《程控交換原理》課件

《程控交換原理》課程介紹本課程將深入探討程控交換的原理和技術(shù)。我們將從基礎(chǔ)知識開始，逐步學(xué)習(xí)各種交換技術(shù)，包括電路交換、分組交換、以及最新的軟件定義網(wǎng)絡(luò)（SDN）技術(shù)。什么是程控交換?自動控制程控交換系統(tǒng)通過電子控制設(shè)備來控制電話呼叫的建立和連接，無需人工干預(yù)。數(shù)字信號程控交換系統(tǒng)使用數(shù)字信號來處理和傳輸電話呼叫信息，提高了傳輸質(zhì)量和效率。軟件控制程控交換系統(tǒng)通過軟件控制電話網(wǎng)絡(luò)的各種功能，實現(xiàn)靈活性和可擴展性。1.1程控交換的定義數(shù)字信號處理程控交換系統(tǒng)利用數(shù)字信號處理技術(shù)，實現(xiàn)電話呼叫的連接和控制。計算機控制采用計算機程序控制交換機的工作過程，實現(xiàn)呼叫的接續(xù)、路由選擇、計費等功能。靈活性和可擴展性程控交換系統(tǒng)具有高度的靈活性，能夠根據(jù)需要提供各種業(yè)務(wù)功能，并可輕松擴展容量。1.2程控交換的基本原理1數(shù)字信號處理程控交換系統(tǒng)使用數(shù)字信號處理技術(shù)，將模擬語音信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，進行處理和傳輸。2存儲程序控制交換機通過存儲在內(nèi)存中的程序來控制各種功能，包括呼叫建立、路由選擇和計費。3集中控制所有交換功能都由一個中央控制單元控制，實現(xiàn)了交換機各個部件的統(tǒng)一管理和協(xié)調(diào)運作。1.3程控交換的發(fā)展歷程早期手動交換早期交換機采用手動操作，效率低下且易出錯。機電交換時代機電交換機利用機械和電子部件實現(xiàn)自動連接，提高了交換效率和可靠性。電子程控交換電子程控交換機使用計算機控制，具有更高的靈活性和智能化，成為現(xiàn)代通信系統(tǒng)的主流。數(shù)字程控交換數(shù)字程控交換機采用數(shù)字信號處理，傳輸容量更大，可以提供更多功能和服務(wù)。IP程控交換IP程控交換機利用互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議進行通信，實現(xiàn)了多種通信方式的融合，并推動了通信網(wǎng)絡(luò)向全IP化發(fā)展。2.程控交換系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)11.輸入部件輸入部件負責(zé)接收用戶發(fā)出的呼叫請求，并將信號轉(zhuǎn)換為程控交換系統(tǒng)能夠識別的信號。22.程控部件程控部件是程控交換系統(tǒng)的核心，負責(zé)控制整個交換過程，包括呼叫處理、路由選擇、計費等。33.交換部件交換部件是程控交換系統(tǒng)的關(guān)鍵部件，負責(zé)連接用戶線路，建立通話路徑。44.輸出部件輸出部件負責(zé)將程控交換系統(tǒng)處理后的信號輸出，發(fā)送給用戶或其他設(shè)備。2.1輸入部件線路板線路板是輸入部件的核心組件。它包含各種電子元件，例如集成電路、電阻器和電容器，這些元件負責(zé)接收和處理來自電話機的模擬信號。連接線連接線用于將電話機連接到交換機。它們可以是雙絞線或光纖，并根據(jù)信號類型進行選擇。電話機電話機是用戶與交換系統(tǒng)交互的主要接口。它可以是傳統(tǒng)的按鍵電話機或現(xiàn)代的智能手機，負責(zé)發(fā)送和接收語音信號。接線板接線板用于連接多條電話線到交換機。它提供了一個集中管理和分配電話線路的接口。