數(shù)字交換和數(shù)字交換網(wǎng)絡(luò)(修改后的)

§3.5數(shù)字交換和數(shù)字交換網(wǎng)絡(luò)

對數(shù)字化話音信息進(jìn)行交換實(shí)現(xiàn)不同時(shí)隙不同線路之間的交換數(shù)字交換網(wǎng)絡(luò)基本功能：給每一個(gè)用戶分配一個(gè)固定時(shí)隙在兩個(gè)用戶間（兩個(gè)不同時(shí)隙）進(jìn)行交換數(shù)字交換的實(shí)質(zhì)：對數(shù)字信息進(jìn)行時(shí)隙交換TS1TS2TS3TS1TS2TS3數(shù)字交換網(wǎng)絡(luò)12341234TS1TS2TS33-1數(shù)字交換網(wǎng)絡(luò)怎樣實(shí)現(xiàn)時(shí)隙交換PCM母線的收、發(fā)分開數(shù)字交換網(wǎng)絡(luò)要進(jìn)行單向路由的接續(xù)數(shù)字交換網(wǎng)絡(luò)的組成：時(shí)間接線器（T接線器）空間接線器（S接線器）3-2單端PCM交換交換網(wǎng)絡(luò)PCM入PCM出AATS5TS28用T接線器來實(shí)現(xiàn)交換網(wǎng)絡(luò)SLCSLCDHWTS3TS4TS5TS0TS1TS2UHW3-3交換網(wǎng)絡(luò)PCM入PCM出ABTS5TS5ATS28BTS28UHWTS5DHWTS5DHWTS28UHWTS28每個(gè)用戶同時(shí)在UHW、DHW上各占一個(gè)編號相同的時(shí)隙，分別作為發(fā)送時(shí)隙和接受時(shí)隙。3-4多端PCM交換交換網(wǎng)絡(luò)PCM入PCM出AATS2TS16UHW0UHW1UHW2UHW3DHW0DHW1DHW2DHW3用T、S組合接線器來實(shí)現(xiàn)3-5時(shí)間接線器（T）功能：完成同一復(fù)用總線(PCM線)上不同時(shí)隙間的交換。

對位置換信息：TS3TS8，等待5個(gè)時(shí)隙后輸出即可。組成結(jié)構(gòu)：T接線器由SM(SpeechMemory)和CM(ControlMemory)兩部分構(gòu)成。原理：先存儲(chǔ)，后轉(zhuǎn)發(fā)。工作方式：輸出控制（順序?qū)懭?，控制讀出）輸入控制（控制寫入，順序讀出）（掌握兩種工作方式下的工作過程，會(huì)區(qū)分工作方式）！3-6RWTS0TS31TS0TS31031310SMCMWCPU控制RT接線器組成結(jié)構(gòu)圖地址計(jì)數(shù)器時(shí)鐘CP地址計(jì)數(shù)器3-7A！RWA310SMCMWCPU控制RT接線器--輸出控制地址計(jì)數(shù)器時(shí)鐘CP地址計(jì)數(shù)器TS6TS176TS6ATS173101761766313029········21TS0313029········21TS0CM的地址與輸出TS對應(yīng)3-8AAA！RW310SMCMWCPU控制RT接線器--輸入控制地址計(jì)數(shù)器地址計(jì)數(shù)器TS6TS1717TS6TM的地址與輸入TS對應(yīng)時(shí)鐘CP3-9注意：1.工作方式是針對SM而言（CM總是輸入控制）2.話音存儲(chǔ)器的位數(shù)總按8bit計(jì)算。3.話音存儲(chǔ)器的容量等于輸入母線上每幀的時(shí)隙數(shù)。4.控制存儲(chǔ)器的容量等于話音存儲(chǔ)器的容量，話音存儲(chǔ)器的容量數(shù)決定于控制存儲(chǔ)器每個(gè)單元的比特?cái)?shù)。3-10

總結(jié)T接線器只能實(shí)現(xiàn)同一母線不同時(shí)隙之間的交換。T接線器的工作方式總是對話音存儲(chǔ)器來說的。如果是輸出控制，則輸入一定是順序的；如果輸入是控制的，則輸出一定是順序的?？刂拼鎯?chǔ)器的方式始終是控制寫入，順序讀出?？刂拼鎯?chǔ)器始終控制語音存儲(chǔ)器的動(dòng)作。工作方式不同，存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)單元的內(nèi)容不同，但可以達(dá)到相同的結(jié)果?？刂拼鎯?chǔ)器每個(gè)單元寫入的內(nèi)容是發(fā)話人的話音信息在話音存儲(chǔ)器的存儲(chǔ)地址。3-11

