現(xiàn)代交換原理與通信網(wǎng)技術(shù)：3 數(shù)字程控電話交換和電話通信網(wǎng)

三、程控數(shù)字交換與電話通信網(wǎng)11.電話通信的基本原理2.電話交換技術(shù)的發(fā)展3.程控數(shù)字交換機(jī)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)4.接口電路5.電話通信網(wǎng)6.路由規(guī)劃本章主要內(nèi)容21、電話通信的基本原理31.1電話機(jī)的發(fā)明1875年6月2日貝爾和沃森發(fā)明了電話（原始的電磁式電話）↓1877年愛迪生發(fā)明了碳精式送話器+手柄+呼叫設(shè)備（電鈴）+手搖發(fā)電機(jī)+干電池（磁石式電話機(jī)）↓1882年出現(xiàn)了共電式電話機(jī)（沒有手搖發(fā)電機(jī)和干電池，通話所用電源由交換機(jī)供給）↓4↓1896年美國人愛立克森發(fā)明了旋轉(zhuǎn)式電話撥號盤1920年美國人坎貝爾發(fā)明了消側(cè)音電路（自動電話機(jī)-撥號盤電話機(jī)）↓60年代電子學(xué)飛速發(fā)展、70年代大規(guī)模集成電路出現(xiàn)(電子電話機(jī)-按鍵式電話機(jī))↓80年代隨著N-ISDN的應(yīng)用出現(xiàn)了數(shù)字電話機(jī)5送話器受話器原始話音還原話音二-四轉(zhuǎn)換消側(cè)音電路電話機(jī)原始話音還原話音1.2電話機(jī)的構(gòu)成及通話原理6受話器：將相應(yīng)的電信號還原為聲音的轉(zhuǎn)換器。送話器：將聲音變換為相應(yīng)電信號的轉(zhuǎn)換器。旋轉(zhuǎn)式撥號盤（三個參數(shù)）：

脈沖速度：表示撥號盤每秒鐘發(fā)生的脈沖個數(shù)。普通：10/s快速：20/s

脈沖斷續(xù)比：在一個脈沖周期里，斷開電流的時間和接通電流的時間之比。

t斷/t續(xù)=1.6:1或2:1

位間隔：≥300ms1.2電話機(jī)的構(gòu)成及通話原理7按鍵式撥號盤：與撥號集成電路配合發(fā)出脈沖或雙音頻(DTMF)信令。振鈴器：交流鈴、音調(diào)振鈴器開關(guān)、叉簧：接插件，二、四線繩1.2電話機(jī)的構(gòu)成及通話原理8697Hz770Hz852Hz941Hz1209Hz1336Hz1477Hz1633Hz高頻低頻12457*80369ABCD#910揚(yáng)聲電話機(jī)免提電話機(jī)無繩電話機(jī)錄音電話機(jī)可視電話機(jī)投幣電話機(jī)磁卡電話機(jī)1.3電話機(jī)的分類112、電話交換技術(shù)的發(fā)展12模擬程控交換機(jī)：1965年5月美國開通了第一個程控交換機(jī)（ESSNo.1）。數(shù)字程控交換機(jī)：1970年法國開通了第一個數(shù)字程控交換機(jī)（E10）。電話交換技術(shù)發(fā)展的三個階段(了解)13縮位撥號熱線服務(wù)呼出限制免打擾服務(wù)查找惡意呼叫鬧鐘服務(wù)截接服務(wù)缺席用戶服務(wù)補(bǔ)充業(yè)務(wù)遇忙回叫無條件呼叫前轉(zhuǎn)遇忙呼叫前轉(zhuǎn)無應(yīng)答呼叫前轉(zhuǎn)呼叫等待三方通話會議電視主叫號碼顯示等14

引進(jìn)交換機(jī)

