數(shù)字程控交換機(jī)的發(fā)展及工作原理

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)專心-專注-專業(yè)精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)HARRIS數(shù)字程控交換機(jī)培訓(xùn)教案（一）數(shù)字程控交換機(jī)的發(fā)展及工作原理 1.1 電話交換機(jī)的發(fā)展過程和分類自1876年美國(guó)貝爾發(fā)明電話以來，隨著社會(huì)需求的日益增長(zhǎng)和科技水平的不斷提高，電話交換技術(shù)處于迅速的變革和發(fā)展之中。其歷程可分為三個(gè)階段：人工交換、機(jī)電交換、和電子交換。早在1878年就出現(xiàn)了人工交換機(jī)，它是借助話務(wù)員進(jìn)行話務(wù)接續(xù)，顯然其效率是很低的。15年后步進(jìn)制的交換機(jī)問世，它標(biāo)志著交換技術(shù)從人工時(shí)代邁入機(jī)電交換時(shí)代。這種機(jī)電自動(dòng)交換時(shí)代。這種交換機(jī)屬于“直接控

2、制”方式，即用戶可以通過話機(jī)撥號(hào)脈沖直接控制步進(jìn)接續(xù)器做升降和旋轉(zhuǎn)動(dòng)作。從而自動(dòng)完成用戶間的接續(xù)。這種交換機(jī)雖然實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)接續(xù)，但存在著速度慢、效率低、雜音大與機(jī)械磨損嚴(yán)重等特點(diǎn)。 直到1938年發(fā)明了縱橫制(cross bar)交換機(jī)才部分解決了上述問題，相對(duì)于步進(jìn)制交換機(jī)，它有兩方面重要改進(jìn)：1.利用由繼電器控制的壓接觸接線陣列代替大幅度動(dòng)作的步進(jìn)接線器，從而減少了磨損和雜音，提高了可靠性和接續(xù)速度；2.由直接控制過渡到間接控制方式,這樣,用戶的撥號(hào)脈沖不在直接控制接線器動(dòng)作,而先由記發(fā)器接收,存儲(chǔ),然后通過標(biāo)志器驅(qū)動(dòng)接線器,以完成用戶間接續(xù).這種間接控制方式將控制部分與話路部分分開,提高

3、了靈活性和控制效率,加快了速度.由于縱橫制交換機(jī)具有一系列優(yōu)點(diǎn),因而它在電話交換發(fā)展上占有重要的地位,得到了廣泛的應(yīng)用,直到現(xiàn)在,世界上相當(dāng)多的國(guó)家和我國(guó)少數(shù)地區(qū)的公用電話通信網(wǎng)仍主要使用縱橫交換機(jī).隨著半導(dǎo)體器件和計(jì)算機(jī)技術(shù)的誕生與迅速發(fā)展,猛烈地沖擊著傳統(tǒng)的機(jī)電式交換結(jié)構(gòu),使之走向電子化.美國(guó)貝爾系統(tǒng)經(jīng)過艱苦努力于1965年生產(chǎn)了世界上第一臺(tái)商用存儲(chǔ)程序控制的電子交換機(jī)(No.1 ESS),這一成果標(biāo)志著電話交換機(jī)從機(jī)電時(shí)代躍入電子時(shí)代,使交換技術(shù)發(fā)生時(shí)代的變革.由于電子交換機(jī)具體體積小,速度快,便于提 供有效而可靠的服務(wù)等優(yōu)點(diǎn),引起世界各國(guó)的極大興趣.在發(fā)展過程中相繼研制出各種類型的電子

4、交換機(jī).就控制方式而論,主要分兩大類:1.布線邏輯控制(WLC,Wired Logic Control)它是通過布線方式實(shí)現(xiàn)交換機(jī)的邏輯控制功能,.通常這種交換機(jī)仍使用機(jī)電接線器而將控制部分更新成電子器件,因此稱它為布控半電子式交換機(jī),這種交換機(jī)相對(duì)于機(jī)電交換機(jī)來說,雖然在器件與技術(shù)上向電子化邁進(jìn)了一大步,但它基本上繼承與保留了縱橫制交換機(jī)布控方式的弊端,體積大,業(yè)務(wù)與維護(hù)功能低,缺乏靈活性,因此它只是機(jī)電式向電子式演變歷程中的過度性產(chǎn)物.2.存儲(chǔ)程序控制(SPC,Stored Program Control)它是將用戶的信息和交換機(jī)的控制,維護(hù)管理功能預(yù)先變成程序,存儲(chǔ)到計(jì)算機(jī)的存儲(chǔ)器內(nèi).當(dāng)

