電路交換-第二章交換技術(shù)基礎(chǔ)

第二章交換技術(shù)基礎(chǔ)

13.1通信網(wǎng)交換基本技術(shù)3.2交換單元與交換網(wǎng)絡(luò)3.3基本話務(wù)理論3.4通信網(wǎng)服務(wù)質(zhì)量第三章交換技術(shù)基礎(chǔ)

3.1網(wǎng)絡(luò)交換基本技術(shù)3.1.1接口技術(shù)3.1.2信令技術(shù)3.1.3控制技術(shù)3.1.4互連技術(shù)交換節(jié)點(diǎn)抽象功能結(jié)構(gòu)3.1網(wǎng)絡(luò)交換基本技術(shù)網(wǎng)絡(luò)接口控制信令用戶線中繼線交換節(jié)點(diǎn)功能結(jié)構(gòu)接口C&C08SM交換模塊功能結(jié)構(gòu)

3.1.1接口技術(shù)主要涉及硬件，部分功能可由軟件或固件實(shí)現(xiàn)。完成信號(hào)變換、速率適配與控制等功能。電話交換機(jī)：模/數(shù)用戶接口，模/數(shù)中繼接口；N-ISDN交換機(jī)：2B+D和30B+D接口；移動(dòng)交換機(jī)：與基站系統(tǒng)的接口；分組交換機(jī)：各種端口和物理媒體接口。3.1.1接口技術(shù)思科7200VXRC&C08SM

3.1.2信令技術(shù)信令是為建立通信連接及實(shí)現(xiàn)控制與管理而傳送的消息。用戶與網(wǎng)絡(luò)之間，網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)之間，以至不同網(wǎng)絡(luò)之間的互通，都需要通過信令來協(xié)調(diào)工作。信令系統(tǒng)是通信網(wǎng)的神經(jīng)系統(tǒng)，不同網(wǎng)系具有不同的信令協(xié)議和信令方式。DSS1、No.1、No.7、H.323、SIP等

3.1.3控制技術(shù)有效的控制是網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)信息傳遞的重要保障。交換節(jié)點(diǎn)具有集中和分散兩種控制方式，區(qū)別在于處理機(jī)控制結(jié)構(gòu)的配置方案不同?？刂萍夹g(shù)關(guān)系到整個(gè)節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)的容量、性能和服務(wù)質(zhì)量，互連、接口及信令功能的實(shí)現(xiàn)都與控制技術(shù)密切相關(guān)。

3.1.4互連技術(shù)實(shí)現(xiàn)任意入線與出線之間的互連是交換的基本功能。按照交換方式要求，節(jié)點(diǎn)內(nèi)互連網(wǎng)絡(luò)可以提供實(shí)連接或虛連接。節(jié)點(diǎn)內(nèi)互連網(wǎng)絡(luò)又稱為交換網(wǎng)絡(luò)（交換機(jī)構(gòu)）?；ミB技術(shù)涉及拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、選路策略、控制機(jī)理、多播方法、阻塞特性和可靠性保障等。

3.1.4互連技術(shù)節(jié)點(diǎn)交換網(wǎng)絡(luò)具有一定的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)?；ミB技術(shù)要解決的一個(gè)主要問題是，在滿足交換方式、容量和服務(wù)質(zhì)量要求的情況下，獲得高性能、低成本、便于擴(kuò)充與控制的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。

（一）拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

時(shí)分結(jié)構(gòu)：共享媒體（總線或環(huán)）和存儲(chǔ)器空分結(jié)構(gòu)：?jiǎn)渭?jí)或多級(jí)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

3.1.4互連技術(shù)選路策略主要針對(duì)多級(jí)空分交換網(wǎng)絡(luò)。節(jié)點(diǎn)內(nèi)部通路選路方案：逐級(jí)選擇與條件選擇自由選擇與指定選擇面向連接選路和無連接選路（二）選路策略

3.1.4互連技術(shù)對(duì)于電路交換，完成選路后只要將所選通路的有關(guān)標(biāo)識(shí)寫入控制存儲(chǔ)器，即可實(shí)現(xiàn)正常的交換控制。輸入控制、輸出控制。對(duì)于分組交換，虛連接建立后，信息傳送階段仍要對(duì)隨機(jī)到來的分組進(jìn)行選路控制。并解決分組競(jìng)爭(zhēng)、隊(duì)列管理、優(yōu)先級(jí)控制等。

（三）控制機(jī)理

3.1.4互連技術(shù)多播（Multicast）也稱為組播，是將某一信息源的數(shù)據(jù)同時(shí)傳送到多個(gè)目的端。在IP網(wǎng)絡(luò)中，多播一般通過多播IP地址來實(shí)現(xiàn)。在ATM中，由于點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)寬帶通信業(yè)務(wù)的需要，多播是一項(xiàng)重要而復(fù)雜的互連技術(shù)。不同的ATM交換機(jī)構(gòu)可采用不同的多播方法。

（四）多播方法

3.1.4互連技術(shù)阻塞是指在呼叫建立或用戶信息傳送時(shí)，由于網(wǎng)絡(luò)擁塞而使呼叫不能建立或用戶信息不能傳送而遭受損失的現(xiàn)象。連接阻塞與傳送阻塞（呼損率、丟失率）按照阻塞特性：阻塞網(wǎng)絡(luò)與無阻塞網(wǎng)絡(luò)。（五）阻塞特性

3.1.4互連技術(shù)嚴(yán)格無阻塞：由ClosC提出（CLOS網(wǎng)）。網(wǎng)絡(luò)在任何情況下都能無阻塞地建立連接。廣義無阻塞：只有遵循特定的選路規(guī)則才能建立連接，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的無阻塞要求。再配置無阻塞：是指通過對(duì)已建立連接的通路進(jìn)行調(diào)整，以建立新的無阻塞連接。（五）阻塞特性

