程控交换专业基础.ppt
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程控交换第一章概述精品PPT课件
1878年，磁石式电话交换机 ――人工交换 1891年，共电式电话交换机 ――人工交换 1892年，最早的自动电话交换机在美国投入使 用，由史端乔发明。 --- 步进制 1919年，瑞典工程师比图兰得和帕尔默格林， 申请“纵横接线器”专利。
1926年，瑞典开通纵横制交换机
1938年，美国开通纵横制交换机
12.10.2020
switching theory of spc
7
中国科技信息网(CSTNET) 中国教育和科研计算机网(CERNET)
采用三级网络体系：主干网、地区网和校园 网。
网络中心设在清华大学。
分七个地区：北京地区、东北地区、华东地 区、华中地区、华南地区、西北地区、西南 地区。
辐射连接各高等学校和有关的研究院、所。
为使我国公用网或者专用网接入因特网，于 1994年建立的中国Internet骨干网。
金系列网络工程
为促进信息网络技术在国民经济各部门的推 广应用而建立。包括金桥工程（财政、经 济），金卡工程（货币、金融），金关工程 （外贸、海关），金税工程（税务），金海 工程（宏观决策），金卫工程（医疗、卫生）
公用分组交换数据网（CHINAPAC）
适用于数据信息交换及远程计算机网络互联， 但是一般数据率低，延时较大。
12.10.2020
switching theory of spc
6
公用数字数据网(CHINADDN)
基于高质量光纤等数字信道，可为用户接入 或网间互联提供高速、高质量的连接。
中国公用因特网(CHINANET)
2
时间安排：32学时上课（前12周），16 学时实验（后4周）。
成绩：平时（实验、考勤）＋考试
12.10.2020
A数字程控交换机培训资料课件PPT
实时操作系统是数字程控交换 机中常用的操作系统，具有实 时性、可靠性和稳定性等特点 ，能够满足交换机对实时处理 和可靠性的要求。
嵌入式操作系统是一种专为特 定硬件平台设计的操作系统， 具有可裁剪、可定制等特点， 能够满足数字程控交换机对硬 件资源的高效利用和灵活性要 求。
分层式操作系统将系统功能划 分为多个层次，每个层次负责 不同的功能模块，便于系统的 维护和升级。
换机的各个部分。
处理器
控制部分的核心是处理器，它 负责执行各种控制和管理程序
。
存储器
存储器用于存储各种数据和程 序，包括配置数据、路由表、
呼叫处理程序等。
输入/输出接口
控制部分通过输入/输出接口 与外部设备进行通信，包括与 其他交换机、终端设备等。
输入/输出接口
输入/输出接口概述
输入/输出接口是数字程控交换 机与外部设备进行通信的桥梁
响应时间
数字程控交换机对用户请求的响应时间，反 映了系统的实时处理能力。
性能优化方法
硬件升级
通过升级数字程控交换机的硬件设备，提高 系统整体性能。
网络优化
合理配置数字程控交换机的网络参数，优化 网络性能。
软件优化
对数字程控交换机的软件进行优化，提高系 统运行效率。
负载均衡
通过将负载分布到多个数字程控交换机上， 提高整体的处理能力。
安全审计
定期对数字程控交换机进行安全审计，发现潜在的安全隐患并及时处理。
漏洞管理
及时更新数字程控交换机的软件和硬件，修补已知漏洞，降低安全风险。
性能指标
呼叫处理能力
衡量数字程控交换机在单位时间内能够处理 多少呼叫。
话务量处理能力
衡量数字程控交换机在单位时间内能够处理 的话务量。
程控交换专业基础知识
DTMF电话机频率表
高频 低频
697Hz
1209Hz 1
770Hz
4
852Hz
7
941Hz
*
1336Hz 2 5 8 0
1477Hz 3
1633Hz A
6
B
9
C
#
D
多频信号的接收
程控交换机软件系统
在线程序（联机程序） 支援程序（脱机程序）
在线程序
在线程序是交换机中运行使用的、对交换系 统各种业务进行处理的软件总和，它可分成 系统程序和应用程序。
在容量较小的数字程控电话交换机中，数字交 换网络可以由单级T 接线器构成，但容量有限.
