第二章程式控制交換技術
3.1 數字程式控制交換機硬體的基本結構
一. 程式控制交換機的基本組成
數字程式控制交換機硬體系統可以分成話路部分和控制部分
話路部分包括數字交換網路和各種外圍模組,如使用者模組,中繼模組和信令模組等.
控制部分完成對話路裝置的控制功能，由各種計算機系統組成，採用儲存程式控制方式。
二. 程式控制交換機的幾種硬體結構方式
程式控制數字交換機的硬體結構大致可分為:
分級控制方式
全分散控制方式
基於容量分擔的分布控制方式。
1. 採用分級控制方式的交換機的硬體基本結構
如圖所示,由圖可見採用分級控制的交換機的硬體由使用者模組，遠端使用者模組、
數字中繼器、模擬中繼器、數字交換網路、信令裝置和控制系統組成。各部分的功能如下:
1) 數字交換網路
是整個話路部分的核心,它連線各個外圍模組,同時為各個模組之間通訊提供
通訊鏈路,可以使任意兩個使用者之間,任意使用者和任意中繼之間,任意兩個中繼線之間都通過數字交換網路完成連線.目前**交換機中的交換網路全部採用數字交換網路,因此,所有傳送到數字交換網路的訊號都必須變換為二進位制編碼的數碼訊號.在處理機的控制,除了為呼叫提供需要的內部語音和資料通路外,有時還提供信令,訊號音和處理機之間通訊資訊的固定或半固定連線.
2) 信令模組
完成交換機在話路接續過程中必須的各種信令功能.如各種訊號音:撥號音,
忙音,回鈴音等.常用的信令裝置有dtmf收號器,訊號音發生器,no.7信令終端和
no.7信令處理機。
3）介面電路
介面是交換機中唯一與外界發生物理連線的部分。為了保證交換機內部訊號傳遞和處理的一致性，任何外界系統原則上都必須通過介面與交換機內部發生關係。
● 使用者模組：終端裝置與程式控制交換機的介面。通過使用者線路直接連線使用者終端
裝置。與數字交換網路通過pcm鏈路相連。
功能：使用者電路通過使用者線直接連線使用者的終端裝置—話機，主要完成borscht七大功能，這七大功能的具體講解見介面電路部分。 使用者電路與核心交換網路之間的連線，完成使用者話務的集中和擴散。
使用者處理機完成對使用者模組的控制和管理功能。
● 遠端使用者模組
是現代數字程式控制交換機普遍採用的一種外圍模組。通常設定在距離**局較
遠的使用者密集區,完成的功能與使用者模組相同,由於它與母局間通常採用數字線路傳輸,並且本身具有話務集中功能,因此能大大降低使用者線的投資,同時提高訊號傳輸質量。
● 中繼器
是不同的數字程式控制交換機之間的介面。交換機通過中繼器完成與其它交換設
備的連線,從而組成整個**通訊網。
按照連線中繼電路的型別，可分為模擬中繼模組和數字中繼模組，分別用來連線模擬中繼線和數字中繼線。目前，模擬中繼已基本淘汰，廣泛使用的是數字中繼裝置。
4) 控制系統
是計算機系統，由處理器、存貯器和輸入/輸出裝置組成，通過執行預定的程
序和資料，來完成規定的話音通路接續、維護和管理的功能邏輯。
處理機：處理機是整個控制部分的核心，用來執行交換機的軟體指令，其運算能力的強弱直接影響整個交換機的處理能力。
儲存器：儲存器是儲存程式和資料的裝置。它分為內部儲存器和外部儲存器。
內部儲存器根據訪問方式可分為唯讀儲存器（rom）和隨機訪問儲存器（ram）。記憶體的大小也會對系統的處理能力產生影響。外部儲存器指硬碟、磁帶、光碟等，用於儲存交換機程式、管理資料以及計費資料等。
i/o裝置：輸入/輸出裝置包括計算機系統中所有的外圍部件，輸入裝置包括鍵盤、滑鼠等；輸出裝置包括顯示裝置、印表機等。
