《程控电话交换系统》PPT课件.ppt

1,电话与电话通信网,第一：电话交换系统介绍第二：电话网的其他应用,2,第一：电话交换系统介绍,一、电话的发明过程二、交换技术发展史三、我国交换技术发展四、交换技术分类五、程控电话功能六、电话系统工作原理七、电信网络设计,3,一、电话的发明过程,1、电报的局限性2、电话的诞生3、贝尔公司的成立4、电话业务的诞生5、电话发明的故事,4,1、有线电报通信,电报的发明：美国人莫尔斯 时间：1837年莫尔斯电码：利用点、划、空表达 人类语言发明的意义：人类通信史的里程碑,5,电报通信局限性,电报通信：拟好电报稿译成电码交报务员发送出去对方报务员收到报文电码译成文字投送给收报人。主要缺点：手续繁多，不能及时地进行双向信息交流；,6,2、电话的诞生,亚历山大.格雷厄姆.贝尔 1847年3月3日出生于苏格兰的爱丁堡。受家庭影响对声学及语言学有浓厚的兴趣。大学毕业后由于他的研究不能得到政府的支持，转而来到美国的波士顿从事有线电报的研究。,7,2、电话的诞生,电报实验在做电报实验时，偶然发现了一块铁片在磁铁前振动会发出微弱声音的现象，而且他还发现这种声音能通过导线传向远方。贝尔电话设想：如果对着铁片讲话，不也可以引起铁片的振动吗?,8,电话基本原理示意图,声波使振动膜振动振动改变碳粒密度，进而改变导电性,9,2、电话的诞生,第一次声音传递（）一次不小心把瓶内的硫酸溅到了自已的腿上，他疼痛得喊叫起来：“沃森先生，快来帮我啊！”，想不到，这一句极普通的话，竟成了人类通过电话传送的第一句话音。贝尔的预言“朋友们各自留在家里，不用出门也能互相交谈的日子就要到来了！”,10,2、电话的诞生,专利批准1876年2月递交了专利申请，几周后获得专利权。公开展示1876年，在美国建国百年博览会上，他通过一条几百英尺长的铜线电缆，在一个单方向上用电流传送了声音。,11,3、贝尔公司的成立,电话发明的价值完成双工通信功能后，受到商业和住宅服务的青睐。对于商业界、政府和普通人来说，电话代表着效率上的一次飞跃。人们不必再去写信、拍电报，然后等待回音。公司的成立贝尔及其伙伴于1876年7月成立美国西方电话电报公司。,12,4、电话业务的诞生,第一条电话线1877年，波士顿，查尔斯威廉的各工厂和他在萨默维尔私人住宅之间的联系。第一次用于新闻同年，有人第一次用电话给波士顿环球报发送了新闻消息。从此开始了公众使用电话的时代。,13,5、电话发明的故事,发明家格雷递交专利时间仅仅晚几个小时。由于原理上两者之间雷同，向法院提出起诉贝尔。贝尔胜诉一场争夺电话发明权的诉讼案便由此展开，并一直持续了十多年。最后，法院根据贝尔的磁石电话与格雷的液体电话有所不同，而且比格雷早几个小时提交了专利申请等这些因素，贝尔赢得了官司。,14,二、交换技术发展历史,1、交换的必要性2、交换设备示意图3、自动电话的发明4、步进制交换机5、纵横制交换机,15,1、交换的必要性,任意用户之间通信，所需要的连线数目：,16,2、交换设备连线示意图,n个用户，只需n对线，使线路费用大大降低。,设备根据发话者的要求，完成与另外一个用户之间交换信息的任务,17,3、自动电话的发明,人工交换,18,3、自动电话的发明,发明者史瑞乔美国堪萨斯城一家寿材铺的老板。他发觉，电话局的话务员不知是有意还是无意，常常把他的生意电话接到他的竞争者那里，使他的多笔生意因此丢掉。自动交换机1889年开始，1891年3月10日，“步进制自动电话接线器”的发明专利权。,19,3、自动电话的发明,自动电话局1892年11月，“步进制自动电话交换机”在美国印第安纳州的拉波特城投入使用。快速发展到20世纪20年代，自动电话占15。到20世纪50年代，自动电话占77。,20,4、步进制原理,控制原理步进制电话交换机靠电话用户拨号脉冲直接控制交换机的机械作动作。举例说明若用户拨号“1”，发出一个脉冲，这个脉冲使接线器中的电磁铁吸动一次，接线器就向前动作一步；类似地拨号“2”。,21,5、纵横制交换机,纵横制发明1919年，瑞典的帕尔姆格伦和贝塔兰德发明了一种自动接线器，叫做“纵横制接线器”，并申请了专利。