由于T接線器的讀寫速率限制，其容量有限。當(dāng)需要的時(shí)隙數(shù)過大，通過復(fù)用器已不能完成時(shí)，就需要用多個(gè)T接線器來實(shí)現(xiàn)時(shí)隙交換。那么就要解決不同T接線器之間的交換問題。功能：S接線器完成不同復(fù)用總線(PCM線)間同一TS的交換;S接線器是通過控制存儲(chǔ)器控制電子交叉矩陣接點(diǎn)的閉合來實(shí)現(xiàn)TS在不同PCM間交換的。組成結(jié)構(gòu)：由電子交叉矩陣(開關(guān)時(shí)間所要求)和CM構(gòu)成?？臻g接線器（S）3-12工作方式：輸入控制：控制線與輸入HW平行。輸出控制：控制線與輸出HW平行。CM：每個(gè)CM的容量等于其控制HW線上的時(shí)隙數(shù)。入/出母線數(shù)決定于每個(gè)CM的單元含有的比特?cái)?shù)CM數(shù)量等于入/出母線數(shù)實(shí)質(zhì)：

通過時(shí)間分割的手段來完成空間HW交換。注意：工作方式是針對交叉矩陣而言（CM總是輸入控制）3-13TS220431CMC0CMC1CMCnHW0HW1HWnHW0HW1HWnTS4TS4TS22………………1n…22S接線器的結(jié)構(gòu)輸入控制方式！單元地址為時(shí)隙號，內(nèi)容為HW號（輸出）3-14TS4TS22TS4TS220431CMC0CMC1CMCnHW0HW1HWnHW0HW1HWn………………n0…22輸出控制方式！單元地址為時(shí)隙號，內(nèi)容為HW號（輸入）3-15總結(jié)S接線器只能實(shí)現(xiàn)不同母線相同時(shí)隙之間的交換，用戶數(shù)據(jù)經(jīng)過交換后時(shí)隙并不改變。N*N交換矩陣對應(yīng)著N個(gè)控制存儲(chǔ)器。每個(gè)存儲(chǔ)器的存儲(chǔ)單元號對應(yīng)相應(yīng)的時(shí)隙。輸入控制方式：存儲(chǔ)單元的內(nèi)容表示該存儲(chǔ)器所對應(yīng)的輸入母線所接通的輸出母線的號數(shù)。輸出控制方式：存儲(chǔ)單元的內(nèi)容表示該存儲(chǔ)器所對應(yīng)的輸出母線所接通的輸入母線的號數(shù)。3-16

T-S-T數(shù)字交換網(wǎng)絡(luò) 引入S接線器，改善話務(wù)疏導(dǎo)功能，具有低成本，低阻塞和路由選擇簡單的特點(diǎn)。無復(fù)用器的T-S-T交換網(wǎng)絡(luò)(下頁)帶復(fù)用器的T-S-T交換網(wǎng)絡(luò)(后續(xù)頁)各個(gè)Memory的內(nèi)容；各個(gè)Memory的容量；不同控制方式下的變化；半幀法（強(qiáng)調(diào)：T接線器輸入HW總時(shí)隙數(shù)的一半）；入-出方式與出-入方式的討論。關(guān)于SM損壞的問題；關(guān)于節(jié)省CM的問題。3-173-18BB2TS23BB31TS2AA31ATS7BACMC0CMC1CMC2HW0HW1HW2輸入控制！723ACMASMATS31B72TS731232HW0HW1HW2TS2CMBSMBTS31A233172輸入控制輸出控制TS23HW0TS2HW2TS31TS31?TS2ITS＝7TS2TS7TS3127+32/2=2303-19BB23TS23BB23TS2AA7ATS7BACMC0CMC1CMC2HW0HW1HW2輸入控制！723ACMASMATS31B27TS723317HW0HW1HW2TS2CMBSMBTS31A273123輸出控制輸入控制TS23HW0TS2HW2TS31TS31?TS2ITS＝7TS2TS7TS3127+32/2=2303-20S/P轉(zhuǎn)換問題：1010101100001111D0D1D2D3D4D5D6D7TS0TS1SM串行數(shù)據(jù)格式并行數(shù)據(jù)格式1111000011010101TS0TS1D0D7D0D711110000110101012M2M÷8=256K3-21T接線器的容量：32×8bit（2M）一級T接線器所能交換的容量(時(shí)隙數(shù)),決定于SM允許的讀寫速度。如:SMRAM的存取速度為50ns,則在一幀周期時(shí)間(125us)內(nèi),理論上可以交換的時(shí)隙數(shù)為:125us÷50ns÷2=1250個(gè)時(shí)隙。（并行數(shù)據(jù)時(shí)）（串行數(shù)據(jù)時(shí)，1250÷

