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第三章 程控交换机的接口与外设

第三章 程控交换机的接口与外设. 学习内容：. 1 、话机与电话交换技术的发展 2 、程控交换机的接口 模拟用户接口 数字用户接口 模拟中继接口 数字中继接口 数字音频信号的产生、发送和接收 3 、数字程控的外设 运行管理与维护（ OAM ） 计费系统 4 、程控交换控制系统 控制系统的组成 交换机对控制系统的基本要求 控制系统的构成方式 多处理的工作方式 多处理机间的通信. 1.1 电话机的发明. 1875 年 6 月 2 日贝尔和沃森发明了电话 （原始的电磁式电话） ↓. 1877 年爱迪生发明了碳精式送话器

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第三章 程控交换机的接口与外设

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  1. 第三章 程控交换机的接口与外设

  2. 学习内容： 1、话机与电话交换技术的发展 2、程控交换机的接口 • 模拟用户接口 • 数字用户接口 • 模拟中继接口 • 数字中继接口 • 数字音频信号的产生、发送和接收 3、数字程控的外设 • 运行管理与维护（OAM） • 计费系统 4、程控交换控制系统 • 控制系统的组成 • 交换机对控制系统的基本要求 • 控制系统的构成方式 • 多处理的工作方式 • 多处理机间的通信

  3. 1.1 电话机的发明 1875年6月2日贝尔和沃森发明了电话 （原始的电磁式电话） ↓ 1877年爱迪生发明了碳精式送话器 +手柄+呼叫设备（电铃）+手摇发电机+干电池 （磁石式电话机） ↓ 1882年出现了共电式电话机 （没有手摇发电机和干电池，通话所用电源由交换机供给） ↓

  4. 1.1 电话机的发明 ↓ 1896年美国人爱立克森发明了旋转式电话拨号盘 1920年美国人坎贝尔发明了消侧音电路 （自动电话机-拨号盘电话机） ↓ 60年代电子学飞速发展、70年代大规模集成电路出现 (电子电话机-按键式电话机) ↓ 80年代随着N-ISDN的应用出现了数字电话机

  5. 1.2 电话机的构成及通话原理 原始话音 送话器 原始话音 二-四转换 电话机 消侧音电路 还原话音 还原话音 受话器

  6. 1.2 电话机的构成及通话原理 受话器：将相应的电信号还原为声音的转换器。 送话器：将声音变换为相应电信号的转换器。 旋转式拨号盘（三个参数）： 脉冲速度：表示拨号盘每秒钟发生的脉冲个数。 普通：10/s 快速：20/s 脉冲断续比：在一个脉冲周期里，断开电流的时间和接通电流的时间之比。 t断/t续=1.6:1 或 2:1 位间隔：≥300ms

  7. 1.2 电话机的构成及通话原理 按键式拨号盘：与拨号集成电路配合发出脉冲或双音频(DTMF)信令。 振铃器：交铃流、音调振铃器 开关、叉簧：接插件，二、四线绳

  8. 1.2 电话机的构成及通话原理 高频 1209Hz 1336Hz 1477Hz 1633Hz 低频 697Hz 1 2 3 A 770Hz 4 5 6 B 852Hz 7 8 9 C 941Hz * 0 # D

  9. 1.3 电话机的分类 • 扬声电话机 • 免提电话机 • 无绳电话机 • 录音电话机 • 可视电话机 • 投币电话机 • 磁卡电话机

  10. 1.4、电话交换技术的发展

  11. 1.4电话交换技术发展的三个阶段 • 人工交换阶段： • 磁石式电话交换机 • 共电式电话交换机 • 机电式自动交换阶段： • 步进制交换机（Step by Step System）： • 史端乔（Strowger）式自动电话交换机 • 德国西门子式自动交换机 • 特点：直接控制方式

  12. 1.4电话交换技术发展的三个阶段 • 机动制交换机： • 旋转制或升降制电话交换机 • 特点：间接控制方式 • 共同特点： • 噪声大 • 易磨损 • 维护工作量大 • 接线速度慢 • 故障率高 • 电路技术简单 • 人员培训容易

  13. 1.4电话交换技术发展的三个阶段 • 纵横制交换机（Crossbar System）： • 特点：间接控制方式 • 接线器接点采用压接触方式 • 电子式自动交换阶段： • 半电子交换机（准电子交换机）： • 话路部分采用机械接点，控制部分采用电子器件。 • 全电子交换机： • 话路部分和控制部分均采用电子器件。

  14. 1.4电话交换技术发展的三个阶段 模拟程控交换机：1965年5月美国开通了第一个程控交换机（ESS No.1）。 数字程控交换机：1970年法国开通了第一个数字程控交换机（E10）。 几个概念：程控与布控、时分与空分、模拟与数字

