1、2020/12/23,萊陽(yáng)農(nóng)學(xué)院信息學(xué)院,1,第2章 數(shù)字交換和數(shù)字交換網(wǎng)絡(luò),數(shù)字交換原理 T型接線器 S型接線器 數(shù)字交換網(wǎng)絡(luò) 話務(wù)理論基礎(chǔ),學(xué)不好本章者，扁之！,2020/12/23,萊陽(yáng)農(nóng)學(xué)院信息學(xué)院,2,這一章，我能學(xué)到什么？,1.空分交換與時(shí)分交換 2.數(shù)字交換原理 3. T型接線器與S型接線器的工作原理 4.使用T型和S型接線器組建交換網(wǎng)絡(luò) 5.話務(wù)理論基礎(chǔ),2020/12/23,萊陽(yáng)農(nóng)學(xué)院信息學(xué)院,3,什么是空分交換？什么是時(shí)分交換？,空分交換：交換部分只有閉合、斷開(kāi)兩個(gè)狀態(tài)的元件(交叉節(jié)點(diǎn))組成的交換矩陣。用于小容量的模擬交換機(jī)。,時(shí)分交換：在一條公共的通路中，提供適當(dāng)?shù)臅r(shí)隙T

2、S (Time Slot)傳送信號(hào)，用于數(shù)字交換機(jī)。又稱(chēng)數(shù)字交換、時(shí)隙交換。其實(shí)質(zhì)是將話音信息由一個(gè)時(shí)隙“搬移”到另一個(gè)時(shí)隙。數(shù)字交換網(wǎng)絡(luò)由T型時(shí)分接線器和S型時(shí)分接線器兩種接線器組成。,2020/12/23,萊陽(yáng)農(nóng)學(xué)院信息學(xué)院,4,空分交換矩陣,缺點(diǎn)：“全利用度”，需要的交叉節(jié)點(diǎn)數(shù)多(共M*N個(gè))，節(jié)點(diǎn)利用率不高，解決方法：利用多級(jí)交叉矩陣或數(shù)字交換。,2020/12/23,萊陽(yáng)農(nóng)學(xué)院信息學(xué)院,5,三級(jí)交叉矩陣,對(duì)于入線和出線的任一特定接續(xù)來(lái)說(shuō)，有k條路徑可供選擇；每一條入線和出線都有較小數(shù)目的交叉節(jié)點(diǎn)。,2020/12/23,萊陽(yáng)農(nóng)學(xué)院信息學(xué)院,6,數(shù)字程控交換機(jī)的任務(wù)是什么呢？,程控?cái)?shù)字

3、交換機(jī)的根本任務(wù)是通過(guò)數(shù)字交換來(lái)實(shí)現(xiàn)任意兩個(gè)用戶(hù)之間的語(yǔ)音交換，即在這兩個(gè)用戶(hù)之間建立一條數(shù)字話音通道。,2020/12/23,萊陽(yáng)農(nóng)學(xué)院信息學(xué)院,7,數(shù)字程控交換機(jī)通過(guò)什么方式來(lái)完成任務(wù)呢？,程控?cái)?shù)字交換機(jī)完成任務(wù)的最簡(jiǎn)單的方法是動(dòng)態(tài)分配時(shí)隙，即給這兩個(gè)要求通話的用戶(hù)之間分配一個(gè)公共時(shí)隙（時(shí)分通路），話音信號(hào)經(jīng)數(shù)字化后，每個(gè)用戶(hù)的話音信號(hào)就在PCM復(fù)用線上都進(jìn)入這個(gè)特定的時(shí)隙，周期的傳遞。發(fā)話回路和回話回路是分開(kāi)的。,2020/12/23,萊陽(yáng)農(nóng)學(xué)院信息學(xué)院,8,時(shí)隙交換原理又是怎樣呢？,話音存儲(chǔ)器：32個(gè)存儲(chǔ)單元，單元地址順序排列。 輸入側(cè)時(shí)序開(kāi)關(guān)K入 ：32接點(diǎn)，按序號(hào)與SM的存儲(chǔ)單元相

