教学课件PPT电路交换技术及接口电路L.ppt

第3章 电路交换与数字程控交换系统,电路交换技术的发展与分类电路交换系统的基本功能电路交换系统的接口电路,3.1 电路交换技术概述,3.1.1 电路交换技术的演变过程,电路交换技术的发展分成三个阶段：,人工交换 机电交换 电子交换,用于电话交换,用于电话及数据交换,1.人工交换机,1878年就出现了人工交换机，人工交换机是借助话务员进行电话接续。缺点：效率很低。（十几年以后机电式交换机问世）,电路交换技术的发展,2.机电式交换机,步进制纵横制,（1）步进制交换机,1893年美国出现了步进制交换机，用户通过话机的拨号盘（产生的拨号脉冲）控制电话局中的继电器与接线器的动作。这种交换机属于“直接控制”方式。缺点：速度慢、效率低、杂音大、机械磨损严重。,（2）纵横制交换机,1938年瑞典发明了纵横制交换机，相对于步进制交换机，纵横制交换机有两方面重要改进：利用继电器控制的接线阵列,代替大幅度动作的步进接线器。由直接控制过渡到间接控制方式。优点：是将控制部分与话路分开，提高了控制效率和灵活性。目前有的国家仍然使用纵横制交换机。,电路交换技术的发展,电路交换技术的发展,机电式,分成三大类：,半电子交换机 准电子交换机 程控数字交换机,只是在控制部分引入了电子技术,与半电子的差别是采用了速度较快的“笛簧接线器”,用程序控制的交换机。早期的程控交换是“空分”的，话路部分采用 机械接点。60年代开始研制程控数字交换机。1970年法国开通了世界上第一台程控数字交换系统E10.,3.电子交换机,3.1.2 电路交换机的分类,电路交换技术的分类,电路交换系统,目前常用的是脉冲编码调制(PCM)信号,常用的交换设备是对PCM信号进行交换的数字交换设备。,39,数字程控交换机外形,数字程控交换机外形,39,数字程控交换机外形,信息交换过程：交换机有一条带宽很高的背部总线和内部交换矩阵。交换机的所有的端口都挂接在这条背部总线上。控制电路收到数据包以后，处理端口会查找内存中的MAC地址（网卡的硬件地址）对照表以确定目的MAC的NIC（网卡）挂接在哪个端口上，通过内部交换矩阵直接将数据包迅速传送到目的节点，目的MAC若不存在才广播到所有的端口。,39,数字程控交换机外形,3.1.3 电路交换系统的特点,无论是哪一种类型电话交换机，都有共同特点：（1）电话交换是基于电路交换技术，是面向物理连接的交换技术。用户通话前，呼叫的建立、信息的传输、连接的拆除。（2）电路交换采用同步时分复用、预分配带宽的方式。不管有无信息传递，通信电路不能被其他用户占用，电路利用率最高达到50。（3）电路交换适用于对实时性要求高的时实业务，交换机不对通信消息进行加工处理，即对信息是透明传输的，信息传送延迟小。,3.1.4 电路交换呼叫接续过程,3.2 数字程控交换系统,3.2.1数字程控交换系统的组成及各部分的功能,1.数字程控交换系统的组成,3.2 数字程控交换系统,3.2 数字程控交换系统,2.各部分的功能,（1）电话终端主要完成声音信号与电信号的相互转换、摘/挂机状态指示、拨号、振铃提示和二四线变换等功能。（2）话路子系统话路子系统主要由数字交换网络、信令设备以及各种接口电路组成。交换网络的任务是实现各入、出线上数字时分复用信号的传递或接续。信令设备负责外部信令格式与内部消息格式的转换。接口电路的作用是：将不同终端（电话机、计算机等）或其它交换机送来的信号转换成统一的交换机内部的工作信号，并按信号的性质分别将信令信号送给信令设备，将业务消息信号送给数字交换网络。（3）控制子系统控制子系统是交换机的“指挥系统”，交换机的所有动作都是在控制系统的控制下完成的。,3.2 数字程控交换系统,3.2.2 电话终端,1.