1、交換作為通信網乃至信息網絡的核心交換作為通信網乃至信息網絡的核心, ,已融入了許多先進的技術已融入了許多先進的技術, ,最終將實現綜合化與寬帶化的交換平臺最終將實現綜合化與寬帶化的交換平臺. . 交換機在通信網中起著非常重要的作用，它就像公路中的立交換機在通信網中起著非常重要的作用，它就像公路中的立交橋，可以使路上的車輛交橋，可以使路上的車輛(信息信息)安全、快捷地通往任何一個道口安全、快捷地通往任何一個道口(交換機輸出端口交換機輸出端口)。第第3 3章章 數字交換機的話路部分數字交換機的話路部分3.1 3.1 數字交換機的系統結構數字交換機的系統結構 數字交換機的典型結構如圖數字交換機的典型

2、結構如圖3 31 1所示。從圖中可以看出，數字所示。從圖中可以看出，數字交換機分成選組級（數字交換網絡）和用戶級（用戶模塊和遠端模塊）交換機分成選組級（數字交換網絡）和用戶級（用戶模塊和遠端模塊）兩部分。每一部分都由自己的處理機進行控制。處理機之間則通過通兩部分。每一部分都由自己的處理機進行控制。處理機之間則通過通信信息進行聯系。信信息進行聯系。第3章 數字交換機的話路部分3.2 用戶模塊的組成 數字用戶級分為用戶模塊和遠端用戶模塊，它們的結數字用戶級分為用戶模塊和遠端用戶模塊，它們的結構基本上一樣，只是遠端用戶模塊用戶需遠距離傳輸，多構基本上一樣，只是遠端用戶模塊用戶需遠距離傳輸，多了一個了

3、一個pcmpcm碼型轉換，因此，我們將只討論用戶模塊。碼型轉換，因此，我們將只討論用戶模塊。3.2.1 用戶模塊基本結構用戶集線器主要包括用戶集線器主要包括: 1級級t接線器組成的交換網絡接線器組成的交換網絡:負責話務量的集中負責話務量的集中/擴散擴散 信號提取和插入電路信號提取和插入電路:負責把處理機通信信息從信息流負責把處理機通信信息從信息流中提取出來（或插入進去）中提取出來（或插入進去） 網絡接口網絡接口:用于和數字交換網絡的接口用于和數字交換網絡的接口此外，用戶模塊還包括掃描存儲器，用于暫存從用戶電路讀取此外，用戶模塊還包括掃描存儲器，用于暫存從用戶電路讀取的信息；分配存儲器則用于暫存

4、向用戶電路發出的命令信息。的信息；分配存儲器則用于暫存向用戶電路發出的命令信息。第3章 數字交換機的話路部分3.2.2 用戶電路 前面已經說過，由于某些信號不能通過電子交換網絡，前面已經說過，由于某些信號不能通過電子交換網絡，因此就把某些過去由公用設備實現的功能移到電子交換網因此就把某些過去由公用設備實現的功能移到電子交換網絡以外的用戶電路來實現。絡以外的用戶電路來實現。 目前在數字交換機中用戶電路的功能可以歸納為目前在數字交換機中用戶電路的功能可以歸納為borschtborscht這七個功能，具體是：這七個功能，具體是：b b （battery feeding）饋電；）饋電；o o （ove

5、rvoltage protection）過壓保護；）過壓保護；r r （ringing control）振鈴控制；）振鈴控制；s s （supervision）監視；）監視；c c （code & filter) )編譯碼和濾波；編譯碼和濾波；h h （hybrid circuit）混合電路；）混合電路；t t （test）測試。）測試。 圖中兩個電感線圈對話音信號呈圖中兩個電感線圈對話音信號呈高阻抗，而對直流饋電電流則是低高阻抗，而對直流饋電電流則是低電阻的。這樣一方面可以向用戶供電阻的。這樣一方面可以向用戶供電，另一方面對話音信號可有較小電，另一方面對話音信號可有較小損失。在我國，

6、饋電電壓規定為損失。在我國，饋電電壓規定為- -48v48v或或60v60v，國外設備為，國外設備為-48v-48v。1 1、饋電、饋電 在機電式交換機的繩路中有一個饋電電橋，它向主、被在機電式交換機的繩路中有一個饋電電橋，它向主、被叫用戶提供通話直流。在數字交換機中由用戶電路負擔這叫用戶提供通話直流。在數字交換機中由用戶電路負擔這一項任務。但它只要向一個用戶饋電就可以了。饋電電橋一項任務。但它只要向一個用戶饋電就可以了。饋電電橋的基本機構如如的基本機構如如3 33 3所示。所示。通話時，饋電電流應控制在通話時，饋電電流應控制在1850ma1850ma之間，使送話器特性處于之間，使送話器特性處

7、于最佳工作狀態環路電阻應小于最佳工作狀態環路電阻應小于19001900歐姆歐姆. .第3章 數字交換機的話路部分2 2、過壓保護、過壓保護 用戶線是外線，可能受到雷擊襲擊，也可能和高壓線用戶線是外線，可能受到雷擊襲擊，也可能和高壓線碰撞。高壓進入交換機內部就會毀壞交換機。碰撞。高壓進入交換機內部就會毀壞交換機。 通常在總配線架上對每一條用戶線都裝有保安器（氣通常在總配線架上對每一條用戶線都裝有保安器（氣體放電管），它能保護交換機使其免高壓襲擊。但是從保體放電管），它能保護交換機使其免高壓襲擊。但是從保安器輸出的電壓仍可能達到上百伏，這個電壓也不容許進安器輸出的電壓仍可能達到上百伏，這個電壓也不