4、連。 輸出側(cè)時(shí)序開(kāi)關(guān)K出 ：32接點(diǎn)，非順序，而是按用戶(hù)要求連接。 K入和K出：8000/s，T=125s，周而復(fù)始的同步旋轉(zhuǎn)。話音信息不斷存入和讀出，每125s交換一次，每次只傳送一個(gè)抽樣值。 兩用戶(hù)交換信息，采用暫存的方法。,為形象說(shuō)明時(shí)隙交換原理，用兩個(gè)時(shí)序開(kāi)關(guān)代替控制機(jī)構(gòu)，控制話音信息的交換。,2020/12/23,萊陽(yáng)農(nóng)學(xué)院信息學(xué)院,9,時(shí)隙交換的實(shí)質(zhì)是將一個(gè)話音信息由一個(gè)時(shí)隙搬移到另一個(gè)時(shí)隙。,時(shí)隙交換的實(shí)質(zhì)是什么？是如何完成的？,時(shí)隙交換由時(shí)分接線器完成。,時(shí)分接線器分為T(mén)型接線器（時(shí)間交換即時(shí)隙搬移）和S型接線器（空間交換即擴(kuò)大容量）。,時(shí)分接線器的容量不太大，因此，大型的交換

5、機(jī)還必須使用空間交換來(lái)擴(kuò)大其容量。,2020/12/23,萊陽(yáng)農(nóng)學(xué)院信息學(xué)院,10,T型接線器工作原理,T型時(shí)分接線器(Time Switch)，又稱(chēng)時(shí)間型接線器，簡(jiǎn)稱(chēng)T接線器。由話音存儲(chǔ)器SM(Speech Memory)和控制存儲(chǔ)器CM(Control Memory)組成。,SM用于暫存經(jīng)PCM編碼的數(shù)字化語(yǔ)音信息，由高速RAM實(shí)現(xiàn)。容量有32、128、256、512、1024單元，每個(gè)單元存儲(chǔ)8bit，SM的單元數(shù)由輸入或輸出時(shí)分復(fù)用線上的時(shí)隙數(shù)決定。,CM用來(lái)存儲(chǔ)時(shí)隙地址，用于控制SM信息的寫(xiě)入或讀出。其內(nèi)容為SM的地址，CM的單元數(shù)與SM的單元數(shù)相同，其位數(shù)由SM的個(gè)數(shù)來(lái)決定。其內(nèi)容

6、由中央處理機(jī)(CPU)控制寫(xiě)入或清除。,T接線器的功能：時(shí)隙交換，完成同一母線不同時(shí)隙的信息交換，即把某一時(shí)分復(fù)用線上某一時(shí)隙的信息交換至另一時(shí)隙。,T型接線器的組成,2020/12/23,萊陽(yáng)農(nóng)學(xué)院信息學(xué)院,11,T型接線器中SM和CM的比較,2020/12/23,萊陽(yáng)農(nóng)學(xué)院信息學(xué)院,12,T接線器的工作方式有兩種讀出控制方式（順序?qū)懭搿⒖刂谱x出）和寫(xiě)入控制方式（控制寫(xiě)入、順序讀出）。“順序”指按照SM地址的順序，由時(shí)鐘脈沖控制；“控制”指按CM中的內(nèi)容來(lái)控制SM的讀出和寫(xiě)入。,T型接線器的分類(lèi),讀出控制方式 SM的寫(xiě)入在定時(shí)脈沖的控制下順序?qū)懭耄x出在CM的控制下讀出； CM的寫(xiě)入在CPU

7、的控制下寫(xiě)入，讀出在定時(shí)脈沖的控制下順序讀出。,寫(xiě)入控制方式 SM的寫(xiě)入在CM的控制下寫(xiě)入，讀出在定時(shí)脈沖的控制下順序讀出； CM的寫(xiě)入在CPU的控制下寫(xiě)入，讀出在定時(shí)脈沖的控制下順序讀出。,2020/12/23,萊陽(yáng)農(nóng)學(xué)院信息學(xué)院,13,順序?qū)懭搿⒖刂谱x出方式,假設(shè)：輸入、輸出線均為32時(shí)隙的一條PCM復(fù)用線；A用戶(hù)占用TS1時(shí)隙，B用戶(hù)占用TS8時(shí)隙。,CM內(nèi)的信息，由CPU控制寫(xiě)入,2020/12/23,萊陽(yáng)農(nóng)學(xué)院信息學(xué)院,14,順序?qū)懭搿⒖刂谱x出方式,2020/12/23,萊陽(yáng)農(nóng)學(xué)院信息學(xué)院,15,B用戶(hù)說(shuō)話時(shí)，通過(guò)另一個(gè)時(shí)分復(fù)用線和另一個(gè)T接線器，把TS8時(shí)隙中的內(nèi)容交換到TS1上去