纵横制运用1929年，瑞典松兹瓦尔市建成了世界上第一个大型纵横制电话局，拥有3500个用户。,22,5、纵横制原理,基本原理 由一些纵棒、横棒和电磁装置构成，通过控制经过电磁装置的电流可吸动相关的纵棒和横棒动作，使得纵棒和横棒在某个交叉点接触，从而实现接线的工作。,23,纵横制交换机图片,24,三、我国程控发展的概况,1、程控交换机诞生背景2、HJD04交换机3、“五朵金花”4、金国产交换机的特点5、我国程控交换产业,25,1、诞生背景,程控交换机1965年诞生(美国)程控交换业务1970年，法国开通世界上第一个程控交换网。发展非常迅速；市场换技术：电信网络体系“七国八制”，但核心技术并没有得到。,26,2、HJD04交换机,04交换机诞生：1991年12月，我国首台大型 局用数字程控交换系统HJD04诞生。（邬江兴团队）04机生产与应用：1992年，进入工业化生产，先后运营于地方、军队通信网。04机意义打破了外国交换机的垄断和“中国人不能研制大型程控交换机”的预言，从研制成功到产业化，速度之快令世界震惊。,27,3、“五朵金花”,群体突破：深圳华为与清华大学合作推出08机；石家庄54所与华中理工大学合作推出06机；大唐电信公司推出SP30超级数字程控交换机；中兴公司研制开发成功ZXJ10大容量数字程控交换机。,28,4、国产交换机的特点,在硬件方面：最先进的集成电路芯片；在软件方面：采用了先进的软件开发工具，不但效率高，而且使软件开发更加规范，新旧设备互相兼容。在维护方面：反应快，满足用户升级要求。在机型方面：目前，国产机型已可以提供如 ISDN、7号信令、IN、虚拟网及V5接口等功能。,29,5、我国程控交换产业,国内产量：1999年，产量达3287万线，年增长了67；2000上半年，达2007万线，同期增长28。国内市场：据有全国电信网的半壁江山和国内新增市场的九成以上。国际市场：1994年出口朝鲜，后又出口到俄罗斯、古巴、巴基斯坦、孟加拉、立陶宛、保加利亚等十多个国家和地区，成为民族工业的骄傲。,30,四、交换技术分类,1、模拟交换与数字交换2、本地和汇接交换机3、交换系统的数字化4、人工交换和自动交换5、数字程控交换机6、程控交换机的优点,31,1、模拟交换与数字交换,模拟交换：电话机产生的是模拟信号，用户线和中继线所传输的是模拟信号，交换机接续的也是模拟信号。数字交换：电话机产生的是数字信号，用户线和中继线所传输的是数字信号，交换机接续的也是数字信号。,32,2、本地和汇接交换机,本地交换机直接与电话机或终端连接；汇接交换机：仅仅与交换机连接；距离很远时称为长途交换机。交换机之间的线路称为中继线。若干台汇接交换机通过更高一级的汇接交换机连接起来，如此重复，最终形成一个树形等级制网络。CCITT规定最多为七级。,33,3、交换系统的数字化,汇接和中继中继系统首先采用了数字传输，在市话交换机与中继线之间和汇接交换机与中继线之间，都必须有适当的A/D与D/A转换。用户线的数字化完成用户环线传输的数字化，ISDN。数字式市话交换机真正意义上的数字电话,34,4、人工交换和自动交换,人工交换：整个控制过程都是由人工完成。呼叫过程：用手摇发电机发出呼叫信号，使相应的用户接口电路上的指示灯亮。话务员发现后，将自己的话路与呼叫者话路接通，问明被叫者的姓名后，选定一条空闲线路，然后将铃流发生器与被叫话路接通。,35,被叫方摘机，指示灯亮后，话务员拆断铃流发生器，接通线路，使发、受话双方通话。通信结束后，用户挂机，接口指示灯灭，话务员拆除线路，完成一次通话。自动交换：控制过程通过通信设备自动完成。步进制交换机和纵横制交换机都是利用电话机拨盘产生的信号与交换机产生关系，由交换机自动完成呼叫方和被叫方之间的线路接续工作。,36,5、数字程控交换机,存储程序控制：SPC-Stored Program Control工作原理：在SPC交换机中，控制系统依靠先存储在存储器中的程序和数据引导微处理机对各种信令进行适当的处理，对交换网络和接口实行必要的控制。,37,5、数字程控交换机,集中控制式程控交换机分散控制式程控交换机全分散控制式程控交换机,38,6、程控交换机的优点,系统维护方面程控交换机能够仅仅通过改变软件的设置或升级，就能够改变交换机的组态与工作性能。