电话机的分类,磁石电话机 共电式电话机 拨号盘式电话机按键式电话机,3.2.2 电话终端,（1）磁石电话机,磁石电话机属第一代电话机，由三部分组成：,信号发送部分通话部分信号接收部分,共电式电话机也属于第一代电话机，它与磁石电话机的区别，就是没有机内电池和手摇发电机。通话用电源由交换机集中供给，目前，逐步被淘汰。,3.2.2 电话终端,（2）共电式电话机,3.2.2 电话终端,（3）拨号盘式电话机,拨号盘式电话机的组成及工作原理,属电话机的第二代。,3.2.2 电话终端,拨号盘的脉冲参数,脉冲速度：每秒钟送出脉冲的个数（脉冲频率）为820个。脉冲断/续比：表示在一个脉冲周期中，断开电流的时间与接通电流的时间之比为1.6:12:1。位间隔：相邻两脉冲串的时间间隔。用户每拨一个数字，拨号盘就发出一串脉冲，脉冲个数与拨号数字相同。在拨两个数字间应有一个时间间隔，以使交换机能正确地区分接续动作，一般这个时间要求不少于500ms。,与脉冲拨号方式相关的参数有三个：,脉冲速度脉冲断/续比脉冲位间隔,图3.5 脉冲断续时间,按键式电话机和拨号盘式电话机主要区别：发号部分由按键号盘、发号集成电路和外围电子元器件组成。按键式电话机功能很多，比如：号码重发、暂停、脉冲音频兼容拨号、P/T(脉冲拨号和DTMF拨号方式)转换、锁号、三方通话、免提、录音、自动报号、来电显示、留言、语言信箱、免打扰及闹钟功能等等。,3.2.2 电话终端,（4）按键式电话机,3.2.2 电话终端,按键号盘的组成,在电话单机中，有两种拨号方式：,直流脉冲（DP）双音多频(DTMF)。,DP信号方式是利用二线直流环路上的直流通断次数来代表一位拨号数字。DTMF的拨号键盘是44的矩阵，有16个按键，如图所示。,3.2.2 电话终端,键盘有10数字键09，6个功能键*，#、A、B、C、D，如图所示，按键*、#键作特殊功能用（如IP拨号结束、通话静音、功能切换等），A、B、C、D留作备用功能，例如号码重拨、话机设置等。按照组合的原理，代表它必须有8种不同的单音频信号，用8中取2的编码方法，才能代表16个按键。,根据CCITT的建议，国际上采用697Hz、770Hz、852 Hz、941 Hz1209 Hz、1336 Hz、1477 Hz和1633 Hz 8种频率分成两群，即行为高频群，列为低频群。DTMF信号方式是从高频群和低频群中任意各抽出一种正弦频率信号进行组合，代表电话机键盘上的一位拨号数字，两个单音频的频率不同，所代表的数字和功能也不同，每按一个键就发送一个高频和低频的正弦信号组合，共有16种不同组合，代表16种不同数字或功能。,3.2.2 电话终端,DTMF按键号盘的工作原理,例如“1”是697和1209Hz的组合，“2”是697和1336的组合，交换机可以解码这些频率组合并确定所对应的按键号码。由于采用的频率有8种，故又称之为多频，又因以8种频率中任意抽出2种进行组合，又称其为8中取2的编码方法。,表3.1 DTMF频率编码对应表,3.2.2 电话终端,DTMF拨号速率快，抗干扰能力强。DTMF拨号方式除了用于电话呼叫以外，还广泛用在交互式控制中，如电话银行、ATM终端、语言邮件、家电远程遥控等。目前的电话终端的种类很多，除了普通按键电话机以外，还有主叫号码显示电话机、录音电话机、免提电话机、短信电话机、无绳电话机，投币电话机、磁卡电话机、可视电话等，随着技术的发展和新业务的不断出现，电话机的品种不断更新，功能越来越丰富。到目前为止，约有400多个品种和款式的电话机产品在市场上销售。,3.2.2 电话终端,电话通信的任务是传递话音，话音的频率范围80Hz到8000Hz。实际通信中并不要求电话设备重现面对面讲话时的声音。CCITT建议电话的话音频带为0.3KHz3.4KHz。