第三章_程控数字交换机的硬件系统要点课件.ppt
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1、1,第三章 程控数字交换机的硬件系统,数字程控交换机硬件的基本结构数字交换的基本原理数字交换网络数字程控交换机的终端和接口控制系统的基本结构,2,第三章 程控数字交换机的硬件系统,3.1 程控数字交换机硬件的基本结构 程控交换机是电话交换网的核心设备,其主要功能是完成用户之间的接续。程控交换机是现代数字通信技术、计算机技术和大规模集成电路相结合的产物。交换机硬件电路可分为话路部分和控制部分,3,话路部分:数字交换网络和各种外围电路模块,如:用户模块、中继模块和信令模块控制部分:完成对话路设备的控制功能,它是由各种计算机系统组成,采用存储程序控制方式,即将对交换机的控制和维护管理功能预先编写程序
2、,存储在计算机的存储器中。交换机工作时,呼叫处理处理程序自动检测用户线和中继线的状态变化和维护人员输入的命令,根据要求执行程序,控制交换机完成呼叫接续、维护和管理功能。,4,数字程控交换机的硬件结构可以分为分级控制方式,全分散 控制方式和基于容量分担的分布控制方式,3.1.1 采用分级控制方式的交换机的硬件基本结构 采用分级控制方式的交换机的硬件基本结构如图3-1所示。数字交换网络 用户模块 远端用户模块 中继模块 信令设备 控制系统,5,整个话路部分的核心,连接外围的各种模块;并提供信令、信号音和处理机间通信信息的固定或半固定的连接。必须进行转换。,是终端设备和数字程控交换机的接口。通过用户
3、线路直接连接终端设备。向用户终端提供接口电路,完成用户话务的集中和扩散,对用户侧的话路进行必要的控制。,是现代数字程控交换机普遍采用的一种外围模块。通常设置在远离交换局的用户密集区,完成与用户模块相同的功能。与母局之间通常采用数字线路传输,且具有话务集中的功能,能大大降低用户线的投资,提高了信号的传输质量。,图3-1 采用分级控制方式交换机的硬件的基本结构,6,图3-1 采用分级控制方式交换机的硬件的基本结构,是不同的数字程控交换机之间的接口,交换机通过中继器完成与其它交换设备的连接,组成整个电话通信网。,用来接收和发送呼叫接续时所需要的信令信息。信令设备的种类取决于交换机所采用的信令方式。通
4、常有:DTMF收号器、MFC发送器和接收器、信号音发生器、NO.7信令终端和信令处理机。,7,是计算机系统,由中央处理器、存储器和输入、输出设备组成。通过执行预定的程序和查询数据,完成规定的话音通路接续、维护和管理功能。,中央处理器负责对数字交换网络和共用资源设备进行控制,如系统监视、故障处理、话务统计和计费处理等。外围处理机完成对交换网络外围模块的控制。用户处理机只完成用户线接口电路的控制、用户话务的集中和扩散,扫描用户线路上的各种信号并向呼叫处理程序报告,接收呼叫处理程序发来的指令、对用户电路进行控制。还对中继线路以及对信令设备进行控制。,8,一.交换机的硬件基本结构(分级控制方式),9,
5、3.1.2 全分散控制方式交换机的基本结构,S1240交换机有数字交换网络和链接到数字交换网络上的模块组成。模块分为两种类型:终端控制单元和辅助控制单元。所有的终端模块都具有相同的布局,有两部分组成:一部分是处理机部分也称控制单元;另一部分是终端电路。不同模块控制单元部分的硬件结构相同,但终端电路部分不同。交换机的全部控制功能都有分布在各个控制单元的处理机来完成。,10,3.1.2 全分散控制方式交换机的基本结构图,3-2 S1240交换机的基本结构,模拟用户模块,数字中继模块,ISDN用户模块,ISDN中继模块,服务电路模块,ISDN远端用户单元接口模块,高性能公共信道信令模块,外设与装载模
