《第04章 数字交换系统终端设备和控制系统.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第04章 数字交换系统终端设备和控制系统.ppt（65页珍藏版）》请在三一办公上搜索。
1、第四章 数字交换系统的终端设备和控制设备,4.1 数字交换系统的终端设备4.2 程控交换机的控制设备,什么叫终端设备？传输线上面的信号必须要转换成适合于数字交换网络要求的形式才能通过交换机，要求交换网络和线路之间必须有接口完成特定的转换功能，这些接口电路或者接口设备就称为终端设备。,4.1 数字交换系统的终端设备,终端设备主要是实现数字交换网络与外部的接口的转换。,如图4.1所示,图中的用户电路、用户模块、数字中继器、模拟中继器、信号发/收器等都是终端设备。数字交换网络（选组级）通过用户级（用户电路与用户模块）与模拟电话用户相连。,模拟中继线进入选组级必须通过模拟中继器完成完成相应的转换，数字
2、中继器进入选组级则必须通过数字中继器完成相应的转换。中继线为两个交换机的连接线路，传送语音信号及相关的控制信号。,信号发/收器用于用户所拨号码及交换机间传送的主/被叫号码等信息。,一、模拟用户线终端1、用户模块 如图4.2所示。,图4.2,（1）用户级网络：由一级T型接线器组成的数字交换网络，负责话务的集中或扩散。（2）信号提取和插入电路：用于交换机中多个处理器之间的通信。（3）网络接口电路：用户模块和数字交换网络之间的接口电路。,（4）扫描存储器：暂存从用户电路读取的信息。（5）分配存储器：用于暂存向用户电路发出的命令。（6）微处理器：负责控制用户模块和用户电路的工作。,用户模块的用户端可以
3、接若干个用户，数量从302048不等，随交换机的设计而定。,二、用户电路 是交换机连接模拟用户的接口电路，每个用户占用一套用户电路。用户电路的功能归纳为BORSCHT七大功能。其功能图如图4.3 所示。,图4.3,1、馈电,所有连接在交换机上的电话机，无论通话与否，都要向其馈电。在数字交换机中由用户电路负责这一任务。在通话时的馈电电流在20mA50mA之间，为使送话器特性处于最佳工作状态，环路电阻应小于1900。,为了防止外来高压的袭击，交换机一般采用两级保护措施。,2、过压保护,第一级保护：在总配线架上安装炭素避雷器和放电管，但从这一级输出的电压仍可能达到上百伏，对交换机中的集成器件仍会产生
4、致命损伤。第二级保护措施：用户电路中的过压保护电路。,3、振铃控制,向用户振铃的铃流电压一般较高，这么高的电压是不允许从用户电路中通过的。铃流电压一般是通过继电器或高压集成电子开关单独向用户话机提供。,振铃继电器控制铃流原理图,4、监视,对用户线的监视，是通过监视用户线上直流环路电流的通断来实现的。用户挂机空闲时，直流环路断开，馈电电流为零；反之，用户摘机后，直流环路接通,在直流馈电电路中串联一小电阻R，通过检测电阻R上的直流压降便可得知在a、b线上是否形成了直流通路。,5、编解码和滤波,编解码器的任务是完成模拟信号与数字信号之间的变换。为避免在模数变换中由于信号取样而产生混叠失真以及50Hz
5、电源的干扰和3400Hz以上的频率分量信号，模拟话音在进行编码以前要通过一个频率范围在3003400HZ之间的带通滤波器,6、混合电路,混合电路用来完成二四线变换功能。用户话机的模拟信号是二线双向的，但是数字交换网络的PCM数字信号是四线单向的，因此在编码以前和译码以后一定要进行二四线变换。,7、测试,测试功能主要是用于及时发现用户线和用户电路的各种故障测试功能实际上提供测试入口，位于用户线一侧。,除上述七项基本功能之外，用户电路还具有极性倒换、衰减控制、收费脉冲发送、投币话机硬币集中控制等功能。,三、数字中继器 数字中继器是数字交换网络与PCM数字线路之间的接口设备。其功能图如图4.4所示：
6、,图4.4 数字中继器功能图,（1）码型变换和反变换 即将数字中继线上传送的HDB3码或者AMI码转换成适合于交换机采用的不归零码，或者是进行相反的转换。,（3）帧同步、复帧同步、帧定位、帧同步信号及复帧同步信号的插入等。,（2）时钟提取 从PCM传输线上输入分数据流中提取对方交换机的时钟信号，以便于远端交换机同步。,四、信号终端 信号终端包括单音频信号发生器、双音频信号音发生器、按键双音频信号接收器、多频接收器和多频发送器。,1、数字音频信号的产生 包括单音频信号和双音频信号。单音频信号：发往用户的信号，如拨号音、忙音、和回铃音等。双音频信号：发往中继线的局间信号。,前向信号：1380HZ
7、1500HZ 1620HZ 1740HZ 1860HZ 1980HZ 后向信号：1140HZ 1020HZ 900HZ 780HZ 前向信号：“六中取二”（15种组合）后向信号：“四中取二”,2 数字音频信号的发送 各种音频信号，分别占用上行复用线的一个信道，送到数字交换网络，在交换网络中，占用一个内部时隙，通过型接线器或者S型接线器的多址分配，最后存储在后级T型接线器语音存储器的某些固定的单元中，当需要某些信号音时，可直接从后级T型接线器中读出，并送到相应的用户单元或者中继电路。,3 数字音频信号的接收 接收多频信号。,对控制设备的要求：（1）具有很强的呼叫处理能力（2）具有高度的可靠性（3
