碼發(fā)生、幀定位、連零抑制、碼型變換、告警處理、時鐘提取恢復、幀同步、信令插入與提取。3.3.2 接口電路的分類及功能3.3.2 接口電路的分類及功能u中繼模塊接口電路：數(shù)字中繼接口功能n輸入方向首先碼型變換，然后時鐘提取，幀、復幀同步，定位和信令提取。 n輸出方向信令插入，連零抑制，幀、復幀同步插入，最后進行碼型變換后輸出。3.4 數(shù)字多頻信號的發(fā)送與接收3.4.1 常用音信號及多頻信號 程控交換系統(tǒng)：全稱為存貯程序控制交換系統(tǒng)，這是用計算機控制的交換系統(tǒng),采用的是電子計算機中常用的“存貯程序控制”方式。3.4.2 信號產(chǎn)生、發(fā)送及接收n程控數(shù)字

14、交換機：除了鈴流信號，其他音信號和多頻（MF）信號都是采用數(shù)字信號發(fā)生器直接產(chǎn)生數(shù)字信號，使其能直接進入數(shù)字交換網(wǎng)。n克服了振蕩器頻率和幅度不穩(wěn)定的缺點，還節(jié)省了模數(shù)轉(zhuǎn)換設備。u產(chǎn)生：數(shù)字音信號發(fā)生器的基本原理是把模擬音信號經(jīng)抽樣、量化、按照一定的規(guī)律存入只讀存儲器（ROM）中，再配合控制電路，在使用時按所需要的要求讀出即可。u發(fā)送：數(shù)字信號可以通過數(shù)字交換網(wǎng)絡送出，和普通話音信號一樣處理；通過指定時隙（如時隙0，時隙16）傳送。u“鏈路半永久性”連接法n“鏈路半永久性”連接法：在數(shù)字交換網(wǎng)絡里，預先指定好一些內(nèi)部時隙，固定作為信號音儲存到次級T話音存儲器的通道。n在音信號采用“鏈路半永久性”連接時，不管有無要求，在次級T的話音存儲器中，總是有數(shù)字信號音存在。一旦需要聽某種信號音PCM數(shù)碼在該用戶所在的時隙讀出即可。音信號半永久性連接示意圖3.4.2 信號產(chǎn)生、發(fā)送及接收u多個用