我国各种电话机都采用0.3KHz3.4KHz工作频带。目前，世界上已出现了最高频率达到7KHz宽带的电话，声音听起来更感到真实。,2.电话机的组成及工作原理,3.2.2 电话终端,（1）电话机的一般组成及各部分的功能,图3.7电话机的原理结构图,3.2.2 电话终端,消除了侧音效应,（2）工作过程,3.2.2 电话终端,交换机接口电路通过检测环路上是否有电流流过来确定用户状态。当电话机空闲状态时，叉簧开关H保持与接点2相连，由于用户二线直流环路中串接了隔直流电容C，因此环路对直流呈高阻，相当于断开状态。有电话来时，25Hz的交流振铃信号，通过隔直电容，加到电话铃上，使之发出通知来话的振铃声音。当用户机，叉簧H将由2点倒向1点，电话铃断电，铃声停止，二线直流环路上有了电流（这种直流电流声音用户会听得到）。当用户拨动话机号盘时，静噪开关M点接通，以防止高压脉冲噪声回送到耳机。号盘回旋过程中，D点交替通断，从而向交换机发出相应的直流脉冲(DP)串号码。当采用双音多频(DTMF)方式拨号时，则专用的DTMF产生电路采用类似的方式接入二线环路。,数字程控交换设备的话路子系统的组成,3.2.3 话路子系统,各类接口 用户级 远端模块 信令设备 数字交换网络等。,用户接口电路,模拟用户电路程控交换机通过模拟用户线与模拟终端相连的接口电路数字用户电路程控交换机（ISDN交换机）通过数字用户线与数字终端设备相连的接口电路,3.2.3 话路子系统,LT为线路终端负责用户线的传输,L/T用户和中继线接口,数字程控交换机的接口,有模拟用户接口（Z）、数字用户接口（V）、模拟中继接口（C）、数字中继接口(A和B)、网管接口（Q3）等。,Z1接口：连接单个模拟用户终端的接口。Z2接口：连接模拟远端集线器的接口。Z3接口：连接模拟PABX的接口。,Z接口,1.模拟用户接口电路,3.2.3 话路子系统,七项功能BORSCHT,模拟用户电路的功能可归纳为BORSCHT七个功能：B(Battery feeding)馈电O(Over Voltage Protection)过压保护R(Ringing control)振铃控制S(Supervision)监视C(CODEC&filters)编译码和滤波H(Hybrid Circuit)混合电路T(Test)测试,模拟用户接口电路,电容的特性：“隔直流，通交流”电感的特性：“隔交流，通直流”,1.馈电,模拟用户接口的功能,功能：交换机给用户电话提供工作电压,馈电方式有两种：,电压馈电 电流馈电,一48V,600mH,600mH,图3.11 电压馈电原理图,图3.12 电流馈电原理图,图3.13 过压保护原理,2.过压保护,功能：当发生雷击时，将话机的供电电位钳在一48V或地电位。这里的过压保护是指二次过压保护。在配线架上的气体放电管(保安器)，当雷击时短路接地，但其残余的端电压仍在100V以上，这对交换机仍有很大威胁。,模拟用户接口的功能,图3.8 振铃原理,3.振铃控制,我国交换机规范规定：铃流电压有效值为90V15V频率为25Hz的交流电压，采用1s通、4s断的周期向用户话机馈送,功能：送给用户铃流（铃声）,振铃电压90V15V,由振铃继电器控制振铃,由CPU送出的振铃控制信号,控制继电器的通断，当继电器接通时就可将铃流送往用户，被叫用户摘机后，振铃开关送出截铃信号，CPU则控制停止振铃。,1s,4s,铃流信号,模拟用户接口的功能,(a)用户线监视方法一,(b)用户线监视方法二,-48V,功能:监视用户线回路的通断状态。实现的方法：通过馈电线路中的测试电阻来实现,4.监视,用户状态包括：,用户话机的摘挂机状态用户话机（号盘）发出的拨号脉冲投币磁卡等话机的输入信号话终挂机状态,模拟用户接口的功能,编码-模拟信号变为数字信号（发送）译码-数字信号要变成模拟信号（接收）,功能:,5.