3.1.4互連技術(shù)交換網(wǎng)絡(luò)是交換系統(tǒng)的重要部件，必須具備有效的可靠性保障。除了提高硬件的可靠性外，通常采用雙機(jī)冗余配置結(jié)構(gòu)，或多平面結(jié)構(gòu)。冗余結(jié)構(gòu)具有兩種工作方式：熱備用方式負(fù)荷分擔(dān)方式

（六）可靠性保證

3.1網(wǎng)絡(luò)交換基本技術(shù)第三章交換技術(shù)基礎(chǔ)3.2交換單元與交換網(wǎng)絡(luò)3.3基本話務(wù)理論3.4通信網(wǎng)服務(wù)質(zhì)量

3.2.1交換單元3.2.2交換網(wǎng)絡(luò)3.2.3網(wǎng)絡(luò)阻塞與CLOS網(wǎng)3.2.4同步時(shí)分交換網(wǎng)3.2交換單元與交換網(wǎng)絡(luò)

3.2.1交換單元

交換單元是構(gòu)成交換網(wǎng)絡(luò)的基本部件。按照一定的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和控制方式，由多個(gè)交換單元即可構(gòu)成交換網(wǎng)絡(luò)。對(duì)稱交換單元（M=N）全連接交換單元部分連接交換單元

（一）基本概念

···M×N交換單元···入線出線控制端狀態(tài)端12M12N

3.2.1交換單元交換單元如何建立信息傳送通道（連接）。對(duì)于同步時(shí)分復(fù)用信號(hào)（實(shí)連接）

對(duì)于統(tǒng)計(jì)復(fù)用信號(hào)

（虛連接）

（二）內(nèi)部通道

······入線出線12M12N（a）同步時(shí)分復(fù)用信號(hào)···入線出線12M12N···2NN1121122NN（b）統(tǒng)計(jì)復(fù)用信號(hào)

3.2.1交換單元集中型：M＞N，也稱為集中器。擴(kuò)散型：M＜N，也稱為擴(kuò)展器。分配型：M=N，也稱為分配器。（三）交換單元的分類

12M······1N入線出線(a)集中型1M······1N入線出線(b)擴(kuò)散型入線1M······1N出線(c)分配型

3.2.1交換單元容量，所有入線同時(shí)傳送的總信息量。接口，同步、信號(hào)變換與速率適配等。質(zhì)量，連接建立情況（成功率、速率），信息傳輸損傷（時(shí)延、衰減、噪聲）。（四）交換單元的性能

···M×N交換單元···入線出線控制端狀態(tài)端12M12N3.2.1交換單元空分交換單元（開關(guān)矩陣）（五）幾種典型的交換單元

工作原理：控制開關(guān)的閉合就能建立任意入線和任意出線之間的連接。性能：取決于開關(guān)類型信號(hào)：模擬/數(shù)字/光波入線出線3.2.1交換單元空分交換單元的特點(diǎn)（五）幾種典型的交換單元

（1）控制簡(jiǎn)單，時(shí)延均勻。（2）交叉點(diǎn)數(shù)是入線數(shù)和出線數(shù)的乘積。適合構(gòu)成較小的交換單元。（3）容易實(shí)現(xiàn)多播和廣播。入線出線總線型交換單元（五）幾種典型的交換單元總線入線控制入線控制入線控制總線控制邏輯···12N線入出線控制出線控制出線控制···12N線出工作原理輸入緩沖，總線控制，輸出檢測(cè)，輸出緩沖。信息吞吐量取決于總線帶寬，入線與出線的控制速率。適用范圍：電路交換、分組交換。共享存儲(chǔ)器型交換單元

1213N存儲(chǔ)器2N···輸入信號(hào)輸出信號(hào)213N（五）幾種典型的交換單元工作方式：輸入緩沖、輸出緩沖。

適用范圍：電路交換、分組交換。

3.2.1交換單元3.2.2交換網(wǎng)絡(luò)3.2.3網(wǎng)絡(luò)阻塞與CLOS網(wǎng)3.2.4同步時(shí)分交換網(wǎng)3.2交換單元與交換網(wǎng)絡(luò)3.2.2交換網(wǎng)絡(luò)

構(gòu)成要素：交換單元、拓?fù)溥B接和控制方式。交換單元交換單元······交換單元交換單元······控制單元······入線出線3.2.2交換網(wǎng)絡(luò)由一個(gè)交換單元或若干個(gè)位于同一級(jí)的交換單元構(gòu)成。（一）單級(jí)交換網(wǎng)絡(luò)

交換單元···線入線出···(a)一個(gè)交換單元交換單元······交換單元······交換單元······線入線出(b)同級(jí)多個(gè)交換單元3.2.2交換網(wǎng)絡(luò)（一）單級(jí)交換網(wǎng)絡(luò)

交換單元···入線出線···單級(jí)網(wǎng)絡(luò)交叉接點(diǎn)數(shù)：16×16=256。兩級(jí)網(wǎng)絡(luò)交叉接點(diǎn)數(shù)：4×4×8=128。1616···1142···143···144···141···142···143···144···14······1414141414141414入線出線16163.2.2交換網(wǎng)絡(luò)多級(jí)交換網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)可以用三個(gè)參數(shù)表示：交換單元容量，級(jí)數(shù)，連接通路數(shù)（鏈路數(shù)）。（二）多級(jí)交換網(wǎng)絡(luò)

···1142···143···144···141···142···143···144···14······1414141414141414線入線出3.2.2交換網(wǎng)絡(luò)交叉接點(diǎn)數(shù)減少復(fù)雜度降低級(jí)間選路和控制復(fù)雜帶來了內(nèi)部阻塞（二）多級(jí)交換網(wǎng)絡(luò)

多級(jí)交換網(wǎng)絡(luò)特點(diǎn)：···1142···143···144···141···142···143···144···14······1414141414141414入線出線

3.2.1交換單元3.2.2交換網(wǎng)絡(luò)3.2.3網(wǎng)絡(luò)阻塞與CLOS網(wǎng)3.2.4同步時(shí)分交換網(wǎng)3.2交換單元與交換網(wǎng)絡(luò)

