第二章交换单元与交换网络

P D C
T9
→ Port9TS20 的接 续，首先要由处 理机在Port3的接 收部分的端口 RAM的10号单元 写入9，信道RAM 的10号单元写入 20，以控制交换 到Port9和TS20。
C—信道（时隙）总线
端口的内部组成及DSE的工作原理： 以Port3TS10→ Port9TS20 实现过程进行说明
信 息 1 信 息 2 信 息 标志 3 信 息 2 信 息 2 信 息 传输方向 1
信息2速度＞信息速度1＞信息速度3
因为信道是按时间分割为多个子信道，而子信道的 容量需要通过统计才能得到，所以称为统计时分复用。 特点:先存储再发送，信息速率高的用户所占的信道容量 大，且所占信道容量随着信息的多少动态变化，取消了 帧概念，统计时分复用信道又称标志信道，是通过标志 来区分各子信道的。
※统计时分复用的显著优点是按照用户的需 要动态地分配信道容量。一个用户信息速 度高时，占的信道容量大，当它的信息速 度变低的时候，它占的信道容量也随之减 小。 ※分组交换的统计复用时分信号使用的分组 长度不相等，因此分组传输速率不固定， 不适于采用硬件交换单元。ATM交换的统 计时分复用信号使用的分组长度相等（信 元），适于采用硬件交换单元，故ATM交 换速度快。
1 3 2