  15. 1.4程控交换机的优越性 • 在技术上的：能提供许多新的服务性能 • 维护管理方便、可靠性高 • 灵活性大、便于采用新技术和增加新业务 • 在经济上的：在交换设备上 • 在线路设备上 • 在维护和生产方面

  16. 补充业务 • 缩位拨号 • 热线服务 • 呼出限制 • 免打扰服务 • 查找恶意呼叫 • 闹钟服务 • 截接服务 • 缺席用户服务 • 遇忙回叫 • 无条件呼叫前转 • 遇忙呼叫前转 • 无应答呼叫前转 • 呼叫等待 • 三方通话 • 会议电视 • 主叫号码显示等

  17. 1.4我国程控交换技术的发展 • 引进交换机 • AXE10，FETEX-150，E10B，5ESS、 NEAX61 、EWSD • 引进生产线 • 上海：S1240，北京：EWSD，天津：NEAX61 • 自行研制 • 巨龙HJD-04，大唐SP30，华为C&C08，中兴ZXJ10

  18. 2、程控数字交换机的系统结构

  19. 数字交换机的系统结构

  20. 数字程控电话交换系统 话路子系统 控制子系统 CPU与存储器 接口设备 交换网络 外部设备 模拟/数字用户电路 远端接口 数字/模拟中继器 信号音发生器 信令设备 DTMF接收器 MFC接收和发送器 用户集中级

  21. 几个概念 接口设备：是实现数字交换系统和外围环境的接口。 远端接口：是到集中维护操作中心、网管中心、计费中心等的数据传送接口。 用户集中级：完成话务集中功能，集中比一般为2:1到8:1一般为单T交换网络。 用户模块：用户集中级+用户电路 远端模块：设置在远端的用户模块。

  22. 数字交换系统接口类型 A 数字中继接口 Z 用户侧接口 交换网络 中继侧接口 B 模拟用户接口 数字用户接口 V C 数字用户接口 模拟中继接口 Q3 控制系统 操作维护 OAM

  23. Z1 A 模拟用户线 2,048kbit/s LT ET ET ET ET ET ET ET ET NT ET ET ET ET ET ET Z1 模拟远端集线器 Z2 8,448kbit/s LT PCM Z3 B 模拟PABX 数 字 交 换 网 络 8,448kbit/s LT V1 数字用户线 34,368kbit/s LT Z1 数字远端模块 V2 C11 通路转换设备 FDM V1 LT V3 C12 实线 四线 数字PABX 中继器 LT m X (2B+D) V4 C21 转换 LT V5 C22 二线 本地 n X E1 LT 数字交换机接口类型

  24. 程控交换系统接口类型——数字接口 V接口： V1：64kb/s，可为2B+D或30B+D的终端 V2：连接数字远端模块的接口 V3：连接数字PABX的接口，属30B+D的接口 V4：可接多个2B+D的终端，支持ISDN的接入 V5：支持n X E1的接入网，包括V5.1和V5.2接口 A接口：速率为2048kb/s的数字中继接口 B接口：PCM二次群接口，其接口速率为8448kb/s

  25. 程控交换系统接口类型——模拟接口 Z1接口：连接单个模拟用户的接口 Z2接口：连接模拟远端集线器的接口 Z3接口：连接模拟PABX的接口

  26. 2、接口电路

  27. 2.1 模拟用户电路 模拟用户电路的功能可归纳为BORSCHT七个功能： ——B(Battery feeding)馈电 ——O(Overvoltage protection)过压保护 ——R(Ringing control)振铃控制 ——S(Supervision)监视 ——C(CODEC & filters)编译码和滤波 ——H(Hybird circuit)混合电路 ——T(Test)测试

  28. 馈电 扼流圈阻止交流的话音信号通过电源回路串路。还有电流馈电方式,通过恒流源馈电,无需电感线圈. （-48v） 电容的特性：“隔直流，通交流” 电感的特性：“隔交流，通直流”

  29. R a 内线 外线 E(-48V) R b 过压保护 过压保护：避免高压进入交换机内部而损坏交换机，设置了两极保护。 第一级在总配线架上安放保安器 第二级在用户电路中设置二极管箝位电路 • 保安器可为热线圈或放电管,有高压时，保安器动作，会引高压入地，但 保安器的输出电压仍可达上百伏，故需第二级保护。 • 箝位电路将用户线(a或b)的电压箝位在-48V～0V之间。 • 热敏电阻R起限流作用，R的阻值随电流增大而增大。 • 仅有第一级或第二级保护是不够的，需两级配合使用。