编译码和滤波器,发端带通-滤除0.33.4KHz以外的信号收端低通-滤除高频信号(取出0.33.4KHz),滤波器,模拟用户接口的功能,二线,四线,用户话机的模拟信号是双向平衡的二线数字交换网的PCM数字信号是单向不平衡的四线，因此，在编码以前和译码以后要进行二/四线转换,6.混合电路,功能：,完成二/四线的转换。,平衡用户线阻抗（防干扰）,模拟用户接口的功能,7.测试,主要用来将各继电器的节点或电子开关闭合，使用户线与测试设备接通，并与交换机分开，以便对用户线进行测试。,测试功能：,这七项功能归纳起来就是模拟用户电路的BORSCHT 功能。,下面是F-150交换机中的模拟用户电路的BORSCHT 功能,模拟用户接口的功能,F-150交换机中的模拟用户电路的BORSCHT 功能框图,防干扰,用户电路的BORSCHT功能及顺序关系,用户独用设备,防干扰,防干扰,2.数字用户线接口电路,1.数字用户线接口,定义：交换机连接数字终端设备的接口电路,基本功能：码型变换；回波相消；均衡；扰码与去扰码。,数字话机数字传真机数字图像个人计算机等,“V”接口是 用户侧 的五种数字接口 V1、V2、V3、V4、V5,电路交换系统的接口电路数字用户接口电路,V系列接口,基本速率接口（适用于家庭用户和小型企业）基群速率接口（适用于大型客户）通称V系列接口,电路交换系统的接口电路数字用户接口电路V系列接口,V1 是基本速率接口，其传输帧结构为（2B+D）或（30B+D）线路传输速率B为64kb/s，D为16kb/s（26416144kbPS/s）它所连接的终端为ISDN的终端或其它数字终端。V2 是连接数字远端模块(设置在远端的用户模块)的接口。V3 连接数字PABX(用户专用的自动小交换机)的接口，为ISDN的基群速率接口（属30B+D的接口）。V4 可接多个2B+D的终端，支持ISDN的接入。,V5 是基群速率接口，包括V5.1和V5.2接口，是接入网第一个标准化的接口，支持n条E1的接入（1n16），V5.1传输帧结构为30BD，线路传输速率为2.048MbPS/s V5.2接口为116个V5.1的复合。V5接口能支持各种不同的接入类型。目前我国生产的大容量的程控数字交换机都配有V5接口。,电路交换系统的接口电路数字用户接口电路V系列接口,模拟中继接口电路（C接口）,模拟中继接口,中继线,中继线,市话交换机,长途交换机,模拟中继接口又称为C接口，用于连接模拟中继线，可用于长途交换和市内交换中继线连接,电路交换系统的接口电路模拟中继接口,馈电(B)、过压保护(O)、振铃控制(R)、监视(S)、编译码和滤波(C)、混合电路(H)、测试(T)。,模拟用户接口电路有BORSCHT七个功能：馈电(B)、过压保护(O)、振铃控制(R)、监视(S)、编译码和滤波(C)、混合电路(H)、测试(T)。,模拟中继接口功能有六个（BOSCHT）,电路交换系统的接口电路模拟中继接口,和模拟用户接口相比：少了振铃控制；状态监视变为对线路信令监视，其他大同小异。,用户共用设备,线路信令监视：模拟中继接口要接收线路信令和记发器信令，根据测检结果，提供扫描信号输出。,防干扰,电路交换系统的接口电路模拟中继接口,用户共用设备,混合电路功能：是完成双向平衡的二线和单向不平衡的 四线之间的转换。也就是二/四线转换。滤波和编译码：是将模拟的音信号转换成PCM数字码编码若按A律压扩算法，即用2048kHz和8kHz取样;将接收到的PCM数字码译成模拟信号。,防干扰,4.数字中继接口（A、B接口）,数字中继接口又称为A接口或B接口，是连接数字局间中继线(PCM)与交换机之间的接口。用于与数字交换局或远端模块的连接。