3.2.3網(wǎng)絡(luò)阻塞與CLOS網(wǎng)由于內(nèi)部鏈路忙而導(dǎo)致呼叫損失掉的情況稱為節(jié)點(diǎn)內(nèi)部阻塞。按照數(shù)據(jù)通信的觀點(diǎn)，內(nèi)部阻塞也可稱為沖突。（一）內(nèi)部阻塞

11n21n···m1n11m21m···n1m1n1n1n1n1n1n入線出線13.2.3網(wǎng)絡(luò)阻塞與CLOS網(wǎng)單級(jí)無阻塞網(wǎng)（二）無阻塞網(wǎng)絡(luò)

交換單元···入線出線···NNN增大，交叉點(diǎn)數(shù)（N

2

）增加很快，應(yīng)用受限。

3.2.3網(wǎng)絡(luò)阻塞與CLOS網(wǎng)CLOS網(wǎng)絡(luò)無阻塞的條件為：中間接線器數(shù)m≥(n-1)×2+1=2n1

或m≥n入

+n出1

（二）無阻塞網(wǎng)絡(luò)

11n······1mr1n······1m1r···r···111r······1r1···1m1m······1n1m······1n1r·········容量記為：C（m,n,r）3.2.3網(wǎng)絡(luò)阻塞與CLOS網(wǎng)（二）無阻塞網(wǎng)絡(luò)

11n······1mr1n······1m1r···r···111r······1r1···1m1m······1n1m······1n1r·········多級(jí)CLOS網(wǎng)絡(luò)采用子網(wǎng)嵌套法，可由三級(jí)構(gòu)造多級(jí)CLOS網(wǎng)絡(luò)，如5、7、9級(jí)等。

3.2.3網(wǎng)絡(luò)阻塞與CLOS網(wǎng)當(dāng)出現(xiàn)內(nèi)部阻塞時(shí)，通過對(duì)現(xiàn)有連接通路的調(diào)整（重排路由），實(shí)現(xiàn)無阻塞連接，稱為可重排（再配置）無阻塞網(wǎng)絡(luò)。

（三）可重排無阻塞網(wǎng)絡(luò)

12341234C1C212341234C11C2三級(jí)可重排無阻塞網(wǎng)絡(luò)(a)(b)入線2至出線4，入線3與出線1阻塞？？

3.2.1交換單元3.2.2交換網(wǎng)絡(luò)3.2.3網(wǎng)絡(luò)阻塞與CLOS網(wǎng)3.2.4同步時(shí)分交換網(wǎng)3.2交換單元與交換網(wǎng)絡(luò)

3.2.4同步時(shí)分交換網(wǎng)絡(luò)對(duì)TDM信號(hào)，用戶信息固定在某個(gè)時(shí)隙傳送，一個(gè)時(shí)隙對(duì)應(yīng)一條話路。對(duì)用戶信息的交換就是對(duì)時(shí)隙內(nèi)容的交換，即時(shí)隙交換。在電路交換中，對(duì)TDM信號(hào)進(jìn)行時(shí)隙交換的網(wǎng)絡(luò)稱為同步時(shí)分交換網(wǎng)絡(luò)。同步時(shí)分交換網(wǎng)絡(luò)由時(shí)間交換單元、空間交換單元組成。

（一）時(shí)間交換單元

話音存儲(chǔ)器（SM）:暫存話音編碼信息。SM單元數(shù)由輸入復(fù)用線上每幀的時(shí)隙數(shù)決定?？刂拼鎯?chǔ)器（CM）：存儲(chǔ)輸入或輸出話音信息的時(shí)隙地址。CM單元數(shù)與SM單元數(shù)相同，每個(gè)存儲(chǔ)單元存放SM的地址碼。完成同一條時(shí)分復(fù)用線上時(shí)隙之間的信息交換?；窘M成：

（一）時(shí)間交換單元（1）順序?qū)懭?，控制讀出（2）控制寫入，順序讀出工作方式“順序?qū)懭搿?、“順序讀出”的“順序”是指按照話音存儲(chǔ)器的地址順序，由脈沖控制。“控制讀出”、“控制寫入”的“控制”是指按控制存貯器各單元定義的內(nèi)容控制話音存儲(chǔ)器的讀出或?qū)懭搿?/p>

（一）時(shí)間交換單元032731TS27TS3TS27TS3273032731RWWR時(shí)鐘控制電路時(shí)鐘控制存儲(chǔ)器話音存儲(chǔ)器AB用戶A，TS3用戶B，TS27順序?qū)懭?，控制讀出輸出時(shí)隙流輸入時(shí)隙流

（一）時(shí)間交換單元（1）順序?qū)懭?，控制讀出在整個(gè)交換過程中，控制存儲(chǔ)器CM控制信息交換的轉(zhuǎn)發(fā)表。轉(zhuǎn)發(fā)表由處理機(jī)構(gòu)建。處理機(jī)為輸入時(shí)隙選定一個(gè)輸出時(shí)隙后，控制字就寫入控制存儲(chǔ)器。于是，每一幀都重復(fù)以上讀寫過程，輸入第3時(shí)隙的話音信息，在每一幀中都被交換到輸出的第27時(shí)隙中去。（一）時(shí)間交換單元0331TS27TS3TS27TS3273032731RWWR時(shí)鐘控制電路時(shí)鐘控制存儲(chǔ)器話音存儲(chǔ)器2727AB用戶A，TS3用戶B，TS27控制寫入，順序讀出輸出時(shí)隙流輸入時(shí)隙流

