程控數(shù)字交換技術(shù)概述

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1、現(xiàn)代交換原理與技術(shù)授課教師：蔣霞信息工程學(xué)院通信工程教研室2011.10第1章概述1.1電話通信的起源1.2交換與通信網(wǎng)1.3電話交換機(jī)的發(fā)展與分類1.4程控數(shù)字交換機(jī)簡介1.5程控數(shù)字交換機(jī)的優(yōu)越性與技術(shù)發(fā)展1.1電話通信的起源1.電話的問世電話通信是我們生活中應(yīng)用最廣泛、使用最頻繁的一種通信方式。電話通信于1876年由美國科學(xué)家貝爾發(fā)明。最初的電話通信只能完成一部話機(jī)與一部話機(jī)的固定通信，如圖1-1所示。這種僅涉及兩個終端的通信稱為點對點通信。圖1-1點對點通信點對點通信存在如下缺點：(1)任意兩個用戶之間的通話都需要一條專門的線路直接連接，當(dāng)

2、存在N個終端時，需要的傳輸線數(shù)為N(N-1)/2條，傳輸線的數(shù)量隨終端數(shù)的增加而急劇增加，如圖1-2所示。(2)每個終端都有N-1條線與其他終端相連接，因而每個終端需要N-1個線路接口。(3)增加第N+1個終端時，必須增設(shè)N條線路。(4)當(dāng)終端間相距較遠(yuǎn)時，線路信號衰耗大。圖1-2多個終端的點對點通信2.交換設(shè)備的誕生1878年，美國人阿爾蒙·B·史端喬提出了交換的設(shè)想，其基本思想是將多個終端與一個轉(zhuǎn)接設(shè)備相連，當(dāng)任何兩個終端要傳遞信息時，該轉(zhuǎn)接設(shè)備就把連接這兩個用戶的有關(guān)電路接通，通信完畢再把相應(yīng)的電路斷開。我們稱這個轉(zhuǎn)接設(shè)備為交換機(jī)，如圖1-3

3、所示。圖1-3有交換設(shè)備的通信1.2交換與通信網(wǎng)當(dāng)終端用戶分布的地域較廣時，可設(shè)置多個交換機(jī)(如市話分局交換機(jī))，每個交換機(jī)連接與之較近的終端，且交換機(jī)之間互相連接，如圖1-4所示。圖1-4交換機(jī)之間的通信當(dāng)終端用戶分布的地域更廣，多個交換設(shè)備之間也不便做到個個相連時，就要引入?yún)R接交換設(shè)備，構(gòu)成典型的電信通信網(wǎng)，如圖1-5所示。終端設(shè)備一般置于用戶處，故將終端設(shè)備與交換設(shè)備之間的連接線叫做用戶線，而將交換設(shè)備與交換設(shè)備的連接線叫做中繼線。用戶交換機(jī)是由機(jī)關(guān)、企業(yè)等集團(tuán)單位投資建設(shè)，供內(nèi)部通信使用的交換機(jī)。圖1-5典型的電信通信網(wǎng)1.電信網(wǎng)的構(gòu)成要素

4、及主要功能基本的電信網(wǎng)由終端、傳輸和交換等三類設(shè)備組成。1)終端設(shè)備終端設(shè)備的主要功能是把待傳送的信息和在信道上傳送的信號進(jìn)行相互轉(zhuǎn)換。對應(yīng)不同的電信業(yè)務(wù)有不同的終端設(shè)備，如電話業(yè)務(wù)的終端設(shè)備就是電話機(jī)終端，數(shù)據(jù)通信的終端設(shè)備就是計算機(jī)等。消息：通常把語言和聲音、音樂、文字、符號、數(shù)據(jù)、圖象等統(tǒng)稱為消息。信息：消息中所給予收信者的新知識或消息中包含的有意義的內(nèi)容。信號：描寫與消息相對應(yīng)的電信號或光信號，是傳遞信息的載體。2)傳輸設(shè)備傳輸設(shè)備是傳輸媒介的總稱，它是電信網(wǎng)中的連接設(shè)備，是信息和信號的傳輸通路。傳輸鏈路的實現(xiàn)方式很多，如市內(nèi)電話網(wǎng)的用戶端