AXE10，F(xiàn)ETEX-150，E10B，5ESS、NEAX61、EWSD

引進(jìn)生產(chǎn)線上海：S1240，北京：EWSD，天津：NEAX61

自行研制巨龍HJD-04，大唐SP30，華為C&C08，中興ZXJ10

我國程控交換技術(shù)的發(fā)展153、程控數(shù)字交換機(jī)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)16數(shù)字程控電話交換系統(tǒng)話路子系統(tǒng)控制子系統(tǒng)接口設(shè)備交換網(wǎng)絡(luò)CPU與存儲器遠(yuǎn)端接口外部設(shè)備模擬/數(shù)字用戶電路數(shù)字/模擬中繼器信令設(shè)備MFC接收和發(fā)送器DTMF接收器信號音發(fā)生器用戶集中級17程控交換機(jī)典型系統(tǒng)結(jié)構(gòu)18接口設(shè)備：是實現(xiàn)數(shù)字交換系統(tǒng)和外圍環(huán)境的接口。遠(yuǎn)端接口：是到集中維護(hù)操作中心、網(wǎng)管中心、計費(fèi)中心等的數(shù)據(jù)傳送接口。用戶集中級：完成話務(wù)集中功能，集中比一般為2:1到8:1一般為單T交換網(wǎng)絡(luò)。用戶模塊：用戶集中級+用戶電路遠(yuǎn)端模塊：設(shè)置在遠(yuǎn)端的用戶模塊。幾個概念19數(shù)字交換系統(tǒng)接口類型交換網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)模擬用戶接口用戶側(cè)接口中繼側(cè)接口數(shù)字用戶接口數(shù)字中繼接口模擬中繼接口數(shù)字用戶接口操作維護(hù)OAMZVABCQ320數(shù)字交換機(jī)接口類型ETETETETETETETETETETETETETET數(shù)字交換網(wǎng)絡(luò)模擬用戶線Z1模擬遠(yuǎn)端集線器Z2模擬PABXZ3數(shù)字用戶線V1LTLTLTLTZ1V2V3V4V5數(shù)字遠(yuǎn)端模塊Z1V1NT數(shù)字PABXmX(2B+D)nXE12,048kbit/sABLTC11C12C21C22LT本地轉(zhuǎn)換二線中繼器通路轉(zhuǎn)換設(shè)備四線FDM實線PCM8,448kbit/sLT34,368kbit/s8,448kbit/sLT21V接口：

V1：64kb/s，可為2B+D或30B+D的終端V2：連接數(shù)字遠(yuǎn)端模塊的接口V3：連接數(shù)字PABX的接口，屬30B+D的接口V4：可接多個2B+D的終端，支持ISDN的接入V5：支持nXE1的接入網(wǎng)，包括V5.1和V5.2接口A接口：速率為2048kb/s的數(shù)字中繼接口B接口：PCM二次群接口，其接口速率為8448kb/s程控交換系統(tǒng)接口類型——數(shù)字接口22Z1接口：連接單個模擬用戶的接口

Z2接口：連接模擬遠(yuǎn)端集線器的接口Z3接口：連接模擬PABX的接口程控交換系統(tǒng)接口類型——模擬接口233.4接口電路24模擬用戶電路模擬用戶電路的功能可歸納為BORSCHT七個功能：——B(Batteryfeeding)饋電——O(Overvoltageprotection)過壓保護(hù)——R(Ringingcontrol)振鈴控制——S(Supervision)監(jiān)視——C(CODEC&filters)編譯碼和濾波——H(Hybirdcircuit)混合電路——T(Test)測試25饋電電容的特性：“隔直流，通交流”電感的特性：“隔交流，通直流”（-48v）26過壓保護(hù)27可檢測以下各種用戶狀態(tài)：1、用戶話機(jī)的摘掛機(jī)狀態(tài)2、用戶話機(jī)（號盤）發(fā)出的撥號脈沖3、投幣話機(jī)的輸入信號4、話終掛機(jī)狀態(tài)監(jiān)視28編譯碼和濾波（CODEC）編碼器：完成模擬信號到數(shù)字信號的轉(zhuǎn)換（Coder）。譯碼器：完成數(shù)字信號到模擬信號的轉(zhuǎn)換（Decoder）