8、。在TS8時(shí)刻，把語(yǔ)音信息寫(xiě)入到SM中的8號(hào)單元，而讀出這個(gè)信息碼，只有在下一幀的TS1時(shí)隙才能完成，所以數(shù)字交換會(huì)出現(xiàn)時(shí)延，但最大時(shí)延不超過(guò)1幀的時(shí)間。,PCM語(yǔ)音信息在每幀中需要交換一次，以PCM30/32為例，如果TS1和TS8兩個(gè)用戶(hù)的通話時(shí)間為2分鐘，則其交換次數(shù)為96萬(wàn)次。,A到B的通話通道和B到A的通道通道是同時(shí)建立的(CPU向CM下達(dá)寫(xiě)入控制信息命令完成，通道即建立)，這兩個(gè)通道分別使用不同的復(fù)用線和接線器。通話結(jié)束后，CPU向CM下達(dá)清除命令，此時(shí)，通信通道被拆除。,讀出控制方式，CM的單元地址與輸出時(shí)隙號(hào)對(duì)應(yīng)，而在其單元內(nèi)寫(xiě)入的內(nèi)容與輸入時(shí)隙號(hào)對(duì)應(yīng)。,2020/12/23,

9、萊陽(yáng)農(nóng)學(xué)院信息學(xué)院,16,控制寫(xiě)入、順序讀出方式,1.CPU在CM的1號(hào)單元內(nèi)寫(xiě)入8 2.寫(xiě)入時(shí)，TS1時(shí)隙，讀取CM的1號(hào)單元的內(nèi)容，為8，然后把TS1的語(yǔ)音信息寫(xiě)入SM的8號(hào)單元 3.讀出時(shí)，依照SM的地址順序讀出。,CM的單元地址與輸入時(shí)隙號(hào)對(duì)應(yīng)，寫(xiě)入的內(nèi)容與輸出時(shí)隙號(hào)對(duì)應(yīng),2020/12/23,萊陽(yáng)農(nóng)學(xué)院信息學(xué)院,17,下面這句話相當(dāng)重要，仔細(xì)體會(huì)一下，你能理解嗎？,T型接線器不論采用哪種工作方式，都是將PCM每個(gè)輸入時(shí)隙中的語(yǔ)音信息對(duì)應(yīng)寫(xiě)入SM中的一個(gè)存儲(chǔ)單元，這實(shí)際上由空間位置的劃分來(lái)實(shí)現(xiàn)時(shí)隙的交換，所以T型時(shí)分接線器是按空分方式來(lái)工作的 。,2020/12/23,萊陽(yáng)農(nóng)學(xué)院信息學(xué)

10、院,18,T接線器的原理我明白了，那么實(shí)用的T接線器的構(gòu)造是什么樣子的呢？,T型接線器的交換容量主要取決于什么？,存儲(chǔ)器的容量和訪問(wèn)速度,當(dāng)存儲(chǔ)器容量為32個(gè)單元時(shí)，該接線器可以有1條PCM復(fù)用線HW(Highway);當(dāng)存儲(chǔ)器為64個(gè)單元時(shí)，可以有2條PCM復(fù)用線。常用為8條PCM復(fù)用線，此時(shí)一個(gè)T型接線器的存儲(chǔ)器容量為多少個(gè)存儲(chǔ)單元？,當(dāng)T型接線器連接多條PCM復(fù)用線時(shí)，這些復(fù)用線中的時(shí)隙順序如何進(jìn)入T型接線器的存儲(chǔ)器？如果還是串行進(jìn)入，則T型接線器輸入端的傳輸速率會(huì)提高多少？,2020/12/23,萊陽(yáng)農(nóng)學(xué)院信息學(xué)院,19,8端輸入的T型接線器,8bit并行碼,8bit并行碼,PCM30

