[互联网]第二章 交换技术基础.ppt
1,第二章 交换技术基础,本章内容,交换节点的基本组成,交换节点泛指通信网中的各类交换机，它是由交换网络（SN）、通信接口、控制单元以及信令单元等部分组成。,图2-1 交换节点的组成,交换网络又称为接续网络，它是交换节点的核心。交换网络的任务是实现各入线和出线上信号的传送或接续。,1、交换单元,交换单元是构成交换网络的最基本部件，它是完成交换功能最基本的单元，用若干个交换单元按照一定的拓扑结构和控制方式就可以构成交换网络。,图2-2 MN的交换单元,图2-3 交换单元按入线与出线的数量分类,2、交换单元的分类,（1）按照交换单元入线与出线的数量关系分为：,（2）交换单元按信息流向可分为有向交换单元和无向交换单元，如图2-4所示。,图2-4 交换单元按信息流向分类,（3）按照交换单元所接收的信号不同可以把交换单元分为数字交换单元和模拟交换单元。,3.开关阵列,图2-5 开关阵列的表示形式,4.时分接线器,(1)功能T接线器实现了同一PCM线路上不同时隙之间的交换。,时分接线器由话音存储器和控制存储器组成。话音存储器（speech memory,SM）暂存话音的数字编码信息,SM每个单元字长为8bit；SM的容量取决于输入复用线上每帧的时隙数;,(2)基本结构,(2)基本结构,控制存储器（control memory,CM）存语音信息的存放地址；CM的容量取决于输入复用线上每帧的时隙数;CM每个单元的字长(n)取决于SM的存储单元数；若SM的存储单元数为N，则有:2n=N,输出控制方式顺序写入，控制读出例：若T型接线器的输入和输出复用线上1帧有32个时隙，完成输入TS0内话音信息“a”交换到输出TS15内。,(3)控制方式：输出控制,w,w,R,R,输出控制方式,顺序写入，控制读出SM存储单元号码与输入PCM线上时隙号对应。CM存储单元号码与输出PCM线上时隙号对应。CM存放的是SM的读出地址。,总结：输出控制方式,w,w,R,R,输入控制方式控制写入，顺序读出例：若T型接线器的输入和输出复用线上1帧有32个时隙，完成输入TS0内话音信息“a”交换到输出TS15内。,(3)控制方式：输入控制,输入控制方式,控制写入，顺序读出SM存储单元号码与输出PCM线上时隙号对应。CM存储单元号码与输入PCM线上时隙号对应。CM存放的是SM的写入地址。,总结：输入控制方式,课堂练习,有一T接线器，所连接的PCM复用线上1帧内的时隙数为512，现要将信息“S”由TS4交换到TS123上去，分别采用输入控制和输出方式，试画出T接线器的工作原理图，并分别回答SM和CM的存储容量和字长是多少？,5.空分(S)接线器,（1）功能实现不同PCM线路上同一时隙之间的交换。,（2）基本结构空分接线器由交叉点矩阵和控制存储器(CM)组成。（3）控制方式输入线控制方式输出线控制方式,（3）控制方式：输入线控制,0 1 2,0 1 2,0,N1,入线,出线,PCM复用线,交叉点矩阵,CM,每一条输入PCM复用线配置一个CM。N:每个PCM线路时隙数,（3）控制方式：输入线控制,0 1 2,0 1 2,A,A,0 1 2,TS8,0,8,2,TS8,N1,CM,（3）控制方式：输入线控制,每一条输入PCM复用线配置一个CM,即CM的编号与输入PCM线号对应;每个CM的存储单元号对应时隙号;CM的每个存储单元写入的内容是输出PCM复用线的线路号;每个存储单元字长由出线地址编号的二进制码位数决定；,（3）控制方式：输出线控制,0 1 2,0 1 2,2 1 0,0,N1,入线,出线,CM,每一条输出PCM复用线配置一个CM。