5、交換機(jī)工作時(shí),控制部分自動(dòng)監(jiān)測(cè)用戶的狀態(tài)變化和所撥號(hào)碼,并根據(jù)要求執(zhí)行程序,從而完成各種交換功能.通常這種交換機(jī)屬于全電子型,采用程序控制方式,因此稱為存儲(chǔ)程序控制交換機(jī),或簡(jiǎn)稱為程控交換機(jī).按用途可分為:市話，長(zhǎng)話和用戶交換機(jī)；按接續(xù)方式可分:空分和時(shí)分交換機(jī)。按信息傳送方式可分為：模擬交換機(jī)和數(shù)字交換機(jī)。由于程控空分交換機(jī)的接續(xù)網(wǎng)絡(luò)(或交換網(wǎng)絡(luò))采用空分接線器(或交叉點(diǎn)開關(guān)陣列)，且在話路部分中一般傳送和交換的是模擬話音信號(hào)，因而習(xí)慣稱為程控模擬交換機(jī)，這種交換機(jī)不需進(jìn)行話音的模數(shù)轉(zhuǎn)換(編解碼),用戶電路簡(jiǎn)單，因而成本低，目前主要用作小容量模擬用戶交換機(jī)。程控時(shí)分交換機(jī)一般在話路部分中傳送

6、和交換的是模擬話音信號(hào)，因而習(xí)慣稱為程控?cái)?shù)字交換機(jī)，隨著數(shù)字通信與脈沖編碼調(diào)制(PCM)技術(shù)的迅速發(fā)展和廣泛應(yīng)用，世界各先進(jìn)國(guó)家自60年代開始以極大的熱情競(jìng)相研制數(shù)字程控交換機(jī)，經(jīng)過艱苦的努力，法國(guó)首先于1970年在拉尼翁(Lanion)成功開通了世界上第一個(gè)程控?cái)?shù)字交換系統(tǒng)E10,它標(biāo)志著交換技術(shù)從傳統(tǒng)的模擬交換進(jìn)入數(shù)字交換時(shí)代。由于程控?cái)?shù)字交換技術(shù)的先進(jìn)性和設(shè)備的經(jīng)濟(jì)性，使電話交換跨上了一個(gè)新的臺(tái)階，而且對(duì)開通非話業(yè)務(wù)，實(shí)現(xiàn)綜合業(yè)務(wù)數(shù)字交換奠定了基礎(chǔ)，因而成為交換技術(shù)的主要發(fā)展方向，隨著微處理器技術(shù)和專用集成電路的飛躍發(fā)展，程控?cái)?shù)字交換的優(yōu)越性愈加明顯的展現(xiàn)出來。目前所生產(chǎn)的中大容量的程控

7、機(jī)全部為數(shù)字式的。 90年代后，我國(guó)逐漸出現(xiàn)了一批自行研制的大中型容量的具有國(guó)際先進(jìn)水平的數(shù)字程控局用交換機(jī)，典型的如深圳華為公司的C&C08系列、西安大唐的SP30系列、深圳中興的ZXJ系列等等，這些交換機(jī)的出現(xiàn)，表明在窄帶交換機(jī)領(lǐng)域，我們國(guó)家的研發(fā)技術(shù)已經(jīng)達(dá)到了世界水平。隨著時(shí)代的發(fā)展，目前的交換機(jī)系統(tǒng)逐漸融合ATM、無線通信、接入網(wǎng)技術(shù)、HDSL、ASDL、視頻會(huì)議等先進(jìn)技術(shù)?？梢韵胂螅窈蟮慕粨Q機(jī)系統(tǒng)，將不僅僅是語音傳輸系統(tǒng)，而是一個(gè)包含聲音、文字、圖象的高比特寬帶傳輸系統(tǒng)，并深入到千家萬戶之中。IP電話就是其應(yīng)用一例。世界上傳統(tǒng)交換機(jī)廠商目前正努力研制，并通過與計(jì)算機(jī)廠商的合作和交流

8、，來達(dá)到這一目的。1.2 程控交換機(jī)的特點(diǎn)與技術(shù)動(dòng)向程控?cái)?shù)字交換機(jī)是現(xiàn)代數(shù)字通信技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)與大規(guī)模集成電路(LSI)有機(jī)結(jié)合的產(chǎn)物。先進(jìn)的硬件與日臻完美的軟件綜合于一體，賦予程控交換機(jī)以眾多的功能和特點(diǎn)，使它與機(jī)電交換機(jī)相比，有以下優(yōu)點(diǎn)：1.體積小，重量輕，功耗低，它一般只有縱橫制交換機(jī)體積的1/8-1/4,大大壓縮了機(jī)房占用面積，節(jié)省了費(fèi)用。2.能靈活的向用戶提供眾多的新服務(wù)功能。由于采用SPC技術(shù)，因而可以通過軟件方便的增加或修改交換機(jī)功能，向用戶提供新型服務(wù)，如縮位撥號(hào)、呼叫等待、呼叫傳遞、呼叫轉(zhuǎn)移、遇忙回叫、熱線電話、會(huì)議電話，給用戶帶來很大的方便。3.工作穩(wěn)定可靠，維護(hù)方便，由