（一）時(shí)間交換單元（2）控制寫入，順序讀出

控制寫入、順序讀出的原理與順序?qū)懭?、控制讀出相似。

不同的是：控制存儲(chǔ)器寫入的是話音存儲(chǔ)器的寫入地址，以此來控制話音存儲(chǔ)器的寫入。由于是順序讀出，故在輸出時(shí)第27時(shí)隙讀出話音存儲(chǔ)器第3單元內(nèi)容，同樣完成了第3個(gè)輸入時(shí)隙與第27個(gè)輸出時(shí)隙的交換。（一）時(shí)間交換單元表示符號(hào)T[k][k]對(duì)于時(shí)間交換單元，不論采用哪種工作方式，每個(gè)輸入時(shí)隙的信息都將占用一個(gè)存儲(chǔ)單元，每個(gè)存儲(chǔ)單元都占有一定的空間位置，從這點(diǎn)看，時(shí)間交換單元雖是時(shí)隙交換，但卻是以“空間”位置的分配來實(shí)現(xiàn)交換的，所以，時(shí)間交換單元實(shí)質(zhì)上是按“空分”方式工作的。時(shí)間交換單元會(huì)帶來交換時(shí)延嗎？如有，最大時(shí)延是多少？問題：

3.2.4同步時(shí)分交換網(wǎng)絡(luò)（二）空間交換單元

交叉矩陣：由按時(shí)隙通斷的開關(guān)組成?？刂拼鎯?chǔ)器：對(duì)交叉接點(diǎn)矩陣開關(guān)進(jìn)行控制。完成不同時(shí)分復(fù)用線之間同一時(shí)隙的信息交換?；窘M成輸入線1輸入線2輸入線3輸入線n輸出線1輸出線nN×N交叉點(diǎn)矩陣

（二）空間交換單元（1）輸入控制方式（2）輸出控制方式工作方式空間交換單元的交叉接點(diǎn)按時(shí)隙高速接通與斷開。如一幀中有不同時(shí)隙的信碼要交換到同一條輸出線上，則在CM控制下的交叉接點(diǎn)在一幀內(nèi)就要開、關(guān)若干次。即:空間交換單元的交叉接點(diǎn)是以時(shí)分方式工作的。所以又叫“時(shí)分復(fù)用的空間接線器”。輸入控制方式工作原理TS1012141531TS14PCM1PCM2TS14TS1PCM1PCM201100011CM0CM121輸入線輸出線輸入控制方式

（二）空間交換單元（1）輸入控制方式

對(duì)應(yīng)于每條入線配置一個(gè)控制存儲(chǔ)器。由于它要控制入線上每個(gè)時(shí)隙接通到哪一條出線上，所以控制存儲(chǔ)器的容量等于每條復(fù)用線的復(fù)用度，而每個(gè)單元的位數(shù)則決定于選擇輸出線的地址碼位數(shù)。在每一幀期間，處理機(jī)依次讀出控制存儲(chǔ)器各單元的內(nèi)容，控制矩陣中相應(yīng)交叉點(diǎn)的開關(guān)。這里的控制存儲(chǔ)器就是控制接續(xù)的轉(zhuǎn)發(fā)表。輸出控制方式工作原理TS1012141531TS14PCM1PCM2TS14TS1PCM1PCM210010011CM1CM012輸入線輸出線輸出控制方式

（二）空間交換單元（2）輸出控制方式每條出線配一個(gè)控制存儲(chǔ)器。由它控制出線上每個(gè)時(shí)隙接通到哪一條入線，所以控制存儲(chǔ)器的容量等于每條復(fù)用線復(fù)用度，而每個(gè)單元的位數(shù)則決定于選擇輸入線的地址碼位數(shù)。在每一幀期間，處理機(jī)依次讀出控制存儲(chǔ)器各單元的內(nèi)容，控制矩陣中對(duì)應(yīng)交叉點(diǎn)的開關(guān)。這里的控制存儲(chǔ)器就是控制接續(xù)的轉(zhuǎn)發(fā)表。（二）空間交換單元m×mS接線器······12m12m[k][k][k][k][k][k]表示符號(hào)

3.2.4同步時(shí)分交換網(wǎng)絡(luò)（三）數(shù)字交換網(wǎng)絡(luò)

單TT－S，S－TT－S－T，S－T－ST－S－S－TT－S－S－S－T,S－S－T－S－ST－T－T……

3.2.4同步時(shí)分交換網(wǎng)絡(luò)C&C08交換機(jī)交換網(wǎng)絡(luò)采用單T結(jié)構(gòu)

3.2.4同步時(shí)分交換網(wǎng)絡(luò)（三）數(shù)字交換網(wǎng)絡(luò)

隨著微電子技術(shù)的發(fā)展，單片數(shù)字交換芯片的容量已越來越大（如ZL50075完成32768×32768個(gè)時(shí)隙的交換）。大容量數(shù)字交換芯片的出現(xiàn)從根本上改變了數(shù)字交換網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)。一個(gè)超大容量的T接線器芯片就足夠大型數(shù)字交換網(wǎng)絡(luò)的組網(wǎng)需要。（三）數(shù)字交換網(wǎng)絡(luò)T—S—T交換網(wǎng)的組成1210...10交叉矩陣1210...TTS如T=512TS，TST網(wǎng)絡(luò)可實(shí)現(xiàn)5120時(shí)隙之間的交換。T-S-T交換網(wǎng)工作原理工作方式：兩側(cè)時(shí)間接線器工作方式必須相反。中間時(shí)隙的確定：反相法。如選定一個(gè)方向的時(shí)隙為X，則另一個(gè)方向中間時(shí)隙為x+n/2。雙向通路的建立主叫被叫：正向通路被叫主叫：反向通路（三）數(shù)字交換網(wǎng)絡(luò)T-S-T交換網(wǎng)工作原理

輸入線0、TS2的A用戶輸出線2、TS20的用戶B（三）數(shù)字交換網(wǎng)絡(luò)TST交換過程舉例：正向通路：AB中間時(shí)隙：7反向通路

