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电话交换机的基本组成?

分类:通信百科 647 0

交换机的硬件系统主要由用户电路、中继器、交换网络、信令设备和控制系统(包括话路设备接口)等部分组成,如图所示。

程控交换系统结构

各部分的作用如下。

(1)用户电路:用户电路是交换机与用户话机的接口。用户电路一方面把语音信息传递给交换网络;另一方面,也可以把用户线上的其他信号和交换网络隔离开来。

(2)中继器:中继器是交换机与交换机之间的接口。中继器不仅具有用户电路的功能,还具有制定信号形式和中继线工作方向等功能。

(3)交换网络:交换网络用来完成任意两个用户之间、任意一个用户与任意一个中继器之间、任意两个中继器之间的连接。

(4)信令设备:用来接收和发送信令信息。

(5)控制系统:是交换机的指挥中心,接收各个话路设备发来的状态信息、各个设备应执行的动作并向各个设备发出驱动命令,协调各设备共同完成呼叫处理和维护管理任务。

下面,详细阐述各模块的功能。

1.用户电路模块

用户电路模块是用来连接用户回路,提供用户终端设备的接口电路,完成用户话务的集中和扩散,并且完成呼叫处理的低层控制功能。

用户电路模块主要包括3个部分。

(1)用户接口电路,是与模拟用户线的接口。

(2)一个由一级T接线器组成的交换网络,负责话务量的集中和扩散。

(3)用户处理机,完成对用户电路、用户级T接线器的控制及呼叫处理的低层控制。

模拟用户电话接口有7项基本功能,常用BORSCHT这7个字母来表示:

馈电(Battery Feed),交换机通过用户线向共电式话机直流馈电;

过压保护(Over Voltage Protection),防止用户线上的电压冲击或过压而损坏交换机;

振铃(Ringing),向被叫用户话机馈送铃流;

监视(Supervision),借助扫描点监视用户线通断状态,以检测话机的摘机、挂机、拨号脉冲等用户线信号,并将这些信号转送给控制设备,以表示用户的忙闲状态和接续要求;

编解码(Codec),利用编码器和解码器、滤波器,完成话音信号的模数与数模交换,以与数字交换机的数字交换网络接口;

混合(Hybrid),进行用户线的2/4线转换,以满足编解码与数字交换对四线传输的要求;

测试(Test),提供测试端口,进行用户电路的测试。

2.中继器

中继器是数字程控交换机与其他交换机的接口。根据连接的中继线的类型,中继器可分成模拟中继器和数字中继器两大类。

数字中继器是程控交换机和局间数字中继线的接口电路,它的入端/出端都是数字信号。数字中继器的主要功能有:

码型变换和反变换;

时钟提取,从输入的PCM码流中提取时钟信号,用来作为输入信号的位时钟;

帧同步,在数字中继器的发送端,在偶帧TS0(时隙0)插入帧同步码,在接收端检出帧同步码,以便识别一帧的开始;

复帧同步,在采用随路信令时,需完成复帧同步,以便识别各个话路的线路信令;

信令的提取和插入,在采用随路信令时,数字中继器的发送端要把各个话路的线路信令插入到复帧中相应的TS16(时隙16);在接收端将线路信令从TS16中提取出来送给控制系统。

3.信令设备

信令设备的主要功能是接收和发送信令。程控数字交换机中主要的信令设备有:

信号音发生器,用于产生各种类型的信号音,如忙音、拨号音、回铃音等;

DTMF接收器,用于接收用户话机发出的DTMF信号;

多频信号发生器和多频信号接收器,用于发送和接收局间的MFC信号;

No.7信令终端,用于完成No.7信令的第二级功能。

4.控制部分

控制部分的功能主要包括两部分:一是对呼叫进行处理;二是对整个交换系统的运行进行管理、监督和维护。控制部分的组成类似于通常的计算机系统,由中央处理器(CPU)部件、存储部件和输入输出系统构成。随着硬件技术的发展,控制部分的性能已经得到了大幅度的提高。