为了扩大交换机的容量，通常采用T 接线器和 S 接线器相结合的多级交换结构。
多级交换结构有2种基本情况：
1、空-时-空(STS)交换网络，
2、时-空-时(TST)交换网络。
数字交换网络(TST)
PCM0/TS2----PCM7/TS31的交换举例
电话通信网的基本组成部件
电话通信网由三部分组成：终端设备或用户 设备(CPE)、交换设备和传输设备或链路
为什么要引入交换机
疑问？
为什么要引入交换机
为什么要引入交换机
两两相连，需要的连线对数为？
为什么要引入交换机
用户两两直接相连（用户数为N时）：
所需的互连线对数为：N（N-1）/2。
为什么要引入交换机
PCM时分多路通信系统的基本原理
（PCM＝Pulse Code Modulation）
PCM时分多路通信系统的基本原理
PCM传输系统图
PCM传输码型
PCM传输码型
PCM传输码型
HDB3码
程控与交换技术-PPT全文
一、模拟用户电路
在程控数字交换机中,用户电路 (Subscriber Line Circuit,SLC)应具有七大 功能,其框图如图3、2所示。
测
振
过
馈
混
试
铃
压
电
合 平衡网络
开
开
保
监
电
关
关
护
视
路
编码 解码
PCM PCM
图3、2 用户电路的功能框图
1、馈电(B)
向用户话机馈电是采纳− 48V(或− 60V) 的直流电源供电。
三、数字用户电路
数 字 用 户 电 路 ( Digital Line Circuit,DLC)是数字用户终端设备与程控 数字交换机之间的接口电路。
1、S接口
数字用户终端的数字信息采纳四线制 方式时,应采纳S接口。
2、U接口
U接口是在网络终端到电话局之间的 ISDN用户线采纳二线制市话电缆的接口设 备。
5、编译码和滤波(C)
编译码和滤波功能是完成模拟信号和 数字信号间的转换。
6、混合电路(H)
混合电路的功能是用来进行二/四线转 换。
7、测试(T)
测试功能主要用于及时发现用户终端、 用户线路和用户线接口电路估计发生的混 线、断线、接地、与电力线碰接以及元器 件损坏等各种故障,以便及时修复和排除。
二、用户集线器
(6)帧和复帧定位信号插入 因为在交换网络输出的信号中,不包含 帧和复帧的同步信号,故在发送时,应将帧和 复帧的同步信号插入,如此就形成了完整的 帧和复帧的结构。
3、2、3 信号部件
一、数字音频信号的产生
1、单音频信号的产生
数字交换机中,单音频信号是由数字信 号发生器产生的数字信号音。
程控交换技术PPT课件
2020/9/28 21
分组交换和报文交换比较
报文交换的时延
2020/9/28
分组交换的时延
22
分组交换实现的关键：分组长度的选择 分组越小，冗余量（分组中的控制信息等）在
整个分组中所占的比例越大，最终将影响用户数 据传输的效率；
分组越大，数据传输出错的概率也越大，增加 重传的次数，也影响用户数据传输的效率。
交换节点必须具备的基本功能： 能正确接收和分析从用户线或中继线发来的呼叫
信号、地址信号 能按目的地址正确地进行选路以及在中继线上转
发信号 能控制连接的建立与拆除
2020/9/28 10
用户终端:电话机 用户线:用户终端与交换机之间的连线 中继线:连接交换机之间的线路 用户交换机:集团或单位内部的交换机 本地交换机-市话交换机:直接连接用户终端或用户交换机 汇接交换机:仅连接各交换机的交换机
第一章 概述
1.1 交换的基本概念 1.2 交换方式 1.3 交换系统的基本结构
2020/9/28 1
1.1 交换的基本概念
通信的目的是实现信息的传递。自从1876年 Bell.A.G发明电话以来，一个通信系统至少应由终 端和传输媒介组成，如图下图所示。
电信号
电信号
信息
终端
传输媒介
终端
信息
图1.1 点对点通信系统
Fast Circuit Switching
FCS是电路交换的又一种形式，是为 了前述电路交换中固定分配带宽的缺点和 提高灵活性而提出的。
对系统的软件控制及硬件动作速度要 求较高,且灵活性不如帧中继和ATM交换.
