通信概論3章電話交換課件

1、通信概論3章電話交換通信概論3章電話交換3.1 電話交換的基本概念3.2 程控數(shù)字交換的基本概念及原理3.3 程控數(shù)字交換機系統(tǒng)3.4 信令系統(tǒng)第3章電話交換9/10/20222現(xiàn)代通信概論第3章 電話交換 3.1 電話交換的基本概念第3章電話交換9/4/202243.1 電話交換的基本概念3.1.1 電話交換技術(shù)的由來！多個電話用戶之間進行互相呼叫和通話采用完全互連網(wǎng)是很不經(jīng)濟的，也是很困難的。解決的方法就是采用轉(zhuǎn)接交換網(wǎng)。電話交換機就是完成轉(zhuǎn)接交換任務(wù)的設(shè)備。在用戶分布的密集中心，安裝一個設(shè)備，這好比是一個開關(guān)接點，平時是打開的，當任意兩個用戶之間需要通話時，設(shè)備就把連接兩個用戶的電話線接

2、通。 用戶多的時候怎么辦?9/10/20223現(xiàn)代通信概論第3章 電話交換 3.1 電話交換的基本概念3.1.1 電話交換技術(shù)的由來3.1.2 電話交換技術(shù)的發(fā)展 電話交換機 人工電話交換 自動交換機 直接控制式 間接控制式 -步進制 縱橫制 電子式 布線邏輯控制 存儲程序控制 模擬 數(shù)字3.1 電話交換的基本概念9/10/20224現(xiàn)代通信概論第3章 電話交換 3.1.2 電話交換技術(shù)的發(fā)展 人工交換階段： 磁石式電話交換機 共電式電話交換機 機電式自動交換階段： 步進制交換機（Step by Step System）： 史端喬（Strowger）式自動電話交換機 德國西門子式自動交換機 特

3、點：直接控制方式電話交換技術(shù)發(fā)展的三個階段9/10/20225現(xiàn)代通信概論第3章 電話交換 人工交換階段：電話交換技術(shù)發(fā)展的三個階段9/4/2022機動制交換機： 旋轉(zhuǎn)制或升降制電話交換機 特點：間接控制方式共同特點：噪聲大易磨損維護工作量大接線速度慢故障率高電路技術(shù)簡單人員培訓容易電話交換技術(shù)發(fā)展的三個階段9/10/20226現(xiàn)代通信概論第3章 電話交換 機動制交換機：電話交換技術(shù)發(fā)展的三個階段9/4/20228 縱橫制交換機（Crossbar System）： 特點：間接控制方式 接線器接點采用壓接觸方式 電子式自動交換階段：半電子交換機（準電子交換機）： 話路部分采用機械接點，控制部分采

4、用電子器件。全電子交換機： 話路部分和控制部分均采用電子器件。電話交換技術(shù)發(fā)展的三個階段9/10/20227現(xiàn)代通信概論第3章 電話交換 縱橫制交換機（Crossbar System）：電模擬程控交換機：1965年5月美國開通了第一個程控交換機（ESS No.1）。數(shù)字程控交換機：1970年法國開通了第一個數(shù)字程控交換機（E10）。幾個概念：程控與布控、時分與空分、模擬與數(shù)字電話交換技術(shù)發(fā)展的三個階段9/10/20228現(xiàn)代通信概論第3章 電話交換 模擬程控交換機：1965年5月美國開通了第一個程控交換機（E3.1 電話交換的基本概念 一部電話交換機在完成接續(xù)過程中，基本上可分為下列幾個步驟：

5、 (1) 識別主叫 (2) 接收被叫號碼 (3) 測試 (4) 接通 (5) 接收被叫應(yīng)答 (6) 拆線3.1.3 電話自動接續(xù)過程9/10/20229現(xiàn)代通信概論第3章 電話交換 3.1 電話交換的基本概念 一部電話交換機在完成接續(xù)3.1 電話交換的基本概念 電話交換機的種類很多，按不同的分類方式可有下述幾種：接續(xù)方式：人工交換機、自動交換機控制原理：直接控制式、間接控制式采用元件：機電式、電子式話路接續(xù)部分的構(gòu)成方式：空分制和時分制控制設(shè)備組成方式：布線邏輯控制、存儲程序控制交換機中傳輸?shù)脑捯粜问剑耗M交換、數(shù)字交換3.1.4 電話交換機的種類9/10/202210現(xiàn)代通信概論第3章 電話