8、容許進入交換機內部。用戶電路中的過壓保護就是為了這個，稱入交換機內部。用戶電路中的過壓保護就是為了這個，稱做二次保護。做二次保護。 第3章 數字交換機的話路部分用戶電路中的過壓保護電路用戶電路中的過壓保護電路常常采用鉗位方法，如圖所常常采用鉗位方法，如圖所示。圖中由鉗位二極管組成示。圖中由鉗位二極管組成的電橋使得用戶內線電壓保的電橋使得用戶內線電壓保持為負壓（譬如持為負壓（譬如-48v-48v）。如）。如外線電壓低于這個數值，則外線電壓低于這個數值，則在在r r上產生壓降，而內線電壓上產生壓降，而內線電壓仍被鉗住不變。必要時仍被鉗住不變。必要時r r可以可以采用熱敏電阻，甚至可以采采用熱敏電阻

9、，甚至可以采用自行燒毀的保護方式。用自行燒毀的保護方式。 目前已有考慮采用電器特性和氣體放電管保安器十分相目前已有考慮采用電器特性和氣體放電管保安器十分相似的單片器件來實現這一功能。其接通時間只有幾個納秒似的單片器件來實現這一功能。其接通時間只有幾個納秒（nsns）。這樣在性能上就會更好一些。）。這樣在性能上就會更好一些。3、振鈴控制、振鈴控制第3章 數字交換機的話路部分4 4、監視、監視 這個功能通過監視用戶線直流電流來監視用戶線回路這個功能通過監視用戶線直流電流來監視用戶線回路的通的通/ /斷狀態。斷狀態。 通過監視用戶線回路的通通過監視用戶線回路的通/ /斷狀態可以檢測以下各種斷狀態可以

10、檢測以下各種用戶狀態：用戶狀態： 1 1）用戶話機的摘掛機狀態；）用戶話機的摘掛機狀態； 2 2）號盤話機發出的撥號脈沖；）號盤話機發出的撥號脈沖； 3 3）投幣話機的輸入信號；）投幣話機的輸入信號； 4 4）用戶通話時的話路狀態（話終掛機監視）。）用戶通話時的話路狀態（話終掛機監視）。 第3章 數字交換機的話路部分圖圖3 3.6 6 用戶線狀態監視功能的實現用戶線狀態監視功能的實現 上述監視是監視在上述監視是監視在用戶用戶abab線上是否形成線上是否形成直流通路，因此可以直流通路，因此可以在直流饋電電路中串在直流饋電電路中串入小電阻，通過用測入小電阻，通過用測量其直流壓降來獲得量其直流壓降來

11、獲得信息，如圖所示。信息，如圖所示。第3章 數字交換機的話路部分5 5、編譯碼和濾波、編譯碼和濾波-完成模擬信號和數字信號間的轉換。完成模擬信號和數字信號間的轉換。 模擬信號變為數字信號由編碼器（模擬信號變為數字信號由編碼器（codercoder）完成，而數字信）完成，而數字信號變為模擬信號則由譯碼器（號變為模擬信號則由譯碼器（decoderdecoder）完成。它們統稱）完成。它們統稱codeccodec。 6 6、混合電路、混合電路 混合電路是用來完成二線和四線的轉換功能；混合電路是用來完成二線和四線的轉換功能； 用戶話機的模擬信號是二線雙向的，但是用戶話機的模擬信號是二線雙向的，但是pc

12、mpcm數字信號數字信號是四線單向的，因此在編碼以前、譯碼以后一定要進行二線是四線單向的，因此在編碼以前、譯碼以后一定要進行二線/ /四線的轉換。過去這種功能由混合線圈實現，現在改為集四線的轉換。過去這種功能由混合線圈實現，現在改為集成電路，因此叫做成電路，因此叫做“混合電路混合電路”第3章 數字交換機的話路部分7 7、測試、測試 這個電測試開關組成的功能是負責將用戶線接至測試設這個電測試開關組成的功能是負責將用戶線接至測試設備，以便對用戶線進行測試。測試開關可以是電子開關也可備，以便對用戶線進行測試。測試開關可以是電子開關也可以是測試繼電器的接點，它們由軟件控制。以是測試繼電器的接點，它們由

13、軟件控制。第3章 數字交換機的話路部分 除上述七項基本功能之外，用戶電路還具有極性倒換、除上述七項基本功能之外，用戶電路還具有極性倒換、衰減控制、收費脈沖發送、投幣話機硬幣集中控制等功能。衰減控制、收費脈沖發送、投幣話機硬幣集中控制等功能。 用戶電路的功能框圖如圖用戶電路的功能框圖如圖3 39 9所示。所示。第3章 數字交換機的話路部分3.3 中繼器3.3.1 模擬中繼器 模擬中繼器是模擬中繼線與數字交換機間的接口電路模擬中繼器是模擬中繼線與數字交換機間的接口電路,用于和模擬交換機的連接。用于和模擬交換機的連接。 模擬中繼器和用戶電路都是和模擬線路相連接，因此模擬中繼器和用戶電路都是和模擬線路

14、相連接，因此它們的功能有很多相同之處。圖它們的功能有很多相同之處。圖3 31010為模擬中繼器的功能為模擬中繼器的功能框圖?？驁D。 比較圖比較圖3 39 9和圖和圖3 31010可見，模擬中繼器比用戶電路可見，模擬中繼器比用戶電路少了振鈴控制和對用戶饋電的功能，而多了一個忙少了振鈴控制和對用戶饋電的功能，而多了一個忙/ /閑指示閑指示功能，同時把對用戶線狀態監視變為對線路信號的監視。功能，同時把對用戶線狀態監視變為對線路信號的監視。 還有一個不同之外是用戶電路接至用戶模塊，后者對還有一個不同之外是用戶電路接至用戶模塊，后者對用戶話務量進行集中以后才進行入選組級，而模擬中繼器用戶話務量進行集中以

15、后才進行入選組級，而模擬中繼器則直接進入交換網絡。則直接進入交換網絡。第3章 數字交換機的話路部分有二線和四線之分：有二線和四線之分： c1c1：四線音頻接口：四線音頻接口 c2c2：二線音頻接口：二線音頻接口數字用戶接口數字用戶接口 是數字用戶終端與程控數字交換機之間的接口電路是數字用戶終端與程控數字交換機之間的接口電路.數字用戶終端設備有數字用戶終端設備有:數字電話、計算機、數字傳真機、數字圖象數字電話、計算機、數字傳真機、數字圖象設備等，以數字信號的形式與交換機相溝通設備等，以數字信號的形式與交換機相溝通第3章 數字交換機的話路部分3.3.2 數字中繼器 數字中繼器是連接數字局間中繼線的