6、块,时钟与信号音模块,辅助控制单元模块,数字交换网络,11,(1)模拟用户模块(ASM)(2)数字中继模块(DTM)(3)ISDN用户模块(ISM)(4)ISDN中继模块(ITM)(5)服务电路模块(SCM)(6)ISDN远端用户单元接口模块(IRIM)(7)高性能公共信道信令模块(HCCM)(8)外设与装载模块(P&L)(9)时钟与信号音模块(CTM)(10)辅助控制单元模块(ACE),12,3.1.3 基于容量分担的分散控制方式的交换机的基本结构 基于容量分担的分散控制方式的交换机主要由交换模块(SM)、通信模块(CM)和管理模块(AM)三部分组成。,13,图3-3 基于容量分担的分散控制
7、方式交换机的基本结构,14,1交换模块 交换模块(SM)主要完成交换和控制功能,并提供用户线和局间中继线的接口电路。根据SM所处的位置,可分为本地(端局)交换模块和远端交换模块。交换模块是交换机中最主要、最基本的组成部分,交换机中的大部分呼叫处理功能和电路维护功能由交换模块完成。交换模块包括交口单元、模块交换网络和模块控制单元。,15,交换模块的终端接口单元有多种:功能:完成交换机与各种类型的通信终端设备的互连。用户接口单元:构成与模拟用户线的接口数字中继接口单元:是与PCM中继线的接口模拟中继接口单元数字服务单元:发送和接收各种信号音ISDN接口单元:提供2B+D数字用户线、30B+D接口和
8、分组处理接口,实现ISDN、分组交换网的互通V5.2接口单元:完成与接入网的接口,16,图3-3 基于容量分担的分散控制方式交换机的基本结构,相当于一个分级控制结构的交换机,17,2通信模块 通信模块(CM)的主要功能是完成管理模块(AM)与交换模块(SM)之间、各交换模块之间的连接与通信,它还完成管理模块(AM)与交换模块(SM)之间的呼叫处理和管理信息的传送,同时完成各交换模块之间的功能话音时隙交换。3管理模块 管理模块(AM)主要负责模块间呼叫接续管理,并提供 交换机主机系统与维护管理系统的开放式管理结构。管理模块(AM)用来完成呼叫处理的支援功能(包括系统范围内的维护访问、诊断、控制和
9、调度、软件恢复和初始化、故障检测和恢复等,这些都是集中控制的),同时完成管理功能,提供访问软件的外接数据链路和磁盘存储器。,18,3.2 数字交换原理和数字交换网络3.2.1 语音信号数字化和时分多路通信1语音信号的数字化 语音信号的数字化要经过抽样、量化和编码三个步骤。(1)抽样,图3-4 模拟信号的抽样,19,(2)量化,图3-5 压扩法基本原理图,(3)编码,20,2时分多路通信 时分多路通信常用的复用方式有频分复用和时分复用两种。它们分别按频率和时间划分信道。,图3-6 频分复用和时分复用方式,将信道的可用频带划分为若干互不交叠的频段,每路信号的频谱占用其中的一个频段实现多路传输,将一
10、条物理信道按照不同的时刻分成若干条通信信道(话路),各信道按一定的周期和次序轮流使用物理信道。,21,PCM通信是典型的时分复用多路通信系统,基本原理图如图3-7所示。,图3-7 PCM通信的基本原理,22,图2-2 30/32路PCM的帧结构,23,PCM30/32系统的主要参数:每秒传送8000帧 每帧32个时隙 每时隙为8bit串行码 传送码率为8bit/时隙x32时隙/帧x8000帧/s=2048kbit/s 每路信号的速率为64kbit/s16帧构成一复帧,时长为125usx16=2ms,24,3.2.2 数字交换原理和数字交换网络,数字交换的基本概念 为了实现不同用户之间的通话,数
