程控数字交换技术汇总
程控数字交换技术第2章ppt课件解读
相比传统的模拟交换技术，程控数字 交换技术具有更高的通话质量和更强 的抗干扰能力。
程控技术的引入
计算机技术的普及使得程控交换成为 可能，提高了交换设备的灵活性和自 动化水平。
技术发展历程
01
02
03
早期数字交换技术
20世纪70年代，程控数字 交换技术开始出现，主要 用于大中型城市的电话网 络。
技术成熟与普及
程控数字交换技术第2 章ppt课件解读
contents
目录
• 程控数字交换技术概述 • 程控数字交换技术原理 • 程控数字交换技术的实现 • 程控数字交换技术的优势与挑战 • 程控数字交换技术的应用案例
01
程控数字交换技术概述
技术背景
数字通信技术的兴起
程控数字交换技术的优势
随着数字信号处理和微电子技术的进 步，数字通信逐渐取代模拟通信。
呼叫中心
电信运营商利用程控数字交换机建立呼叫中心，提供客户服务、技 术支持和销售代表等业务，提高客户满意度和忠诚度。
移动通信
移动通信网络中的交换机采用程控数字交换技术，实现移动设备的语 音和数据交换，支持移动设备的通信需求。
企业内部通信的应用案例
企业电话系统
01
企业内部电话系统采用程控数字交换机，提供高效、可靠的电
实现过程中的关键技术问题
实时性
程控数字交换机需要处理大量实时数据，因此需要保证硬件和软 件的实时性，以满足通信系统的要求。
可靠性
程控数字交换机是通信系统中的关键设备，需要具备高可靠性，以 保证通信的稳定性和不间断性。
可扩展性
随着通信技术的发展，程控数字交换机需要具备可扩展性，以适应 新的业务需求和技术变化。
智能农业
第1章程控数字交换技术概述
1938 制”接续，接线器的制造工艺有了很大改进，部分地解决了步进
制的问题
交换机进入电子计算化时代。靠软件程序控制完成电话接续， 1965 所交换的信号是模拟信号，交换网络采用空分技术
交换技术从传统的模似信号交换进入了数字信号交换时代，在 1970 交换网络中采用了时分技术
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第1章程控数字交换
技术概述
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第1章 概 述
1.1 电话通信的起源 1.2 交换与通信网 1.3 电话交换机的发展与分类
1.4 程控数字交换机简介
1.5 程控数字交换机的优越性与技术发展
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1.1 电话通信的起源
1. 电话的问世
电话通信是我们生活中应用最广泛、使用最频繁的一种通信方
第三级为维护测试控制级，用于系统的操作维护和测试，定期 自动地对交换系统的各个部分进行状态检测或试验，诊断 各种可能出现的故障，并及时报告(输出)异常。
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2. 程控数字交换机的外围设备 程控数字交换机除上述三部分外，还有一些外围设备。 1) 信号设备 信号设备负责产生和接收程控数字交换机工作所需要的各 种信令。 2) 备份设备
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(3) 话音对实时性要求较高。话音通信中，时延应尽量小， 用户双方应像面对面一样进行交流。
(4) 话音具有连续性。通话双方一般是在较短的时间内连 续地表达自己的通信信息的。
随着通信技术的发展，通信的业务将越来越丰富
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1.3 电话交换机的发展与分类
(6) 运行管理功能。交换机应具有对包括交换网络、处理机 以及各种接口等设备的管理功能。
程控交换知识总结
1、现代社会有两大基础设施是交通运输网和电信网。
2、基本的电信网由终端、传输和交换等三类设备组成。
电信网种类繁多，按网络用途分类：承载网、交换网和支撑网3、从物理上完善的电信网则是由交换网、传输承载网和终端设备以及支撑系统组成的。