N:每个PCM线路时隙数,（3）控制方式：输出线控制,（3）控制方式：输出线控制,每一条输出PCM复用线配置一个CM,即CM的编号与输出PCM线号对应;每个CM的所含有的存储单元号对应时隙号;CM的每个存储单元写入的内容是输入PCM复用线的线路号;每个存储单元字长由入线地址编号的二进制码位数决定；,某一PCM入线某时隙的信息可同时输出到多条PCM输出线上，形成信息广播传送-组播,（3）控制方式：输入线控制,有一S接线器，有4条PCM输入线和4条PCM输出线，编号为03，每条PCM复用线上有128个时隙。现要将PCM0，TS1上的信息“E”交换到PCM3上去；将PCM3，TS4上的信息“X”交换到PCM2上去；试画出S接线器工作原理图，包括输入线控制和输出线控制两种情况，并回答控制存储器的字长是多少？,课堂练习,6.数字交换网络,交换网络的三个基本要素是：交换单元不同交换单元间的拓扑连接控制方式,TST三级交换网络。输入端T接线器和输出端T接线器的控制方式必须相反。中间的S接线器的控制方式可以任选。,TST数字交换网络,输入T级 S 输出T级,TST数字交换网络,第1级T接线器：负责输入PCM复用线的时隙交换。S接线器：负责PCM复用线之间的空间交换交换；S级的出入线数决定于两侧T接线器的数量。第2级T接线器：负责输出PCM复用线的时隙交换。,反相法,为减少选路次数，简化控制，可使两个方向的内部时隙具有一定的对应关系，通常可相差半帧，俗称反相法，来确定内部时隙。设：N=一帧的时隙数 Na=A到B方向的内部时隙数 Nb=B到A方向的内部时隙数则：Nb=Na+N/2,例题,例：某T-S-T交换网络，有8条输入PCM线和8条输出PCM线，每条PCM线为一帧32个时隙；输入T接线器为输出控制方式；S接线器为输入控制方式；输出T接线器为输入控制方式；内部选定的空闲时隙为TS7；请画图完成PCM0TS2PCM7TS31的过程.,0 1 7,0 1 7,A,B,A,B,0 1 7,TS2,TS31,0,31,TS2,TS31,S(输入控制),TS7,TS23,0,31,0,31,31,CMA0,CMA7,SMA0,SMA7,SMB0,SMB7,CMB7,CMB0,A,A,B,B,TS23,TS7,T(输出控制),T(输入控制),A,B,A,B,0,31,0,31,0,31,0,31,0,31,0,0 1 7,0 1 7,A,B,A,B,0 1 7,TS2,TS31,0,31,TS2,TS31,S(输入控制),TS7,TS23,0,31,0,31,31,CMA0,CMA7,SMA0,SMA7,SMB0,SMB7,CMB7,CMB0,A,A,B,B,TS23,TS7,T(输出控制),T(输入控制),A,B,A,B,0,31,0,31,0,31,0,31,0,31,0,2,A,2,7,7,7,A,31,7,AB,0 1 7,0 1 7,A,B,A,B,0 1 7,TS2,TS31,0,31,TS2,TS31,S(输入控制),TS7,TS23,0,31,0,31,31,CMA0,CMA7,SMA0,SMA7,SMB0,SMB7,CMB7,CMB0,A,A,B,B,TS23,TS7,T(输出控制),T(输入控制),A,B,A,B,0,31,0,31,0,31,0,31,0,31,0,2,A,2,7,7,7,A,31,7,BA,31,B,23,B,2,2,23,0,23,T-S-T网络：AXE10，FETEX-150，E10B，5ESS等T-S-S-T网络：NEAX61T-S-S-S-T网络：EWSDT-S-S-S-S-T网络：4ESS(长途)S-T(n)-S,关于T-S组合网络,7.信号数字化技术,模拟语音信号的数字化处理模拟信号转换为数字信号。话音信号的特点：在时间上、幅度上都是连续变化的模拟信号；是双极性信号。二进制数字信号特点：时间上、幅度上都是离散的。将模拟话音信号变换成二进制数字信号（A/D变换）的基本方法是脉冲编码调制。,7.