。29混合電路完成二線到四線的轉(zhuǎn)換功能。30舉例——用戶電路板31模擬中繼器：是程控數(shù)字交換機(jī)與模擬中繼線的接口，用于與模擬交換機(jī)的連接。模擬中繼電路32數(shù)字中繼器：是連接數(shù)字局間中繼線的接口電路，用于與數(shù)字交換局或遠(yuǎn)端模塊的連接。主要作用：是根據(jù)PCM時分復(fù)用原理，將30路64kb/s的話路信號復(fù)接成2048kb/s的基群信號發(fā)送出去，或者反之，把從其它數(shù)字交換系統(tǒng)（或數(shù)字傳輸系統(tǒng)）來的2048kb/s的基群信號分成30路話路信號，然后再通過數(shù)字交換網(wǎng)絡(luò)分接到各個相應(yīng)的用戶。在上述過程中，完成信號傳輸、信號同步、信令配合數(shù)字中繼電路33數(shù)字中繼電路的基本功能碼型變換：單極性不歸零碼HDB3（高密度雙極性碼）時鐘提取：就是從輸入的數(shù)據(jù)流中提取時鐘信號，作為輸入數(shù)據(jù)流的基準(zhǔn)時鐘。同時該時鐘信號還用來作為本端系統(tǒng)時鐘的外部參考時鐘源。幀同步：就是從接收的數(shù)據(jù)流中搜索并識別到同步碼，并以該時隙作為一幀的開始，以便接收端的幀結(jié)構(gòu)排列和發(fā)送端的完全一致。34復(fù)幀同步：如果數(shù)字中繼線上使用的是隨路信號（中國1號信令），則除了幀同步外，還要有復(fù)幀同步。復(fù)幀同步是為了解決各路標(biāo)志信號的錯路問題。提取和插入隨路信號數(shù)字中繼電路的基本功能35碼型變換碼型變換時鐘提取幀同步幀定位信號提取幀定位信號插入復(fù)幀定位信號插入收發(fā)PCM數(shù)字中繼電路的基本功能36音頻信號的產(chǎn)生、發(fā)送和接收1、信號種類：

交換機(jī)到用戶：各種信號音（單頻，信號源450Hz或950Hz的正弦波）

交換機(jī)到交換機(jī)：

局間信號（MFC）

前向信號頻率：1380Hz,1500Hz,1620Hz,1740Hz,1860Hz,1980Hz（6中取2）后向信號頻率：1140Hz,1020Hz,900Hz,780Hz,（4中取2）用戶到交換機(jī)：撥號信息（直流脈沖、DTMF）3738395、電話通信網(wǎng)

40

電話通信網(wǎng)概述通信網(wǎng)的分類：1）根據(jù)對信息的不同處理方法進(jìn)行分類：電路交換方式：PSTN、ISDN

存儲轉(zhuǎn)發(fā)方式：分組交換網(wǎng)、幀中繼網(wǎng)信元交換方式：ATM

2）根據(jù)不同的業(yè)務(wù)進(jìn)行分類：

電話網(wǎng)、電報網(wǎng)、數(shù)據(jù)網(wǎng)、ISDN413）根據(jù)不同的傳輸媒介進(jìn)行分類：有線網(wǎng)：傳輸媒介為電纜、光纜、明線

無線網(wǎng)：GSM、無線尋呼、衛(wèi)星通信4）根據(jù)不同的使用場合進(jìn)行分類：

公用網(wǎng)、專用網(wǎng)5）根據(jù)不同的傳輸信號進(jìn)行分類：

數(shù)字網(wǎng)、模擬網(wǎng)42434445電話網(wǎng)的組成對組建電話網(wǎng)的要求:保證網(wǎng)內(nèi)每個用戶都能任意呼叫網(wǎng)內(nèi)的其它用戶保證滿意的服務(wù)質(zhì)量能不斷適應(yīng)通信新業(yè)務(wù)和通信新技術(shù)的發(fā)展投資和維護(hù)費(fèi)用盡可能低46電話網(wǎng)的一般結(jié)構(gòu)星形網(wǎng)：節(jié)省線路，但可靠性差環(huán)形網(wǎng)：較少用網(wǎng)狀網(wǎng)：可靠性高，但線路投資也高樹形網(wǎng)：網(wǎng)絡(luò)分級使用復(fù)合式：上述幾種結(jié)構(gòu)的混合形式電話網(wǎng)的組成用戶終端（用戶話機(jī)）+交換機(jī)+傳輸線路47國際電話通信是通過國際電話局完成的，每一個國家都設(shè)有國際電話局，國際局之間形成國際電話網(wǎng)，也就是為進(jìn)行國家之間的通信，在一個國家內(nèi)將設(shè)置一個或幾個國際交換中心，以疏通國際話務(wù)。目前我國有三個國際交換中心，分設(shè)在北京、上海、廣州，這三個國際交換中心均具有轉(zhuǎn)接和終端話務(wù)的功能。國際電話通信48北京國際交換中心與現(xiàn)有八個大區(qū)中心的C1，與北京、沈陽、西安大區(qū)所屬的C2，以及相應(yīng)的經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)城市、旅游地區(qū)、港口城市等所在地區(qū)的長途交換中心相連。