9、于程控交換機(jī)一般采用大規(guī)模集成電路(LSI)電路或?qū)Ｓ眉呻娐?ASIC)，因而有很高的可靠性。它通常采用冗余技術(shù)或故障自動(dòng)診斷措施，以進(jìn)一步提高系統(tǒng)的可靠性。此外，程控交換機(jī)借助故障診斷程序?qū)收献詣?dòng)進(jìn)行檢測(cè)和定位，以及時(shí)地發(fā)現(xiàn)與排除故障，從而大大減少了維護(hù)工作量。系統(tǒng)還可方便地提供自動(dòng)計(jì)費(fèi)，話務(wù)量記錄，服務(wù)質(zhì)量自動(dòng)監(jiān)視，超負(fù)荷控制等功能，給維護(hù)管理工作帶來了方便。4.便于采用新型共路信號(hào)方式(CCS,Common Channel Signalling) 。由于程控?cái)?shù)字交換機(jī)與數(shù)字傳輸設(shè)備可以直接進(jìn)行數(shù)字連接，提供高速公共信號(hào)信道，適于采用先進(jìn)的CCITT 7號(hào)信令方式，從而使得信令傳送速度

10、快、容量大、效率高，并能適應(yīng)未來新業(yè)務(wù)與交換網(wǎng)控制的特點(diǎn)，為實(shí)現(xiàn)綜合業(yè)務(wù)網(wǎng)(ISDN,Integrated Services Digital Network)創(chuàng)造必要的條件。5.易于與數(shù)字終端，數(shù)字傳輸系統(tǒng)聯(lián)接，實(shí)現(xiàn)數(shù)字終端，傳輸與交換的綜合與統(tǒng)一?？梢詳U(kuò)大通信容量，改善通話質(zhì)量，降低通信系統(tǒng)投資，并為發(fā)展綜合數(shù)字網(wǎng)(IDN)和綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)(ISDN)奠定基礎(chǔ)。當(dāng)前程控交換技術(shù)的發(fā)展動(dòng)向和趨勢(shì)為：1. 研制新型專用大規(guī)模集成電路，提高硬件集成度和模塊化水平，以進(jìn)一步減少體積，降低成本，增強(qiáng)功能及提高可靠性。2. 提高控制的分散，靈活程度和可靠性，逐步采用全分散方式。3. 采用CCITT(IT

11、U)建議的高級(jí)語言(如CHILL、SDL、MML),提高軟件水平和模塊化速度。加強(qiáng)支援系統(tǒng)的開發(fā)，建立強(qiáng)大的軟件生成系統(tǒng)。4.積極推行共路信號(hào)系統(tǒng)。5.逐步引入非話業(yè)務(wù)，如數(shù)據(jù)，圖文傳真，用戶電報(bào)(Telex)與智能用戶電報(bào)(Teletax),可視數(shù)據(jù)(Videotex),圖文傳視(Teletext)及電子郵件(Electronic Mail),圖象信息等，開發(fā)相應(yīng)的接口，構(gòu)成綜合信息交換系統(tǒng)。6. 增強(qiáng)程控交換系統(tǒng)與其它類型通信網(wǎng)(如傳真網(wǎng)，分組交換網(wǎng)或公用數(shù)據(jù)網(wǎng)，計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)等)的接口，聯(lián)接與組網(wǎng)能力。7.為適應(yīng)高速信息業(yè)務(wù)日益增長(zhǎng)的需求和光纖通信的發(fā)展，開展寬帶綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)(B-ISD

12、N)環(huán)境下交換理論，體制與關(guān)鍵技術(shù)的研究。目前研究的重點(diǎn)之一為異步轉(zhuǎn)移方式ATM.1.3 程控用戶交換機(jī)的類型與功能(1).用戶交換機(jī)的作用用戶交換機(jī)是機(jī)關(guān)工礦企業(yè)等單位內(nèi)部進(jìn)行電話交換的一種專用交換機(jī)，其基本功能是完成單位內(nèi)部用戶的相互通話，但也裝有出入中繼線可接入公用電話網(wǎng)的市內(nèi)網(wǎng)部分和網(wǎng)中用戶通話(包括市通話，國(guó)內(nèi)長(zhǎng)途通話和國(guó)際長(zhǎng)話)。由于這類交換機(jī)系單位內(nèi)部專用，故可根據(jù)用戶需要增加若干附加性能以提供使用上的方便。因此這類交換機(jī)具有較大的靈活性。用戶交換機(jī)是市話網(wǎng)的重要組成部分，是市話交換機(jī)的一種補(bǔ)充設(shè)備，因?yàn)樗鼮槭性捑W(wǎng)承擔(dān)了大量的單位內(nèi)部用戶間的話務(wù)量，減輕了市話網(wǎng)的話務(wù)負(fù)荷。另外用

13、戶交換機(jī)在各單位分散設(shè)置，更靠近用戶，因而縮短了用戶線距離，節(jié)省了用戶電纜。同時(shí)用少量的出入中繼線接入市話網(wǎng)，起到話務(wù)集中的作用。從這些方面講，使用用戶交換機(jī)都有較大的經(jīng)濟(jì)意義。因此公用網(wǎng)建設(shè)中，不能缺少用戶交換機(jī)的作用。用戶交換機(jī)在技術(shù)上的發(fā)展趨勢(shì)是采用程控用戶交換機(jī)，采用新型的程控?cái)?shù)字用戶交換機(jī)不僅可以交換電話業(yè)務(wù)，而且可以交換數(shù)據(jù)等非話業(yè)務(wù)，做到多種業(yè)務(wù)的綜合交換，傳輸。為各單位組建綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)(ISDN)創(chuàng)造了條件。目前已可接入ISDN用戶。SOPHO是世界上首部能處理ISDN業(yè)務(wù)的綜合信息交換機(jī)，無論是提供的接口還是信令方式完全符合ISDN的規(guī)范?？梢詧?jiān)信，在未來的ISDN網(wǎng)中程控