信号数字化技术,脉冲编码调制将模拟信号变换为数字信号要经过抽样、量化、编码三个过程。,抽样将模拟信号在时间上离散（PAM)。量化对抽样后的信号在幅度上离散。编码将量化后的信号用二进制数表示(PCM)。,（1）抽样,抽样：将模拟信号在时间上离散（PAM）。对抽样的要求：1.样值信号（PAM)应包含原始信息以保证接收端能从离散的样值序列中不失真恢复原模拟信号-可靠性。2.抽样频率fs的取值应有利于系统有效性、可靠性的提高。抽样频率fs2fm,（1）抽样,对于话音信号频率为 0.33.4kHz，抽样频率fs2fm=6.8kHzCCITT规定：话音信号的抽样频率为 fs=8kHz1.2kHz带宽称为过渡频带，利于低通滤波器的制作。,例题,模拟信号的频率为0-5kHz，当分别用8KHz和12KHz对其抽样是否合适？为什么？,（2）量化,量化对样值信号在幅度上离散。量化的方法：均匀量化：均匀分给量化区域，使各量化级差相等。非均匀量化：不均匀地分割量化区域，各量化级差不等。,（3）编码,编码将量化后的多电平值用二进制数表示。,8.图像的数字化,模拟图像（simulation image）强度和空间位置以连续或近似连续形式分布。如照片、电影胶片（记录在乳胶介质上）和物理图像（如人眼可见的自然图像）等，课连续放大而细节不失真。,8.图像的数字化,数字图像（digital image）一个被采样和量化后的二位函数，采用等距离矩形网格采样，对幅度进行间隔量化。是指由输入设备（数码相机）捕捉实际场景画面产生的数字图像。,图像的数字化,像素：指一幅点阵图像里的最小组成单位，像素不能再被划分为更小的单位。分辨率：单位面积内容纳的正方形小块的数目，就是一幅图像的分辨率。,灰度使用黑色调表示物体。每个灰度对象都具有从 0%（白色）到灰度条100%（黑色）的亮度值。,采样:指将空间上或时间上连续的图象(模拟图象)变换成离散采样点(像素)集合的一种操作。量化:经过采样后，图象已被分解成在时间和空间上离散的像素，但这些像素，但这些像素值(浓淡值)仍然是连续量。量化则是指把这些连续的浓淡值变换成离散值(整数值)的过程。,9.信道共享与复用技术,用频率分割各路信号,用时间分割各路信号,用互相正交的码组分割各路信号,（1）频分复用FDM,频分复用（Frequency Division Multiplex）多路信号占用不同的频段在同一信道上传输。即用频率分割各路信息。模拟通信系统主要采用频分复用原理实现信道通信。,（2）时分多路复用TDM,时分复用-用时间分割各路信息。时分复用分同步时分复用和统计时分复用2种。同步时分复用-各路信息在时间上按一定的规律排列。,TDM：同步时分复用,同步时分复用后，各路数字信息按一定规律周而复始地组合成数字码流。为了使接收端能够在无头无尾的数字流中正确识别各路信息，要求时分复用的数字流以“帧结构”的形式传输。帧结构就是各路信息按规律排列并加上特殊的标记符（称帧同步码）组成的时间周期。,TDM：同步时分复用,帧同步码的作用：保证收端正确接收各路话音信号。复帧同步码作用：保证收端正确接收各路信令信号。,思考题,单话路传输速率是多少？基群传输速率是多少？,传输速率的计算,单话路传输速率（按定义算）Rb=nfs=88000=64Kbit/s基群传输速率：Rb=TSnfs=3288000=2048Kbit/s,TDM：统计时分复用,统计时分复用-各路信息在时间上的排列没有规律。,同步时分复用和统计时分复用比较,同步复用的各时隙固定分配，各时隙只需传输各路数据信息，而统计复用的各时隙动态分配，各路数据还要携带地址信息。同步复用的各时隙固定分配，不能最大程度提高信道利用率，统计复用动态分配时隙可提高时隙利用率。,63,Click to edit company slogan.,Thank You!,