16、接口電路，數字中繼器是連接數字局間中繼線的接口電路，它連接數字交換局或遠端模塊，它的入它連接數字交換局或遠端模塊，它的入/ /出端都是數字出端都是數字信號，因此在功能上和模擬中繼器不同。信號，因此在功能上和模擬中繼器不同。 數字中繼器的主要功能有：數字中繼器的主要功能有： （1 1）碼型變換和反變換。主要是）碼型變換和反變換。主要是pcmpcm傳輸線上的傳輸線上的hdb3hdb3碼和局內的單極性不歸零碼之間的變換；碼和局內的單極性不歸零碼之間的變換； （2 2）時鐘提取和幀同步；）時鐘提取和幀同步； （3 3）提取和插入隨路信號。）提取和插入隨路信號。 第3章 數字交換機的話路部分圖圖3 31

17、1 11 數字中繼器功能框圖數字中繼器功能框圖第3章 數字交換機的話路部分3.4 3.4 音頻信號的產生、發送和接收音頻信號的產生、發送和接收 交換機需要向用戶發送各種信號音，如撥號音、忙交換機需要向用戶發送各種信號音，如撥號音、忙音和回鈴音等，也需要向其他交換機發送和接收各種局音和回鈴音等，也需要向其他交換機發送和接收各種局間信令，如多頻信號。這些信號都是音頻模擬信號。這間信令，如多頻信號。這些信號都是音頻模擬信號。這一節要討論的就是關于音頻模擬信號的產生、發送和接一節要討論的就是關于音頻模擬信號的產生、發送和接收問題。收問題。 從圖從圖3 31 1中我們看到，信號設備是接在數字交換網中我們

18、看到，信號設備是接在數字交換網絡上的，它通過數字交換網絡所提供的路由來傳送。因絡上的，它通過數字交換網絡所提供的路由來傳送。因此這些模擬信號必須是此這些模擬信號必須是“數字化了的數字化了的“，即必須是用，即必須是用pcmpcm調制了的音頻信號才能在數字網絡中通過。調制了的音頻信號才能在數字網絡中通過。第3章 數字交換機的話路部分 信號種類很多，我國最常用的用戶信息如撥號音、信號種類很多，我國最常用的用戶信息如撥號音、忙音和回鈴音均采用忙音和回鈴音均采用450hz450hz單頻，國外有采用雙音頻的。單頻，國外有采用雙音頻的。 局間多頻信號也各有不同。我國長途電話網中采用局間多頻信號也各有不同。我

19、國長途電話網中采用的記發器信號的記發器信號前向信號頻率為前向信號頻率為13801380、15001500、16201620、17401740、18601860、19801980后向信號頻率為后向信號頻率為11401140、10201020、900900、780hz780hz分別采用分別采用6 6中取中取2 2和和4 4中取中取2 2的頻率，因此也是雙音頻的。的頻率，因此也是雙音頻的。在國際電話中還采用在國際電話中還采用r1r1信號，即信號頻率為信號，即信號頻率為700hz700hz，900hz900hz，1100hz1100hz，1300hz1300hz，1500hz1500hz和和1700h

20、z1700hz。也采用。也采用6 6中中取取2 2頻率。頻率。 從上面看到，信號音的產生不外乎單音頻和雙音頻從上面看到，信號音的產生不外乎單音頻和雙音頻兩種，下面分別就這兩種數字化信號的產生原理作介紹。兩種，下面分別就這兩種數字化信號的產生原理作介紹。3.4.1 數字音頻信號的產生 以以500hz500hz音頻信號為例，信號周期為音頻信號為例，信號周期為2ms2ms，抽樣，抽樣1616次就次就夠了，因此占用夠了，因此占用romrom的的1616個單元。個單元。 在對在對romrom作一般作一般pcmpcm信號讀出時就是信號讀出時就是500hz500hz的音頻信號的音頻信號（數字化的）了。（數字

21、化的）了。1 1 單頻信號的產生的方法：單頻信號的產生的方法：單頻信號產生的原理（以單頻信號產生的原理（以500hz500hz音頻信號產生原理分析）音頻信號產生原理分析）圖312 500hz音頻信號產生的原理下面介紹一種節省下面介紹一種節省rom容量的方法，仍以容量的方法，仍以500hz信號為例。采用信號為例。采用分段法，則只需要占用分段法，則只需要占用rom的的4個單元個單元圖圖3 314 14 節省節省romrom容量的信號產生方法容量的信號產生方法第3章 數字交換機的話路部分 以記發器信號為例。設要求產生以記發器信號為例。設要求產生1380hz1380hz和和1500hz1500hz的雙

22、音頻信號。的雙音頻信號。 首先要找到一個重復周期，使得在這個周期內首先要找到一個重復周期，使得在這個周期內上述兩個頻率恰好成為整數循環，同時又要使上述兩個頻率恰好成為整數循環，同時又要使pcmpcm的的抽樣周期也成為整數循環。抽樣周期也成為整數循環。 取取1380hz1380hz，1500hz1500hz，8000hz8000hz的最大公約數，應的最大公約數，應為為20hz20hz，這就是重復頻率。其周期為，這就是重復頻率。其周期為50ms50ms，即在，即在50ms50ms內，內，1380hz1380hz重復重復6969次，次，1500hz1500hz重復重復7575次，次，8000hz80

23、00hz重復重復400400次。因此需要次。因此需要romrom的的400400個單元。個單元。 如果采用分段方法，則只需如果采用分段方法，則只需100100個單元個單元. .2 2 雙頻信號的產生雙頻信號的產生第3章 數字交換機的話路部分在數字交換機中，各種數字信號在數字交換機中，各種數字信號: :1 1、可以通過數字交換網絡送出，和普通話音信號一樣處、可以通過數字交換網絡送出，和普通話音信號一樣處理。理。2 2、也可以通過指定時隙（如時隙、也可以通過指定時隙（如時隙0 0，時隙，時隙1616）傳送。）傳送。注意：注意：至于從至于從romrom發出的信號，由于是發出的信號，由于是8 8位并行