2.2程控部件控制中心程控部件是程控交換系統(tǒng)的核心，負責(zé)控制整個交換系統(tǒng)的運行。它就像大腦一樣，指揮著交換系統(tǒng)的各個部件，完成呼叫的建立和釋放等任務(wù)。2.3交換部件連接和路徑交換部件負責(zé)連接各個用戶線路和建立通話路徑。它可以連接多條線路，使用戶之間相互通話。信號處理交換部件還負責(zé)處理通話過程中產(chǎn)生的各種信號，例如呼叫建立信號、掛機信號等。通話控制交換部件根據(jù)呼叫信令進行通話控制，確保通話的正常進行。2.4輸出部件輸出信令輸出部件將交換機處理后的信令發(fā)送到用戶線路，例如接續(xù)控制信令或語音信號，并完成呼叫建立。輸出接口輸出部件提供與用戶線路的物理連接，并將來自交換機的數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為用戶線路可理解的模擬信號。3.程控交換技術(shù)的主要特點11.靈活性程控交換系統(tǒng)可以根據(jù)實際需求靈活配置，方便進行業(yè)務(wù)擴展。22.可靠性程控交換系統(tǒng)采用軟件控制，可以通過程序修復(fù)故障，提高系統(tǒng)可靠性。33.經(jīng)濟性程控交換系統(tǒng)可以有效利用資源，降低運營成本，提高經(jīng)濟效益。44.智能化程控交換系統(tǒng)具備智能控制功能，可以自動處理多種業(yè)務(wù)，提高服務(wù)質(zhì)量。3.1靈活性網(wǎng)絡(luò)配置靈活程控交換系統(tǒng)可以靈活地配置網(wǎng)絡(luò)，根據(jù)不同的需求和環(huán)境進行調(diào)整。業(yè)務(wù)擴展方便可以輕松添加新的業(yè)務(wù)和功能，滿足不斷變化的通信需求。功能定制靈活可以根據(jù)用戶需求定制不同的功能，例如呼叫轉(zhuǎn)移、呼叫等待、會議電話等。3.2可靠性冗余設(shè)計程控交換系統(tǒng)通常采用冗余設(shè)計，例如雙電源供電、雙控制處理器等，以確保系統(tǒng)在發(fā)生故障時仍然能夠正常運行。實時監(jiān)控系統(tǒng)會對關(guān)鍵設(shè)備和參數(shù)進行實時監(jiān)控，及時發(fā)現(xiàn)潛在問題并采取措施。錯誤檢測和糾正使用各種技術(shù)手段來檢測和糾正系統(tǒng)中的錯誤，確保數(shù)據(jù)傳輸?shù)臏蚀_性。自愈能力系統(tǒng)能夠在發(fā)生故障時自動隔離故障模塊，并嘗試恢復(fù)正常運行。3.3經(jīng)濟性1降低成本程控交換系統(tǒng)可以有效提高設(shè)備利用率，減少人工成本。2提高效率自動化的操作和管理減少了人工錯誤，提高了效率。3擴展性強系統(tǒng)可根據(jù)用戶需求靈活擴展，避免了資源浪費。4投資回報率高程控交換系統(tǒng)的長期效益顯著，投資回報率高。3.4智能化智能路由選擇程控交換系統(tǒng)能夠根據(jù)實時網(wǎng)絡(luò)狀況和用戶需求，動態(tài)地選擇最佳路由，提高網(wǎng)絡(luò)效率和用戶體驗。智能呼叫控制可以根據(jù)用戶的號碼、時間、地點等信息，自動地完成呼叫控制、呼叫轉(zhuǎn)移、呼叫限制等功能。智能網(wǎng)絡(luò)管理通過網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控、故障診斷、流量分析等手段，實現(xiàn)對整個網(wǎng)絡(luò)的智能管理，確保網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性和可靠性。4.