6、交換 3.1 電話交換的基本概念 電話交換機的種類很多，按3.2 程控數(shù)字交換的基本概念及原理3.2.1 程控數(shù)字交換的基本概念 程控交換機是存儲程序控制交換機的簡稱，記作SPC(Stored Program Contro1)。它是利用電子計算機進行控制的，它把電話交換機各種控制功能按步驟編成程序存入存儲器，利用存儲器內(nèi)所存的程序來控制整個交換機工作。 程控交換機的基本結(jié)構(gòu)如圖所示。具體功能分為話路部分和控制部分。 9/10/202211現(xiàn)代通信概論第3章 電話交換 3.2 程控數(shù)字交換的基本概念及原理3.2.1 程控數(shù)3.2.1 程控數(shù)字交換的基本概念 3.2 程控數(shù)字交換的基本概念及原理9

7、/10/202212現(xiàn)代通信概論第3章 電話交換 3.2.1 程控數(shù)字交換的基本概念3.2 程控數(shù)字交換 基本服務(wù)性能： (1) 縮位撥號 (2) 熱線服務(wù) (3) 鬧鐘服務(wù) (4) 轉(zhuǎn)移呼叫 (5) 免打擾服務(wù) (6) 呼入呼出限制 程控交換機服務(wù)性能 任選服務(wù)性能： (1) 呼叫等待 (2) 遇忙回叫 (3) 三方通話 (4) 缺席用戶服務(wù)性能 3.2 程控數(shù)字交換的基本概念及原理9/10/202213現(xiàn)代通信概論第3章 電話交換 基本服務(wù)性能：程控交換機服務(wù)性能 任選服務(wù)性能：3程控交換機特點及技術(shù)動向1、 能靈活方便地向用戶提供眾多的服務(wù)功能 2、 工作穩(wěn)定可靠和便于自動維護3、 便于

8、采用公共信令4、 便于向綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)方向發(fā)展5、 體積小、重量輕、功耗低6、 發(fā)展方向：集成模塊化、分散控制共路信令、綜合信息交換 同步時分交換異步時分交換 電交換-光交換 窄帶寬帶 3.2 程控數(shù)字交換的基本概念及原理9/10/202214現(xiàn)代通信概論第3章 電話交換 程控交換機特點及技術(shù)動向1、 能靈活方便地向用戶提供眾多的3.2.2 程控數(shù)字交換原理及交換網(wǎng)絡(luò) 一、 程控數(shù)字交換系統(tǒng)結(jié)構(gòu)1、關(guān)鍵特征：采用數(shù)字交換網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)中傳送與交換的是數(shù)字信息2、主要任務(wù)：實現(xiàn)用戶間話路的接續(xù)3、系統(tǒng)組成：對數(shù)字交換系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)而言，各種制式均不一致，但就其功能來分，大致可分為下述四個部分： (1)

9、 用戶線中繼線終端設(shè)備； (2) 交換網(wǎng)絡(luò)； (3) 控制機構(gòu)； (4) 運轉(zhuǎn)維護系統(tǒng)。 3.2 程控數(shù)字交換的基本概念及原理9/10/202215現(xiàn)代通信概論第3章 電話交換 3.2.2 程控數(shù)字交換原理及交換網(wǎng)絡(luò) 一、 程控數(shù)3.2.2 程控數(shù)字交換原理及交換網(wǎng)絡(luò) 一、 程控數(shù)字交換系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 從系統(tǒng)構(gòu)成來分，由硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)組成。 (1) 硬件系統(tǒng)：由話路子系統(tǒng)、控制子系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)與控制的接口和維護操作子系統(tǒng)構(gòu)成； (2) 軟件系統(tǒng)：分為用戶級和選組級軟件系統(tǒng)。4、交換方式分為復(fù)用線交換和時隙交換 3.2 程控數(shù)字交換的基本概念及原理9/10/202216現(xiàn)代通信概論第3章 電話交換 3

10、.2.2 程控數(shù)字交換原理及交換網(wǎng)絡(luò) 一、 程控數(shù)數(shù)字交換機的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)9/10/202217現(xiàn)代通信概論第3章 電話交換 數(shù)字交換機的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)9/4/202219現(xiàn)代通信概論第3數(shù)字程控電話交換系統(tǒng)話路子系統(tǒng)控制子系統(tǒng)接口設(shè)備交換網(wǎng)絡(luò)CPU與存儲器遠端接口外部設(shè)備模擬/數(shù)字用戶電路數(shù)字/模擬中繼器信令設(shè)備MFC接收和發(fā)送器DTMF接收器信號音發(fā)生器用戶集中級9/10/202218現(xiàn)代通信概論第3章 電話交換 數(shù)字程控電話交換系統(tǒng)話路子系統(tǒng)控制子系統(tǒng)接口設(shè)備交換網(wǎng)絡(luò)CP3.2.2 程控數(shù)字交換原理及交換網(wǎng)絡(luò) 二、 程控數(shù)字交換的基本原理 1用戶級網(wǎng)絡(luò) 用戶級網(wǎng)絡(luò)包括用戶電路和用戶集線器。 用戶電