8=156.25TS）

但由于實(shí)際多方面的原因,單級T接線器的交換容量很少超過1024TS（64M）。所以,較大的網(wǎng)絡(luò)一般采取級聯(lián)的方式。工作速度：輸入總線的速度/并行線數(shù)實(shí)質(zhì)：通過空間分割的手段來完成時(shí)隙交換。3-22復(fù)用器與分路器！一、復(fù)用器當(dāng)單端PCM數(shù)不能滿足需要時(shí)，需用多條PCM，如何實(shí)現(xiàn)？（先將它們合并成一條PCM，再送入T接線器。）它會(huì)有哪些變化，有哪些要求？如何復(fù)用？T接線器復(fù)用器newHWHW0HW1HW2HW33-23復(fù)用器的基本功能

串/并變換和并路復(fù)用。目的是降低數(shù)據(jù)傳輸速率，便于半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件的存儲(chǔ)和取出操作；盡可能利用半導(dǎo)體器件的高速特性，使在每條數(shù)字通道中能夠傳送更多的信息，提高數(shù)字通道的利用率。通過串行碼變成并行碼，傳輸速率降低到原速率的1/8。使制造工藝要求降低，減少輻射干擾，降低器件的開關(guān)速度因而降低了造價(jià)。另外，速度的降低以增加傳輸線數(shù)為代價(jià)的。3-24TS0TS1TS2復(fù)用器3020100021011131HW0HW1HW2HW3000102101112202122303132HW0TS0HW1TS0HW2TS0HW3TS0HW0TS1HW1TS1HW2TS1HW3TS17654321076543210DD復(fù)用器變換原理示意圖一第1步：HW合并2M8M！TS0TS1TS2TS3TS4TS5TS6TS73-25TS0TS1TS2復(fù)用器3020100021011131HW0HW1HW2HW30001021011122021223031327654321076543210DD復(fù)用器變換原理示意圖一變換后時(shí)隙的計(jì)算2M8M！TS復(fù)=TS號×HW總+HW號HW0

TS0HW1

TS0HW2

TS0HW3

TS0HW0

TS1HW1

TS1HW2

TS1HW3

TS1TS0TS1TS2TS3TS4TS5TS6TS73-26T接線器復(fù)用器newHWHW0HW1HW2HW3第2步：S/P復(fù)用器newHWHW0HW1HW2HW3CMS/PSM合并HW，時(shí)隙變換S/P，數(shù)據(jù)bit的變換2M8M1MTS0TS0TS0TS0TS0TS0D0D7D0D7！3-27二、分路器作用與復(fù)用器相反；分出各HW上的各個(gè)TS。P/S變換。復(fù)用器HW0HW1HW2HW3CM2M8M1MS/PD0D7P/SD0D7分路器HW0HW1HW2HW3SM8M2M1M3-28時(shí)/空結(jié)合交換單元簡稱T/S單元基本功能是實(shí)現(xiàn)任一入線的任一時(shí)隙與任一出線的任一時(shí)隙之間的交換連接。T/S單元常做成大規(guī)模集成專用芯片，如S1240數(shù)字程控交換系統(tǒng)用的DSE單元。3-29單T型數(shù)字交換網(wǎng)絡(luò)由時(shí)分接線器、復(fù)用器、分路器三大部分組成。是一種最經(jīng)濟(jì)的交換網(wǎng)，廣泛用于數(shù)字交換機(jī)中。用復(fù)用器、分路器與T接線器組成單T交換網(wǎng)絡(luò)