5.交换网络

(1)时分接线器的原理

交换网络是整个交换系统的核心,交换网络由数字接线器组成。数字接线器有两种:时分接线器和空分接线器。它们的基本分工是:时分接线器负责实现时隙的交换;空分接线器负责实现母线的交换。

时分接线器又叫T接线器,由动态随机存储器(RAM)组成。它包括话音存储器和控制存储器及计数器3部分。T接线器的结构如图1-4(a)和(b)所示。

话音存储器用来存储话音的PCM码字,控制存储器用来存储对话音存储器的

控制信息。

时分交换有两种方式:控制写入,顺序读出;顺序写入,控制读出。

首先,参照图,考察输出控制方式是如何工作的。

T接线器结构

设输入话音信号在时隙TS18上,要求经过T接线器后交换到TS28上去,然后输出到下一级。CPU根据这一请求,通过软件在控制存储器的28号单元写入“18”。因为这个写入是由CPU控制的,所以称它为“控制写入”。控制存储器的读出是由定时脉冲控制,按照时隙号读出相应单元的内容。如0#时隙,读出0#单元的内容,1#时隙读出1#单元内容这种工作方式被称之为“顺序读出”。

话音存储器的工作方式正好和控制存储器的方式相反,即是“顺序写入,控制读出”。也就是说,由定时脉冲控制,按顺序将不同时隙的话音信号写入相应的单元中去。写入的单元号和时隙号一一对应,而读出时则要根据控制存储器的控制信息(读出数据)而进行。由于向话音存储器输入话音信号不受CPU的控制,而输出话音信号(读出时)受到由CPU控制的控制存储器的控制,因此把它总称为“控制输出”方式。

前面已经说过,CPU在控制存储器中的28号单元已写入内容“18”。在定时脉冲控制下,在TS28这一时间,从控制存储器的地址28中读出内容为“18”,把它作为话音存储器的读出地址,立即读出话音存储器第18号单元。这正好是原来在18号时隙写入的话音信号的内容,因此在话音信号18单元读出时已经是TS28了,即将话音信号从TS18交换到TS28,实现了时隙的交换。

中的T接线器是按“输入控制”方式工作的,也就是说,话音存储器的写入是要受控制存储器的控制,而其读出则受定时脉冲控制按顺序读出。控制存储器的工作方式仍然是“控制写入,顺序读出”。即由CPU控制写入,由定时脉冲控制按顺序读出。但CPU写入控制存储器的内容却不同了。

上例中,CPU要在控制存储器的18号单元写入内容“28”。然后控制存储器按顺序读出,在TS18时读出内容“28”,作为话音存储器的写入地址,将输入端TS18中的话音内容写入到28号单元中去。话音存储器按顺序读出,TS28读出28号单元内容,这就是TS18的输入内容,这样完成了时隙交换。

空分接线器的基本原理

空分接线器又叫S接线器,它由电子开关矩阵组成,共有N个入端和N个出端,形成N×N矩阵,由N个控制存储器控制。每个控制存储器控制同号输出端的所有交叉点,这叫做“输出控制”。控制存储器的工作方式和以前的一样为“控制写入,顺序读出”。接线器的接点控制过程如图1-5所示。

① CPU根据路由选择结果在控制存储器上写入了如图1-5所示的内容。

② 控制存储器按顺序读出,在TS1读出各个控制存储器的1号单元内容,即1号控制存储器的1号单元内容为“2”,表示1号出线与2号入线接通;2号控制存储器的1号单元内容为“1”,表示2号出线与1号入线接通;3号控制存储器的1号单元内容为“3”,表示3号出线与3号入线接通。

③ 在TS2时,则按控制存储器2号单元读出内容控制交叉点的接通。

对于大容量的交换网,采用单T网或单S网都是不够的,往往采用T网与S网的组合。使用较多的为三级组合,即S—T—S和T—S—T,最常用的是T—S—T方式。

S接线器结构示意图

图1-5 S接线器结构示意图

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