2020/9/28 18
报文交换
为了克服电路交换中不适应 突发业务、通信电路利用率低 以及有呼损等方面的缺点，提 出了报文交换的思想。
分组交换和报文交换比较
报文交换的时延
2020/9/28
分组交换的时延
22
分组交换实现的关键：分组长度的选择 分组越小，冗余量（分组中的控制信息等）在
整个分组中所占的比例越大，最终将影响用户数 据传输的效率；
分组越大，数据传输出错的概率也越大，增加 重传的次数，也影响用户数据传输的效率。
交换节点必须具备的基本功能： 能正确接收和分析从用户线或中继线发来的呼叫
信号、地址信号 能按目的地址正确地进行选路以及在中继线上转
发信号 能控制连接的建立与拆除
2020/9/28 10
用户终端:电话机 用户线:用户终端与交换机之间的连线 中继线:连接交换机之间的线路 用户交换机:集团或单位内部的交换机 本地交换机-市话交换机:直接连接用户终端或用户交换机 汇接交换机:仅连接各交换机的交换机
第一章 概述
1.1 交换的基本概念 1.2 交换方式 1.3 交换系统的基本结构
2020/9/28 1
1.1 交换的基本概念
通信的目的是实现信息的传递。自从1876年 Bell.A.G发明电话以来，一个通信系统至少应由终 端和传输媒介组成，如图下图所示。
电信号
电信号
信息
终端
传输媒介
终端
信息
图1.1 点对点通信系统
Fast Circuit Switching
FCS是电路交换的又一种形式，是为 了前述电路交换中固定分配带宽的缺点和 提高灵活性而提出的。
对系统的软件控制及硬件动作速度要 求较高,且灵活性不如帧中继和ATM交换.
2020/9/28 18
报文交换
为了克服电路交换中不适应 突发业务、通信电路利用率低 以及有呼损等方面的缺点，提 出了报文交换的思想。
程控交换原理PPT电子课件教案-第1章
数据管理部分
总结词
数据管理部分具有高效性、可靠性和安全性的特点。
详细描述
高效性要求数据管理部分能够快速地处理大量数据，提高通信网络的效率；可靠 性要求数据管理部分能够保证数据的完整性和准确性；安全性要求数据管理部分 能够保护用户数据不被非法获取和篡改。
故障诊断与维护部分
• 总结词：故障诊断与维护部分负责对交换机进行故障检测、诊断和修复。 • 详细描述：故障诊断与维护部分通过实时监测交换机的运行状态和各种参数，及时发现并诊断故障，采取相应
模拟传输
指将信令信号转换为模拟信号进行 传输，其优点是传输距离较远，但 容易受到干扰和衰减。
数字传输
指将信令信号转换为数字信号进行 传输，其优点是抗干扰能力强、传 输质量高，但需要数字通信链路。
信令系统的工作原理
信令系统的基本组成
包括信令节点、信令链路和控制设备 等部分。
信令节点的作用
负责处理和传输信令，实现不同通信 设备之间的通信控制和管理。
预先设定好的路由，交换机按 照预定的路由进行接续。
动态路由
根据网络状态和通信需求动态 选择的路由，能够提高网络的 利用率和可靠性。
最短路由
选择最短的路径进行接续，能 够减少传输时延和开销。
负载均衡
根据网络负载情况选择路由， 能够平衡网络负载和提高网络
性能。
03
程控交换机的硬件组成
话路系统
01
02
。
模拟程控交换
20世纪70年代，模拟程控交 换技术开始出现，实现了电话
交换的自动化。
数字程控交换
进入20世纪80年代，数字程 控交换技术逐渐取代模拟程控 交换，成为主流交换技术。
程控交换的基本概念
第1章 程控交换技术概述PPT课件
请假条；
长沙学院 通信工程
7
最终成绩组成
• 卷面成绩: 70%
• 实验成绩 20%
• 作业情况
5%
• 课堂情况
5%
长沙学院 通信工程
8
特别重要提示：
• 1、缺课、逃课、迟到、早退对考试成绩会造成 什么恶劣影响？
• 2、我的课考前不划重点、不点题（不信可以问 原来上过我课的同学），成绩要靠平时努力。
• 3、考试中你不可能舞弊。
长沙学院 通信工程
9
长沙学院 通信工程
目录
电话通信的起源 电信网基础 电话网
电信网发展 作业与要求
电话通信的起源
• 1876年Bell发明了电话，从而开始了点到点的双 向会话通信 “沃森先生，请过来！我有事找你！”
• 最初的电话通信只能完成一部话机与一部话机的 固定通信。这种仅涉及两个终端的通信称为点对 点通信
• 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。