,A接口：PCM一次群接口，速率为2048kbit/s、8448kb/s,*传输速率：用byte(字节)作单位，64Kbps是指 byte而不是bite,1(字节)byte=8 bite 64Kbps x 8=512k bite,B接口：PCM二次群接口，其接口速率为8448kb/s、34,368kbit/s,G：Generation of frame code 帧码发生A：Alignment of frames 帧定位Z：Zero string suppression 连零抑制P；Polar conversion 码型变换 A：Alarm processing 告警处理C：Clock recovery 时钟提取恢复H：Hunt during reframe 帧同步O：Office signaling 信令插入和提取,数字中继接口的功能为GAZPACHO八功能,电路交换系统的接口电路数字用户接口电路,（1）数字中继接口的功能,数字中继接口分成两个方向：从PCM输入至交换机侧和从交换机侧至PCM输出。,输入方向:是双单变换，码型变换，时钟提取，帧、复帧同步，定位和信令提取。,输出方向:是信令插入，连零抑制，帧、复帧同步插入，码型变换，单双变换输出,（2）数字中继接口电路框图,目前大多数中继线接口所连接的码率为2048kb/s（64kb/s 32）,电路交换系统的接口电路数字中继接口,PCM线上使用的传输码型一般是HDB3型码（高密度双极性码），交换机内部的码,码型变换,（3）功能分析,正极PCM,负极性PCM,码率变换,如S1240交换机中传输码率为4Mb/s，而PCM30/32为2Mb/s，因此,型一般采用单极性不归零码（NRZ码），码型变换的任务是在接收和发送方向完成两种码型的相互转换。输入PCM双极性码(如HDB3)先通过运放比较器变换为单级性码，输出分为正极PCM(PPCM)码和负极性PCM(NPCM)，再经HDB3/NRZ变换，还原为单极性码。,电路交换系统的接口电路数字中继接口,时钟提取,从PCM传输线上输入的PCM码流中，提取对端局的时钟频率，作为输入基准时钟，使收、发定时严格同步这就是位同步过程。例如，输入PCM码流为30/32一次群，则提取时钟频率为2048kHz。时钟提取方法很多，可利用锁相环、谐振回路或晶体滤波等方法实现。,电路交换系统的接口电路数字用户接口,帧同步和复帧同步,复帧同步：如果数字中继线上使用的是随路信号（中国1号信令），则除了帧同步外，还要有复帧同步。,帧同步：数字中继线上的PCM信号是以帧方式传输的，帧同步就是从接收的数据流中搜索并识别到帧同步码，以确定一帧的开始，使接收端的帧结构排列和发送端的完全一致。帧同步码0011011在PCM偶帧的TS0中传输。,TS0 传输帧同步和告警信息,一般TS16 传输信令信息,帧同步过程：发端固定在偶帧的TS0的bit2bit8发一特定码“0011011”，经过比较、保护和调整，控制收定时的位脉冲发生器和时隙脉冲发生器产生时隙脉冲的顺序，达到帧同步。,电路交换系统的接口电路数字用户接口电路,电路交换系统的接口电路数字用户接口电路,为了解决各路标志信令的错路问题，如果复帧不同步，标志信令就会错路，通信也无法进行。,复帧同步的作用,帧同步和复帧同步的结果是使收端的帧和复帧的时序按发端的时序一一对准。它们都是依靠发送端发送特定的码组或码型，在接收端，从收到的PCM码流中，对同步码组或码型进行识别、确认和调整，获得同步。,检测和传送告警信息,电路交换系统的接口电路数字用户接口电路,检出故障后产生故障告警信号，向对端发送告警信息，也检测来自对方交换机送来的告警信号，当连续6个50ms内都发生一次以上误码时，就产生误码告警信号（误码率不超过10-3）。