8、）具有高度的灵活性和适应性。,4.2 程控数字交换机的控制设备,控制系统由处理器、程序存储器、数据存储器以及输入/输出设备。,（一）集中控制方式 使用于早期的程控交换机。指的是在交换机只配置一对大型专用的主、备计算机（中央处理器），交换机的全部控制功能都由中央处理器来完成。,一、程控交换机的控制方式 分为：集中式控制和分散式控制。,使用这种控制方式的系统相当脆弱，一旦中央处理器出现故障，将会影响到全局。如图4.5 所示,图4.5,（二）分散式控制方式 在交换机中配置多部处理器，它们以一定的分工方式来承担整个交换机的控制功能。所采用的分工方式有：功能分担、容量分担以及功能和容量分担。,1、功能分
9、担 功能分担是让不同的处理器来完成不同的功能。通常处理器分为两类：外围处理器和中央处理器。如图4.6所示：,图4.6 功能分担方式,说明：外围处理器：又称预处理器。负责一些与话路设备密切、控制功能简单、重复次数多的各种业务。如用户的摘机、挂机、应答、状态监视等。如用户处理器、中继处理器、信号处理器等都属于外围处理器。,中央处理器：负责完成对交换网络及全局性的控制任务，负责控制复杂的、高一级呼叫处理工作，如号码分析、呼叫继续、输入输出设备管理、故障诊断、人机通信和计费等。,优点：每一个处理器分工明确，控制方 便，有利于软件的设计。缺点：每一种 功能的处理器的规模在一开始就必须按最终容量设计，并且
10、对小容量的交换机也需配备不同功能的处理器。,2、容量分担 又称话务分担或负荷分担。是把交换机的所有用户分为若干群，每群设置一台处理器承担各种功能。,优点：灵活方便，对系统扩容有很好的适应性。缺点：每台处理器必须具备承担全部控制功能的能力，需要较大的存储空间来储存全部呼叫处理程序。,3、功能分担和容量分担相结合 即先功能分担，再容量分担。大中型交换机都采用两者相结合的方法。有二级处理器结构和三级处理器结构，如图4.7所示,二级处理器,三级处理器,4、分布式控制方式 分布控制方式是分散控制方式的一种特例。在分布控制方式中不设中央处理器，把控制功能分布在系统的各个部分。可以理解为一级结构的功能与容量
11、的分担。,如图4.8所示,系统种所有的处理器都分布在各个终端模块的终端控制单元（TCE）和辅助控制单元（ACE）中。TCE只要负责信号控制功能；ACE主要负责呼叫控制功能,分布控制方式采用模块结构，灵活方便，可以通过增加终端模块就可以增加容量，方便引进新的终端模块，改进原有的终端模块，适合未来发展的需要。,二、处理器间通信的方式 即指处理器间控制和辅助信息的传输与交换的通信方式。下面介绍几种常见的处理器间的通信方式：,1、通过PCM信道进行通信（1）利用TS16进行通信 利用TS16来传输数字交换局之间的数字线路信号，在到达交换局后，TS16的功能就完成。FETEX-150型数字交换机采用这种
12、方式。这种方式外加硬件及软件的费用小，但是信息量小。,（2）通过数字交换网络的PCM信道直接传送 将处理器间的通信信令与话音/数据信息一样对待，通过PCM的任意时隙来传送，可以通过交换网络进行交换。用不同的标志来区分信令和信息。这种方式可以远距离通信，信息量大，但是占用了通信信道。,2、采用专用总线传送和交换控制信息 如图4.9所示：,图4.9,处理器之间用专用的总线相连，这个总线作为一种多处理器之间的共享资源和系统处理器之间通信的一种手段。处理器占用总线之前必须首先判别总线是否可用。,3、令牌传送 在分散控制的大系统中，处理器数量多，如果之间又是平级关系，一般就采用环形通信机构（令牌传送）。
13、,各处理器之间连成一个环状，每台处理器相当于是环内一个节点。系统中的“令牌”的码组环绕前进，只有当令牌达到某个处理器时，该处理器才能将信息传送出去。,例：A C，如图4.10所示,图4.10,三、处理器的冗余配置 为了保证系统的可靠性，交换机的重要部分都采用冗余技术。交换网络有双套备份，同样处理器也采用冗余配置措施。常用的有以下几种：,1、双重备份方式 可靠性高的处理器一般都要采用这种方式。一为主用，一为冷热备用。热备用：平时主、备机都保留有相同的呼叫处理数据，发生故障由主切换到备用机，原来通话或者振铃的用户不中断，正在处理的用户中断。,冷备用：平时备用机不保留呼叫处理数据，一旦主机发生故障切
14、向备用机时，一切正在进行的通话都要中断。,双重备用方式正常工作时，主处理器接收和处理全部数据，同时不断修改热备用处理器数据。当主处理器发生故障，切向热备用处理器，同时对冷备用处理器输入程序和数据。,2、主/备用方式 需两台处理机，一为主用，而为热备用。主机承担全部呼叫处理工作，当主机出现故障的时候，由备用处理器接替。,3、成对互助方式 相同类型的两个模块结成一对，正常时由各个模块来负责本模块的功能，当一个模块出现了故障，则由另外一个模块的处理器来帮助完成。,本章小结：一、数字交换系统的终端设备 各终端设备完成的主要作用：如用户模块、用户线接口电路、信号终端等完成的主要作用。,二、程控交换机的控制设备1、常用的控制方式：集中控制方式 分散式控制方式：功能分担、容量分担 两者结合控制。2、处理器之间常用的通信方式 PCM信道传送、总线传送方式、令牌传送方式。,3、处理器的冗余配置方式 双重备份方式、主/备用方式、成对互助方式,