14、數(shù)字用戶交換機(jī)將發(fā)揮巨大的作用。(2).程控用戶交換機(jī)的類型程控用戶交換機(jī)有很多種類型，從技術(shù)結(jié)構(gòu)上劃分為程控空分用戶交換機(jī)和程控?cái)?shù)字用戶交換機(jī)兩種。前者是對(duì)模擬話音信號(hào)進(jìn)行交換，屬于模擬交換范疇。后者交換的是PCM數(shù)字話音信號(hào)，是數(shù)字交換機(jī)的一種類型。如果從使用方面進(jìn)行分類，可分為通用性程控用戶交換機(jī)和專用型程控用戶交換機(jī)兩大類。通用型適用于一般企業(yè)、事業(yè)單位、工廠、機(jī)關(guān)、，學(xué)校等以話音業(yè)務(wù)為主的單位。容量一般在幾百門以下，且其內(nèi)部話務(wù)量所占比重較大，一般占總發(fā)話話務(wù)量的70%左右。目前國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的200門以下的程控空分用戶交換機(jī)均屬此種類型，其特點(diǎn)是系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，體積較小，使用方便，價(jià)格便宜

15、，維護(hù)量較少。專用型適用于各種不同的單位，根據(jù)各單位專門的需要提供各種特殊的功能。下面分別說明幾種專用型程控用戶交換機(jī)：一.賓館型賓館型程控用戶交換機(jī)出入局話務(wù)量大，不需要直接撥入功能(DID),為此話務(wù)臺(tái)功能要強(qiáng)。為滿足客人打長(zhǎng)途電話的需要，應(yīng)具有PAMA(Private Automatic Message Accounting)計(jì)費(fèi)功能。為滿足賓館客房管理軟件，提供了以下功能：1).房間控制：客人離店結(jié)帳電話自動(dòng)閉鎖。2).留言中心：對(duì)臨時(shí)外出的客人的來話呼叫，提供留言服務(wù)。3).客房狀態(tài)：隨時(shí)提供客房占用，空閑，是否打掃的情況。4).自動(dòng)叫醒：按客人需要，準(zhǔn)時(shí)叫醒客人。5).請(qǐng)勿打擾：為

16、客人提供安靜環(huán)境，客人在電話輸入指令后，任何電話不能呼入，但超過一定時(shí)限失效。6).綜合話音和數(shù)據(jù)系統(tǒng)：使商務(wù)辦公人員通過個(gè)人計(jì)算機(jī)從遠(yuǎn)處計(jì)算機(jī)或數(shù)據(jù)庫(kù)，取得重要商業(yè)信息及資料。二. 醫(yī)院型：這是裝有醫(yī)院特點(diǎn)軟件的專用程控交換機(jī) 。軟件功能中除具有賓館功能外，還具有呼叫寄存，呼叫轉(zhuǎn)移，病房緊急呼叫，熱線電話及配合救護(hù)車的移動(dòng)通信接口的功能。三.銀行型：銀行型專用軟件包括總行和分行間的通信聯(lián)絡(luò)，呼叫代答，警衛(wèi)線路，外線保留等。同時(shí)具備辦公自動(dòng)化PABX的功能。四.辦公自動(dòng)化型：(OA)1.辦公室人員需要最現(xiàn)代化的話音通道程控交換機(jī)完成一流的話音通信要求。呼出要求快速自動(dòng)直撥，即縮位撥號(hào)功能。呼入

17、要求全自動(dòng)呼入，即DID(Direct Inward Dialling)功能，避免話務(wù)員介入，提高效率。2. 要解決辦公桌的微機(jī)通過程控交換機(jī)使用內(nèi)部的數(shù)據(jù)資源和外部的數(shù)據(jù)庫(kù)。目前程控用戶交換機(jī)能提供傳輸速率為144kb/s的用戶線數(shù)字傳輸通道。即2B+D(64kb/s傳輸話音，64kb/s傳輸數(shù)據(jù)，16kb/s傳輸信令)。并且通過異步，同步適配器傳輸方式，傳輸電報(bào)，傳真，文字及固定圖象等。先進(jìn)的第四代程控交換機(jī)可提供2Mb/s的傳輸通路，還可開展寬帶非話業(yè)務(wù)，傳輸動(dòng)態(tài)圖象和電視電話等。3.提供X.25分組交換接口，提高與公用數(shù)據(jù)網(wǎng)及分組交換網(wǎng)并網(wǎng)能力。4.具有話音郵遞和電子郵箱等功能。5.辦