4、从逻辑上电信网是由节点（Node）、链路（Link）和端点（End）以及信令（协议）组成的。
5、电信网络框架结构：基础网、支撑网和业务网。
6、支撑网包括信令网、同步网、电信管理网7、信令按照信令的传送区域划分，可将信令分为用户线信令和局间信令。
按照信令传送通路与话路之间的关系来划分，信令可分为随路信令和公共信道信令两大类。
8、公共信道信令（NO.7）9、不同步会出现漏读滑动和重读滑动问题10、我国电话网已采用两级网的结构。
DC1构成长途两级网的高平网(省际平面)；DC2构成长途网的低平面网(省内平面)。
然后逐步向无级网和动态无级网过渡。
DC1为省（自治区、直辖市）长途交换中心，其职能主要是汇接所在省（自治区、直辖市）的省际长途来去话务和所在本地网的长途终端话务。
DC2是本地网的长途终端交换中心，其职能主要是汇接所在本地网的长途终端话务。
本地电话网的网状结构长途电话网两级结构11、国内长途字冠为‘0’，长途区号可以是1~4位长，其号码方案为：0＋长途区号＋本地电话号码，国际长途长途字冠为‘00’,国家号码为1~3位，自动拨号程序为：00＋国家号码＋被叫国的国内有效号码12、电信网总体发展总趋势是数字化、综合化、智能化、宽带化和个人化。
13、二级本地网可分为去话汇接、来话汇接、来去话汇接。
1、现代通信网中采用的交换方式主要有电路交换、分组交换、报文交换方式，电路交换方式是指两个用户在相互通信之前，必须先由交换设备在两者之间建立一条实际的物理链路，并在这个通话期间由他们独占这条电路，直到通话结束为止的一种交换方式。
报文交换技术不需要事先建立物理线路，它将发送的数据作为一个整体发给中间交换设备，采用存储转发。
程控交换重点归纳
一、电话交换机的基本功能：1.呼叫检出功能2.收号及分析3.忙闲测试；4.应答识别5.接通话路6.话终识别并拆线二、电话交换机的基本组成分为两大系统：控制系统和话路系统（1）控制系统：布控和程控布控：用硬件组成的控制电路程控：用软件进行控制。
话路系统：时分和空分空分：交换网络中的各条话路各自占据不同的空间位置。
传输的信号是连续的模拟信号。
时分：交换网络中的各条话路具有不同的时间位置，其传输交换的时间是相互错开的。
因此，传输的信号在时间上是离散的，有离散的模拟信号的数字信号。
三、程控交换机的分类：程控空分模拟交换机----交换模拟信号程控时分模拟交换机---交换离散的模拟信号，也就是脉冲幅度调制信号（PAM）。
程控时分数字交换机，通常称程控数字交换机，交换数字信号，也称脉冲编码调制信号（PCM）。
第二章一、模拟信号和数字信号信号的幅度取值不受任何限制且与原信息准确对应，这种信号称模拟信号。
信号的幅度取值只能在数轴上有限个离散值上取值，且不能准确的与原信息对应，这种信号称数字信号。
通常所称的数字信号就是用二进制代码表示的样值幅度的信号。
二、抽样及抽样定理话音信号数字化，首先要将话音信号离散化，这就是抽样。
抽样定理：信号具有最高频率，其最高频率为fM（fM为有限值），若抽样频率fS>=2fM时（即抽样间隔Ts不得大于2fM的倒数），抽样后的信号经低通滤波器后可恢复成原信号。
对于话音信号，在抽样前，必须经贷通滤波器滤波，使其频带限制在300----3400之内，抽样频率定位fs=8000HZ，抽样周期Ts=125us。
三、量化量化是将样值幅度取值连续的模拟信号变成样值幅度取值离散的数字信号。
话音信号的抽样值量化后，要产生量化误差。
量化误差=真实值-量化值。
由量化误差引起量化噪声，量化的噪声功率与量化间隔的大小有关。
均匀量化由于量化间隔相等，故噪声功率固定，从而使得信号功率小的信噪比低，信号功率大的信噪比高。
程控交换技术--复习重点
1.任意两个用户之间的通话都需要一条专门的线路直接连接，当存在N 个终端时，需要的传输线数为N(N-1)/2条，增加第N+1个终端时，必须增设N条线路。
2.脉冲编码调制（PCM)在发送端主要通过抽样、量化和编码工作完成A~D转换；在接收端主要通过译码和滤波工作完成D~A转换。
3.抽样的目的：是使模拟信号在时间上离散化-量化的目的：是将抽样得到的无数种幅度值用有限个状态来表示，以减少编码的位数。
4.减少量化误差的方法：（1）增加量化级数（2）采用非均匀量化的方法5.非均匀量化就是非线性量化，其压、扩特性采用的是近似于对数函数的特性。