11、路：用戶線進入交換局的接口電路。 用戶電路的主要功能“BORSCHT”功能：Battery Feeding 向用戶話機饋電Overvoltage Protection過壓保護Ringing 振鈴 Supervision 監(jiān)視用戶線變化Codec&filters 編譯碼和濾波Hybrid circuit 二/四線轉(zhuǎn)換 Test 用戶線與用戶電路測試 3.2 程控數(shù)字交換的基本概念及原理9/10/202219現(xiàn)代通信概論第3章 電話交換 3.2.2 程控數(shù)字交換原理及交換網(wǎng)絡(luò) 二、 程控數(shù)3.2.2 程控數(shù)字交換原理及交換網(wǎng)絡(luò) 二、 程控數(shù)字交換的基本原理 2用戶集線器 用戶集線器的作用是將大量的

12、低利用率用戶線集中到少量的具有高利用率的線路上。除完成主要的話務(wù)量集中功能之外，還應(yīng)完成信令信號的插入和提取以及網(wǎng)絡(luò)接口功能，分別由信號提取和插入電路及網(wǎng)絡(luò)接口等電路完成。另外，還包括掃描存儲器和分配存儲器用于暫存從用戶電路讀取的信息和暫存向用戶電路發(fā)出的命令信息。3.2 程控數(shù)字交換的基本概念及原理9/10/202220現(xiàn)代通信概論第3章 電話交換 3.2.2 程控數(shù)字交換原理及交換網(wǎng)絡(luò) 二、 程控數(shù)3.2.2 程控數(shù)字交換原理及交換網(wǎng)絡(luò) 二、 程控數(shù)字交換的基本原理3數(shù)字用戶電路 為了把數(shù)字用戶終端經(jīng)過用戶線路接入數(shù)字交換機而設(shè)置的接口電路 。所謂數(shù)字用戶終端是指該終端發(fā)出的數(shù)字信號無需經(jīng)

13、過A/D、D/A變換既能直接送到傳輸線 上傳輸?shù)倪@一類終端，如數(shù)字電話機、計算機或數(shù)字傳真機和數(shù)字圖像設(shè)備等等。為了對數(shù)字信號進行可靠的發(fā)送與接收，數(shù)字電路要具有以下主要功能： （1）碼型變換和反變換； （2）回波消除于均衡； （3）信令提取和插入 （4）多路復(fù)用與分路3.2 程控數(shù)字交換的基本概念及原理9/10/202221現(xiàn)代通信概論第3章 電話交換 3.2.2 程控數(shù)字交換原理及交換網(wǎng)絡(luò) 二、 程控數(shù)3.2.2 程控數(shù)字交換原理及交換網(wǎng)絡(luò) 二、 程控數(shù)字交換的基本原理 4中繼線路終端 中繼線路終端是用作局間中繼線進局的終端設(shè)備。分為模擬中繼線終端和數(shù)字用戶線終端。 模擬用戶線終端：數(shù)字交

14、換機與模擬局間中繼線接口的進局電路，與模擬交換機連接； 數(shù)字用戶線終端：連接數(shù)字局中繼線的接口電路，連接數(shù)字局或遠端集線器，出入端都是數(shù)字信號連接。 （1）碼型變換和反變換； （2）時鐘提取和幀同步； （3）提取和插入隨路信號。3.2 程控數(shù)字交換的基本概念及原理9/10/202222現(xiàn)代通信概論第3章 電話交換 3.2.2 程控數(shù)字交換原理及交換網(wǎng)絡(luò) 二、 程控數(shù)3.2.2 程控數(shù)字交換原理及交換網(wǎng)絡(luò) 二、 程控數(shù)字交換的基本原理 5信號設(shè)備 多頻信號收發(fā)器、信號音發(fā)生器和共路信號部件的總和 。信號音發(fā)生器用來產(chǎn)生數(shù)字化的信號音，如撥號音、忙音等，并通過數(shù)字交換網(wǎng)絡(luò)傳給 相應(yīng)的用戶。3.2