程控交換系統(tǒng)的工作原理1來話信令處理識別來話號碼、檢測呼叫類型等2號碼分析和路由選擇確定目標號碼、選擇最優(yōu)路徑3通路建立和語音傳輸建立通話連接、傳輸語音信號4通話控制和計費管理通話過程、計費結(jié)算程控交換系統(tǒng)通過一系列步驟處理來電，包括識別號碼、分析目標號碼、選擇最佳路徑、建立連接、傳輸語音信號、管理通話過程以及計費。4.1來話信令處理來話信令是用戶發(fā)起呼叫時，從電話機發(fā)送到交換機的一系列信號。這些信號包含了呼叫者的號碼、目標號碼以及其他一些呼叫相關(guān)信息。1信令接收交換機接收電話機發(fā)來的來話信令2信令識別交換機識別來話信令類型和內(nèi)容3信令處理交換機根據(jù)信令內(nèi)容進行相應(yīng)的處理4信令發(fā)送交換機將處理后的信令發(fā)送到其他交換機或電話機交換機根據(jù)來話信令完成呼叫的建立、路由選擇、通話控制等功能。4.2號碼分析和路由選擇1號碼分析識別來話號碼2路由選擇確定呼叫目的地3通話建立連接呼叫方和被叫方號碼分析過程包括識別來話號碼類型，例如是本地號碼還是長途號碼。然后，根據(jù)號碼類型和目的地，進行路由選擇，找到通往被叫方的最佳路徑。最后，建立呼叫連接，將呼叫方的聲音傳輸?shù)奖唤蟹健?.3通路建立和語音傳輸1呼叫信令處理程控交換系統(tǒng)接收來自用戶的呼叫請求，并根據(jù)號碼信息進行分析和路由選擇。2通路建立系統(tǒng)根據(jù)路由結(jié)果，通過連接不同交換機之間的線路，建立一條通話路徑。3語音傳輸一旦通路建立，系統(tǒng)便將用戶的語音信號通過這條通路傳輸?shù)綄Ψ接脩?，實現(xiàn)實時通話。4.4通話控制和計費1通話控制通話建立、保持、釋放2計費信息通話時長、呼叫類型3計費方式按時長計費、按流量計費4計費記錄通話記錄、資費信息通話控制和計費是程控交換系統(tǒng)的重要功能，確保通話質(zhì)量和資費管理。通話控制負責(zé)建立、保持和釋放通話連接。計費功能記錄通話信息，并根據(jù)計費方式計算資費。5.程控交換系統(tǒng)的主要功能基本呼叫處理程控交換系統(tǒng)可以完成基本的電話呼叫功能，包括呼叫建立、通話保持、呼叫轉(zhuǎn)移等。業(yè)務(wù)擴展功能程控交換系統(tǒng)可以提供多種增值業(yè)務(wù)，例如語音信箱、呼叫等待、會議電話等。網(wǎng)絡(luò)管理功能程控交換系統(tǒng)可以通過網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)對系統(tǒng)進行監(jiān)控和管理，例如故障診斷、流量統(tǒng)計等。5.1基本呼叫處理呼叫建立用戶撥號后，系統(tǒng)識別號碼并建立連接。振鈴系統(tǒng)將呼叫傳遞給被叫用戶，并發(fā)出振鈴信號。通話用戶接聽電話后，系統(tǒng)建立通話連接，完成語音傳輸。呼叫釋放用戶掛斷電話后，系統(tǒng)釋放通話連接。5.2業(yè)務(wù)擴展功能呼叫轉(zhuǎn)移呼叫轉(zhuǎn)移功能允許用戶將呼叫轉(zhuǎn)移到另一個電話號碼，例如手機或其他固定電話。呼叫保持呼叫保持功能允許用戶在通話過程中將通話暫時掛起，然后在需要時繼續(xù)通話。三方通話三方通話功能允許用戶在通話過程中添加另一個參與者，形成一個三方通話。呼叫等待呼叫等待功能允許用戶在通話過程中接聽另一個呼叫，并在結(jié)束通話后返回原先的通話。5.3網(wǎng)絡(luò)管理功能系統(tǒng)監(jiān)控實時監(jiān)控交換機運行狀態(tài)，包括硬件資源、軟件配置、連接狀態(tài)等。故障診斷分析網(wǎng)絡(luò)故障原因，快速定位問題，并提供相應(yīng)的解決方案。配置管理對交換機進行配置管理，包括添加新用戶、分配權(quán)限、修改網(wǎng)絡(luò)參數(shù)等。