24、碼，必位并行碼，必須先變成串行碼才能進入數字交換網絡。須先變成串行碼才能進入數字交換網絡。3.4.2 數字音頻信號的發送第3章 數字交換機的話路部分 各種信號音是由用戶話機接收的，因此在用戶電路中各種信號音是由用戶話機接收的，因此在用戶電路中進行譯碼以后就變成了模擬信號自動接收。進行譯碼以后就變成了模擬信號自動接收。 多頻信號則應由接收器接收。一般采用數字濾波后進多頻信號則應由接收器接收。一般采用數字濾波后進行識別取得。行識別取得。3.4.3 數字音頻信號的接收圖圖3 315 15 數字雙音頻信號接收器數字雙音頻信號接收器3.5 數字交換和數字交換網絡 早期的交換機是模擬交換機，它們交換模擬信

25、號。早期的交換機是模擬交換機，它們交換模擬信號。因此它們的交換網絡也是模擬交換網絡。交換網絡中所因此它們的交換網絡也是模擬交換網絡。交換網絡中所采用的接線器也是模擬接線器。當從數字傳輸設備送來采用的接線器也是模擬接線器。當從數字傳輸設備送來數字信號時，模擬交換機首先要將接收到的數字信號轉數字信號時，模擬交換機首先要將接收到的數字信號轉換成模擬信號，通過模擬交換網絡進行交換，然后再將換成模擬信號，通過模擬交換網絡進行交換，然后再將它轉換成數字信號，送到數字傳輸上去。這樣信號的來它轉換成數字信號，送到數字傳輸上去。這樣信號的來回轉換使得信號的量化噪音增加了。所以這種方法不是回轉換使得信號的量化噪音

26、增加了。所以這種方法不是十分理想。十分理想。3.5.1 3.5.1 數字接線器的基本功能數字接線器的基本功能第3章 數字交換機的話路部分 在數字交換機中采用的是數字交換網絡。數字交換網在數字交換機中采用的是數字交換網絡。數字交換網絡的主要特點：能夠將從數字傳輸設備進來的數字信號直絡的主要特點：能夠將從數字傳輸設備進來的數字信號直接進行交換，而不必像過去那樣，需要進行數接進行交換，而不必像過去那樣，需要進行數/ /模和模模和模/ /數數轉換了。轉換了。 于是，有人就產生了一個問題。任何空分交換網絡（或于是，有人就產生了一個問題。任何空分交換網絡（或者說任何空分接線器），只要交叉點接通了，它對任何

27、信者說任何空分接線器），只要交叉點接通了，它對任何信號都是號都是“透明傳輸透明傳輸”的，只要空分接線器的傳輸參數（例的，只要空分接線器的傳輸參數（例如頻率、衰耗等）能夠滿足要求就可以了。這就是說，空如頻率、衰耗等）能夠滿足要求就可以了。這就是說，空分交換網絡不僅僅能夠傳送模擬信號，而且也能夠傳送數分交換網絡不僅僅能夠傳送模擬信號，而且也能夠傳送數字信號。總之，空分交換網絡可以傳送數字信號這一點是字信號?？傊?，空分交換網絡可以傳送數字信號這一點是不容懷疑的。不容懷疑的。 那么為什么又要弄出來一個數字交換網絡和數字交換機那么為什么又要弄出來一個數字交換網絡和數字交換機呢？要數字交換網絡有什么用呢？

28、數字信號經過數字交換呢？要數字交換網絡有什么用呢？數字信號經過數字交換網絡以后又會實現怎樣的網絡以后又會實現怎樣的“交換交換”功能呢？功能呢？數字交換的基本概念問題? 采用空分交換單元可以實現數字交換,是否就滿足采用時分多路復用傳輸技術的需要?需借助于一個話音存儲器需借助于一個話音存儲器,以便實現時隙交換以便實現時隙交換第3章 數字交換機的話路部分 最簡單的數字交換方法就是給要求通話的兩個用戶最簡單的數字交換方法就是給要求通話的兩個用戶之間分配一個公共時隙（時分通路）。之間分配一個公共時隙（時分通路）。 動態分配時隙的方法：兩個用戶的模擬話音信號經動態分配時隙的方法：兩個用戶的模擬話音信號經過

29、數字化后都進入這一個特定的公共時隙。過數字化后都進入這一個特定的公共時隙。 優點：硬件電路簡單、成本低。優點：硬件電路簡單、成本低。缺點：只能在同一個缺點：只能在同一個pcm復用線（我們把它叫做復用線（我們把它叫做母線）內進行母線）內進行“時隙交換時隙交換”。對于。對于30/32路路pcm的一次群來說，最多只能提供的一次群來說，最多只能提供30個話路時隙（相個話路時隙（相當于當于30條話路），能交換的用戶數有限。條話路），能交換的用戶數有限。 當前的數字交換機能連接很多用戶。要求它的交換當前的數字交換機能連接很多用戶。要求它的交換網絡不僅僅能像空分交換機那樣對空間線路（母線）進網絡不僅僅能像空

30、分交換機那樣對空間線路（母線）進行交換，還要在不同時隙之間進行交換（時隙交換）。行交換，還要在不同時隙之間進行交換（時隙交換）。通常在這種情況下給每一個用戶分配一個固定時隙，然通常在這種情況下給每一個用戶分配一個固定時隙，然后在兩個用戶（兩個不同時隙）間進行交換。這就是后在兩個用戶（兩個不同時隙）間進行交換。這就是“數字交換網絡數字交換網絡”的基本功能。圖的基本功能。圖3 31616為數字交換網絡為數字交換網絡的示意圖。它將占用母線的示意圖。它將占用母線1 1時隙時隙5 5（ts5ts5）的話音信號經過）的話音信號經過數字交換網絡交換以后換到了母線數字交換網絡交換以后換到了母線2 2時隙時隙1