單T型數(shù)字交換網(wǎng)絡(luò)3-30A！RW1270SMCMWCPU控制R單T型數(shù)字交換網(wǎng)絡(luò)--輸出控制地址計(jì)數(shù)器時(shí)鐘地址計(jì)數(shù)器HW1TS8HW3TS2133ATS33ATS8712708733復(fù)用器分路器BBTS87TS33ABTS8ABTS21TS21TS8TS33TS87TS87TS33338787BUHW0DHW0UHW3DHW3乙E甲M乙M甲E3-31A！R1270SMCMWCPU控制地址計(jì)數(shù)器HW1TS8HW3TS2187ATS33ATS8712703387復(fù)用器分路器BBTS87TS33ABTS8ABTS21TS21TS8TS33TS87TS87TS33873333B單T型數(shù)字交換網(wǎng)絡(luò)--輸入控制RW地址計(jì)數(shù)器時(shí)鐘乙E甲M乙M甲E3-32MT8980/MT89801（加拿大Mitel公司）美國Motorola公司的MC145601意大利SGS公司的M-088學(xué)習(xí)芯片的使用方法。了解：8980是何種工作方式？8980的容量為多少？8980能否單獨(dú)組網(wǎng)？8980是否有阻塞？單T型數(shù)字交換網(wǎng)絡(luò)典型芯片3-33MT8980性能是一個(gè)40端超大規(guī)模CMOSIC,融數(shù)字交換、S/P和復(fù)用器、分路器和P/S，以及uP接口于一體。適用于2MbpsPCM數(shù)字時(shí)分復(fù)用總線各時(shí)隙間的交換；具有8條2MbpsPCM輸入HW，即8條32個(gè)8位碼信道，總共256個(gè)8位碼64Kbps輸入信道；具有8條2MbpsPCM輸出HW，即8條32個(gè)8位碼信道，總共256個(gè)8位碼64Kbps輸出信道；可完成上述256輸入信道至256個(gè)輸出信道的全利用度無阻塞交換。單電源(+5V)低功耗(30mW)串行輸出信道具有三態(tài)輸出性能。具有微處理機(jī)的控制接口，處理機(jī)對芯片中的存儲(chǔ)器可直接進(jìn)行讀寫操作。3-34MT8980芯片管腳圖3-353-36集中式擴(kuò)展式T型數(shù)字交換網(wǎng)絡(luò)1.用戶級話務(wù)集中的概念在交換機(jī)的核心交換網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部，采用1:1的交換網(wǎng)絡(luò)作為交換繩路。繩路總是小于總用戶數(shù)的，如何將大量的用戶時(shí)隙連接到少量的內(nèi)部時(shí)隙（繩路）上去？對UHW是多時(shí)隙連接到少時(shí)隙；（出時(shí)隙小于入時(shí)隙）對DHW是少時(shí)隙連接到多時(shí)隙；（出時(shí)隙大于入時(shí)隙）同時(shí)考慮其任意連接性。T網(wǎng)絡(luò)128×

12816*32=51216*32=512？？512用戶發(fā)512用戶收交換網(wǎng)絡(luò)3-37解決方法：設(shè)計(jì)集中式和擴(kuò)展式的交換網(wǎng)絡(luò)。集中與擴(kuò)展完成時(shí)隙的對應(yīng)關(guān)系；交換網(wǎng)絡(luò)完成連接的任意性。概念：出時(shí)隙小于入時(shí)隙的交換網(wǎng)絡(luò)－－集中式交換網(wǎng)絡(luò)。出時(shí)隙大于入時(shí)隙的交換網(wǎng)絡(luò)－－擴(kuò)展式交換網(wǎng)絡(luò)。它們用于交換機(jī)的用戶級中。3-38集中器與擴(kuò)展器的設(shè)計(jì)單端T32×32單端T32×32單端T32×32UHW0UHW1UHW3DHW04*32＝1281*32＝32接128用戶至交換網(wǎng)絡(luò)UHW3-39多端T128×