安全管理控制訪問權(quán)限，防止非法入侵，確保網(wǎng)絡(luò)安全。6.程控交換系統(tǒng)的典型應(yīng)用電話交換系統(tǒng)程控交換技術(shù)是現(xiàn)代電話交換系統(tǒng)的核心，為用戶提供各種通話服務(wù)，如本地通話、長途通話、國際通話等。移動通信網(wǎng)程控交換技術(shù)應(yīng)用于移動通信網(wǎng)的基站和交換中心，為用戶提供移動電話、數(shù)據(jù)通信等服務(wù)。VoIP系統(tǒng)程控交換技術(shù)用于VoIP系統(tǒng)，將語音信號數(shù)字化并通過網(wǎng)絡(luò)傳輸，提供更靈活、更經(jīng)濟的通話方式。6.1電話交換系統(tǒng)傳統(tǒng)電話網(wǎng)絡(luò)程控交換系統(tǒng)是現(xiàn)代電話網(wǎng)絡(luò)的核心，負責(zé)連接用戶并建立通話。數(shù)字信號處理系統(tǒng)通過數(shù)字信號處理技術(shù)實現(xiàn)語音信號的傳輸和交換，提高通話質(zhì)量。多種功能現(xiàn)代電話交換系統(tǒng)提供多種功能，如呼叫轉(zhuǎn)移、呼叫保留、會議電話等。6.2移動通信網(wǎng)蜂窩結(jié)構(gòu)移動通信網(wǎng)采用蜂窩結(jié)構(gòu)，將服務(wù)區(qū)域劃分為多個小區(qū)，每個小區(qū)內(nèi)有一個基站，負責(zé)與該小區(qū)內(nèi)的移動用戶進行通信。移動交換中心移動交換中心（MSC）負責(zé)管理移動通信網(wǎng)的各個基站，并進行呼叫控制、路由選擇、計費等工作。6.3VoIP系統(tǒng)基于IP網(wǎng)絡(luò)VoIP系統(tǒng)通過互聯(lián)網(wǎng)或其他IP網(wǎng)絡(luò)傳輸語音數(shù)據(jù)。成本效益高與傳統(tǒng)電話相比，VoIP系統(tǒng)降低了通話成本，尤其在長途和國際通話方面。功能豐富VoIP系統(tǒng)支持視頻通話、會議、語音郵件和短信等功能。靈活性和可擴展性VoIP系統(tǒng)可以輕松擴展到多個用戶和地點，并提供靈活的通話方式。程控交換系統(tǒng)的發(fā)展趨勢向全IP化發(fā)展傳統(tǒng)程控交換系統(tǒng)主要使用電路交換技術(shù)。近年來，隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，IP技術(shù)在交換領(lǐng)域得到越來越廣泛的應(yīng)用。全IP化是程控交換系統(tǒng)未來發(fā)展的主要趨勢之一，它將使交換系統(tǒng)更加靈活、高效、經(jīng)濟。向智能化發(fā)展智能化是程控交換系統(tǒng)發(fā)展的另一個重要趨勢，它將使交換系統(tǒng)能夠根據(jù)用戶的需求，提供更加個性化、智能化的服務(wù)。例如，智能路由、智能呼叫、智能計費等。7.1向全IP化發(fā)展網(wǎng)絡(luò)協(xié)議統(tǒng)一全IP化使數(shù)據(jù)、語音和視頻等各種業(yè)務(wù)都可以在統(tǒng)一的IP網(wǎng)絡(luò)上傳輸，簡化了網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和管理。提高資源利用率全IP網(wǎng)絡(luò)能夠充分利用網(wǎng)絡(luò)資源，提高網(wǎng)絡(luò)的帶寬利用率和效率。降低網(wǎng)絡(luò)運營成本全IP化可以減少網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和維護成本，提高網(wǎng)絡(luò)運營效率。7.2向智能化發(fā)展智能路由基于用戶需求