31、818（ts18ts18），由），由另一個用戶接收。采用這種數字交換的方式就要求有專另一個用戶接收。采用這種數字交換的方式就要求有專門的交換網絡，并且給每一個用戶分配一個固定時隙。門的交換網絡，并且給每一個用戶分配一個固定時隙。數字交換的實質數字交換的實質就是時隙交換就是時隙交換.時隙交換的實質就是將一個話音信息由某個時隙時隙交換的實質就是將一個話音信息由某個時隙搬移至另一個時隙搬移至另一個時隙.要實現時隙交換要實現時隙交換,就要有一個能存儲話音信息的話就要有一個能存儲話音信息的話音存儲器音存儲器.數字交換網絡有數字接線器組成數字交換網絡有數字接線器組成,接線器有兩種接線器有兩種:時間時間(t

32、: time)接線器接線器: 負責時隙交換負責時隙交換空間空間(s: space)接線器接線器:負責母線負責母線(highway)交換交換3.5.2 數字交換網絡的基本結構和工作原理時間接線器（t接線器：time switch）組成組成: 話音存儲器話音存儲器(sm: speech memory) 控制存儲器控制存儲器(cm: control memory)功能功能: 完成時隙交換完成時隙交換工作方式工作方式:讀出控制讀出控制(輸出控制輸出控制)寫入控制寫入控制(輸入控制輸入控制)1 1、時間（、時間（t t）接線器）接線器- - 控制存儲器控制存儲器-“控制寫入、順序讀出控制寫入、順序讀出”

33、:由由cpu控制寫入，控制寫入，在定時脈沖控制下按順序讀出。在定時脈沖控制下按順序讀出。 “控制寫入控制寫入”：由：由cpucpu控制進行的?？刂七M行的。cpucpu根據這一要求，根據這一要求，通過軟件在控制存儲器的通過軟件在控制存儲器的450450號單元寫入號單元寫入“5050”。 讀出由定時脈沖控制讀出由定時脈沖控制；按照時隙號讀出相對應單元內容。按照時隙號讀出相對應單元內容。(如如0#時隙，讀出時隙，讀出0#單元內容；單元內容；1#時隙讀出時隙讀出1#單元內容單元內容)話音存儲器話音存儲器-“順序寫入，控制讀順序寫入，控制讀出出”( (由定時脈沖順序寫入，在控制存由定時脈沖順序寫入，在控

34、制存儲器的控制下讀出儲器的控制下讀出) ) : :由定時脈沖控制，按順序將不同由定時脈沖控制，按順序將不同時隙的話音信號寫入相應的單元中去。時隙的話音信號寫入相應的單元中去。寫入的單元號和時隙號一一對應。寫入的單元號和時隙號一一對應。 讀出時根據控制存儲器的控制信讀出時根據控制存儲器的控制信息（讀出數據）而進行。息（讀出數據）而進行。 第第3 3章章 數字交換機的話路部分數字交換機的話路部分輸出控制方式工作原理：輸出控制方式工作原理： cpucpu在控制存儲器在控制存儲器中的中的450450號單元已寫入號單元已寫入了內容了內容“5050”。在定時脈。在定時脈沖控制下，在沖控制下，在ts450t

35、s450這一這一時間，從控制存儲器的時間，從控制存儲器的地址地址450450中讀出內容為中讀出內容為“5050”，把它作為話音存，把它作為話音存儲器讀出地址，讀出話儲器讀出地址，讀出話音存儲器的音存儲器的5050號單元號單元( (原原來在來在5050號時隙寫入的話號時隙寫入的話音信號內容音信號內容) )。即實現了。即實現了話音信號從話音信號從ts50ts50交換到交換到ts450ts450，實現了時隙交換。，實現了時隙交換。 輸入控制方式工作原理：輸入控制方式工作原理： cpucpu在控制存儲器的在控制存儲器的5050號單元寫入內容號單元寫入內容“450450” 控制存儲器按順序讀出，控制存儲

36、器按順序讀出，在在ts50ts50時讀出內容時讀出內容“450450”，作為話音存儲器寫入地址，作為話音存儲器寫入地址，將輸入端將輸入端ts50ts50中的話音內中的話音內容寫入到容寫入到450450號單元中去。號單元中去。話音存儲器按順序讀出，話音存儲器按順序讀出，在在ts450ts450讀出讀出450450號單元內號單元內容，這也就是容，這也就是ts50ts50的輸入的輸入內容，完成了時隙交換。內容，完成了時隙交換。2 2、pcmpcm端機和端機和t t接線器的連接接線器的連接 （1）單端單端pcm30/32pcm30/32和和t t接線器的連接接線器的連接碼型的變換和逆變換包括以下幾種：

37、碼型的變換和逆變換包括以下幾種： 1 1）單極性）單極性雙極性碼型交換；雙極性碼型交換； 2 2）hdb3 hdb3 二進制碼型交換；二進制碼型交換； 3 3）隔位反轉）隔位反轉逆反轉逆反轉/ / 同步的目的是解決幀同步和頻率同步，實際上還同步的目的是解決幀同步和頻率同步，實際上還應有線路信號提取應有線路信號提取/ /插入電路，在圖中沒有表示。插入電路，在圖中沒有表示。 匯總電路是將話音信息、同步信息和標志信息匯匯總電路是將話音信息、同步信息和標志信息匯總在一起，然后通過碼型變換電路送至輸出端。總在一起，然后通過碼型變換電路送至輸出端。 在圖在圖3 31919中的中的t t接線器除包括上述的話

38、音存儲器接線器除包括上述的話音存儲器和控制存儲器之外，還應有串和控制存儲器之外，還應有串并、并并、并串電路串電路（2 2）多端）多端pcmpcm和和t t接線器的連接接線器的連接 實際上，一個實際上，一個t t接線器要進行交換的往往不是一端接線器要進行交換的往往不是一端pcmpcm（即（即3030個個話路），而是多端（如話路），而是多端（如6060路，路，120120路或更多）。這就要接多端路或更多）。這就要接多端pcmpcm端機。端機。 在這種情況下，除了圖在這種情況下，除了圖3 31919所表示的這些電路之外，在串所表示的這些電路之外，在串并、并、并并串電路中還要加上各端串電路中還要加上各