上海國際交換中心與現(xiàn)有八個大區(qū)中心的C1，與上海、南京、武漢、成都大區(qū)所屬的C2，以及相應(yīng)的經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)城市、旅游地區(qū)、港口城市等所在地區(qū)的長途交換中心相連。

廣州國際交換中心與現(xiàn)有八個大區(qū)中心的C1，與廣州大區(qū)內(nèi)的長沙、南寧、海口的C2，以及相應(yīng)的經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)城市、旅游地區(qū)、港口城市等所在地區(qū)的長途交換中心相連。

49

我國的長話網(wǎng)的結(jié)構(gòu)我國電話網(wǎng)采用等級結(jié)構(gòu)，分為5級（C1、C2、C3、C4、C5），它是由本地網(wǎng)和長途網(wǎng)構(gòu)成的。

I、大區(qū)中心局/C1局（省間中心局）負(fù)責(zé)輸通、匯接本大區(qū)的長途受話、發(fā)話以及轉(zhuǎn)話業(yè)務(wù)。長話網(wǎng)中的大區(qū)與我國大經(jīng)濟(jì)協(xié)作區(qū)是一致的。即分六個大區(qū)：華北、東北、華東、中南、西南、西北。在各大區(qū)內(nèi)選定一個長話局作為大區(qū)中心局。如北京、沈陽、南京、武漢、成都、西安。50II、省中心局/C2局省中心局為各省會所在地的長局如合肥是C2局對于江蘇，南京是C1局，就不設(shè)C2局。我國共有30個省中心。III、地區(qū)中心局/C3局（縣間中心局）地區(qū)中心局為地區(qū)機(jī)關(guān)所在地的長話局；我國共有350多個地區(qū)中心，如徐州屬于C3局。IV、縣中心局/C4局縣中心局為縣長話局，是終端局（長話網(wǎng)的末端局）。負(fù)責(zé)輸通本局內(nèi)的發(fā)話、受話業(yè)務(wù),沒有轉(zhuǎn)話業(yè)務(wù)。全國共有2200多個縣中心。5152

市話通信網(wǎng)的結(jié)構(gòu)a、單局制市話網(wǎng)：較小的城市、縣只有一個市話局，構(gòu)成單局制市話網(wǎng)。見下圖。所有用戶通過用戶線接到市話交換機(jī)；各個用戶小交換機(jī)也通過小交換機(jī)中繼線（對市話交換機(jī)往往相當(dāng)于用戶線）接到市話局。市話局位置一般應(yīng)設(shè)置在用戶的密度中心，以節(jié)省線路投資。5354b、多局制市話網(wǎng)當(dāng)市話網(wǎng)發(fā)展到一定容量時，應(yīng)該在市區(qū)內(nèi)實行分區(qū)，每區(qū)建立一個電話分局，負(fù)責(zé)本區(qū)內(nèi)電話用戶的通話，這樣就構(gòu)成了分局（多局）制市話網(wǎng)（各分局間用局間中繼線相連接，用以溝通各個分局）。這種市話網(wǎng)中，各分局之間中繼線的連接方法，一般采用直接中繼法，即各分局各個相連，中等以上城市都屬于多局制。5556с、匯接制市話網(wǎng)當(dāng)市話網(wǎng)的分局?jǐn)?shù)增加（幾十個），由于分局?jǐn)?shù)目多，服務(wù)區(qū)域擴(kuò)大，局間中繼線的數(shù)量和平均長度都相應(yīng)增大。這時，在市話網(wǎng)分區(qū)以后，可把若干個分區(qū)組成一個聯(lián)合區(qū)，整個市話網(wǎng)由若干個聯(lián)合區(qū)構(gòu)成，這種聯(lián)合區(qū)叫做匯接區(qū)。57在每個匯接區(qū)內(nèi)設(shè)匯接局（下設(shè)若干個電話分局），當(dāng)某匯接局的用戶呼叫其它匯接區(qū)的用戶時，是由發(fā)話用戶經(jīng)過發(fā)話分局，通過受話區(qū)的匯接區(qū)接到受話分局而到達(dá)受話用戶。注：在同一匯接區(qū)內(nèi)的各個分局間，仍采用個個相連的原則