系统功能方面提高用户的呼叫能力。提高用户的应答能力。提高通话能力（电话会议）。,39,五、程控交换机的基本功能,1、SPC用户基本功能2、运营管理维护3、系统运行与管理,40,1、SPC用户基本业务,基本业务缩位拨号、热线服务、遇忙记存呼叫、呼出限制、闹钟服务、免打扰服务、呼叫转移、呼叫等待、遇忙回叫、缺席用户服务、追查恶意呼叫、三方通话、来电显示、会议电话等。,41,2、运行管理维护,运行管理维护（OAM）管理用户的业务权限；改变系统配置；改变硬件的逻辑关系或地址；,42,3、运行与管理,用户接口管理用户业务等级管理用户中继权限管理中继接口管理路由管理话务量统计计费输出,43,六、电话系统工作原理,1、电话交换过程2、呼叫路由选择3、电话网络中的主要中心表,44,1、电话交换过程,步骤1要打一个电话，呼叫方必须通过拨号或者按键来输入一串数字，每一个数字发送一个代码到当地的交换中心，在那里代码序列被加以解释，并判断出目的地。步骤2存在一条路径，发两个信号。第一个发给目标电话使它响铃。第二个发给呼叫电话，以通知呼叫者。,45,1、电话交换过程,音频拨号每个数字发送一个由一对独特频率组成的音频。脉冲拨号每个数字产生一到十个脉冲。每个脉冲实际上相当于开关一次电路，也就是压下和放开吊钩一次。,46,2、呼叫路由选择,本地回路：它由电话机以及将电话机连接到本地交换局的电缆线组成。非本地电话本地回路以外的电话。路由策略路由两个基本的动作：确定最佳路径和通过网络传输信息。,47,电话通信网示意图,48,3、电话网络中的主要中心表,49,4、电话局之间的关系,层次关系一级分局连接许多二级中心，依次类推。在最高层上，高容量的主干线将一级中心连接起来，它们能够同时传送很多个电话通话。电话连接任意两电话要实现连接，都必须从本地交换局开始逐个层次向上传送，一直到电话分局，接着穿过一条主干线到达另一个电话分局，然后再向下传送到达适当的本地交换局；,50,七、电信网络设计,1、交换网络设计2、电信网络设计3、路由规划4、编号制度5、计费系统6、传输系统7、信令系统,51,1、交换网络设计,需求分析在给定用户条件（如用户个数，频繁程度等）和希望达到的服务质量，如何确定交换网络的容量或入、出线数量；系统设计在已知网络的容量后，再确定设计网络的方案；,52,2、电信网络设计,电信网：交换系统、传输系统和通信终端。交换系统的设计是与整个通信网的规划密切相关的。交换机关联要素在设计或安装一台交换机时，必须了解与该交换机相连的终端和交换机的数量，它们的地理位置和识别标志；用以连接的传输系统的特性；网中所采用的信令系统。设计要素路由规划、编号制度、计费、传输、信令。,53,3、路由规划,拓扑结构给定各交换机之间的话务量后，中继线应如何配置，网络应采用何种拓扑；路由方法当两台交换机之间的通信存在多条路由时，应该按何种选择路由。,54,4、编号制度,编号的重要性在任何通信网中，都需要有一个合理的寻址方案，以便交换系统正确、有效地选择路由和被叫终端。编号原则：全球编号统一；号码的位数尽可能短；编号有规律，便于路由选择、记忆。编号应该易于系统的发展。,55,5、计费系统,计费目的：投资得到适时回收，系统能够正常运营；计费方法：包月制、单式计次与复式；计费手段：计算机自动计费；,56,6、传输系统,传输系统目标：以最小的代价提供优质的信号传输。用户线路：采用两线传输，收发两个方向使用同一对导线。或无线本地环路、移动手机；中继线路：同轴电缆、微波、卫星和光纤。,57,7、信令系统,功能和用途用于指导终端、交换系统及传输系统协同地运行，在指定的终端信源和信宿之间建立临时的通信信道，并维持网络本身正常地运行。,58,信令定义,信令定义信令系统必须定义一组信令或一个信令集合，该集合应包括指导通信设备接续话路和维持其自身及整个网络正常运行所需的所有命令。用户信令在通信终端和市话交换机之间。局间信令在交换机与交换机之间或交换机与中继传输系统之间。