39、端pcmpcm復用線（又叫母線）之間的組合，復用線（又叫母線）之間的組合，使得將輸入若干條母線的使得將輸入若干條母線的3232路路pcmpcm串行信號變換成輸出更多路（一串行信號變換成輸出更多路（一條母線）的條母線）的pcmpcm并行信號。圖并行信號。圖3 32020為有為有8 8條母線的串條母線的串并、并并、并串串變換電路的示意圖，其各點波形如圖變換電路的示意圖，其各點波形如圖3 32121所示。所示。 話音存儲器的交換也包括了話音存儲器的交換也包括了ts0ts0和和ts16ts16，但是已不是同步信號和，但是已不是同步信號和線路信號了。線路信號了。 圖圖3 32020中輸入信號的速率為中輸

40、入信號的速率為2mbit/s2mbit/s，經過串，經過串并變換以后在并變換以后在話音存儲器進行變換的速率也是話音存儲器進行變換的速率也是2mbit/s2mbit/s，但是信號的排列卻完全不，但是信號的排列卻完全不同了。同了。第3章 數字交換機的話路部分s接線器的組成和工作原理接線器的組成和工作原理(a) 輸入控制方式；輸入控制方式；(b) 輸出控制方式輸出控制方式 3、空間（、空間（s）接線器）接線器-完成不同完成不同pcm復用線上同一時隙間復用線上同一時隙間的信碼交換。的信碼交換。s接線器結構接線器結構: 交叉點由電子接點矩陣組成，共有交叉點由電子接點矩陣組成，共有n個入個入端和端和n個出

41、端，形成個出端，形成nn矩陣，由矩陣，由n個控制存儲器控制。個控制存儲器控制。 矩陣的每條矩陣的每條hwhw上有上有n n個時隙（圖中只個時隙（圖中只畫了畫了ts1ts1ts3ts3）接線器的接點控制過）接線器的接點控制過程如下：程如下： 1 1）cpucpu根據路由選擇結果在控制根據路由選擇結果在控制存儲器上寫入如圖所示內容；存儲器上寫入如圖所示內容； 2 2）控制存儲器按順序讀出，在）控制存儲器按順序讀出，在ts1ts1讀出各個控制存儲器的讀出各個控制存儲器的1 1號單元內號單元內容，即：容，即： 0 0號控制存儲器的號控制存儲器的1 1號單元內容為號單元內容為“1 1”，表示，表示0 0

42、號入端和號入端和1 1號出端接通號出端接通（在（在ts1ts1時刻）；時刻）； 1 1號控制存儲器的號控制存儲器的1414號單元內容號單元內容為為“0 0”，表示，表示1 1號入端和號入端和0 0號出端接通號出端接通（在（在ts14時刻）時刻） ；“輸出控制輸出控制”-每一個控制存儲器控制同號輸出端的所有交叉點每一個控制存儲器控制同號輸出端的所有交叉點“輸入控制輸入控制”-每一個控制存儲器控制同號輸入端的所有交叉點每一個控制存儲器控制同號輸入端的所有交叉點控制存儲器的工作方式和以前的一樣控制存儲器的工作方式和以前的一樣 “控制寫入，順序讀出控制寫入，順序讀出”在控制存儲器控制下，上述接點在在控

43、制存儲器控制下，上述接點在ts1的時間接通了，的時間接通了，因而因而ts1中話音信號中話音信號a-從從0號入線通過交叉點送至號入線通過交叉點送至1號號出線，實現了母線交換出線，實現了母線交換在在ts14時控制存儲器將接點接通，因而時控制存儲器將接點接通，因而ts14中話音中話音信號信號b-從從1號入線通過交叉點送至號入線通過交叉點送至0號出線，實現了母號出線，實現了母線交換線交換 可以看出：可以看出：s接線器的每一個交叉點只接通一個時隙時接線器的每一個交叉點只接通一個時隙時間，下一個時隙要由其他交叉點接通。因此說間，下一個時隙要由其他交叉點接通。因此說“空間接線空間接線器是時分工作的器是時分工

44、作的”。3.5.3 串并、并串變換電路的組成和工作原理1、時鐘和定時脈沖、時鐘和定時脈沖 設串設串并變換電路的輸入端接的是并變換電路的輸入端接的是8 8條母線（條母線（hwhw），），所需的定時脈沖和位脈沖如圖所需的定時脈沖和位脈沖如圖3 32323所示。所示。 從圖中可見，從圖中可見，cpcp的脈沖和間隔寬度各為的脈沖和間隔寬度各為244ns244ns，和，和3232路路pcmpcm每時隙的一位脈沖寬度相同（每時隙的一位脈沖寬度相同（488ns488ns）。這樣定時）。這樣定時脈沖脈沖 的不同組合就各占的不同組合就各占488ns488ns。而位脈沖。而位脈沖 的脈的脈沖寬度為沖寬度為488n

45、s488ns，然后間隔，然后間隔7 7個脈沖寬度，因此它標志了個脈沖寬度，因此它標志了每一時隙中的某一位。每一時隙中的某一位。70a70td2、串串并變換電路并變換電路 串串并變換電路的變換波形如圖并變換電路的變換波形如圖3 32121所示，其電路所示，其電路的功能框圖示于圖的功能框圖示于圖3 32424。 圖中移位寄存器是圖中移位寄存器是8 8位串入并出移位寄存器，它在位串入并出移位寄存器，它在cpcp控制下將每個時隙中的控制下將每個時隙中的8 8位串行碼變成位串行碼變成8 8位并行碼。因此移位并行碼。因此移位寄存器的輸出端有位寄存器的輸出端有d d0 0d d7 7，共，共8 8條線。但是