2. 採用全分散控制方式的交換機
1) s1240交換機的基本組成
s1240交換機由數字交換網（dsn）和連線到dsn上各模組組成。 模組由兩
種型別的模組組成：一種是終端控制單元； 一種是輔助控制單元。
2) 終端控制單元
終端控制單元由兩部分組成，一部分是處理機部分，也稱控制單元（cel
control element），一部分是終端電路tc（terminal circuit）。
不同的模組控制單元部分的硬體實現相同，但終端電路部分不同。
交換機的全部控制功能都由分布在各個控制單元中的處理機來完成。
s1240交換機中主要的模組：
● 模擬使用者模組asm（analogue subscriber module）
模擬使用者與交換機之間的介面，最多可有128條使用者線。
主要功能：提供使用者介面電路，並由asm中的處理機完成對本模組使用者線的
信令控制和呼叫控制。
● 數字中繼模組dtm（digital trunk module）
交換局與交換局之間數字中繼介面，每個dtm能連線一條30/32路的pcm中
繼線。 主要功能：dtm中的終端電路具有完成碼型轉換，傳輸率轉換，再定時及幀同步功能；dtm中的處理機完成本模組的中繼線的信令控制和呼叫控制功能。
● isdn使用者模組ism
● isdn中繼模組itm
● 服務電路模組scm（service circuit module）
為asm和dtm服務。不僅可以用來接收和識別使用者發來的雙音多頻訊號，還
可以用來接收，識別和產生傳送局間的多頻互控訊號；同時，scm還能提供會議**功能，能提供6組最多每組10人的會議**。
● isdn遠端使用者單元介面模組irim
isdn遠端使用者單元與s1240交換機之間的介面
● 高效能公共通道信令模組hccm
s1240交換機處理no.7信令資訊的模組
● 外設與裝載模組p&l
s1240交換機與輸入/輸出裝置（如磁碟，光碟，印表機，顯示裝置和操作終
端）之間的介面模組。
● 時鐘與訊號音模組ctm
負責產生系統時鐘，各種訊號音。
3）輔助控制單元模組ace
輔助控制單元不含終端電路，只有控制單元，主要完成軟體控制功能。 根據所裝軟體的不同，ace有多種型別
4）數字交換網路
● 數字交換網路的一般結構
數字交換網是s1240交換機的核心，各個模組通過dsn相連。dsn是乙個多級多平面網路，最多可裝4級，4個平面。級數可根據系統容量確定，平面數量是由話務量決定的。
● 數字交換單元dse的組成和功能
每個交換單元dse就是一塊印刷電路板，乙個dse有16個交換埠，埠編號為0-15，每個交換埠都為雙交換埠，包括乙個接收埠rx，乙個傳送埠tx。
每個dse可以完成任一接收埠上接收通道至任一傳送埠上傳送通道的資訊交換。由於每個pcm鏈路上有32個時隙，所以dse相當於是乙個512×512的全利用度接線器。
3. 基於容量分擔的分散控制方式的交換機
1） 交換模組
交換模組主要完成交換和控制功能，提供使用者線和局間中繼線的介面電路。根據sm所處的位置不同，可分為本地（局端）交換模組和遠端交換模組。
交換模組（sm）是交換機中最主要、最基本的組成部分，交換機中大部分的
呼叫處理功能和電路維護功能由交換模組完成。在交換模組包括介面單元、模組交換網路和交換模組控制單元三部分。
2） 通訊模組cm
通訊模組（cm）的主要功能是完成管理模組（am）與交換模組（sm）之間及
交換模組之間的連線與通訊.