15、程控數(shù)字交換的基本概念及原理9/10/202223現(xiàn)代通信概論第3章 電話交換 3.2.2 程控數(shù)字交換原理及交換網(wǎng)絡(luò) 二、 程控數(shù)撥號信息可以由直流脈沖或多頻信號來表示。雙音頻信號主要用于用戶環(huán)路，基本思想是用一高一低兩個不同頻率信號的組合來表示字符或數(shù)字，雙音頻信號是兩個正弦波信號的疊加，選定兩個頻率f1和f2后很容易得到這種信號的數(shù)學表達式： A*sin(2*Pi*f1*t)+A*sin(2*Pi*f2*t)。雙音頻信號收發(fā)器來檢測這個頻率，然后解釋成用戶的號碼。 介紹DTMF原理：小知識9/10/202224現(xiàn)代通信概論第3章 電話交換 介紹DTMF原理：小知識9/4/202226現(xiàn)代

16、通信概論697Hz770Hz852Hz941Hz1209Hz1336Hz1477Hz1633Hz高頻低頻12457*80369ABCD#DTMF頻率組合9/10/202225現(xiàn)代通信概論第3章 電話交換 697Hz770Hz852Hz941Hz1209Hz13363.3 程控數(shù)字交換機軟件系統(tǒng)原理3.3.1 電話交換的呼叫接續(xù)過程以打電話的通常過程來描述一次成功的通話1 呼出接續(xù) 掃描狀態(tài)摘機記錄查明類別空閑選擇 撥號音分配存儲2 接受撥號 主叫撥號停止送音存儲號碼位數(shù)判斷3 號碼分析 呼叫類型分析限制權(quán)限占用示忙4 選擇通路 中繼路由5 被叫振鈴 被叫振鈴主叫回鈴監(jiān)測狀態(tài) 應(yīng)答監(jiān)視 摘機切斷

17、鈴音啟動計費接通路由監(jiān)測掛機7 話終釋放 釋放通路停止計費示閑忙音9/10/202226現(xiàn)代通信概論第3章 電話交換 3.3 程控數(shù)字交換機軟件系統(tǒng)原理3.3.1 電話交換3.4 信令系統(tǒng)3.4.1 基本概念 電話交換網(wǎng)的主要功能是完成電話用戶之間通話的接續(xù)或轉(zhuǎn)接。電話自動交換網(wǎng)就是無需介入人工而自動完成接續(xù)或轉(zhuǎn)接。自動完成通話用戶的接續(xù)或轉(zhuǎn)接需要有一套完整的控制信號和操作程序，用以產(chǎn)生、發(fā)送和接收這些控制信號的硬件及相應(yīng)執(zhí)行的控制、操作等程序的集合體就稱之為電話網(wǎng)的信令系統(tǒng)。9/10/202227現(xiàn)代通信概論第3章 電話交換 3.4 信令系統(tǒng)3.4.1 基本概念9/4/20223.4.1 基

18、本概念3.4 信令系統(tǒng)9/10/202228現(xiàn)代通信概論第3章 電話交換 3.4.1 基本概念3.4 信令系統(tǒng)9/4/20223上圖的流程簡單說明如下： 當用戶摘機時，用戶摘機信號送到發(fā)端交換機； 發(fā)端交換機收到用戶摘機信號后，立即向主叫用戶送出撥號音； 主叫用戶撥號，將被叫用戶號碼送給發(fā)端交換機； 發(fā)端交換機根據(jù)被叫號碼選擇局向及中繼線，發(fā)端交換機在選好的中繼線上向終端交換機發(fā)送占用信號，并把被叫用戶號碼送給終端交換機； 終端交換機根據(jù)被叫號碼，將呼叫連接到被叫用戶，向被叫用戶發(fā)送振鈴信號，并向主叫用戶送回鈴音；3.4.1 基本概念3.4 信令系統(tǒng)9/10/202229現(xiàn)代通信概論第3章 電

19、話交換 上圖的流程簡單說明如下：3.4.1 基本概念3.4 當被叫用戶摘機應(yīng)答時，終端交換機接到應(yīng)摘機信號，終端交換機將應(yīng)答信號轉(zhuǎn)發(fā)給發(fā)端交換機； 用戶雙方進入通話狀態(tài)，這時，線路上傳送話音信號； 話終掛機復(fù)原，傳送拆線信號； 終端交換機拆線后，回送一個拆線證實信號，一切設(shè)備復(fù)原。 電話網(wǎng)的信令系統(tǒng)應(yīng)具有監(jiān)視功能、選擇功能和網(wǎng)路管理功能。 3.4.1 基本概念3.4 信令系統(tǒng)9/10/202230現(xiàn)代通信概論第3章 電話交換 當被叫用戶摘機應(yīng)答時，終端交換機接到應(yīng)摘機信號，終端交換信令分類： 按工作區(qū)域劃分： 用戶線信令、局間信令和交換機內(nèi)部信令 按傳遞方向劃分： 前向信令、后向信令 按功能劃分： 監(jiān)視信令、選