46、在移位寄存器條線。但是在移位寄存器輸出端輸出端d d0 0d d7 7的的8 8位碼不是同時出現的，而是在位碼不是同時出現的，而是在cpcp控制下一控制下一位一位出現的。因此在下一級加一個位一位出現的。因此在下一級加一個 鎖存器，由鎖存器，由控制。也就是說在時隙的最后一位（控制。也就是說在時隙的最后一位（d d7 7）的）的cpcp后半周期后半周期（ ）時才把已經變換就緒的）時才把已經變換就緒的8 8位并行碼送入鎖存器。位并行碼送入鎖存器。 鎖存器中的數據和輸入端串行脈沖的數據在時間上已鎖存器中的數據和輸入端串行脈沖的數據在時間上已經延遲了一個時隙。當下一個經延遲了一個時隙。當下一個cpcp脈

47、沖來到時，脈沖來到時，8 8位并行碼位并行碼即可經即可經8-18-1電子選擇器輸出送至話音存儲器。電子選擇器輸出送至話音存儲器。8-18-1選擇器的選擇器的功能是把功能是把8 8個個hwhw的的8 8位并行碼按一定次序進行排列、合并。位并行碼按一定次序進行排列、合并。圖圖3 32525為串為串并變換電路的輸入、輸出端波形圖。并變換電路的輸入、輸出端波形圖。7tdcpcp3、并、并串變換電路串變換電路 圖圖3 32424示出了并示出了并串變換電路的功能框圖。并串變換電路的功能框圖。并串串變換電路由鎖存器和并入串出變換電路由鎖存器和并入串出8 8位移位寄存器組成。位移位寄存器組成。第3章 數字交換

48、機的話路部分 在位脈沖在位脈沖 控制下，就可以將控制下，就可以將8 8個個hwhw的的 分別寫入到鎖存器分別寫入到鎖存器0 07 7。即。即 的的 寫入鎖存器寫入鎖存器0 0， 的的 寫入鎖存器寫入鎖存器1 1 在下一時隙的在下一時隙的tdtd時，時，cpcp脈沖的前半周期將移位寄存脈沖的前半周期將移位寄存器的置位端器的置位端s s置成置成“1 1”，這時移位寄存器只置位，不移位。，這時移位寄存器只置位，不移位。于是就將于是就將 送入。下一個送入。下一個cpcp到來時，到來時， ，因此，因此s s端端為為0 0，移位寄存器不置位只移動，按，移位寄存器不置位只移動，按cpcp的節拍一位一位往的節

49、拍一位一位往外送出。直到下一時隙的外送出。直到下一時隙的 出現時再置位一次，循環下出現時再置位一次，循環下去就可將并行碼變換成串行碼。去就可將并行碼變換成串行碼。70tdtd70 dd70 dd0hw1hw70 dd70d00td0td第3章 數字交換機的話路部分3.5.4 t接線器的組成和工作原理1、話音存儲器、話音存儲器輸出數據輸出數據第3章 數字交換機的話路部分2、控制存儲器、控制存儲器定時脈沖定時脈沖形成寫入地址形成寫入地址3.5.5 s接線器的組成和工作原理以以88矩陣為例來說明矩陣為例來說明s接線器的工作原理。接線器的工作原理。1、88交叉點矩陣交叉點矩陣第3章 數字交換機的話路部

50、分 時分交換網絡中的時分交換網絡中的s接線器是按時分工作的，即每隔接線器是按時分工作的，即每隔39us（一個時隙）改變一次接續。電磁接點是無論如何達（一個時隙）改變一次接續。電磁接點是無論如何達不到這個速度的，因此必須采用電子接點。不到這個速度的，因此必須采用電子接點。 電子交叉接點由電子選擇器組成。電子交叉接點由電子選擇器組成。88矩陣可以采用矩陣可以采用8片片8選選1的選擇器芯片，其結構見圖的選擇器芯片，其結構見圖329所示。所示。 圖中的結構實際上是只對圖中的結構實際上是只對1位碼的。一般交換網絡內是位碼的。一般交換網絡內是8位并行碼，因此需要有位并行碼，因此需要有8套這種電路。套這種電

51、路。 8片片8-1選擇器各負責一個輸出端，共有選擇器各負責一個輸出端，共有8個輸出端，而個輸出端，而每片的每片的8個輸入端按輸入端號互相復接起來，形成個輸入端按輸入端號互相復接起來，形成8個輸入個輸入端。端。 控制存儲器通過控制存儲器通過 送來選擇數據，決定是哪一個輸送來選擇數據，決定是哪一個輸入端要和輸出端接通，同時又送來選通信號，來決定選的入端要和輸出端接通，同時又送來選通信號，來決定選的是哪一片，即哪一個是輸出端。是哪一片，即哪一個是輸出端。 圖中所表示的是輸出控制方式，即每一個控制存儲器圖中所表示的是輸出控制方式，即每一個控制存儲器控制一片控制一片8-1芯片，即控制一個輸出端的所有芯片

52、，即控制一個輸出端的所有8個交叉接點。個交叉接點。20b第3章 數字交換機的話路部分2、控制存儲器、控制存儲器圖圖330 s接線器的控制存儲器接線器的控制存儲器第3章 數字交換機的話路部分 s接線器的控制存儲器的結構如圖接線器的控制存儲器的結構如圖330所示。所示。 s接線器的控制存儲器和圖接線器的控制存儲器和圖328所示的所示的t接線器的控制接線器的控制存儲器結構相差不多。只是在圖存儲器結構相差不多。只是在圖330中由于只控制中由于只控制8個輸入個輸入端，因此數據線只有端，因此數據線只有3條（條（ ），再就是多了一條選通線。），再就是多了一條選通線。使得控制存儲器的字長為使得控制存儲器的字長

53、為4位。其他則和位。其他則和t接線器的控制存接線器的控制存儲器一樣，因此工作原理也是一樣的。儲器一樣，因此工作原理也是一樣的。20b第3章 數字交換機的話路部分3.5.6 數字交換網絡 以三級組合的例子來介紹以三級組合的例子來介紹t接線器和接線器和s接線器組合成接線器組合成大容量的數字交換網絡。大容量的數字交換網絡。 1、三級交換網絡、三級交換網絡 （1）t-s-t網絡網絡 t-s-t網絡結構如圖網絡結構如圖331所示。圖中假設有所示。圖中假設有3條母線條母線（hw），每條母線有），每條母線有32個時隙。因個時隙。因a，b兩級話音存儲兩級話音存儲器各有器各有32個單元，各級控制存儲器也各有個單