,59,用户信令,地址（电话号码）释放（挂机）请求（摘机）来话提示（振铃）应答（摘机）进程提示（忙音、拨号音、回铃音）,60,局间信令,路由根据通信业务情况，选择合适路由；管理传送网络的状态信息；用户类型用户类别、使用通信资源的权限；,61,第二：电话网的其他业务,一、图文传真业务二、IP 电话业务三、综合业务数据网四、无线市话（小灵通）,62,一、图文传真（FAX）业务,1、什么是图文传真2、传真机的发展历程3、传真机的基本组成4、传真机的工作原理,63,1、什么是图文传真,图文传真是一种利用电话网进行图文真迹传输的非话音通信业务。用来实现图文真迹传输的设备是传真机。,64,2、传真机的发展历程,传真的基本概念的形成早于电话机。早在19世纪40年代，苏格兰的青年发明家亚历山大.贝恩提出了扫描、同步记录和传输的传真基本概念，并成功地经由铜线将一张图片进行了短距离传输。,65,2、传真机的发展历程（续）,1848年英国人贝克维尔提出了滚筒扫描原理1865年，伊朗的阿贝.凯里利制成了世界上第一台用于实际的传真机。在法国的巴黎、里昂和马塞等城市之间进行了将近5年的传真通信。,66,2、传真机的发展历程（续）,直到1876年贝尔发明了电话机，才使传真这种图文真迹传输的通信方式的实用性应用成为现实。现在的传真通信是依托电话网完成传输任务的，因此人们形象地把传真机叫做电话传真机。,67,2、传真机的发展历程（续）,技术落后、速度缓慢的一、二类传真机于20世纪70年代退出历史舞台，以全数字方式工作的三类传真机迅速占领市场。松下、佳能、夏普等日本公司几乎垄断了传真机市场。,68,2、传真机的发展历程（续）,20世纪80年代三类传真机开始进入我国。开始先在国家机关中应用，随后是厂矿、企业、电信和新闻部门。随着电话的普及和传真机价格的降低，传真机陆续进入家庭。,69,2、传真机的发展历程（续）,虽然随着通信新技术的出现和通信的多元化，20世纪90年代中期开始传真机的生产、销售开始走下坡路。但由于传真机自身的特点，直至今天仍然在通信领域中占有一席之地。,70,3、传真机的基本组成,原稿输入 扫描系统 图象处理 调制解调 编码解码 控制系统 文稿打印白色箭头发送 红色箭头接收,71,4、传真机的工作原理简述,发送过程：A、从原稿输入器将稿件输入至扫描系统B、经过扫描把原稿的光信号转为电信号C、对模拟电信号数字化并进行必要处理D、为缩短发送时间对信号进行编码压缩E、为使信号得以传输对信号进行调制,72,4、传真机的工作原理简述（续）,接收过程：A、对接收到的信号进行解调B、再经过解码电路使信号还原C、对信号进行图象处理D、通过打印部分得到纸张文件,73,传真机也在不断地发展，目前的传真机以三类机为主，具有较强的功能。四类传真机也已经问世，这是真正意义上的数字传真机，传输速率更快。彩色传真机也已出现。,74,二、IP电话简介,1、什么是IP电话2、IP电话发展历程3、IP电话的费用4、IP电话业务5、基于H.323标准的IP电话6、IP电话的特点,75,1、什么是IP电话,IP电话：是一种利用电脑通过网络拔打电话到另一台电脑（PC）或电话(phone)的应用软件，部分软件甚至还可以用来传送视频、语音及文件等等。IP电话优点能够节约长话费用。,76,2、IP电话发展历程,技术突破期199596年底，作为因特网联机应用；发展期96年底，出现电话网关；H323修订中；成熟期98年以后，质量接近电话，标准完善；未来可管理的IP网出现，语音与数据真正融合。,77,3、IP电话的费用,PC to PC：话费上网费市话费Phone to Phone：话费=较低长话费+市话费,78,4、我国的IP电话业务,IP电话业务：在任何一部电话上拨打该公司的IP接入号码，然后根据语音提示，输入帐号及密码，再拨入被叫号码。IP电话资费自动从卡上扣除，本地电话接入费在用户到当地电话部门交话费时一并交纳。接入号码电信17900，联通17910，吉通17920；96446 17909 准直拨方式,79,5、基于H.323标准的IP电话,提供语音编码压缩、配合关守进行呼叫控制、信令转换等功能,主要完成地址翻译、用户认证（与认证中心配合）、呼叫管理、带宽管理等功能。,网关,关守,80,6、IP电话的特点优点,更高效地利用网络资源。