,帧定位,是利用弹性存储器作为缓冲器，使输入PCM码流的相位与网络内部局时钟相位同步。,电路交换系统的接口电路数字用户接口电路,帧和复帧同步信号插入,网络输出的信号中不含有帧和复帧同步信号，在送出信号前，要将帧和复帧信号插入：,复帧同步信号：在第“0”帧TS16插入0000111；帧同步信号：在偶帧TS0插入10011011，奇帧TS0插入1111111。,电路交换系统的接口电路数字用户接口电路,信号控制电路将PCM传输线上的信令传输格式转换成适合于网络的传输格式。如在TSl6中传输时，TSl6提取电路首先从经过码型变换的PCM码流中提取TS16信令信息，将其变换为连续的64kb/s信号，在输入时钟产生的写地址控制下，写入控制电路的存储器，然后在网络时钟产生的读地址控制下，按送往网络的信令格式逐位读出。,信令提取和格式转换,L/T用户和中继线接口,电路交换系统的接口电路小结,数字交换机接口,Q3接口 与电信管理网（TMN）的接口，用于操作维 护管理和计费等,A,V类和Z类接口是数字程控交换机用户侧接口,ABC类接口是数字程控交换机与其它交换机的接口，是网络侧接口,其中V类和AB类为数字接口,网管接口Q3,电路交换系统的接口电路简化框图,5.数字交换网络,数字交换网络信息交换过程,数字交换网络信息交换过程,数字交换网络信息交换过程,数字交换网络信息交换过程,数字交换网络信息交换过程,6.数字多频信号的发送和接收,电路交换系统信号种类,（1）数字信号和多频信号的产生,交换机到用户的信号 交换机到交换机的信号 用户到交换机的信号,6.数字多频信号的发送和接收,主要是各种单频信号音，它们均是信号源为450Hz或 950Hz的正弦波。,交换机到用户的信号,(交换机需要产生的主要信号音),用户到交换机的信号,电话机的拨号（被叫号码）有两种形式：,直流脉冲(脉冲拨号)双音多频（DTMF）,用户到交换机的信号,双音多频（DTMF）（应用广泛）,音频信号的产生,脉冲拨号是通过话机拨号控制用户环路电流断续状态，从而形成直流脉冲串，用户每拨一位号，就送出相应个数的一串脉冲，以直流脉冲个数表示所拨的号码数值。,直流脉冲（P）(很少用),DTMF 信号是将电话机拨号盘上的09、AD及*/E、#/F共16个字符，用音频（0.33.4KHz）范围的8个频率来表示的一种编码方式。根据CCITT的建议，国际上采用697Hz、770Hz、852Hz、941Hz、1209Hz、1336Hz、1477Hz、1633Hz 8种频率分成高频群和低频群两组，分别作为列频和行频。,话机按键与频率的对应关系,DTMF也应用在交互式控制中，如语言菜单、语言邮件、电话银行和ATM终端等。,每个字符的信号由来自列频和行频的两个频率的正弦信号叠加而成。从高频群和低频群任意各抽出一种频率进行组合，共有16种不同的组合，代表16种不同的数字或功能。,交换机到交换机的信号局间信号 局间信令(记发器信令):交换设备记发器发送和接收的信令。,交换机到交换机的信号及产生,记发器信令的主要功能:控制电路的自动接续。多频互控方式：为了保证有较快的传送速度和有一定的抗干扰能力，记发器信令采用多频互控（MFC）方式（1号信令用）。所谓多频指的是局间信号是用多个频率合成的。,交换机到交换机的信号及产生,前向信号（发）频率选择了高频段：1380Hz、1500Hz、1620Hz、1740Hz、1860Hz、1980Hz六个频率，每个相邻频率的频差为120Hz。编码方式按“六中取二”的频率组合，最多可组成15种编码，可代表15种信号或信令。要传送数码为两个相应频率之和。,这多个频率是 3003400Hz带内的频率。,多频互控(双音频)信令编码,前向信令（高频段）,交换机到交换机的信号及产生,低频段（后向应答）信号频率为：1140Hz、1020Hz、900Hz、780H四个频率，其频差也是120Hz。