18、公室自動(dòng)化中的程控用戶交換機(jī)需要更高的可靠性，否則影響將是十分嚴(yán)重的.為此必要的冗余度是重要的。SOPHO協(xié)作開放式辦公自動(dòng)化系統(tǒng)便是此類型產(chǎn)品的杰出代表，具備先進(jìn)完善的辦公自動(dòng)化功能。五.專網(wǎng)型：具有組網(wǎng)匯接功能的程控用戶交換機(jī)應(yīng)具有多位號(hào)碼存儲(chǔ)，轉(zhuǎn)發(fā)能力，直達(dá)優(yōu)先路由選擇，自動(dòng)迂回，外線呼叫等級(jí)限制，等位撥號(hào)，功能透明，遠(yuǎn)端集中維護(hù)管理及話務(wù)臺(tái)集中設(shè)置等。對(duì)專網(wǎng)型程控交換機(jī)應(yīng)著重考慮其中繼接口，信令方式與傳輸系統(tǒng)的配合能力。還可能要求具有匯接，長(zhǎng)途甚至與農(nóng)話業(yè)務(wù)配合功能。我廠程控用戶交換機(jī)即為專網(wǎng)型隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步以及各單位業(yè)務(wù)增長(zhǎng)的需要，還會(huì)出現(xiàn)更加新穎的機(jī)型。1.4 話音信號(hào)數(shù)字化技

19、術(shù)數(shù)字交換系統(tǒng)可以直接處理，傳送和交換數(shù)字信息，與模擬交換系統(tǒng)相比，抗干擾性強(qiáng)，易于時(shí)分多路復(fù)用，便于加密，適于信號(hào)處理和控制，便于引入遠(yuǎn)端集線器，易于集成容量大阻塞低的數(shù)字交換網(wǎng)絡(luò)，并有利于實(shí)現(xiàn)數(shù)字交換與數(shù)字傳輸?shù)闹苯勇?lián)接，構(gòu)成綜合數(shù)字網(wǎng)(IDN),為向ISDN過渡奠定基礎(chǔ)。然而，目前的通信網(wǎng)仍然以模擬為主，用戶終端多為模擬話機(jī)。因而來自用戶線的話音要進(jìn)入數(shù)字交換機(jī)，需先在用戶接口電路進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，將模擬話音編碼成數(shù)字話音。話音信號(hào)的數(shù)字化方法很多，常用的有脈沖編碼調(diào)制(PCM),增量調(diào)制(DM),線性預(yù)測(cè)編碼(LPC),以及某些改進(jìn)的方案，如插值PCM(DPCM),自適應(yīng)插值PCM(ADP

20、CM),與自適應(yīng)DM(ADM)等。在程控?cái)?shù)字交換機(jī)系統(tǒng)中，除個(gè)別的應(yīng)用外，基本采用PCM數(shù)字化方法。PCM主要包括抽樣，量化，與編碼三種功能單元。首先，模擬話音經(jīng)防混疊低通濾波得到限帶(300-3400HZ)的話路信號(hào)，將其抽樣變成脈沖調(diào)幅(PAM)信號(hào)。根據(jù)抽樣定理，只要抽樣頻率fs不低于模擬信號(hào)最高頻率fm的2倍，即fs=2fm,則在接收端能夠恢復(fù)出原模擬信號(hào)。CCITT建議規(guī)定fs=8KHZ。然后將幅度連續(xù)的抽樣信號(hào)用四舍五入的方法量化為有限個(gè)采值的量化信號(hào)，再經(jīng)編碼，變換成二進(jìn)制代碼。對(duì)于電話，CCITT G.711,712建議每抽樣值編為8位碼，這樣共有256個(gè)量化級(jí)，因而每路模擬話

21、音相應(yīng)的數(shù)字話音相應(yīng)的數(shù)字話音標(biāo)準(zhǔn)數(shù)碼率為64kb/s.在PCM設(shè)備中，各路編碼信號(hào)，先經(jīng)時(shí)分多路復(fù)用，合成的碼流再通過信道(或線路)傳送到接收端。在接收端先進(jìn)行信碼再生，定時(shí)提取及分路，再經(jīng)數(shù)模變換(即PCM解碼),還原為PAM抽樣保持信號(hào)。根據(jù)抽樣定理，借助低通濾波器便可以從中恢復(fù)出模擬話音信號(hào)。由上述可知，話音信號(hào)在量化的過程中，必然會(huì)產(chǎn)生誤差(或失真),引起通話時(shí)附加量化噪聲。對(duì)于線性量化情況，量化噪聲功率僅與量化間隔大小有關(guān)，因而大信號(hào)時(shí)信噪比高，小信號(hào)時(shí)信噪比低。為解決線性量化時(shí)小信號(hào)音質(zhì)差的問題，在實(shí)際中通常采用不均勻分層的辦法，讓量化特性在小信號(hào)時(shí)分層密，即量化間隔小，而在大信