BA中間時(shí)隙：23TST網(wǎng)絡(luò)組成和工作原理AA20AAA20A001231031731700031203170CMC-2SMA-0CMA-0CMA-2CMB-2SMB-2TS20TS7TS23TS7TS2TSTAB031230SMB-02CMC-02BBB2003131230SMA-2TS202BB2B31231230CMB-0TS2TS230202ABTST網(wǎng)絡(luò)組成和工作原理2BBBB2BB200312312303123031023131CMC-0SMA-2CMA-2CMB-2CMB-0SMB-0TS2TS23TS7TS23TS20TSTAB0200CMA-0SMA-0AA2A0012310317TS7TS203170CMC-2AA20A0312070SMB-2TS2022230BATS70731TS23TS23TS7020CMC-2CMC-0023310123107310203102331031023310310731TS2TS20TS20TS20222020SMA-0CMA-0CMA-2SMA-2SMB-0CMB-0SMB-2CMB-220TST交換過程示意圖2數(shù)字交換過程示意圖分路(發(fā))分路(收)第一路二線端分路(發(fā))分路(收)第五路二線端PCM群發(fā)PCM群收...1530...1530數(shù)字交換網(wǎng)絡(luò)TS5TS1TS0TS0TS5TS1回顧與小結(jié)

本次課主要介紹了電信交換的基本技術(shù)、交換單元、交換網(wǎng)絡(luò)和CLOS網(wǎng)。了解交換節(jié)點(diǎn)的功能結(jié)構(gòu)及其基本實(shí)現(xiàn)技術(shù)、理解利用交換單元構(gòu)造交換網(wǎng)絡(luò)的工作原理，掌握無阻塞網(wǎng)和CLOS網(wǎng)的構(gòu)建原理。重點(diǎn)掌握多級(jí)交換網(wǎng)的組成和控制原理，CLOS網(wǎng)的無阻塞條件。

作業(yè)與思考

作業(yè)：1.交換網(wǎng)絡(luò)的內(nèi)部阻塞是怎樣產(chǎn)生的？如何解決阻塞問題？2.利用基本交換單元畫圖構(gòu)建一個(gè)9×9的三級(jí)無阻塞網(wǎng)絡(luò)。思考：利用交叉開關(guān)矩陣實(shí)現(xiàn)統(tǒng)計(jì)時(shí)分復(fù)用信號(hào)的交換應(yīng)解決哪些問題？

作業(yè)1、假如空間接線器采用輸入控制方式，控制存儲(chǔ)器內(nèi)容如圖1所示，試填寫圖1中“？”位置對(duì)應(yīng)的內(nèi)容。2.2節(jié)?圖1空間接線器－輸入控制方式a1TS1a2TS2a3TS3b1b2b3c1c2c312n12n?TS1?TS2?TS3?????2n112n1nn21TS1TS2TSnTS3a122.2節(jié)作業(yè)2、時(shí)間接線器如圖2所示，試填寫圖中“？”位置對(duì)應(yīng)的內(nèi)容。3、一個(gè)T-S-T數(shù)字交換網(wǎng)絡(luò)如圖3所示，試填寫圖中“？”位置對(duì)應(yīng)的內(nèi)容。圖2時(shí)間接線器－輸入控制方式????0123456701234567話音存儲(chǔ)器SM控制存儲(chǔ)器CMhgfedcbadbehafgc????圖3數(shù)字交換網(wǎng)絡(luò)（TST）?TS?123123?TS??TS??TS?0??31??3210??310310????ATS2??CMASMACMASMAPCM1PCM2BTS31PCM3SMASMBPCM2????CMBSMBBTS2PCM1????CMBSMBATS31PCM3CMCT(輸出控制)S(輸入控制)T(輸入控制)3.1網(wǎng)絡(luò)交換基本技術(shù)第三章交換技術(shù)基礎(chǔ)3.2交換單元與交換網(wǎng)絡(luò)3.3基本話務(wù)理論3.4通信網(wǎng)服務(wù)質(zhì)量3.3基本話務(wù)理論3.3.1話務(wù)量的概念3.3.2線群的概念3.3.3全利用度線群的呼損計(jì)算3.3.4線群的利用率3.3.5呼叫處理能力話務(wù)理論的引入為保證電話通信的服務(wù)質(zhì)量，在設(shè)計(jì)電話通信系統(tǒng)時(shí)，根據(jù)承擔(dān)的業(yè)務(wù)負(fù)荷確定公用設(shè)備的數(shù)量，是話務(wù)理論要解決的問題。丹麥人A.K.Erlang首先提出了全利用度線群的呼損計(jì)算公式，奠定了話務(wù)理論的基礎(chǔ)。3.3.1話務(wù)量的概念局間中繼數(shù)量的配置交換網(wǎng)絡(luò)、信號(hào)設(shè)備等公用設(shè)備的配置交換機(jī)呼叫處理能力配置交換機(jī)過負(fù)荷控制話務(wù)量是表示電話網(wǎng)內(nèi)機(jī)線設(shè)備負(fù)荷的一種度量。在數(shù)值上等于時(shí)間T內(nèi)發(fā)生的呼叫次數(shù)和呼叫平均占用時(shí)長(zhǎng)的乘積。A=CT*t；A為時(shí)間T內(nèi)的話務(wù)量；t為呼叫平均占用時(shí)長(zhǎng)；CT為時(shí)間T內(nèi)一群話源產(chǎn)生的呼叫次數(shù)。3.3.1話務(wù)量的概念話務(wù)量的定義當(dāng)C和t采用相同的時(shí)間單位時(shí)，話務(wù)量是一個(gè)無量綱的數(shù)，為紀(jì)念Erlang，將話務(wù)量的單位定為愛爾蘭（Erlang），用e或E表示。1E是一條中繼線連續(xù)使用1小時(shí)產(chǎn)生的話務(wù)量。1E=1小時(shí)呼