128多端T128×

128多端T128×

128UHW016*32＝5124*32＝128UHW3UHW4UHW7UHW12UHW154*128＝512DHW0DHW3512×

128的集中器接512用戶至交換網(wǎng)絡(luò)UHWUHW0UHW3UHW0UHW33-40多端T128×

128多端T128×

128多端T128×

128DHW016*32＝5124*32＝128DHW3DHW4DHW7DHW12DHW154*128＝512UHW0UHW3128×512的擴(kuò)展器接512用戶接交換網(wǎng)絡(luò)DHWDHW0DHW3DHW0DHW33-41ARCMWCPU控制CLK1270DHW0DHW3W0SM0CLKRW0SM3CLKR0TS8AUHW0UHW3NTS32A0TS2AITS8A3TS8BUHW0UHW3NTS32B3TS3BITS12BTS3B3232B12832416127127128*3+32＝416000100000110100000思考：改為輸入控制方式的有何不同，孰優(yōu)？3-423.用單片IC設(shè)計(jì)256×

256UHW0UHW1UHW2UHW3UHW4UHW5UHW6UHW7DHW0DHW1DHW2DHW3DHW4DHW5DHW6DHW7備用64×128128×643-43256×

256UHW0UHW1UHW2UHW3UHW4UHW5UHW6UHW7DHW0DHW1DHW2DHW3DHW4DHW5DHW6DHW7備用64×128128×643-444.用多片IC設(shè)計(jì)多端T256×256多端TUHW08*32＝256UHW7UHW8UHW154*256＝1024DHW0DHW71024×256的集中器接1024用戶至交換網(wǎng)絡(luò)UHWUHW0UHW7256×256多端TUHW24UHW31UHW0UHW7256×256多端TUHW24UHW31UHW0UHW7256×2563-45多端T256×256多端TDHW08*32＝256DHW7DHW8DHW15UHW0UHW7256×1024的擴(kuò)展器接1024用戶接交換網(wǎng)絡(luò)DHWDHW0DHW7256×256多端TDHW24DHW31DHW0DHW7256×256多端TDHW24DHW31DHW0DHW7256×2563-46

T型交換網(wǎng)絡(luò)的擴(kuò)容1.單級T復(fù)接方式復(fù)用器復(fù)用器AinDinDoutAoutAin分路器分路器DoutDinSM1nSM11SMn1SMnnCM1CMnCM-Dout

=SM-AoutCLKAout輸入PCM輸入PCM輸出PCM輸出PCM3-472.分布式復(fù)制T交換網(wǎng)絡(luò)32×3232×3232×3232×3232×3232×3232×3232×3232×32UHWIUHWIIUHWIIIDHWIDHWIIDHWIII模塊2模塊1模塊33-48BTS71A7ATS7ABACMC0CMC1CMC2HW1TS21輸出控制771ACMASMATS35B77TS735712171HW1TS21BBCMBSMBTS35A717135721TS71B輸入控制輸出控制ATS5復(fù)用器TS8B復(fù)用器TS8A分路器分路器TS35?TS21M0HW1TS5M2HW3TS8ITS＝7TS21TS7TS357+32*4/2=71！20TS5B3-493-50數(shù)字交換機(jī)中話路的連接舉例M用戶電路0TDFD用戶電路240TMBM用戶電路0TDFD用戶電路240TMBAB用戶模塊0HW07復(fù)接AB用戶模塊nA07077M0TA級M31TSTD0B級TD31（32）2Mbit/s0150152Mbit/s

B031（32）1501500選組級BAM-Multiplex復(fù)用器F-Forward前向通路D-Demultiplex

分路器B-Backwar

后向通路HW0HW7AB512*32512思考：如何實(shí)現(xiàn)與數(shù)字中繼的連接和接續(xù)？3-51§3.6無阻塞網(wǎng)絡(luò)1、單級無阻塞網(wǎng)絡(luò)單T級、單S級2、CLOS無阻塞網(wǎng)絡(luò)3級CLOS網(wǎng)絡(luò)1n1m1r1n1m1r111n1n11rm1r1m1r3-52嚴(yán)格無阻塞的條件：m≥2n-1

3、無阻塞數(shù)字交換網(wǎng)絡(luò)完全無阻塞單T級數(shù)字交換網(wǎng)絡(luò)T-S-T網(wǎng)絡(luò)：每個(gè)T單元可選用的內(nèi)部時(shí)隙數(shù)m等于S-T-S網(wǎng)絡(luò)：S級出線數(shù)與