CCITT建议采用的压缩律有两种，分别叫做A律和u律。
4.PCM时分复用就是把抽样周期125us分割成多个时间小段，以供各个话路占用。
若有n条话路，则每路占用的时间小段为125/n us。
显然，路数越多，时间小段将越小。
每路信号经PCM调制后，都是以8bit抽样值为一个信号单元传送的，因此，每个8bit 所占据的时间称为1个时隙（TS），n个TS就构成了一个帧。
5.交换网络的线束利用度分为两种不同的情况：全利用度线束和部分利用度线束。
6.数字交换实质上就是把PCM系统有关的时隙内容在时间位置上进行搬移，因此数字交换也叫做时隙交换。
7.T接线器由话音存储器（SM)和控制存储器（CM）组成。
8.时间T接线器的工作方式：如果SM的写入信号受定时脉冲控制，而读出信号受CM控制，我们称其为输出控制方式，即SM 是“顺序写入，控制读出”反之，我们称其为输入控制方式，即SM是“控制写入，顺序读出”。
9.话音存储器的数字电路实现原理：由存储器SM、写入与门、读出与门、或门、反相器等读/写控制电路组成。
10.T-S-T网络共有四种控制方式：出-入-入、出-出-入、入-出-出、入-入-出。
11.根据程控数字交换机所连接的设备，其接口可分为用户线侧接口（简称用户接口）和中继线侧接口（简称中继接口）两大类，二者又有模拟和数字之分。
《程控数字交换技术》课件第2章
图2-3 四舍五入量化方法的示意图 (a) 抽样；(b) 量化
需要注意的是，把无限多种幅值量化成有限的值必然 会产生误差。我们把量化值与信号值之间的差异称做量化 误差。量化误差是数字通信中的主要噪声来源之一。减少 信号的量化噪声有以下两种方法：
TS0用来做“帧同步”工作，而TS16则用来做“复帧同 步”工作或传送各话路的标志信号码(信令码)。
“帧同步”和“复帧同步”的工作意义是控制收、发
两端数字设备同步地工作。对于偶数帧(F0，F2，F4，…)， TS0被固定地设置为10011011，第1位码没有利用，暂定为 “1”，后7位码“0011011”为帧同步字。帧同步字在偶数帧 到来时，由发送端数字设备向接收端数字设备传送。
Vi
幅度
输入信号 压缩
Vo
均匀
量化
编码
均匀 减码
幅度 扩张
输出信号
图2-4 非均匀量化的原理框图
在发送端，首先将输入信号送到压缩器进行压缩，然 后再送到均匀量化器量化并编码；在接收端，先将收到的 数码序列进行译码，然后再通过与压缩器特性相反的扩张 器进行扩张，恢复为原来的信号。
非均匀量化就是非线性量化，其压、扩特性采用的是 近似于对数函数的特性。CCITT建议采用的压缩律有两种，
1. 抽样
模拟信号变成数字信号的第一步工作就是要对初始信 号进行抽样。抽样的目的是使模拟信号在时间上离散化。 其原理是通过抽样脉冲按一定周期去控制抽样器的开关电 路，取出模拟信号的瞬时电压值，从而将连续的原始话音 信号变成间隔相等但幅度不等的离散电压值，如图2-2所示。
图2-2 话音信号抽样
程控交换技术知识整理
第一章1、实现通信必须要有的三个要素：终端、传输和交换2、交换节点的接续类型：○1本局接续：本局用户线之间的接续；○2出局接续：在用户线和出中继线之间的接续；○3入局接续：在入中继线和用户之间的接续；○4转接接续：在入中继线和出中继线之间的接续。
3、交换节点的基本功能：○1能正确接收和分析从用户线或中继线发来的呼叫信号；○2能正确接收和分析从用户线或中继线发来的地址信号；○3能按目的地址正确地进行选路以及在中继线上转发信号；○4能控制连接的建立；○5能按照所收到的信号拆除连接。
4、交换技术的分类：（1）按照传输信号分：模拟交换和数字交换；（2）按照接续控制方式分：布控交换和程控交换；（3）按照传输信道的占用方式分：电路交换和分组交换；（4）按照传输带宽分配方式分：窄带交换和宽带交换。
5、模拟信号：是指代表消息的信号及其参数（幅度、频率和相位）随着消息连续变化的信号。
6、数字信号：是指信号幅度并不随时间连续的变化，而是取有限个离散值的信号。
7模拟通信：以模拟信号为传输对象的传输方式称为模拟传输，而以模拟信号来传送消息的通信方式称为模拟通信。
缺点：抗干扰能力弱、保密性差、设备不易大规模集成以及不适应计算机通信飞速发展的需要等。