编码方式采用“四中取二”的频率组合构成6种信号。后向信令多频互控信令编码原理同上。,交换机到交换机的信号及产生,信令种类及含义,为了增加MFC信令容量，前向信令分为I组和II组；后向信令分为A组和B组。I组和A组对应，II组和B组对应，构成两组互控信令。后向A组信令是前向I组信令的互控信令，起控制和证实前向I组信令的作用。因此局间信令称为多频互控信令（中国1号信令）。,单音频信号的产生,按照PCM编码格式,将信号按125s间隔进行抽样抽样频率为8KHz（1000000s(1S）/125s），然后进行量化和编码，得到各抽样点的PCM信号，放到ROM中，使用时读出。,单音频信号产生的基本原理是：,单音频信号的产生,单音频信号产生原理,T=2ms 500Hz音频信号产生原理,假设单音频正弦信号的频率为500Hz，其周期为2ms，按125s的间隔进行抽样，一个周期内需要取样16次（2000s/125s），每次取样值都要送入PCM编码器进行编码，得到16个抽样编码后的PCM码，然后按顺序写入PROM的16个单元中，当需要这个正弦信号时，只要每隔125ls读取一次ROM中的内容，就可以得到代表500Hz的数字化的音频信号。,MFC信号的产生原理 双音频信号的产生,双音频信号产生的基本原理与单音频信号的产生类似，产生双音频信号最主要的就是要确定一个“重复周期”，使得在这个周期内两个双音频信号和PCM的抽样信号都重复了完整的周期，即三个信号的重复次数均为整数。,例如：要产生由1500Hz和1620Hz产生的双音频信号，首先我们在1500Hz、1620Hz和8KHz（PCM的抽样信号）的三个频率中取最大公约数20Hz，20Hz是重复频率，重复周期为50ms（f=1/T,T=1000/20=50），即在50ms内:1500 Hz重复了75次 1620 Hz重复了81次 8kHz重复了400次 因此在50ms周期内，要取400个抽样值存放在ROM中。在需要时按序读出即形成了数字双音频信号。,MFC信号的产生原理,作业15：要产生由1860Hz和1980Hz产生的双音频信号，首先我们在1860 Hz、1980 Hz和8KHz（PCM的抽样信号）的三个频率中取最大公约数20Hz，20Hz是重复频率，重复周期为50ms（f=1/T,T=1000/20=50），即在50ms内:1860 Hz重复了93次 1980 Hz重复了99次 8kHz重复了400次 因此在50ms周期内，要取400个抽样值存放在ROM中。在需要时按序读出即形成了数字双音频信号。,MFC信号的产生原理,(2)数字音频信号的发送,指定时隙或占用普通话路的时隙经交换网络送出。,图3.15 通过交换网络向用户送信号音,复用器,信号音发生器连在交换网络的入线15上，它通过入线15的TS1、TS2固定时隙，通过交换网络分别向用户送忙音和拨号音,交换网络有16条入线和16条出线，每条入、出线上传送的是32路PCM信号音。,图3.15 通过交换网络向用户送信号音,交换网只要在入线15的TS2与出线2的TS8之间建立连接即可。同时在入线15的TS2与出线3的TS18之间建立连接即可。,A,B,向用户A送忙音向户B送拨号音,数字音频信号的发送,通过交换网络可以完成点到点及点到多点的连接。,交换机设有DTMF和MFC收号器，一般接于交换网络的出线上（即下行母线上）。,(3)数字音频信号的接收,F1数字滤波,F2数字滤波,Fn数字滤波,数字逻辑识别,输入,输出,多频的接收,数字音频信号的多频接收,采用数字滤波器滤波后，再进行识别,秋,3.2.4.控制子系统,控制方式分类：,人工交换机由话务员控制;程控交换机用处理机控制，,3.2.4.