通訊模組完成管理模組（am）與交換模組（sm）之間的呼叫處理和管理資訊
的傳送, 完成各交換模組之間的話音時隙交換功能
3） 管理模組am
am主要負責模組間呼叫接續管理，並提供交換機主機系統與維護管理系統的
開放式管理結構。am由主機系統和終端系統構成。
主機系統負責整個交換系統的模組間呼叫接續管理，各sm之間的接續都需要經過主機系統**訊息。主機系統面向使用者，提供業務介面，完成交換的實時控制與管理。
終端系統採用客戶機/伺服器的方式提供交換系統與開放網路系統的互聯，並且通過ethernet介面與主機系統直接相連，是交換系統與維護管理系統相連的樞紐，它提供乙太網介面，可接入維護工作站ws，並提供到網管中心相連的各種介面。
2.2數字交換原理和數字交換網路
一. 語音頻號數位化和時分多路通訊
1.語音頻號的數位化
首先對於模擬訊號比方說在**交換中，傳輸的話音訊號，可以對它進行數位化，在通訊當中，尤其在**通訊中更常用用的對話音進行數位化的方式就是所謂的pcm編碼方式，即脈衝編碼調製方式。
語音頻號的數位化要經過抽樣、量化和編碼三個步驟。
1） 抽樣（以相等的時間間隔來抽取訊號的瞬時值）
● 話音頻率 300-3400hz
● 抽樣要求：f抽樣≥2f訊號
● 抽樣頻率：8khz (t=125us) pam（時間離散，幅度值無數）
抽樣的功能是將時間上連續的模擬訊號變為時間上離散的抽樣值。
抽樣頻率取值為8000hz，即抽樣週期為125μs。
只有符合奈奎斯特抽樣定理，pam訊號解調後才能恢復成原來的模擬訊號，
因此該pam訊號完全代表了原始模擬訊號。
2） 量化
經過抽樣後的語音頻號雖然從時間上離散開，但幅度上還是連續的，有無窮
多的數值。量化是指用有限個度量值來表示抽樣後的訊號的幅度值。將訊號的幅度值就近歸入臨近的度量級，即將幅度上連續的抽樣值變換為幅度上離散的量化值。
根據量化級的選取，有均勻量化和非均勻量化兩種方法。
● 均勻量化
在整個量化區間，所有量化間距都相同，實現起來比較容易，其缺點是小信
號的訊雜比比較小。
● 非均勻量化
對大訊號的量化噪音可以大一些，小訊號的量化噪音小一些，這樣能夠保證
訊號整體的訊雜比一致，最常用的方法是壓擴法。對於輸入的訊號首先進行類似對數函式的壓擴處理後，小訊號擴大了，而大訊號壓縮了，再進行均勻量化。
兩種壓擴律――a律和μ律。歐洲和我國均採用a律，在pcm30/32系統中採用；μ律通用於北美和日本，在pcm24系統中採用。
3） 編碼
在pcm32系統中，採用8位碼來表示乙個樣值，最高位是極性碼，剩下的7
位對應128個量化級。
話音訊號的pcm編碼的傳輸速率=8000hz /s×8=64kb/s。
64kb/s是程式控制數字交換機中基本的交換單位。
2.時分多路通訊和pcm30/32系統
1）頻分復用方式和時分復用方式
如圖所示：當通道的傳輸能力超過某一資訊的需求時，為了提高通道的利用率，需要用一條通道傳輸多路訊號，該技術稱為多路復用技術
頻分復用方式是將通道的可用頻帶劃分為若干互不交疊的頻段，每路訊號的頻譜占用其中的乙個頻段，以實現多路傳輸。
程式控制交換大綱
程式控制交換技術 課程教學大綱 課程 90623603 課程型別 專業必修課適合專業 通訊工程 總學時數 68學分 4 一 課程教學目的與任務 程式控制交換技術是通訊工程專業的一門重要的專業必修課，在整個專業課程結構中起著承上啟下的作用。本課程的教學目的是通過教學和必要的實驗環節，使學生了解程式控制...
程式控制交換知識總結
第一章1 現代社會有兩大基礎設施是交通運輸網和電信網。2 基本的電信網由終端 傳輸和交換等三類裝置組成 電信網種類繁多，按網路用途分類 承載網 交換網和支撐網 3 從物理上完善的電信網則是由交換網 傳輸承載網和終端裝置以及支撐系統組成的。4 從邏輯上電信網是由節點 node 鏈路 link 和端點 ...
程式控制交換原理C卷
湖南城市學院 2009 2010學年第1期 程式控制交換 試卷 c 卷時間 120 分鐘年級專業班級 通訊工程0612203 4 0712401 2 考試 閉卷 一 填空題 每空1 分，共20分 1 呼損是指使用者發起呼叫時，如果在交換網路或中繼電路中不能占用一條從而不能建立接續完成通話。2 機主要...