5859匯接方式：在電信網(wǎng)上采用的匯接方式主要有去話匯接、來話匯接、來去話匯接、集中匯接、主輔匯接等。603、來去話匯接616、路由規(guī)劃電信網(wǎng)主要由交換網(wǎng)絡(luò)、傳輸系統(tǒng)和通信終端組成；交換網(wǎng)絡(luò)在設(shè)計時必須考慮通信網(wǎng)得以下幾個方面：路由規(guī)劃、編號制度、計費(fèi)系統(tǒng)、傳輸系統(tǒng)、信令系統(tǒng)。一、路由設(shè)計即討論給定交換機(jī)之間得話務(wù)量后，中繼線應(yīng)如何配置？6263（1）增加了中繼線數(shù)：6條AB中繼線，6條BC中繼線，6路匯接交換設(shè)備；（2）節(jié)約的中繼線數(shù)：11條AC直達(dá)中繼線

考慮到實際中，AC直達(dá)中繼，僅是電氣上的直達(dá)，地理位置上并非直達(dá)。

原因有兩點：（1）直達(dá)匯接中繼線的物理上可利用同一管道或線桿或同一電纜，節(jié)省施工量。（2）大容量電纜價格低。兩種比較：方法2比方法164因此，匯接法比直達(dá)法節(jié)約11－6＝5條中繼線路，但增加6路交換設(shè)備。采用何方法，應(yīng)由兩種方案的價格比較決定?？傊?，采用匯接中繼法：話務(wù)量集中，即中繼線的利用率高；缺點：增加附加的交換設(shè)備。解決方法：采用混合路由。AC間：話務(wù)量主要由直達(dá)中繼負(fù)擔(dān)，溢出得話務(wù)量由匯接中繼傳輸，所以匯接路由也常稱為替代路由或迂回路由。65在等級制通信網(wǎng)中，任何兩臺交換機(jī)之間都可能存在多條路由。因此，必須有一種經(jīng)濟(jì)合理的路由選擇方案。選擇路由時應(yīng)充分利用高效直達(dá)路由，盡量減少轉(zhuǎn)接次數(shù)和盡量少占長途電路。路由選擇順序和原則如下：

(1)先選高效直達(dá)路由。當(dāng)高效直達(dá)路由忙時，選迂回路由，選擇順序是“由遠(yuǎn)至近”。

(2)最后選擇最終路由。最終路由可以是實際的最終路由（低呼損電路），也可以是基干路由。路由選擇方案6666例兩個地區(qū)之間的長途網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如下圖所示，假定交換中心A呼叫交換中心B，試按“由遠(yuǎn)至近”選擇順序依次給出全部路由。解：根據(jù)路由選擇順序和原則，首選直達(dá)路由，當(dāng)直達(dá)路由忙時，再選迂回路由，最后選基干路由。

路由選擇舉例676768編號制度在電話通信中，每臺電話機(jī)的地址稱為電話號碼。要使通信網(wǎng)正確地接續(xù)線路，必須有一合理地尋址方案，則自動電話機(jī)就必須有一合理的編號制度，編號時應(yīng)符合下列原則：（1）全球編號統(tǒng)一，即整個國際網(wǎng)那任何一臺話機(jī)的號碼必須是唯一的。（2）號碼位數(shù)盡可能短且有規(guī)律，便于用戶記憶。（3）編號應(yīng)充分考慮系統(tǒng)的發(fā)展，易于擴(kuò)充。（4）即不僅考慮近期情況，還要考慮遠(yuǎn)期的發(fā)展情況。69下面主要介紹我國現(xiàn)行的編號制度

1、市內(nèi)電話號碼和特種業(yè)務(wù)號碼（1）特種業(yè)務(wù)號碼

112市話障礙114市話查號

119火警70（2）市內(nèi)電話號碼

用戶號＝分局號+話機(jī)號局號：1－3位；局內(nèi)號碼：同一局內(nèi)不同電話用戶的號碼4位和5位

1位分局最多能支持8個分局；2位分局最多能支持80個分局；4位局內(nèi)號碼支持8000門話機(jī)；5位局內(nèi)號碼支持8萬門話機(jī)。712、長途自動電話號碼我國長途自動電話號碼由三部分組成：

[長途電話字冠]+[長途區(qū)號]+[市內(nèi)電話號碼]

三部分最多不超過11位組成長途電話字冠位“0”，市