长沙学院 通信工程
24
程控数字交换机的基本与原理
• 程控交换机的基本原理是一种电路交换原理，主 要包括以下三个通信阶段：
✓电路的建立阶段。通过呼叫信令完成逐个节点的 接续，建立起一条端到端的通信电路。
✓通信阶段。在已建立的端到端的直通电路上，透 明地传送和交换数字化的话音信号信息。
存储器 CPU I/O设备
长沙学院 通信工程
电源 时钟
19
电话交换机的组成
用户电路 交
换
小王
用户电路
网 络
出中继 入中继 收号器
存储器 CPU I/O设备
入中继
交
换
网
出中继
长沙学院 通信工程
7
最终成绩组成
• 卷面成绩: 70%
• 实验成绩 20%
• 作业情况
5%
• 课堂情况
5%
长沙学院 通信工程
8
特别重要提示：
• 1、缺课、逃课、迟到、早退对考试成绩会造成 什么恶劣影响？
• 2、我的课考前不划重点、不点题（不信可以问 原来上过我课的同学），成绩要靠平时努力。
• 3、考试中你不可能舞弊。
长沙学院 通信工程
9
长沙学院 通信工程
目录
电话通信的起源 电信网基础 电话网
电信网发展 作业与要求
电话通信的起源
• 1876年Bell发明了电话，从而开始了点到点的双 向会话通信 “沃森先生，请过来！我有事找你！”
• 最初的电话通信只能完成一部话机与一部话机的 固定通信。这种仅涉及两个终端的通信称为点对 点通信
• 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。
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24
程控数字交换机的基本与原理
• 程控交换机的基本原理是一种电路交换原理，主 要包括以下三个通信阶段：
✓电路的建立阶段。通过呼叫信令完成逐个节点的 接续，建立起一条端到端的通信电路。
✓通信阶段。在已建立的端到端的直通电路上，透 明地传送和交换数字化的话音信号信息。
存储器 CPU I/O设备
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电源 时钟
19
电话交换机的组成
用户电路 交
换
小王
用户电路
网 络
出中继 入中继 收号器
存储器 CPU I/O设备
入中继
交
换
网
出中继
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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CH2
…CH18
F15 a b c d a b c d
CH15
CH31
谢谢你的观看
T=3.9us
488ns
9
PCM 基本原理
抽样频率为8000Hz（周期为125us），对每一话路每抽样 一次经过量化可以编成8位码组，占用一个时隙。30/32路 PCM系统中，32路复用125us。这32路时隙构成一个 “帧”。而16帧又合成一个复帧。
2020-11-9
N x (N-1) / 2 谢谢你的观看
用户数 电缆数
5 10 100 1000
10 45 4950 50万 5
电信网的概念
Definition of Telecommunications Network
2020-11-9
Exchange 人工交换
程控交换机
谢谢你的观看
用户数 电缆数
计算几个数据： 1帧时长为125μS，1时隙的时长为125/32=3.9μS，一个复
帧占用2ms。 1帧的位长：8×32=256位。 信道的速率：256位/帧 × 8000帧/秒 =2048KBPS
话路的速率：8位/路 ×8000 路/秒=64KBPS
一个模拟信号的带宽最大为4K(300~3000HZ).数字信号的 10
5 10 100 1000
5 10 100 1000 6
局间中继
Trunks
Exchange
电信网的概念
Definition of Telecommunications Network
Exchange
Exchange
72020-11-9谢谢你的观看3 数字交换原理
语音信号数字化：语音信号的数字化要经过抽样、量化和编码三 个步骤。
电路交换属于电路资源预分配系统， 即在一次接续中，电路资源预先分配给一对 用户固定使用，不管电路上是否有数据传输， 电路一直被占用着，直到通信双方要求拆除 电路连接为止。