11、/32,2020/12/23,萊陽(yáng)農(nóng)學(xué)院信息學(xué)院,20,復(fù)用器的基本功能是串/并變換和并路復(fù)用。其目的是減低數(shù)據(jù)傳輸速率，提高數(shù)字信道的利用率。 分路器的基本功能是并/串變換和分路輸出。,2020/12/23,萊陽(yáng)農(nóng)學(xué)院信息學(xué)院,21,各HW線上的時(shí)隙號(hào)與總時(shí)隙號(hào)的對(duì)應(yīng)關(guān)系： 總時(shí)隙號(hào)=HW線上時(shí)隙號(hào)*8+HW線號(hào),各HW線上的時(shí)隙號(hào)與總時(shí)隙號(hào)間的編碼關(guān)系： 總時(shí)隙的8位二進(jìn)制編碼的前三位表示8個(gè)HW線號(hào)，后五位表示各HW線上的32個(gè)時(shí)隙號(hào)。,2020/12/23,萊陽(yáng)農(nóng)學(xué)院信息學(xué)院,22,S型時(shí)分接線器工作原理,S型時(shí)分接線器(Space Switch)，又稱(chēng)空間型接線器，簡(jiǎn)稱(chēng)S接線器。由交

12、叉節(jié)點(diǎn)矩陣和控制存儲(chǔ)器CM組成。完成空間交換，即在一根入線中，可以選擇任何一根出線與之接通。,空分交換網(wǎng)絡(luò)的入線和出線在整個(gè)通話期間一直接通，屬于空分交換；而空分接線器的入線和出線只在某個(gè)特定時(shí)隙接通，因此空分接線器還需要CM來(lái)控制在哪個(gè)時(shí)隙接通，屬于時(shí)分交換。,且慢，有一點(diǎn)不明，既然S型接線器的功能是這樣的，那和空分交換有什么區(qū)別呢？,2020/12/23,萊陽(yáng)農(nóng)學(xué)院信息學(xué)院,23,我可以單獨(dú)使用T型接線器來(lái)組建交換機(jī)嗎？如果能，為什么還需要S型接線器呢？,只用T型時(shí)分接線器完全可以組建數(shù)字交換網(wǎng)絡(luò)，但其交換容量有限制。,當(dāng)連接到交換網(wǎng)絡(luò)的PCM復(fù)用線超過(guò)2條的時(shí)候，就需要采用S型接線器來(lái)完

13、成復(fù)用線之間的交換。,2020/12/23,萊陽(yáng)農(nóng)學(xué)院信息學(xué)院,24,S型接線器也分為兩種工作方式，如果CM是控制輸入線上的交叉點(diǎn)閉合，則工作在輸入控制方式；如果CM是控制輸出線上的交叉點(diǎn)閉合，則工作在輸出控制方式。,每條出線或入線上的所有節(jié)點(diǎn)的閉合都由一個(gè)CM來(lái)控制。,CM的寫(xiě)入由CPU控制，與T型接線器的CM寫(xiě)入時(shí)刻相同，是在通話之前由CPU控制寫(xiě)入。,輸出控制方式： S型接線器的CM的個(gè)數(shù)與輸出線的個(gè)數(shù)相同，每個(gè)CM的單元數(shù)與輸出線的時(shí)隙數(shù)相同；單元地址與輸入時(shí)隙號(hào)相對(duì)應(yīng)，內(nèi)容與輸入線號(hào)相對(duì)應(yīng)。 輸入控制方式： S型接線器的CM的個(gè)數(shù)與輸入線的個(gè)數(shù)相同，每個(gè)CM的單元數(shù)與輸入線的時(shí)隙數(shù)相

14、同；單元地址與輸入時(shí)隙號(hào)相對(duì)應(yīng)，內(nèi)容與輸出線號(hào)相對(duì)應(yīng)。,2020/12/23,萊陽(yáng)農(nóng)學(xué)院信息學(xué)院,25,輸出控制方式的88S接線器,假設(shè)：每個(gè)HW復(fù)用線時(shí)隙數(shù)為32個(gè)；把HW0上TS2時(shí)隙內(nèi)的內(nèi)容交換到HW7的TS2時(shí)隙內(nèi)。,8條入線,8條出線,7,把入線HW0上的TS0時(shí)隙交換到出線HW0上的TS0時(shí)隙，該怎么做？能把HW0上的TS0時(shí)隙交換到出線HW0上的其它時(shí)隙嗎？,2020/12/23,萊陽(yáng)農(nóng)學(xué)院信息學(xué)院,26,S型接線器完成的是不同PCM復(fù)用線語(yǔ)音信息之間的交換，但這種交換僅在相同時(shí)隙間進(jìn)行，不同時(shí)隙間不能進(jìn)行交換，所以S型接線器不能在交換網(wǎng)絡(luò)中單獨(dú)使用(為什么？)，這是和T型接線器