5、電纜，局間中繼設(shè)備和長途傳輸網(wǎng)的數(shù)字微波系統(tǒng)、衛(wèi)星系統(tǒng)以及光纖系統(tǒng)等。3)交換設(shè)備如果說傳輸設(shè)備是電信網(wǎng)絡(luò)的神經(jīng)系統(tǒng)，那么交換系統(tǒng)就是各個神經(jīng)的中樞，它為信源和信宿之間架設(shè)通信的橋梁。基本功能：根據(jù)地址信息進(jìn)行網(wǎng)內(nèi)鏈路的連接，以使電信網(wǎng)中的所有終端能建立信號通路，實現(xiàn)任意通信雙方的信號交換。對不同的電信業(yè)務(wù)，交換系統(tǒng)的性能要求不同，例如對電話業(yè)務(wù)網(wǎng)，交換系統(tǒng)的要求是話音信號的傳輸時延應(yīng)盡量小，因此目前電話業(yè)務(wù)網(wǎng)的交換系統(tǒng)主要采用直接接續(xù)通話電路的電路交換設(shè)備。交換系統(tǒng)除電路交換設(shè)備外，還有適合于其他業(yè)務(wù)網(wǎng)用的報文交換設(shè)備和分組交換設(shè)備等。由于交換系

6、統(tǒng)的設(shè)備承擔(dān)了所有終端設(shè)備的匯接及轉(zhuǎn)接任務(wù)，在通信網(wǎng)中成為了關(guān)鍵點，因此在網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)圖中，常將含交換系統(tǒng)的點稱為節(jié)點。電信網(wǎng)僅有上述設(shè)備往往不能形成一個完善的通信網(wǎng)，還必須包括信令、協(xié)議和標(biāo)準(zhǔn)。從某種意義上說，信令是實現(xiàn)網(wǎng)內(nèi)設(shè)備相互聯(lián)絡(luò)的依據(jù)，協(xié)議和標(biāo)準(zhǔn)是構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)的規(guī)則。因為它們可使用戶和網(wǎng)絡(luò)資源之間，以及各交換設(shè)備之間有共同的“語言”，通過這些“語言”可使網(wǎng)絡(luò)合理地運(yùn)轉(zhuǎn)和正確地控制，從而達(dá)到全網(wǎng)互通的目的。2.電話網(wǎng)的特點電話網(wǎng)最初的設(shè)計目標(biāo)很簡單，就是要支持話音通信，因此話音業(yè)務(wù)的特點也就決定了電話網(wǎng)的技術(shù)特征。話音業(yè)務(wù)具有如下特點：(1)速率

7、恒定且單一。每個用戶的話音經(jīng)過抽樣、量化、編碼后都形成了64kb/s的速率。(2)話音對丟失不敏感。電話通信中允許一定的信息丟失，因為話音信息的相關(guān)性較強(qiáng)，可以通過通信的雙方用戶來恢復(fù)。(3)話音對實時性要求較高。話音通信中，時延應(yīng)盡量小，用戶雙方應(yīng)像面對面一樣進(jìn)行交流。(4)話音具有連續(xù)性。通話雙方一般是在較短的時間內(nèi)連續(xù)地表達(dá)自己的通信信息的。隨著通信技術(shù)的發(fā)展，通信的業(yè)務(wù)將越來越豐富1.3電話交換機(jī)的發(fā)展與分類1.電話交換機(jī)的發(fā)展早期的交換設(shè)備有人工交換機(jī)、步進(jìn)制交換機(jī)、縱橫制交換機(jī)、空分式模擬程控交換機(jī)等，目前先進(jìn)的交換機(jī)有時分式數(shù)字程控交

8、換機(jī)、ATM交換機(jī)等。不同階段的電話交換機(jī)簡介如表1.1所示。表1.1不同階段的電話交換機(jī)簡介2.電話交換機(jī)的分類(1)按