现代交换原理第3章.ppt

交叉点矩阵：开关阵列
控制存储器（CM-Control Memory）：


S接线器所含CM数量等于入（出）线数
每个CM的所含有的存储单元个数等于入（出）
线上的复用时隙数

每个存储单元为n位bit,且满足N≤2n,其中N
为入（出）线上数
空间交换单元的控制方式
TS12 TS8 0 1 2 TS12 TS8 0 0 8 2 12 2 1 输入控制方式 0 1 2 TS12 TS8 TS12 TS8 0 1 2
• 模拟和数字与空分和时分又有什么关系呢？
空分制： 只能采取模拟交换 模拟交换：脉冲幅度调制（PAM） 时分制：
数字交换（主要）：
脉冲编码调制（PCM）
• 1). 同步时分复用信号——位置化信道
两种信号的交换
入线
0 1 2 3 4
0 1 2 3 4
出线
同步时分复用信号的交换
• 2). 统计时分复用信号——标志化信道
输出端口编号， • 信道RAM的地址对应输入时隙，而内容对 应着输出时隙。
•
每个发送端口有数据RAM，也是控写顺读， 其地址对应输出时隙，而内容为语音抽样 编码值，端口间的信息交换通过时分复用 总线完成。 • 总线有控制总线，数据总线，端口总线， 信道总线。
数字交换单元（DSE）的工作原理
3.3 开关阵列与空间交换单元——开关阵列
在交换单元内部，要建立任意入线和任意出 线之间的连接，就在每条入线和每条出线之间都 各自接上一个开关，所有开关就构成了交换单元 内部的开关阵列。
开关阵列的工作原理
入线 M-1
0
0 出线 N-1
M X N有向交换单元 0 1
…..
…..
0
出线 1 N-1
入线 M-1 M X N有向矩形开关阵列
入线
N-1
出线
入线 M-1
开关阵列的特性
开关控制简单，从入线到出线具有均匀的单位延迟时 间。 开关阵列适合于构成较小的交换单元（开关数反映了 实现的复杂度和成本的高低）。 交换单元的性能依赖于所使用的开关。 控制信号简单
容易实现同发和广播功能
实际的开关阵列
继电器：其构成的交换单元是无向的，可交换模拟和数字信息， 干扰和噪声大、动作慢（ms级）、体积大（cm级）。 模拟电子开关：一般利用半导体材料制成。 如：MC142100、MC145100（4 x 4开关阵列） 只能单向传送，且衰耗和时延较大。 数字电子开关：由简单的由逻辑门构成，用于数字信号的交
扩散型（M<N ） 0 出线
M-1
N-1
连接型（M=N）
交换单元按信息流向分为：
有向交换单元：当信息经过交换单元时只能从入线
进出线出，具有唯一确定的方向。
无向交换单元：交换单元的每条线即可入也可出， 其入线数必等于出现数。 0 入线 M-1
0
出线 N-1
M X N有向交换单元
入 线 / 出 线
M
M1
N N1
用户4
2
绳路
• 时分方式：
– 是指交换网络为各条话路分别提供时间位置的一种 接续方式。 – 多用户占用同一条通路，但按时间互相错开，多个 话路轮流接通，即采用时分复用方式，各路通话只 占同一条线路的其中一定时间。
③模拟和数字
• 模拟方式：是指通过交换机交换接续的是模拟
•
信号。 数字方式：指通过交换机交换接续的是数字信 号。
串行码
PCM 0 PCM 1 PCM 7
并行码
复 用 器
串行码 分 路 器
PCM 0’ PCM 1’
:
T
TS=32x8=256 2.048Mb/s
:
PCM 7’
TS=32 2.048Mb/s
TS=32 2.048Mb/s
串并变换原理
移 位 寄 存 器 (8) HW7 移 位 寄 存 器 D0 D7 锁 存 器 … D0 D7 锁 存 器 (8) D0 … D7 HW0 … D0 D7 … HW0
0 N-1 N无向交换单元
…..
…..
交换单元的性能
容量： 交换单元所有入线可以同时送入的总的信息量 接口： 交换单元需要规定自己的信号接口标准，即信号形式、 速率及信息流方向 功能： 点到点、同发、广播 质量： 完成交换动作的速度、任何情况下是否能完成指定连 接、信息经过交换单元是否有损伤（时间、语义）
j i j
i
W
R 时 钟 (a)
W
R 时 钟 (b)
T接线器的工作原理
(a) 输出控制；(b) 输入控制
TS30
(a)输出控制方式； T接线器原理
(b)输入控制方式
时分接线器的工作方式有两种: 第一种是顺序写入，控制读出，简称输出控制，如图 (a)所示。 第二种是控制写入，顺序读出，简称输入控制，如图 (b)所示。 用这两种方式进行时隙交换的原理是相同的。 顺序写入或读出是由时钟控制的，控制读出或写入则由CM 完成。
第三章 交换单元与交换网络
主要内容 1. 交换网络的构成和分类 2. 交换单元