15、之間最大的區(qū)別。,NOTICE,S型接線器以時(shí)分方式完成復(fù)用線之間的空間交換。還記得T型接線器是按空間位置的劃分來(lái)實(shí)現(xiàn)時(shí)隙交換嗎？,2020/12/23,萊陽(yáng)農(nóng)學(xué)院信息學(xué)院,27,2020/12/23,萊陽(yáng)農(nóng)學(xué)院信息學(xué)院,28,多級(jí)時(shí)分交換網(wǎng)絡(luò),2020/12/23,萊陽(yáng)農(nóng)學(xué)院信息學(xué)院,29,我們首先做以下假設(shè),假設(shè)有兩個(gè)小鎮(zhèn)A和B，風(fēng)光秀麗，人們和諧相處。,小鎮(zhèn)A上一共有64戶(hù)人家，可巧的是小鎮(zhèn)B上的人家與小鎮(zhèn)A竟然相同。,小鎮(zhèn)A與小鎮(zhèn)B之間想組建一個(gè)電話網(wǎng)，這樣可以方便大家的交流，可是消息張貼出去很久，小鎮(zhèn)上竟然沒(méi)有一個(gè)人能接手這個(gè)工程。,2020/12/23,萊陽(yáng)農(nóng)學(xué)院信息學(xué)院,30,時(shí)

16、間又過(guò)去了很長(zhǎng)時(shí)間，依舊沒(méi)有人能夠勝任這份工作，鎮(zhèn)長(zhǎng)為此整天愁眉苦臉,鎮(zhèn)長(zhǎng)有個(gè)非常漂亮的女兒，看到父親為此事煩惱，她說(shuō)：,如果誰(shuí)能完成這件工程，我可以做他的助手,Ok，現(xiàn)在，你愿意接手這件工程嗎？,假定每個(gè)接線器有64個(gè)存儲(chǔ)單元。,2020/12/23,萊陽(yáng)農(nóng)學(xué)院信息學(xué)院,31,完成這樣的工程，需要解決哪些問(wèn)題,1.如何為這64個(gè)用戶(hù)分配線路和時(shí)隙？,2.交換機(jī)是采用T接線器還是S接線器？或者都用到？,3.如果T和S接線器都用到，那么它們之間怎么連接？,4.語(yǔ)音信息在這些接線器內(nèi)部是如何完成交換的？,2020/12/23,萊陽(yáng)農(nóng)學(xué)院信息學(xué)院,32,1.如何為這64個(gè)用戶(hù)分配線路和時(shí)隙？,每個(gè)小

17、鎮(zhèn)共有64個(gè)用戶(hù)，當(dāng)采用PCM32時(shí)隙復(fù)用線時(shí)，每個(gè)小鎮(zhèn)必須設(shè)置至少兩條PCM復(fù)用線，這樣針對(duì)交換機(jī)而言，有兩條PCM32入線和兩條PCM32出線。一共有64個(gè)時(shí)隙，這樣每個(gè)用戶(hù)正好可以分配一個(gè)時(shí)隙來(lái)使用。,2020/12/23,萊陽(yáng)農(nóng)學(xué)院信息學(xué)院,33,2.交換機(jī)是采用T接線器還是S接線器？或者都用到？,單獨(dú)的S接線器不能構(gòu)建交換網(wǎng)絡(luò)，因此必須使用T接線器 每個(gè)村子一共兩條復(fù)用線，每條復(fù)用線上的信號(hào)是PCM32路，T接線器的Memory容量為64個(gè)單元，因此單一的T接線器即能滿足要求，但是有兩個(gè)村莊，所以必須使用S接線器。,2020/12/23,萊陽(yáng)農(nóng)學(xué)院信息學(xué)院,34,3. T接線器和S接