11、字交换网络必须完成不同复用线之间不同时隙的交换。,数字交换就是将数字交换网络中的某条输入复用线上的某个时隙的内容交换到指定的输出复用线上的指定时隙。,在此过程中,也可将同一时隙内容进行不同复用线之间的交换(空间交换),时间交换:完成在同一条复用线上的不同时隙之间的交换,25,时隙交换,26,图3-8 数字交换机中两用户通话经数字交换网络连接的简化示意图,主叫,被叫,下行,27,时间交换和空间交换可以通过时间接线器()和空间接线器()来实现。和是数字交换网络中两种最基本的接线器,将一定数量的和按照一定的结构组织起来,可以构成具有足够容量的数字交换网络。,28,二.时间(T)接线器,1.定义:它能
12、够完成在同一条复用线上的不同时隙之间的交换,即将T接线器中输入复用线上某个时隙的内容交换到输出复用线的指定时隙。2.基本组成 T接线器主要有话音存储器SM、控制存储器CM以及必要的接口电路组成。SM、CM均包含若干存储单元,存储单元的数量等于复用线的复用度。SM:存储用户的话音信号,也可存储用户的数据信息以及信号设备提供的数字化的信号音。CM:存储处理机的控制命令字,用来指示写入或读出的话音存储器的地址。,话音信号是数字形式的并行码,在实际存储前须将PCM复用线上送来的串行码进行串并变换,变为并行码。每个单元的位元数至少为位。,29,3.两种工作方式及工作原理,.输出控制方式:顺序写入,控制读
13、出“叫号方式”,例如:将第6时隙内容交换到第20时隙。,接线器的输入线的内容按顺序写入话音存储器的相应单元,即输入服用线上第时隙的内容就写入SM的第i个单元。输出复用线某个时隙应读出话音存储器的哪个单元内容由控制器的相映单元的内容来决定,即CM的第j个单元存放的内容就是输出复用线第j个时隙应读出的话音存储器的地址。控制存储器的内容是在呼叫建立时由计算机写入的,在呼叫接续期间内容保持不变。,30,例如:将输入线上第6时隙内容交换到输出线的第20时隙。,输入复用线上某时隙的内容应写入到话音存储器的哪个单元,有控制器相映单元的内容来决定。即控制存储器的i单元的内容j,就是输入复用线TS的内容应写入的
14、话音存储器的地址。同样,控制存储器的内容是在呼叫建立时有计算机控制写入的。输出复用线的某个时隙依次读出话音存储器相映单元的内容。即在时隙k就读出话音存储器的k单元的内容,输出到输出线的TS上。,31,两种控制方式都是相对于话音存储器而言的。因为控制存储器只有一种控制方式,即控制写入,顺序读出方式。,32,四.空间接线器 S,1.功能:它完成在不同复用线之间同一时隙内容的交换,即将某条输入复用线上某个时隙的内容交换到指定的输出复用线的同一时隙。交换前后发生的变化是被交换内容所在的复用线,而其所在的时隙并没用发生变化。故称为“空间交换”,2.基本组成:它由一个连接n条输入复用线和n条输出复用线的n
15、n电子接点矩阵、控制存储器组以及相关的接口电路组成。,S接线器交换的时隙信号通常是并行信号,在实际交换系统中,如果交换的话音信号是8位的数字信号,则交叉矩阵应该配备8个,每个完成1位的交换。矩阵的大小取决于S接线器的容量。控制存储器共有n组,每组控制存储器的存储单元数等于复用线复用度。第j组控制存储器的第i个单元,用来存放在时隙i时第j条输入(输出)复用线应接通的输出(输入)线的线号。,33,图3-11 S接线器的组成结构,34,输入控制方式输出控制方式,3.工作方式:,35,输入控制方式,输入控制方式下,控制存储器是为输入线配置的.CMi中第I个单元存放的是第i条输入复用线在时隙I时应接通的
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