控制子系统,控制功能：,3.2.4 程控交换控制系统,三部分,CPU)存储器和 IO,控制系统,1.程控交换机控制系统的组成,控制方式,控制方式,控制方式,2.集中控制方式,（a）热备用工作方式（b）冷备用工作方式 图3.24 集中控制的主备用工作方式示意图,3.分散控制方式,分散控制方式,用于现代程控交换机,控制方式,分散控制方式,分散控制方式,维护处理较复杂但执行次数最少如故障诊断等维护测试。处理复杂性与执行次数成反比,资源0、资源1 资源n,控制方式,控制系统的结构,4.多处理机的工作方式,（1）功能分担方式,图3.27 局用交换机系统结构框图,控制系统的结构,（2）话务分担方式 话务分担方式又称容量分担或负荷分担。,通常把正常运行的处理机叫做主用机，把配置备用的处理机叫做备用机。这种主用机和备用机之间的工作方式叫做冗余方式。冗余方式分为双机冗余配置和N+m冗余配置。,（3）冗余方式,控制系统的结构,双机冗余配置,同步方式主/备方式互助方式,同步方式,主、备用处理机同步工作模式，如图3.28所示。双机同时执行一条指令，并比较处理结果，结果相同则继续执行下一条指令，结果不同表明有一台处理机出现故障，处理机立即退出服务，双机分别运行系统检测程序，排除故障或干扰。同步方式能及时发现故障，由于每执行一条指令都要对结果进行比较，处理机的效率低，对软件故障不敏感,图3.28 主备用处理机同步工作模式,控制系统的结构,主/备方式 在主/备方式下，主用处理机在线运行，而备用机处于待机状态，也叫做备用状态。按照处理机的工作状态，又可分成热备用和冷备用工作方式，结构如图3.24。,（a）热备用工作方式（b）冷备用工作方式,冷备用的处理机内不保存动态的呼叫数据，当发生故障进行切换时，正在进行的呼叫会损失掉；热备用的处理机内保存当前动态的呼叫数据，当发生故障进行切换时，不影响正在进行的呼叫。一般程控交换机都采用热备用模式，尤其是局用交换设备.,控制系统的结构,在互助方式的主、备用机之间负荷均分，分别承担一半的话务量。当一台处理机出现故障时，另一台处理机要承担全部话务处理工作，直到故障排除，处理机重新回到负荷分担的方式，如图3.29所示。,互助方式,图3.29 处理机互助方式示意图,对互助方式的要求是处理机的处理能力要高，因为当出现故障时，单台处理机应能够处理所有的话务量。互助方式的优点是两台处理机同时发生软件故障的概率较低，对软件故障的防卫能力强缺点:因而软件设计较复杂。,N+m冗余配置就是有N个处理机在线运行，m个处理机处于备用状态，较常用的是N+1冗余配置方式。,N+m冗余配置方式,控制系统的结构,5.多处理机间的通信方式,（1）共享存储器通信结构,所有处理机都和一个公共的存储器相连，如图3.25所示。这种方式不适合大型交换机和分布较远的处理机间的通信，多数用于备份系统。,图3.30 多处理机之间通信采用总线方式,5.多处理机间的通信方式,（2）以太网通信总线结构,目前大部分微处理机均具有以太网接口，因此现代交换系统设计中，内部处理机间通信，大量采用这种通信方式。,程控交换机技术上的特殊性，如采用同步时分复用的信息传输方式，是利用PCM的每一帧的TS16在中继传输线上传输交换局间的随路信令，信息到达交换局后，中继接口提取TS16的信令消息，完成呼叫处理。在交换机内部，PCM时分复用线上的TS16是空闲的，因而可以占用PCM线路的TS16时隙作为处理机间的通信信道，来实现处理机之间消息的通信，但通信容量小，多用于分级控制方式中预处理机和中央处理机之间的通信。这种方式灵活方便，便于远距离通信，如图3.31所示。,图3.31 多处理机之间通信采用PCM方式,（3）利用PCM信道进行多处理机间的通信,5.多处理机间的通信方式,3、8、9、11、14、15,作 业,