  30. 振铃控制 3 振铃:提供振铃所需25 ～50HZ,90V±15V的 交流电压,发送铃流. 过程:控制系统发“振铃控制”→开关动作→铃流经用户线送达用户话机→振铃→用户摘机→振铃电路产生“截铃”信号→控制系统停止“振铃控制”信号→开关释放→ 停止振铃 振铃电压：90+15v

  31. 监视 可检测以下各种用户状态： 1、用户话机的摘挂机状态 2、用户话机（号盘）发出的拨号脉冲 3、投币话机的输入信号 4、话终挂机状态

  32. 监视

  33. 模拟 PCM 编码器 用户侧 交换机侧 300～3400HZ PCM 译码器 模拟 平滑 编译码和滤波（CODEC） 编码器：完成模拟信号到数字信号的转换（Coder）。 译码器：完成数字信号到模拟信号的转换（Decoder） 。 编译码和滤波：实现用户线上的模拟信号与交换机内部的PCM信号之间的转换。

  34. 混合电路 完成二线到四线的转换功能。用户话机的模拟信号是二线双向 PCM数字信号在去话方向上要进行编码,在 来话方向上要进行译码,必须采用四线制的单向传输.

  35. 测试 测试:当故障发生时,测试开关将用户内线 与用户外线分开,以测定故障是局内设备故 障,还是局外设备故障.

  36. 模拟用户电路功能框图

  37. 模拟中继电路功能框图 去掉 去掉

  38. 数字用户接口

  39. S接口 数字用户终端的数字信息采用四线制方式时，应采用S接口。 • U接口 U接口是在网络终端到电话局之间的ISDN用户线采用二线制市话电缆的接口设备。

  40. 数字中继电路 数字中继器：是连接数字局间中继线的接口电路，用于 与数字交换局或远端模块的连接。 主要作用：是根据PCM时分复用原理，将30路64kb/s的话路信号复接成2048kb/s的基群信号发送出去，或者反之，把从其它数字交换系统（或数字传输系统）来的2048kb/s的基群信号分成30路话路信号，然后再通过数字交换网络分接到各个相应的用户。 在上述过程中，完成信号传输、信号同步、信令配合

  41. 数字中继电路的基本功能 • 码型变换： • 单极性不归零码 HDB3（高密度双极性码） • 时钟提取： • 就是从输入的数据流中提取时钟信号，作为输入数据流的基准时钟。同时该时钟信号还用来作为本端系统时钟的外部参考时钟源。 • 帧同步： • 就是从接收的数据流中搜索并识别到同步码，并以该时隙作为一帧的开始，以便接收端的帧结构排列和发送端的完全一致。

  42. 数字中继电路的基本功能 • 复帧同步： • 如果数字中继线上使用的是随路信号（中国1号信令），则除了帧同步外，还要有复帧同步。 • 复帧同步是为了解决各路标志信号的错路问题。 • 提取和插入随路信号 • 帧定位（再定时）

  43. 数字中继电路的基本功能 收 码型变换 帧定位 时钟提取 帧同步 PCM 信号提取 帧定位信号插入 复帧定位 信号插入 发 码型变换

  44. 2.5 音频信号的产生、发送和接收 • 1、信号种类： • 交换机到用户： 各种信号音（单频，信号源450Hz或 950Hz的正弦波） • 交换机到交换机： 局间信号（MFC） • 前向信号频率：1380Hz, 1500Hz, 1620Hz, 1740Hz, 1860Hz, 1980Hz（6中取2） • 后向信号频率：1140Hz, 1020Hz, 900Hz, 780Hz, （4中取2） • 用户到交换机： 拨号信息（直流脉冲、DTMF）

  45. 2、单频信号的产生 T=2ms 500Hz音频信号产生原理

  46. 单音频信号产生原理 将信号按125μs间隔进行抽样（也就是8kHz的PCM抽样频率），然后进行量化和编码，得到各抽样点的PCM信号，放到ROM中，使用时对ROM按一般PCM信号读出，就是这个音频信号（数字化的信号）。

  47. 信号发生器的硬件结构

  48. 3、双音频信号的产生 双音频信号产生原理： 首先要找到一个重复周期。 将两个双音频信号按125μs间隔进行抽样（也就是8kHz的PCM抽样频率），然后进行量化和编码，得到各抽样点的PCM信号，放到ROM中，使用时对ROM按一般PCM信号读出。 举例：产生1380HZ和1500HZ信号

  49. 数字音频信号的发送 指定时隙或占用普通话路的时隙经交换网络送出。

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