22、號(hào)時(shí)分層疏，即量化間隔大。這樣就能在編碼位數(shù)較少的情況下，得到小信號(hào)較高的信噪比，以改善通話質(zhì)量。為此需要在發(fā)送端先將話音信號(hào)進(jìn)行非線性幅度壓縮，再進(jìn)行線性量化與編碼，與此對(duì)應(yīng)，在接收端解碼后則需對(duì)話音信號(hào)加以擴(kuò)張，以補(bǔ)償因壓縮而造成的非線性。在理想情況下，擴(kuò)張器與壓縮特性應(yīng)是完全互補(bǔ)的。在實(shí)際中廣泛應(yīng)用兩種對(duì)數(shù)形式的壓縮特性，即A律和律，CCITT和歐洲郵電部長(zhǎng)會(huì)議(CEPT)已對(duì)A律壓縮特性形成了標(biāo)準(zhǔn)，而CCITT與北美貝爾系統(tǒng)已對(duì)律壓縮特性形成了標(biāo)準(zhǔn)，前者主要用于歐洲，后者主要用于北美和日本，我國(guó)采用A律壓縮方式。1.5 時(shí)分多路復(fù)用技術(shù)為提高傳輸信道的利用率，通常采用多路時(shí)分復(fù)用技術(shù)(

23、multiplex)將若干路信息綜合于同一信道進(jìn)行傳送。目前常用的復(fù)用方式主要有兩大類：頻分復(fù)用(FDM)與時(shí)分復(fù)用(TDM),它們分別按頻率或時(shí)間劃分信道。對(duì)于頻分復(fù)用，信道的可用頻帶被分割成若干互不交疊的頻段，每路信號(hào)的頻譜占用其一，以實(shí)現(xiàn)多路相加的FDM信號(hào)在同一信道中傳輸。在接收端，借助適當(dāng)?shù)膸V波器加解調(diào)器與帶通濾波器即載波生成器等，用以實(shí)現(xiàn)信號(hào)頻譜的搬移和分割。FDM是一種傳統(tǒng)的技術(shù)，目前廣泛使用于載波電話通信，在程控交換系統(tǒng)中有時(shí)也利用用戶載波技術(shù)進(jìn)行線對(duì)增容。時(shí)分復(fù)用是將信道按時(shí)間加以分割，各路話音抽樣信息依一定的次序輪流地占用某一時(shí)段(或時(shí)隙)，從而實(shí)現(xiàn)多路復(fù)用。在程控?cái)?shù)字

24、交換系統(tǒng)中，為提高傳輸速率和交換容量，通常采用PCM復(fù)用方式。對(duì)于PCM基群系統(tǒng)，目前國(guó)際上有兩種復(fù)用制式:30/32路幀結(jié)構(gòu)與24幀結(jié)構(gòu)。我國(guó)采用30/32路結(jié)構(gòu)方式，即一幀占125s,分為32個(gè)時(shí)隙(TS0-TS31),而只傳送30路話音編碼信息。CCITTG.732建議對(duì)基群(一次群)規(guī)定的技術(shù)數(shù)據(jù)如下表。參 數(shù) 30/32路制式 24路制式 話音頻帶(Hz) 300-3400 300-3400 抽樣率(KHz) 8 8 量化層數(shù) 256 256 壓縮律 A律(A=87.6) 律(=255) 編碼位數(shù)/抽樣 8 8 單路數(shù)碼率(kb/s) 64 64 幀長(zhǎng)(s) 125 125 時(shí)隙/幀

25、 32 24 話路/幀 30 24 復(fù)用碼流速率(kb/s) 2048 1544 對(duì)30/32路制式，幀長(zhǎng)為125s,幀頻為8KHZ,一幀包含32個(gè)時(shí)隙，每時(shí)隙為8Bit,占3.9s,顯然每幀共有256位碼，碼長(zhǎng)為0.488s。其中TS1-TS15,TS17-TS31時(shí)隙依次傳送第1-30路話音各自的8位編碼組；TS0的后7位傳送供接收端作路序標(biāo)志用的幀同步碼(),TS16傳送各路控制，標(biāo)志信號(hào)與復(fù)幀同步碼。所以，每路碼率為64kb/s,復(fù)用碼流速率為2048kb/s.在數(shù)字通信中，經(jīng)常需要將編碼數(shù)字信號(hào)復(fù)用成更高速率的群路信號(hào)，以適應(yīng)各種信道或介質(zhì)的傳輸能力，數(shù)字復(fù)用技術(shù)就是實(shí)現(xiàn)多路數(shù)字信號(hào)

26、按時(shí)分復(fù)用方式匯接成一路復(fù)合數(shù)字信號(hào)(群路信號(hào)).這個(gè)實(shí)現(xiàn)過程通常稱為復(fù)接(復(fù)用),其逆過程稱為分接(去復(fù)用),完成復(fù)接，分接全過程就是”復(fù)用”(MUX,Multiplex).如前所述，目前傳送數(shù)字電話主要采用PCM通信方式。國(guó)際上現(xiàn)已廣泛應(yīng)用的復(fù)用制式有兩種，一種時(shí)24路作為一個(gè)基群;另一種是以30.32路為一個(gè)基群。在這兩種基群制式的基礎(chǔ)上，如同頻分多路復(fù)用那樣，PCM復(fù)用設(shè)備也按復(fù)用路數(shù)和速率劃分為群路等級(jí)，在各個(gè)復(fù)用等級(jí)上將數(shù)個(gè)低速率群路信號(hào)復(fù)接為一個(gè)高速率群路信號(hào)，以滿足傳輸信道容量日益增長(zhǎng)的要求，提高信道利用率。為此CCITT推薦了兩類群路復(fù)用等級(jí)，北美和日本采用:154kb/s(