3. 交换网络
交换单元的基本概念 开关阵列与空间交换单元 共享存储器型的交换单元——时间交换单元 共享总线型的交换单元——数字交换单元 CLOS网络 TST网络 DSN网络 BANYAN网络
•3.1 引言
0
入线/出线
0 1 2 1 2 N-2 N-1
N-2
N-1 N无向交换单元
N无向交换单元的开关阵列 （用双向开关）
全连接交换单元和部分连接交换单元
0 出线 1 N-1 0 出线 1 N-1
0 1 入线 N-1
0 1 入线 N-1
多路选择器
出线 0 0 入线 1 M-1 0 入线 0 出线 出线 1 N-1
两种信号的交换
0 入线 1
2 1
0 0
0 1
0
0 1 出复用信号的交换
3.2 交换单元
0 1
…… … … 入线
0 1
出线 N-1
M-1
控制端 状态端
M X N的交换单元
交换单元按使用需要的不同可分为：
0 入线 M-1
0 0 M-1
0
出线 N-1
出线 N-1
入线
集中型（M>N） 入线 0
• 空分方式：
– 是指交换机对各个通话接续分别提供空间 即实线通道的一种接续方式。
– 任何一对用户通话时，都在话路网络的空间位置 上，占用一条独立的通路，而与其它用户的通话 回路无关。 – 例： • 人工交换机 • 纵横制交换机
纵横制交换机
标志器 用户电路 用户1 记发器
1 2 3 4
1
绳路
用户2 用户3
出线控制部件的功能：
检测总线上的信号，并把属于自己的信息读入一个 缓冲存储器中，进行格式变换，放在缓冲存储器中，由 出线送出，形成出线信号。
共享总线型交换单元
总线： 一般包括多条数据线和控制线。数据线用于在入线 控制部件和出线控制部件传送信号；控制线用于控制各 入线控制部件获得时隙和发送信息，以及出线控制部件 读取属于自己的信息。 总线按时隙轮流分配给各个入线控制部件和出线控 制部件使用，其时隙的分配有一定的规则。
1．数字交换的基本概念 交换的基本功能是在任意的入线和出线之间建立连接。
数字交换机中两用户通话经数字交换网络连接的简化示意图
在交换系统中完成交换功能的部件就是交 换网络，它是交换系统的核心。 交换网络是由若干个交换单元按照一定的 拓扑结构和控制方式构成的。 交换单元是构成交换网络的最基本的部件. 交换网络有：空分、时分 数字、模拟
共享存储器型交换单元的一般结构
时间交换单元
时间交换单元也称为时间接线器（Time Switch），简称为T单元或T接线器，用来实现 时隙交换功能。所谓时隙交换是指入线上各个 时隙的内容要按照交换连接的需要，分别在出 线上的不同时隙位置输出。
时间交换单元的基本结构
T接线器主要由话音存储器（SM:Speech Memory）和控制存储器(CM:Control memory)构 成。
开关阵列的工作原理
出线 0 1 N-1
0
入线 N-1
0
N无向交换单元
1 入线 N-1
N无向方形开关阵列
无向交换单元开关阵列的实现
0
入线/出线
N-1
N无向交换单元
若在一个N X N的交换单元中的连接总是对称的，即 如果入端i连接到出端j，则入端j一定连接到出端i，那么 相同编号的入端和出端可以看作一个同时具有发送和接 收信息能力的信息端，既具有N个双向通信的信息端， 并且每个信息端都可以和任何其它的信息端相连，这样 的交换单元称作N个信息端的无向交换单元，简称N无向 交换单元。
0 1
a TS2
HW HW a TS2 HW
7
0 1
7
0 1 2
0
31 CM
0
CM
1
CM
7
1
…
1
…
2
A T S1 3 A T S1 3 … N 13 N … 2 1
2 N
N
控制存储器按出线配置的空分接线器
3.5 共享存储器型的交换单元——时间交换单元
0 1 输入信号 N-1 输出信号
工作方式：入线缓冲、出线缓冲
HW0 TS143 A 25 分 路 器 HW1 HW2
TS17 A HW7
…
HW7
25 255 CM
143
T接线器与复用器结合构成的交换网络
8/ l 复用和串→并变换
3.7 共享总线型交换单元——数字交换单元
共享总线型交换单元