采用DSP技术，将原先64kb/s的话音信号压缩成8kb/s，并且IP电话采用分组交换技术，可以实现信道的统计复用，使得网络资源的利用效率更好，大大降低运营商的成本。可以提供更为廉价的服务。与数据业务有更大的兼容性。,81,6、IP电话的特点缺点,话音质量得不到保证由于现在的IP网络从本质上来讲是一个无连接的、可靠性不能100%保证的网络，在网络拥塞时，延迟过大，话音不清楚。现在已彻底改善，质量接近市话水平,82,三、综合业务数据网络,1、ISDN 概述2、ISDN 特点3、ISDN 的连接,83,1、ISDN概述,A、ISDN的背景B、ISDN的提出C、ISDN的定义D、通俗定义,84,A、ISDN提出的背景,背景 70年代，随着各种类型新业务（传真、数据报、数据通信等）的不断涌现，各种业务要都建立各自独立的业务专用网，显然是不合理的。对电信运营部门：投资大，电路利用率低，不易管理，资源不能共享等。对客户而言：多次申请、多种线路、多种终端。,85,B、ISDN的提出,基本设想 70年代初期，人们构想了这样一种网络，它可以把话音业务与各种非话音业务综合在一个网络内进行传送和处理。主要目的 有了这种网络，客户只需提出一次申请，仅用一条用户线就可将多种业务终端接入同一个网内。这种网络即所谓的“综合业务数字网”(ISDN)。,86,C、ISDN的定义,起源ISDN起源于1967年，但是直到1980年才明确定义。CCITT定义：以综合数字电话网为基础发展演变而成的通信网，能够提供端到端的数字连接，用来支持包括话音在内的多种电信业务，用户能够通过有限的一组标准化的多用途用户网络接口接入网内。,87,D、通俗定义,通俗定义即利用现有的模拟用户线，通过在用户端加装标准的用户/网络接口设备，将可视电话、数据通信、数字传真和数字电话等终端通过一对传统的电话线接入ISDN网络。,88,2、ISDN的特点,节省投资：使用一对用户线、一个入网接口就能获得话音、文字、图像、数据业务。使用方便：信息信道和信号信道分离，因而在一对传统的电话线上最多可连接8种不同的ISDN终端同时使用。高速数据传输，传输质量高：ISDN提供了64Kbps、128Kbps的高速数据通信能力。,89,3、ISDN终端连接,90,91,92,93,四、无线市话系统小灵通,曾经非常流行的小灵通属于无绳电话的升级版-无线市话系（PAS）这是一种典型的利用固定电话网实现通话的无线接入系统。用户小灵通手机通过系统的基站连接到固定电话网中。,94,基站,基站,基站,电话网,终端,终端,终端,无线市话小灵通组成示意图,95,小灵通基站、终端图片,96,小灵通的特点,1、发射功率小 由于小灵通发射功率小，因此它的辐射小，待机时间也比较长2、使用费用低 小灵通打出电话按市话计费，接听电话不收费，这点最吸引人3、市话的延伸和补充 采用了数字技术，具备来电显示、收发短信等功能，部分显示出优于市话,97,小灵通的特点（续）,4、通话质量差 音质差、总掉线，在移动中通话没有保证，给使用者带来烦恼5、适应性较差 在某些基站密度大、信号强的地方效果较好，而在环境稍差的地方通话无法保证,98,小灵通的技术与前景,小灵通不代表移动通信的新技术。早在二十世纪6、70年代在我国一些地方由于地理的原因不宜架设电话线，就采用过类似小灵通作为解决通话问题方案，并实际应用。小灵通的前景不宜擅下结论。但随着GSM、CDMA移动系统的发展和运营成本的下降，小灵通必将受到冲击，除非它提高自身的各项指标。,99,小灵通将于2011年退市,1、小灵通退市的消息来自官方 2、频率资源是退市的原因之一 3、绿色廉价通信方式仍受欢迎 4、小灵通退市的善后问题麻烦,100,非对称数字用户环路（ADSL）,ADSL是一种新的数据传输方式。它因为上行和下行带宽不对称而得名。它采用频分复用技术把普通的电话线分成了电话、上行、下行三个独立信道，打电话、上网互不干扰。只需向电信申请，加装一个调制解调器安装配套软件即可，非常适合家庭使用。,101,思 考 题,1、电话发明的意义？2、为什么需要交换？3、电话与电报相比优点是什么？4、传真机的特点是什么？5、小灵通的优缺点？6、ADSL为什么能做到打电话上网互不干扰？,102,第二讲结束,谢谢大家！,