=60分鐘呼

=36百秒呼3.3.1話務(wù)量的概念話務(wù)量的單位實(shí)例1/Example1如兩小時(shí)內(nèi)用戶共發(fā)生250次呼叫，且每次呼叫的平均占用時(shí)間為3分鐘，則在兩小時(shí)內(nèi)交換機(jī)承擔(dān)的話務(wù)量為：A=CT*t=250/120*3=6.25Erl3.3.1話務(wù)量的概念忙時(shí)（BusyHour）忙時(shí)：一天中話務(wù)最繁忙的一小時(shí)。2040608010005242015103.3.1話務(wù)量的概念trafficintensity通常將忙時(shí)（單位時(shí)間內(nèi)）流過的話務(wù)量成為話務(wù)量強(qiáng)度，簡(jiǎn)稱話務(wù)量。A=C*t忙時(shí)話務(wù)量是交換系統(tǒng)設(shè)計(jì)的重要依據(jù)。

3.3.1話務(wù)量的概念話務(wù)量強(qiáng)度交換機(jī)對(duì)話務(wù)負(fù)荷的處理方法

呼損工作制等待工作制3.3.1話務(wù)量的概念呼損工作制LostCallsCleared(LCC)系統(tǒng)忙時(shí)，不受理業(yè)務(wù)，給用戶送忙音。用戶聽到忙音后，必須放棄本次呼叫，再重新進(jìn)行呼叫。等待工作制LostCallsDelayed(LCD)系統(tǒng)忙時(shí)，用戶必須等待。不向用戶送忙音，用戶也不重新呼叫。一旦有了可用于接續(xù)的空閑設(shè)備，呼叫就繼續(xù)進(jìn)行下去。3.3.1話務(wù)量的概念流入話務(wù)量和完成話務(wù)量流入話務(wù)量(Offeredtraffic)：是指話源產(chǎn)生的話務(wù)量，即流入系統(tǒng)的話務(wù)量。

A入

=a*t完成話務(wù)量(Carriedtraffic)：指完成了接續(xù)的那部分話務(wù)量A完。損失話務(wù)量(Losttraffic)：流入話務(wù)量與完成話務(wù)量之差A(yù)損。3.3.1話務(wù)量的概念系統(tǒng)工作制與話務(wù)量的關(guān)系等待工作制(InLCDmode)A入=A完

呼損工作制(InLCCmode)A入－A完

=A損

3.3.1話務(wù)量的概念完成話務(wù)量的性質(zhì)以愛爾蘭為單位的完成話務(wù)量A完，在數(shù)值上等于在平均占用時(shí)長(zhǎng)內(nèi)發(fā)生的平均占用次數(shù)。A完=CT完成話務(wù)量在數(shù)值上等于單位時(shí)間內(nèi)各機(jī)鍵占用時(shí)間的總和。完成話務(wù)量在數(shù)值上等于承擔(dān)這一負(fù)荷的設(shè)備平均同時(shí)占用數(shù)，也就是同時(shí)處于工作狀態(tài)設(shè)備數(shù)量的平均值。3.3.1話務(wù)量的概念實(shí)例2/Example2設(shè)呼叫強(qiáng)度C=3600呼叫/小時(shí)，平均占用時(shí)長(zhǎng)t=1分鐘，計(jì)算流入話務(wù)量強(qiáng)度A入。A入

=3600呼叫/小時(shí)*1/60小時(shí)/呼叫

=60E3.3.1話務(wù)量的概念舉例33例—計(jì)算1例—計(jì)算2隨機(jī)性：呼叫次數(shù)是隨機(jī)的，呼叫占用時(shí)長(zhǎng)是隨機(jī)的，呼叫中途是否放棄等都是隨機(jī)的。波動(dòng)性：在一天的各個(gè)時(shí)間段話務(wù)量的大小是波動(dòng)的，如上班大下班后小，白天大晚上小。集中性：集中系數(shù)K=A忙時(shí)/A全天忙時(shí)話務(wù)量是交換系統(tǒng)設(shè)計(jì)的重要依據(jù)K值越大，說明一天的話務(wù)量分布越集中。3.3.1話務(wù)量的概念話務(wù)量的特性3.3.1話務(wù)量的概念用戶性質(zhì)社會(huì)經(jīng)濟(jì)條件的影響電話普及率的影響收費(fèi)制度的影響

影響話務(wù)量的因素

3.3.1話務(wù)量的概念3.3.2線群的概念3.3.3全利用度線群的呼損計(jì)算3.3.4線群的利用率3.3.5呼叫處理能力3.3基本話務(wù)理論話源：產(chǎn)生話務(wù)量的來源稱為話源或稱負(fù)載源。包括用戶和向本級(jí)設(shè)備輸入話務(wù)量的前級(jí)機(jī)鍵和中繼線。線群：一群（或一組）為話源服務(wù)的設(shè)備及其出線總稱為線群。線群模型入線出線1N……1V3.3.2線群的概念利用度利用度是指在一個(gè)線群中，一條入線所能選到的出線數(shù)，一般用D表示。設(shè)某線群的出線數(shù)為V，利用度為D，則：D=V：全利用度線群；D<V：部分利用度線群；3.3.2線群的概念線群模型入線出線1N……1V全利用度線群線群中任一入線均可選到該線群的任一條出線。123100……12310……入線出線V=10,D=103.3.2線群的概念部分利用度線群線群中，一條入線只能選到部分出線，即線群中有些出線不能被某些入線所選用。12350…12311入線出線515253100…4567891012131415V=15,D=103.3.2線群的概念線群呼損的計(jì)算按時(shí)間計(jì)算呼損EE=全部出線占用的時(shí)間/統(tǒng)計(jì)時(shí)間=T阻/T總

表示線群發(fā)生阻塞的概率

。按呼叫計(jì)算呼損BB=損失呼叫次數(shù)/總呼叫次數(shù)=C損

/C總

表示呼叫遭受損失的概率。按負(fù)載計(jì)算呼損HH=忙時(shí)損失話務(wù)量/忙時(shí)流入話務(wù)量=A損

/A入3.3.2線群的概念全程呼損的概念從網(wǎng)絡(luò)角度分析，呼損包括：交換機(jī)呼損、中繼線呼損、全程呼損和全網(wǎng)平均呼損。全程呼損：發(fā)端交換局到終端交換局的呼損，也稱為端到端的呼損。我國(guó)數(shù)字電話網(wǎng)的全程呼損指標(biāo)：長(zhǎng)途電話網(wǎng)<=0.098本地電話網(wǎng)<=0.043市內(nèi)電話網(wǎng)<=0.027。3.3.2線群的概念全程呼損的計(jì)算設(shè)各分系統(tǒng)是獨(dú)立工作的，則呼損表示為：