14
2020-11-9
谢谢你的观看
电路交换的特点
1、 在通信开始时要首先建立连接；
2、 一个连接在通信期间始终占用该电路， 即使该连接在某个时刻没有信息传送，该 电路也不能被其它连接使用，电路利用率 低。
帧同步时隙 偶帧 TS0 1 0 0 1 1 0 1 1
国内留用 奇帧 TSO 1 0 A1 1 1 1 1 1
A1：正常为0，失步告警为1
2020-11-9
信令时隙
F0 0 0 0 0 a b c d
复帧同步
备用
F1 a b c d a b c d
CH1
CH17
F2 a b c d a…b c d
1. 如果N个用户终端之间都采用点对点方式连接，则需要的 传输通道数为N*(N-1)/2，所以引入了交换节点，实现任 意主叫用户的信息，通过交换节点发送到所需的任意一个 或多个被叫用户。
2. 电话交换是电信交换中最基本的一种交换业务。
4
2020-11-9
谢谢你的观看
电信网的概念
Definition of Telecommunications Network
制，而话路部分传送和交换的仍然是模拟的话音
信号。
数字程控交换机的控制部分采用计算机，话路
部分交换的是经过脉冲编码调制（PCM；Pulse
Code Modulation）后的数字化的话音信号，数字
交换机的交换网络是数字交换网络，用户话机发
出的模拟话音信号在数字交换机的用户电路上要
转换为PCM信号。数字程控交换机是数字通信技
程控交换专业基础
1
2020-11-9
谢谢你的观看
主要内容
2020-11-9
1. 程控交换概述 2. 电信网概述 3. 信令网 4. 智能网 5. 话务量及呼叫处理能力
2 谢谢你的观看
1电信通信网的基本组成部件
终端设备
电话机、传真机等。电话机的基本功能是完成声电转换和信令功能，将人的话音 信号转换为交变的话音电流信号，并完成简单的信令功能。
传输设备
传输设备的功能是将电话机和交换机、交换机与交换机连接起来。常用的传输设 备有电缆、光纤等。
交换设备
交换机的基本功能是完成交换，即将不同的用户连接起来，以便完成通话。
3
2020-11-9
谢谢你的观看
2 数字交换和程控
1.交换设备是通信网的重要组成部分，交换技术的发展与通信 网的发展是分不开的，交换技术与终端业务、传输技术必 须相适应。
16个子帧 T=（2ma）
复帧 结构 F0 F1 F2 F3 F4 F5 F6 F7 F8 F9 F10 F11 F12 F13 F14 F15 F0 F1 F2 F3
……
32个时隙，256比特，T=125 us
…… TS
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 1
优点靠牺牲带宽获得的。
2020-11-9
谢谢你的观看
4 交换机的几种类型
交换机的几种类型：人工电话交换机、机电制交
换机、模拟程控交换机和数字程序交换机。
人工电话交换机是由话务员完成转接的。机电制
电话交换机主要有步进制交换机和纵横制交换机。
程控交换机可分为模拟程控交换机和数字程控交
换机。模拟程控交换机的控制部分采用计算机控
在PCM32系统中，采用8位码来表示一个样值，最高位是极性码， 剩下的7位对应128个量化级。
抽样频率取值为8000Hz，即抽样周期为125μs。 话音信号的PCM编码的传输速率=8000Hz/s×8=64kb/s。 64kb/s是程控数字交换机中基本的交换单位。
8
2020-11-9
谢谢你的观看
PCM基群帧结构（30/32）
电路交换 电话交换一般采用电路交换方式。
分组交换 数据通信的一种交换方式。它是利用存储——转发的
方式进行交换的。 ATM交换
即异步传送模式，又叫异步转移模式。
13
2020-11-9
谢谢你的观看
电话交换一般采用电路交换方式。电路 交换方式是指两个用户在相互通信时使用一 条实际的物理链路，在通信过程中自始至终 使用该条链路进行信息传输，并且不允许其 它计算机或终端同时共享该链路的通信方式。
11
术、计算机技术与大规模集成电路相结合的产物。
2020-11-9
谢谢你的观看
数字程控交换机的主要优点是： 1)能灵活地向用户提供多种新服务功能 2)便于采用共路信令系统 3)体积小、重量轻、功耗低、可靠性高 4)操作维护管理的自动化
12
2020-11-9
谢谢你的观看
5 几种主要的交换方式