27、基群,或稱一次群),6312kb/s(二次群),32064kb/s或44736kb/s(三次群),97728kb/s或kb/s(四次群)等；歐洲各國(guó)和我國(guó)采用:2048kb/s（基群），8448kb/s（二次群），8448kb/s(二次群),24368kb/s(三次群),kb/s(四次群),kb/s(五次群)等。在具體的實(shí)現(xiàn)和應(yīng)用上有同步復(fù)接與準(zhǔn)同步復(fù)接兩種情況，前者要求各支路碼流與群路碼流的定時(shí)信號(hào)來自同一時(shí)鐘源，其間保持固定的相位關(guān)系；后者來自不同的時(shí)鐘源，因而存在著相位飄移和抖動(dòng)問題，在復(fù)接時(shí)為保證信息的正確傳送，通常采用碼速調(diào)整技術(shù)。關(guān)于不同群路等級(jí)的復(fù)用方式與幀結(jié)構(gòu)CCITT建議中做

28、了詳細(xì)規(guī)定。在我國(guó)廣泛應(yīng)用的程控?cái)?shù)字交換系統(tǒng)中普遍利用2048kb/s時(shí)分復(fù)用總線作為外圍模塊與交換網(wǎng)絡(luò)模塊間，交換網(wǎng)絡(luò)模塊與中央控制模塊間，遠(yuǎn)端外圍模塊與交換網(wǎng)絡(luò)模塊間的通信鏈路。順便說明一點(diǎn)，為充分發(fā)揮光纖寬帶傳輸?shù)奶攸c(diǎn)與潛力，1985年貝爾通信研究所提出同步光纖網(wǎng)(SONET-Synchronous Optical Network)標(biāo)準(zhǔn)，業(yè)已廣泛用于北美。1988年CCITT對(duì)SONET標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了研究和修改，提出同步數(shù)字系列，對(duì)復(fù)用速率，幀結(jié)構(gòu)，接口等作了詳細(xì)規(guī)定。這種復(fù)用標(biāo)準(zhǔn)主要應(yīng)用于光纖通信網(wǎng)和寬帶綜合業(yè)務(wù)網(wǎng)。1.6 程控交換機(jī)的基本構(gòu)成電話交換機(jī)的主要任務(wù)是實(shí)現(xiàn)用戶間通話的接續(xù)?；?/p>

29、本劃分為兩大部分：話路設(shè)備和控制設(shè)備。話路設(shè)備主要包括各種接口電路(如用戶線接口和中繼線接口電路等)和交換(或接續(xù))網(wǎng)絡(luò)；控制設(shè)備在縱橫制交換機(jī)中主要包括標(biāo)志器與記發(fā)器，而在程控交換機(jī)中，控制設(shè)備則為電子計(jì)算機(jī)，包括中央處理器(CPU),存儲(chǔ)器和輸入/輸出設(shè)備。程控交換機(jī)實(shí)質(zhì)上是采用計(jì)算機(jī)進(jìn)行“存儲(chǔ)程序控制”的交換機(jī)，它將各種控制功能，方法編成程序，存入存儲(chǔ)器，利用對(duì)外部狀態(tài)的掃描數(shù)據(jù)和存儲(chǔ)程序來控制，管理整個(gè)交換系統(tǒng)的工作。1.6.1 交換網(wǎng)絡(luò)交換網(wǎng)絡(luò)的基本功能是根據(jù)用戶的呼叫要求，通過控制部分的接續(xù)命令，建立主叫與被叫用戶間的連接通路。在縱橫制交換機(jī)中它采用各種機(jī)電式接線器(如縱橫接線器，

30、編碼接線器，笛簧接線器等),在程控交換機(jī)中目前主要采用由電子開關(guān)陣列構(gòu)成的空分交換網(wǎng)絡(luò)，和由存儲(chǔ)器等電路構(gòu)成的時(shí)分接續(xù)網(wǎng)絡(luò)。1.6.2 用戶電路用戶電路的作用是實(shí)現(xiàn)各種用戶線與交換之間的連接，通常又稱為用戶線接口電路(SLIC,Subscriber Line Interface Circuit)。根據(jù)交換機(jī)制式和應(yīng)用環(huán)境的不同，用戶電路也有多種類型，對(duì)于程控?cái)?shù)字交換機(jī)來說，目前主要有與模擬話機(jī)連接的模擬用戶線電路(ALC)及與數(shù)字話機(jī)，數(shù)據(jù)終端(或終端適配器)連接的數(shù)字用戶線電路(DLC)。模擬用戶線電路是適應(yīng)模擬用戶環(huán)境而配置的接口，其基本功能有:. 饋電(Battery feed): 交換