P =1-(1-p1)(1-p2)…(1-pn) =p1+p2+…+pn+p1p2+p2p3 +…+p1p2p3+…+p1p2…pn

≈

p1+p2+…+pn3.3.2線群的概念全程呼損的分配分配方法優(yōu)化分配平均分配呼損的分配端局交換機(jī)呼損<=0.005匯接局或長(zhǎng)途交換機(jī)呼損<=0.001市內(nèi)中繼線或長(zhǎng)市中繼線呼損<=0.005長(zhǎng)話局間中繼線呼損<=0.013.3.2線群的概念

3.3基本話務(wù)理論3.3.1話務(wù)量的概念3.3.2線群的概念3.3.3全利用度線群的呼損計(jì)算3.3.4線群的利用率3.3.5呼叫處理能力全利用度線群呼損常用Erlang呼損公式計(jì)算：A：流入話務(wù)量P：呼損V：全利用度線群出線數(shù)P=AV/V!∑Ai/i!i=0V3.3.3全利用度線群呼損計(jì)算Erlang曲線A（話務(wù)量）V（出線數(shù)）P=0.001P=0.005P=0.01P=0.02呼損P不變：V增，A增。即出線數(shù)增加，系統(tǒng)所能承擔(dān)的話務(wù)量也增加。流入話務(wù)量A不變：V增，P減。即出線數(shù)增加，系統(tǒng)的呼損就會(huì)減少。出線數(shù)V不變：A增，P增。即流入系統(tǒng)的話務(wù)量增加，系統(tǒng)的呼損就會(huì)增加。3.3.3全利用度線群呼損計(jì)算愛爾蘭表/ErlangtableTrafficLoad(A)NumberofOutlet(V)V=1V=2V=3V=4V=5V=6V=7V=8V=9V=100.10.09091.00452.00015.00000.00000.00000.00000.00000.00000.000000.20.16667.01639.00109.00005.00000.00000.00000.00000.00000.000000.30.23077.03346.00333.00025.00002.00000.00000.00000.00000.000000.40.28571.05405.00716.00072.00006.00000.00000.00000.00000.000000.50.33333.07692.01266.00158.00016.00001.00000.00000.00000.000000.60.37500.10112.01982.00296.00036.00004.00000.00000.00000.000000.70.41176.12596.02855.000497.00070.00008.00001.00000.00000.000000.80.44444.15094.03869.00768.00123.00016.00002.00000.00000.000000.90.47368.17570.05007.01114.00200.00030.00004.00000.00000.000001.00.50000.20000.06250.01538.00307.00051.00007.00001.00000.000003.3.3全利用度線群呼損計(jì)算實(shí)例1/Example1設(shè)有10個(gè)用戶公用2條中繼線。每個(gè)用戶的忙時(shí)話務(wù)量為0.1Erl，求呼損?？傇拕?wù)量為A=0.1Erl*10=1Erl

出線數(shù)V=2

查愛爾蘭表表可得：呼損P=0.2。3.3.3全利用度線群呼損計(jì)算實(shí)例2/Example2設(shè)模塊局至母局有2套30/32路PCM系統(tǒng)，要求中繼線的呼損為0.001，求該中繼線能容納多大的話務(wù)量？設(shè)該模塊局用戶的呼出話務(wù)量為0.07E，呼入話務(wù)量為0.065E，問該模塊局最多可以容納多少個(gè)用戶？3.3.3全利用度線群呼損計(jì)算愛爾蘭表VP0.0010.0020.0050.0100.0200.0300.0500.0700.1000.2003016.68417.60619.03420.33721.93223.06224.08226.22828.11333.8403117.44218.38919.85421.19122.82723.98725.77327.23829.17435.0673218.20519.17620.67822.04823.72524.91426.74628.24930.23736.2956040.7942.3544.7646.9549.6451.5754.5757.0660.4070.906141.6343.2145.6447.8650.5952.5455.5758.1061.4972.146242.4744.0746.5348.7751.5353.5156.5859.1462.5873.386343.3144.9347.4249.6952.4854.4857.5960.1863.6674.636444.1645.7948.3050.6053.4355.4558.6061.2264.7575.873.3.3全利用度線群呼損計(jì)算計(jì)算過程2條PCM系統(tǒng)所能容納的話務(wù)量A

根據(jù)呼損P=0.001和線群數(shù)V=60查Erlang表得：

A=40.79E

每個(gè)用戶的話務(wù)量為

A0=0.07+0.65=0.135E

則該模塊局最多可接的用戶數(shù)為：

N=A/A0=40.79/0.135=302.153.3.3全利用度線群呼損計(jì)算奧德爾公式：部分利用度線群呼損計(jì)算近似公式：V、A、P的含義與全利用度線群呼損公式相同。D指部分利用度線群的利用度。AD指呼損為P，出線數(shù)為D時(shí)全利用度線群所能承受的話務(wù)量。3.3.3全利用度線群呼損計(jì)算實(shí)例3已知一個(gè)線群的話務(wù)量為12E，利用度為10，要求呼損值為0.001，試計(jì)算需要多少出線？先判斷線群是全利用度還是部分利用度：

p=0.001，D=10，查Erlang表得：

AD=3.092E<12E此線群是部分利用度線群，用奧德爾公式計(jì)算。3.3.3全利用度線群呼損計(jì)算計(jì)算過程已知：

A=12E,AD=3.092E P=0.001,D=10

則：

V=(12-2.093)/(0.53*0.0011/10+0.047*3.092/10)+10 =31.68

因此，系統(tǒng)需要32條出線。3.3.3全利用度線群呼損計(jì)算作業(yè)與思考作業(yè)：1.怎樣從物理概念上去理解話務(wù)量？

2.話務(wù)量的三個(gè)特征是什么？

思考：話務(wù)理論主要解決什么問題？

3.3基本話務(wù)理論3.3.1話務(wù)量的概念3.3.2線群的概念3.3.3線群的呼損計(jì)算3.3.4線群的利用率3.3.5呼叫處理能力線群的利用率是指該線群出線的平均使用效率。即線群中每條出線承擔(dān)的平均話務(wù)量可用來表示線群出線的利用率。η=A完