18、線器如何連接？,T接線器的Memory容量為64單元，S接線器交叉矩陣的規(guī)模為22 一種連接方式是先使用T接線器進(jìn)行時(shí)分交換，然后再使用S接線器進(jìn)行空分交換。 另一種連接方式是先使用S接線器進(jìn)行空分交換，然后再使用T接線器進(jìn)行時(shí)分交換。,2020/12/23,萊陽(yáng)農(nóng)學(xué)院信息學(xué)院,35,HW0TS1與HW1TS5進(jìn)行交換，該如何進(jìn)行？,這樣的連接方式有問(wèn)題嗎？,如果同時(shí)HW0TS2與HW0TS5進(jìn)行交換，采用這樣的連接方式，能做到嗎？,2020/12/23,萊陽(yáng)農(nóng)學(xué)院信息學(xué)院,36,采用這樣的連接方式， HW0TS1與HW1TS5以及HW0TS2與HW0TS5是不是可以正常交換了？,由于多采用了

19、一級(jí)T接線器，因此在S接線器內(nèi)部可以靈活選用時(shí)隙，而不必一定要與用戶(hù)的時(shí)隙保持一致。,T-S-T型時(shí)分交換網(wǎng)絡(luò),2020/12/23,萊陽(yáng)農(nóng)學(xué)院信息學(xué)院,37,4. 語(yǔ)音信息如何通過(guò)S接線器？,語(yǔ)音信息通過(guò)S接線器時(shí)，在S接線器上使用的時(shí)隙可以任意選取，這樣的時(shí)隙稱(chēng)為內(nèi)部時(shí)隙IST(Internal Time Slot) 內(nèi)部時(shí)隙的選取一般是成對(duì)選取，一發(fā)一收。 內(nèi)部時(shí)隙選取有兩種方法：1.奇偶法，即主叫用戶(hù)選用偶時(shí)隙數(shù)2p，被叫用戶(hù)選用奇時(shí)隙數(shù)2p+1；2.反相法相差半幀法，主叫用戶(hù)選用i時(shí)隙，被叫用戶(hù)選用i+f/2，f是一幀的時(shí)隙數(shù)。,2020/12/23,萊陽(yáng)農(nóng)學(xué)院信息學(xué)院,38,輸入級(jí)

20、T接線器采用讀出控制，輸出級(jí)T接線器采用寫(xiě)入控制的TST交換網(wǎng)絡(luò)稱(chēng)為讀寫(xiě)方式的TST交換網(wǎng)絡(luò) 輸入級(jí)T接線器采用寫(xiě)入控制，輸出級(jí)T接線器采用讀出控制的TST交換網(wǎng)絡(luò)稱(chēng)為寫(xiě)讀方式的TST交換網(wǎng)絡(luò) 從原理上來(lái)講，輸入T級(jí)和輸出T級(jí)采用哪種控制方式都可以，但從控制方便和維護(hù)管理方面來(lái)講，還是有所區(qū)分。,2020/12/23,萊陽(yáng)農(nóng)學(xué)院信息學(xué)院,39,輸入T接線器采用讀出控制，輸出T接線器采用寫(xiě)入控制 S接線器采用輸入控制,共8條PCM復(fù)用線，每條復(fù)用線為32時(shí)隙。,HW0TS2與HW7TS31交換,內(nèi)部時(shí)隙采用反相法，選用TS7和TS23732/2,讀寫(xiě)方式TST交換網(wǎng),7,7,0,2020/12/23,萊陽(yáng)農(nóng)學(xué)院信息學(xué)院,40,對(duì)于TST交換網(wǎng)絡(luò)，采用寫(xiě)讀控制方式的好處： 1.讀出控制方式時(shí)，SM的寫(xiě)入是順序的，因此如果SM單元發(fā)生損壞，不能正常完成交換，而寫(xiě)入控制方式，SM的寫(xiě)入是受CPU控制的，因此可以避開(kāi)SM中發(fā)生損壞的單元； 2.寫(xiě)入控制方式時(shí)，CM的單元號(hào)與用戶(hù)時(shí)隙號(hào)對(duì)應(yīng)，因此只要查找C