31、機(jī)通過用戶線向共電式話機(jī)直流饋電；. 過壓保護(hù)(Overvoltage Protection): 防止用戶線上的電壓沖擊或過壓而損壞交換機(jī)。. 振鈴(Ringing)：向被叫用戶話機(jī)饋送鈴流。. 監(jiān)視(Supervision)： 借助掃描點(diǎn)監(jiān)視用戶線通斷狀態(tài)，以檢測(cè)話機(jī)的摘機(jī)，掛機(jī)，撥號(hào)脈沖等用戶線信號(hào)，轉(zhuǎn)送給控制設(shè)備，以表示用戶的忙閑狀態(tài)和接續(xù)要求。. 編解碼(CODEC)： 利用編碼器和解碼器(CODEC),濾波器，完成話音信號(hào)的模數(shù)與數(shù)模交換，以與數(shù)字交換機(jī)的數(shù)字交換網(wǎng)絡(luò)接口 。. 混合(Hybrid)：進(jìn)行用戶線的2/4線轉(zhuǎn)換，以滿足編解碼與數(shù)字交換對(duì)四線傳輸?shù)囊蟆? 測(cè)試(Test

32、)：提供測(cè)試端口，進(jìn)行用戶電路的測(cè)試。這7種功能常用第一個(gè)字母組成的縮寫詞(BORSCHT)代表。對(duì)于模擬程控交換機(jī)，不需要編解碼功能；而在數(shù)字程控交換機(jī)中，除某些特定應(yīng)用的小型交換機(jī)利用增量調(diào)制方式外，其它大部分均采用PCM編解碼方式。數(shù)字用戶線電路是為適應(yīng)數(shù)字用戶環(huán)境而設(shè)置的接口，它主要用來通過線路適配器(LAM)或數(shù)字話機(jī)(SOPHO-SET)與各種數(shù)據(jù)終端設(shè)備(DTE)如計(jì)算機(jī)，打印機(jī)，VDU,電傳相連。1.6.3 出入中繼器出入中繼器是中繼線與交換網(wǎng)絡(luò)間的接口電路，用于交換機(jī)中繼線的連接。它的功能和電路與所用的交換系統(tǒng)的制式及局間中繼線信號(hào)方式有密切的關(guān)系。對(duì)模擬中繼接口單元(ATU

33、),其作為是實(shí)現(xiàn)模擬中繼線與交換網(wǎng)絡(luò)的接口，基本功能一般有：1.發(fā)送與接收表示中繼線狀態(tài)(如示閑，占用，應(yīng)答，釋放等)的線路信號(hào)。2.轉(zhuǎn)發(fā)與接收代表被叫號(hào)碼的記發(fā)器信號(hào)。3.供給通話電源和信號(hào)音。4.向控制設(shè)備提供所接收的線路信號(hào)。對(duì)于最簡(jiǎn)單的情況，某一交換機(jī)的中繼器通過實(shí)線中繼線與另一交換機(jī)連接，并采用用戶環(huán)路信令，則該模擬中繼器的功能與作用等效為一部“話機(jī)”。若采用其它更為復(fù)雜的信號(hào)方式，則中繼器應(yīng)實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的話音，信令的傳輸與控制功能。數(shù)字中繼線接口單元(DTU)的作用是實(shí)現(xiàn)數(shù)字中繼線與數(shù)字交換網(wǎng)絡(luò)之間的接口，它通過PCM有關(guān)時(shí)隙傳送中繼線信令，完成類似于模擬中繼器所應(yīng)承擔(dān)的基本功能。但由

34、于數(shù)字中繼線傳送的是PCM群路數(shù)字信號(hào)，因而它具有數(shù)字通信的一些特殊問題，如幀同步，時(shí)鐘恢復(fù)，碼型交換，信令插入與提取等，即要解決信號(hào)傳送，同步與信令配合三方面的連接問題。數(shù)字中繼接口單位的基本功能包括幀與復(fù)幀同步碼產(chǎn)生，幀調(diào)整，連零抑制，碼型變換，告警處理，時(shí)鐘恢復(fù)，幀同步搜索及局間信令插入與提取等，如同模擬用戶電路的BORSCHT,也可將數(shù)字中繼單元的上述8種功能概括為GAZPACHO。1.6.4 控制設(shè)備控制部分是程控交換機(jī)的核心，其主要任務(wù)是根據(jù)外部用戶與內(nèi)部維護(hù)管理的要求，執(zhí)行存儲(chǔ)程序和各種命令，以控制相應(yīng)硬件實(shí)現(xiàn)交換及管理功能。程控交換機(jī)控制設(shè)備的主體是微處理器，通常按其配置與控制工作方式的不同，可分為集中控制和分散控制兩類。為了更好的適應(yīng)軟硬件模塊化的要求，提高處理能力及增強(qiáng)系統(tǒng)的靈活性與可靠性，目前程控交換系統(tǒng)的分散控制程度日趨提高，已廣泛采用部分或完全分布式控制方式。1.7 信令系統(tǒng)(Signalling System)在交換機(jī)內(nèi)各部分之間或者交換機(jī)與用戶，交換機(jī)與交換機(jī)間，除傳送話音，數(shù)據(jù)等業(yè)務(wù)信息外，還必須傳送各種專用的附加控制