/V=A入（1-P）/V3.3.4線群的利用率令出線數(shù)Ｖ不變，改變Ｐ值，用愛爾蘭公式求出相應(yīng)的Ａ，然后再求出η值。Ｐ＝0.001，Ａ＝9.411Erl，η＝0.47Ｐ＝0.005，Ａ＝11.092Erl，η＝0.555Ｐ＝0.050，Ａ＝15.249Erl，η＝0.762線群出線數(shù)一定時(shí)，呼損增大，η增大。但呼損不能超過規(guī)定值，否則不能保證QoS。線群利用率和出線數(shù)的關(guān)系線群利用率和出線數(shù)的關(guān)系令Ｐ＝0.01，改變出線V的值，查表得A：當(dāng)Ｖ＝５時(shí)，Ａ＝1.361Erl，則η＝0.272當(dāng)Ｖ＝20時(shí)，Ａ＝12.031Erl，則η＝0.601當(dāng)Ｖ＝50時(shí)，Ａ＝37.901Erl，則η＝0.758當(dāng)Ｖ＝80時(shí)，Ａ＝65.36Erl，則η＝0.817當(dāng)Ｖ＝100時(shí)，Ａ＝84.06Erl，則η＝0.841當(dāng)Ｖ＝150時(shí)，Ａ＝131.58Erl，則η＝0.877P一定時(shí)，V越小，η越小，V增加，η增加；當(dāng)V達(dá)到一定值時(shí)，線群利用率趨向飽和。應(yīng)將小線群合為大線群，以節(jié)省投資。通過利用率計(jì)算出線數(shù)利用線群數(shù)大于100時(shí)，其利用率提高很慢這一原理。可以通過利用率近似相等來計(jì)算大話務(wù)量所對(duì)應(yīng)的出線數(shù)。設(shè)Ｐ＝0.01，Ｖ＝100，Ａ＝84.06Ｅrl，求局間話務(wù)量為131時(shí)，需多少中繼線？84.06／100＝131／Ｘ求得Ｘ＝155.8，查表所得為150，基本相近。線群利用率和出線數(shù)的關(guān)系

3.3基本話務(wù)理論3.3.1話務(wù)量的概念3.3.2線群的概念3.3.3線群的呼損計(jì)算3.3.4線群的利用率3.3.5呼叫處理能力交換機(jī)處理能力指標(biāo)話務(wù)量交換網(wǎng)絡(luò)同時(shí)提供的連接數(shù)?？刂圃O(shè)備能夠處理的呼叫數(shù)BHCA(BusyHourCallAttempts)：忙時(shí)試呼次數(shù)，是評(píng)價(jià)交換機(jī)設(shè)計(jì)與服務(wù)能力的重要指標(biāo)。3.3.5呼叫處理能力BHCA實(shí)質(zhì)上就是忙時(shí)呼叫次數(shù)（C=A/t）BHCA包括各種情況下對(duì)處理機(jī)的占用：接續(xù)成功，實(shí)現(xiàn)通話（接通）；呼叫遇忙（被叫忙）；被叫久不應(yīng)答（久叫不應(yīng)）；由于主叫原因，失敗的占用次數(shù)，如主叫中途掛機(jī)（主叫早釋）；由于網(wǎng)絡(luò)原因不能提供呼叫所需接續(xù)資源使呼叫失?。娐访?、閉鎖、故障等）；3.3.5呼叫處理能力各類呼叫平均占用時(shí)長(zhǎng)呼叫類型平均占用時(shí)長(zhǎng)（秒）本地呼叫60國(guó)內(nèi)自動(dòng)長(zhǎng)途呼叫90國(guó)內(nèi)人工長(zhǎng)話呼叫200國(guó)際自動(dòng)長(zhǎng)途呼叫180國(guó)際人工呼叫240特種業(yè)務(wù)呼叫303.3.5呼叫處理能力實(shí)例4某交換局需安裝10000門交換機(jī)，設(shè)忙時(shí)：平均每線呼出話務(wù)量為0.08E，呼入話務(wù)量0.075E，其中：呼叫特種業(yè)務(wù)占4%；呼叫長(zhǎng)途業(yè)務(wù)占14%；入局話務(wù)量占呼入話務(wù)量的60%，其中本地業(yè)務(wù)占48%，長(zhǎng)途來話占12%。計(jì)算處理機(jī)的BHCA值？3.3.5呼叫處理能力實(shí)例4—計(jì)算1先求用戶呼出次數(shù)C1呼出A=0.08*10000=800EC1=800*0.04/(30/3600)+ 800*0.14/(90/3600)+ 800*(1-0.4-0.14)/(60/3600) =3840+4480+39360 =47680（次）3.3.5呼叫處理能力實(shí)例4—計(jì)算2再求呼入次數(shù)C2呼入A=0.075*10000=750EC2=750*0.48/(60/3600)+ 750*0.12/(90/3600) =21600+3600 =25200（次）3.3.5呼叫處理能力實(shí)例4—計(jì)算3呼叫總次數(shù)C C=C1+C2=72880次交換機(jī)的處理能力為：

72880*1.5（過負(fù)荷）*1.2（其他開銷）*1.1（冗余）=144302.4處理機(jī)的處理能力應(yīng)為15萬BHCA3.3.5呼叫處理能力

3.4.1服務(wù)質(zhì)量總體要求3.4.2電話網(wǎng)的服務(wù)質(zhì)量3.4.3