8、数字通信：以数字信号为传输对象的传输方式称为数字传输，而以数字信号来传送消息的通信方式称为数字通信。
优点：抗干扰性强、保密性好、设备易于集成化，以及便于使用计算机技术进行处理等。
缺点：所用的信道频带比模拟通信所用频带宽的多，降低了信道利用率。
9、模拟交换：以模拟信号为交换对象称为模拟交换，传输和交换的信号是模拟信号的交换机称为模拟交换机。
10、数字交换：以数字信号为交换对象称为数字交换，传输和交换的信号是数字信号的交换机称为数字交换机。
11、布控：布控就是布线逻辑控制，布控交换是利用逻辑电路进行控制的一种交换方式。
12、程控：程控就是存储程序控制，程控交换是利用计算机软件进行控制（即存储程序控制）的一种交换方式。
程控数字交换技术第8章ppt课件
智能化、自适应交换
通过引入人工智能和机器学习技术，数字交换技术将实现 智能化、自适应的数据交换，提高交换效率和准确性。
安全可靠
随着网络安全威胁的增加，未来的数字交换技术将更加注 重安全可靠，提供强大的安全防护和可靠性保障。
绿色环保
在节能减排的背景下，未来的数字交换技术将更加注重绿 色环保，降低设备能耗和散热需求，减少对环境的影响。
技术应用和优势
技术应用
程控数字交换技术广泛应用于固定电话网、移动电话网、数 据通信网等通信网络中，实现了不同网络之间的互联互通。
技术优势
程控数字交换技术能够提供高质量的语音和数据通信，提高 了通信网络的可靠性和效率，降低了运营成本和维护难度。
02
第8章主要内容介绍
数字交换系统的组成和功能
数字交换系统的组成
思考题
2. 数字交换网络与传统的模 拟交换网络有何不同？请简
述其工作原理。
1. 什么是程控数字交换技术？ 它在现代通信网络中的作用
是什么？
01
02
03
3. 程控交换机的硬件和软件 组成是什么？它们在交换机
中的作用是什么？
4. 信令系统在程控数字交换 机中的作用是什么？请简述
其工作原理。
04
05
5. 交换机的主要性能指标有 哪些？如何评价交换机的性
云计算集成
物联网应用拓展
云计算技术的普及使得数据交换向云端迁 移，数字交换技术需要适应云计算环境， 提供高效、可靠的数据交换服务。
物联网技术的发展为数字交换技术提供了 新的应用场景，支持海量设备的数据交换 和互连。
数字交换技术的未来展望
超高速、大容量交换
随着数据流量的增长，未来的数字交换技术将向超高速、 大容量方向发展，满足不断增长的数据处理需求。
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图7.1 全天话务量变化示例
7.1.1 话务量
话务量的大小与用户数量、用户通信的频繁程 度、每次通信占用的时间长度以及观测的时间 长度有关。
单位时间内通信的次数越多，每次通信占用 的时间越长，观测的时间越长，话务量就越 大。
由于通信次数、每次通信占用时间的长度都 是变化着的，所以话务量也是一个随时间变 化的量，即是一个“随机变量”。
7.1 话务量基本概念 7.2 控制系统的呼叫处理能力 7.3 控制系统的可靠性指标
引言
本章重点讲述了话务理论基础知识。话务理论运 用概率论的统计方法，研究电话交换系统的负载 网络结构和服务质量的数量关系。
统计和话务测量是观测交换机和网络情况的一种 工具，有助于短期维护或长期的网络规划。
譬如：通过各种话务流向，话务负荷的统计等来配置 中继和交换能力；通过测量统计各种话务事件，得为0.4 Erl，每用户忙时话务量为0.04 Erl，则根据 计算扩容1000线用户，需扩容（ ）条E1中 继系统(一个E1按30个话路计算)： A、2 B、5 C、4 D、1
解： 0.4*30*N=1000*0.04 N=3.33 所以取4*E1，答案C
7.1.1 话务量
7.1.1 话务量
例2.某中继线1小时内有6个10分钟的占用时间， 问该中继线的话务量是多少？
解： C＝6， 小时
∴A = C×t = 1 Erl
例3.一个城市由市区和农村组成。市区面积为400平方公里， 1000个人/平方公里，每小时每个用户2个电话，每个电话平 均通话时长为50秒；农村面积为500平方公里，100个人/平方 公里，每小时每个用户1个电话，每个电话平均通话时长为40 秒。试计算该城市1小时内总共产生的话务量是多少？