54、元，各級控制存儲器也各有32個單元。個單元。 各級的分工是這樣的：各級的分工是這樣的： a級級t接線器是負責輸入母線的時隙交換；接線器是負責輸入母線的時隙交換； s接線器則負責母線之間的時隙交換；接線器則負責母線之間的時隙交換； b級級t接線器負責輸出母線的時隙交換。接線器負責輸出母線的時隙交換。 因此因此3條輸入母線就需要條輸入母線就需要3個個a級級t接線器；接線器；3條輸出條輸出母線需要有母線需要有3個個b級級t接線器；而負責母線交換的接線器；而負責母線交換的s接線器接線器矩陣就必然是矩陣就必然是33。因而也有。因而也有3個控制存儲器。個控制存儲器?，F有現有a、b兩內容，其中兩內容，其中a

55、占輸入母線占輸入母線1和和ts12，b占占輸入母線輸入母線3和和ts5，要求通過，要求通過t-s-t交換網絡將交換網絡將a內容和內容和b內容進行交換，設內部空閑時隙內容進行交換，設內部空閑時隙ts3。 a:hw1,ts12輸入輸出? 圖中的工作方式為：圖中的工作方式為： a級級t接線器為輸出控制；接線器為輸出控制； b級級t接線器為輸入控制；接線器為輸入控制； s接線器為輸入控制。接線器為輸入控制。 這里要指出的是兩級這里要指出的是兩級t接線器的工作方式必須相同，接線器的工作方式必須相同，這以利于控制。而誰是輸入控制，誰是輸出控制則都可以。這以利于控制。而誰是輸入控制，誰是輸出控制則都可以。在

56、以后討論中還會用到與圖在以后討論中還會用到與圖331相反的控制方式（即相反的控制方式（即a級級t接線器為輸入控制，接線器為輸入控制，b級級t接線器為輸出控制）。接線器為輸出控制）。 對于對于s接線器用什么控制方式也是兩者均可，圖接線器用什么控制方式也是兩者均可，圖331中采用輸入控制，即每一個控制存儲器控制中采用輸入控制，即每一個控制存儲器控制1條輸入條輸入hw的的所有交叉點。假如在所有交叉點。假如在a，b之間要進行路由接續，其中之間要進行路由接續，其中a話話音占用音占用hw1和和ts2；b話音占用話音占用hw3和和ts31。首先討論。首先討論ab方向路由的接續。方向路由的接續。第3章 數字交

57、換機的話路部分 cpu在存儲器中找到一條空閑路由，即交換網絡中的在存儲器中找到一條空閑路由，即交換網絡中的一個空閑內部時隙，假設此空閑內部時隙為一個空閑內部時隙，假設此空閑內部時隙為ts7。這時。這時cpu就向就向hw1的的cma的的7好單元送好單元送“2”；hw3的的cmb的的7號單元送號單元送“31”；1好好cmc的的7號單元送號單元送“3”。 sma按順序寫入，在按順序寫入，在ts2時將時將a的話音信號寫入到的話音信號寫入到hw1的的sma2號單元中去。在號單元中去。在ts7時，順序讀出時，順序讀出cma的的7號號單元中的內容單元中的內容“2”作為作為sma的讀出地址。于是就把原來在的讀

58、出地址。于是就把原來在ts2的的a話音信號轉換到了話音信號轉換到了ts7。1號號cmc讀出時，控制讀出時，控制1號輸入線和號輸入線和3號輸出線在號輸出線在ts7時接通，這樣可以把時接通，這樣可以把a話音信話音信號送至號送至b級級t接線器。接線器。 3號線上的號線上的smb在在cmb控制下將控制下將ts7中的中的a話音信號寫話音信號寫入到入到31號單元中去。在號單元中去。在smb順序讀出時，順序讀出時，ts31讀出讀出a話音話音信號并送給信號并送給b。第3章 數字交換機的話路部分 交換網絡必須建立雙向通路，即除了上述交換網絡必須建立雙向通路，即除了上述ab方向之方向之外，還要建立外，還要建立ba

59、方向的路由。方向的路由。 ba方向的路由選擇通常采用方向的路由選擇通常采用“反相法反相法”:兩個方向相兩個方向相差半幀。差半幀。 本例中一幀為本例中一幀為32個時隙，半幀為個時隙，半幀為16個時隙，個時隙，ab方向選方向選定定ts7，則，則ba方向就選定了方向就選定了16+7=23即即ts23。這樣做使。這樣做使得得cpu可以一次選擇兩個方向的路由，避免可以一次選擇兩個方向的路由，避免cpu的二次路的二次路由選擇而減輕由選擇而減輕cpu負擔。負擔。 ba方向的話音傳輸同方向的話音傳輸同ab方向相似，只是內部時隙方向相似，只是內部時隙改為改為ts23了。在話終拆線時，了。在話終拆線時，cpu只要

60、把控制存儲器相應只要把控制存儲器相應單元清除即可。單元清除即可。（2）s-t-s網絡網絡 s-t-s網絡結構如圖網絡結構如圖332所示。所示。第第3 3章章 數字交換機的話路部分數字交換機的話路部分 s-t-s網絡結構如圖網絡結構如圖332所示，其工作原理如下：所示，其工作原理如下： 仍設仍設a信號占信號占hw1，ts2；b信號占信號占hw3，ts31。 cpu要選擇空閑路由，這時要選擇的是空閑鏈路，要選擇空閑路由，這時要選擇的是空閑鏈路，即空閑的即空閑的t接線器。設選定接線器。設選定sm3，于是，于是cpu便在便在cmt3中中的的2號單元寫上號單元寫上“31”，31號單元中寫上號單元中寫上“2”。