第7章 交换技术基础
任课教师：李红岩
回顾：第2、3、4章
回顾：第5、6章
交换机拥有完善的维护操作子系统，具有 各种自动监控功能，能发现故障并及时消 除故障的影响，保证系统不间断地工作。 但还需要采用预防性维护，维护人员应能 利用系统提供的各种输出信息、话务测量 等手段，使系统处于最佳运行状态。
7.1.1 话务量
一、话务量的计算 话务量等于在一个平均占用时长内话源（即用户和 上级网络单元）发生的平均呼叫数。
话务量A与用户的呼叫次数C和每次呼叫的平均占 用时间t有关：A=C(次/小时) ×t(小时/次)
话务量的基本单位是爱尔兰（Erlang），或叫 “小时呼”，简写为Erl。由定义可以看出，Erl 是一个无量纲的量。
7.1.1 话务量
二、网络单元的话务量
网络单元指的是一条中继电路（64Kb/s），一个网络端口 （64Kb/s），一个用户板端口或者一些与呼叫有关的软件 单元。
根据话源话务量定义，网络单元的话务量为
A=λ·S
=C/T·S
=C·S/T C── 呼叫次数 T── 单位时间（一个小时） 当A=1时，网络单元被100%占用。当A<1时，网络单元被 占用了相应的百分数。例如，一个网络单元的话务量是0.8 爱尔兰，表明这个网络单元（如，一个中继电路）的利用 率是80%，也可以说，在一个小时内，网络单元被占用了 0.8小时。
三、网络的话务量
网络由二个以上网络单元组成，例如，中继线群， 交换网络，用户网络，一块用户板以及与呼叫有 关的软件功能块。网络话务量为完成话务量其定 义及表达形式如下： 定义 A=C/T·S=λ·S 1 A=C/T·S 网络话务量A等于在平均占用时长S内发生的平均 占用次数。
2 A=C/T·S=1/T·CS 网络话务量A在数量上等于在单位时间（T）里， 网络被占用时间的总和CS。
7.1.1 话务量
话务量是用户占用交换机资源的一个量度，反映 用户在电话通信使用上的数量要求。在交换局内， 它表现为交换设备的繁忙程度。
交换机的话务量是指单位时间（1小时）内，交换系
统承担的话务负荷和每次处理任务平均占用的时间。
全天话务量变化（图7.1）
说明
通常所说的话务量，是指系统 在一天的最繁忙时间里一个小 时的平均话务量。
话务量也用分钟呼（cm）或百秒呼（ccs）来表示： 1Erl＝60cm ＝36ccs。
7.1.1 话务量
话务量计算的例子
例1.一个交换机，其交换网络连接1000个用户 终端，每个用户忙时话务量为0.1Erl。求该交 换机总的话务量。 解：
A = 0.1 Erl ×1000 = 100 Erl 则该交换机总的话务量为100 Erl。
解： 市区话务量A1＝ 400×1000×2×（50÷3600） ＝ 11111.11ERL
农村话务量A2＝ 500×100×1×（40÷3600） ＝ 555.56ERL
∴A ＝ A1 + A2 ＝ 11111.11ERL + 555.56ERL ＝ 11666.67ERL
则该城市1小时内总共产生的话务量是11666.67ERL。
本章主要讲程控交换机运行维护阶段相关 的理论基础，包括：话务量、呼损、最大 忙时试呼次数、可靠性指标等概念和计算 公式。
第7章主要问题
1.什么是话务量？ 2.话务量如何计算？ 3.话务量和呼损的关系？ 4.评价程控交换机的话务处理能力的两个指标是什么？ 5.什么是BHCA、MTBF、MTTR？
第7章 交换技术基础
一条中继电路的话务量是0.7E(规范规定 值)。可以说，每条中继线的利用率为70%。 也可以说，在一个小时内，中继线占用时 间达0.7小时。
当知道两个局间话务量An，呼损En(A)，查 爱尔兰表得中继线数N后，需检查每条中继 线的利用率μ，μ=An/N，μ应小于等于0.7E， 当μ大于0.7E时，所需中继线数量应按下式 求出，N=An/0.7E。
7.1 话务量基本概念
7.1.1 话务量
电话用户进行通话时，必然要占用电话局的交换设 备，用户通话次数多少和每次通话时间长短都从数 量上说明用户使用电话的程度，也说明电话局内的 交换设备被占用的程度。从数量上表明用户占用交 换网络和交换网络单元程度的量叫话务量。话务量 又称电话负载，是电信业务流量的简称。