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（a） 四个控制存储器 输入控制方式

入线上有几个时隙， 控制 存储器就有几个存储单 元。 存储单元的地址码与 时隙号一一对应。 存储单元的内容表示该 时隙应接通的出线号。 实例
PCM 入线 0 1 2 3 1 3 0
PCM 出线 0 1 2 3
(b)
输出方式
注意： 1. S型接线器的入线数与出线数可以不等 2. 控制存储器的内容只在通路建立或拆 除时才写入或清除。
1 总线型交换单元 一般结构
入线 1 入线控制 出线控制 出线 1
2
入线控制 入线控制
出线控制 出线控制
2 n
n
总线管理
总线
各部分功能: (1)入线控制部件将入线上的信息经过格式变换存 入缓冲存储器，在分配给该部件的时隙上将信 息送到总线上。 (2)出线控制部件检测总线上的信息，将属于自己 的信息读入缓冲存储中，经过格式变换，由出 线送出。 特点: • 可以实现三种时分复用信号的交换，但是具体 实现有所不同。 • 若入线上信息的传输码率为bit/s，则总线上信 息的传输码率为n bit/s。
顺序写入、控制读出的T接线器的结构示意图
SM
TS2 A 0 1 2 TS8
A • • • W R
A
以TS2→TS8 的 实现介绍T接线 器的工作原理。 要实现 TS2→TS8 的交 换，首先要由处 理机在CM的8号 单元写入2。 在CLK2时刻， A顺序写入到 SM的第2号单元 在CLK8 时刻， CM读出第8号单 元的数据2，2选 中SM的第2号单 元，A被读出。
2 数字交换单元DSE（digital switch element）
DSE是一种总线型交换单元，又称空时结合 交换单元，既可实现时隙之间交换，又可实现复 用线之间的交换。只适用于同步时分复用信号的 交换。
结 构
R T 0 并 行 时 分 复 用 总 线
时钟
R T
8
R T 7
R T 15
16个双向端口： 每个端口包含发送部 分T和接收部分R，可 连接复用了32个话路 的PCM复用线。 并行时分复用总线： 又分为数据总线、信 道总线、控制总线， 总线是并行时分工作 （分成16个时隙供16 个端口使用）
同步时分复用信号的交换需要通过 复用线的交换和时隙的交换来完成。
第二章 内容
§2.1 交换网络中的信号形式及时隙交换概 念（背景知识） §2.2 具体交换单元介绍 §2.3 交换网络 §2.4 举例
§2. 2 具体交换单元介绍
一、 空间接线器（space switch） 空间接线器用来完成不同复用线之间 的交换，而不改变时隙的位置，可简称为 S接线器 ，主要用于同步时分复用信号的 交换。 1 结构 组成 交叉矩阵（交叉点阵） 控制存储器
定时脉冲
CM
• • •
8
2
• • •
W
R
处理机
时钟
控制写入、顺序读出的T接线器的结构示意图
SM
TS2 A 8
• • •
TS8 A
A
• • •
要实现 TS2→TS8 的交 换，首先要由处 理机在CM的2号 单元写入8。 在CLK2时刻， CM读出第2号单 元的数据8，8选 中SM的第8号单 元，A被写入SM 的第8号单元。 在CLK8时刻， SM第8号单元 中的A被顺序 读出。
PCM30/32帧结构的特点: 一帧周期为125us，分成32个时隙TS0～ TS31。每个时隙传输8位二进制码，一个 时隙3。91us。 32个时隙中，TS0为帧同步时隙， TS16为 标志信号时隙，其余时隙传送30路的话 音信号。 每个话路的传输码率： 8000HZ×8bit=64kbit/s 复用后线路基群的传输码率: 32× 64Kbit/s=2048 kbit/s=2Mb/s 16 帧为一复帧，复帧周期为2ms
S 端口 TS10 RAM 信道 RAM 9 20 数据 RAM TS20
TS10到来时刻，
S
S
10
9
10
20
20
S
R3
P—端口Port总线 D—数据总线
P D C
T9
C—信道（时隙）总线
话音信号S置入 数据总线D， 端口RAM10号 单元中的端口 信息“9”顺序 读出置入端口 总线P，信道 RAM的10号单 元中的信道信 息20也被顺序 读出到信道总 线C。
★ DSE任一端口的接收部分的任一信道（时隙）可 以与任一端口的发送部分的任一信道接通。
端口的内部组成及DSE的工作原理： 以Port3TS10→Port9TS20 实现过程进行说明
TS10 端口 RAM 信道 RAM 数据 RAM 要实现Port3TS10 TS20
10
9
10
20
20
S
R3
P—端口Port总线 D—数据总线
TS0 TS1 Ａ 时间 Ｂ 125us
TSn-1 TS0 TS1
Ｘ
Ａ Ｂ 125us
TSn-1
Ｘ Ａ Ｂ
每个用户的采样周期都是125us，都能在接收端正确还原
3 统计时分复用
信息按分组先存储再发送，每个分组附加标志码， 各个分组占用不同的时隙；但标志相同的分组属于一个 用户，将它们所占用的信道容量看成一个子信道，这种 复用方式称为统计时分复用。
二 共享存储器型交换单元和时间接线器
1 共享存储器型交换单元
共享存储器型交换单元的一般结构如图所示，N路输入 信号分别送入存储器的N个不同区域，再分别送出，存储 器的写入和读出采用不同的控制，以实现交换。 共享存储器型交换单元可对三种时分复用信号进行交换， 但其具体实现有所不同。 入线缓冲和出线缓冲 0 • • •
类型：两种工作方式对应两种类型 输入控制：控制存储器对交叉矩阵的入 线进行控制，一条入线配一 个控制存储器 输出控制：控制存储器对交叉矩阵的出 线进行控制，一条出线配一 个控制存储器
TS2 TS1 TS0 0 TS0 1 TS2 2 TS1 3 PCM 入线
PCM 出线 0 1 2 3
0 1 2
W
R
CM
• • •
定时脉冲
2
8
• • •
W
R
处理机
时钟
•工作原理：
顺写控读的T接线器PCM入线上各时隙的话音信号在定 时脉冲的控制下按时隙号顺序地写入到话音存储器，然后 在控制存储器的控制下读出到指定的时隙上。 控写顺读的T接线器PCM入线上的各时隙的话音信号在 控制存储器CM的控制下写入到话音存储器的指定存储单元， 然后在定时脉冲的控制下顺序读出。 T接线器的CM是按控制写入顺序读出的方式工作，原理 与S接线器的CM相同。 定时脉冲由环形计数器输出，输出数据值与时隙时刻 值相等。 备注:顺写控读的T接线器中，定时脉冲作为SM写入 数据 时存储单元的地址，控制存储器CM的输出数据作为SM读出 数据时存储单元的地址。
时间 a 时分复用示意图 b 频分复用示意图
时间
a 频分复用
b 时分复用
2 同步时分复用
同步时分复用的由来：话音信号的频率300HZ～ 3400HZ，取采样频率为8KHZ，即采样周期为125us，采 样值用8位二进制编码，8位二进制占用的时间相对于 125us很少，为了提高传输线的利用率，将125us分成若 干时隙，不同用户的采样值占用不同的时隙进行传输。 因为子信道在每一帧时间轴上的位置是固定的，所 以称为同步时分复用。同步时分复用信道又称位置信道， 是通过时间轴上的位置来区分子信道（话路）的。同步 时分复用子信道的速率是恒定的。
A2: 复帧失步告警码
F15 之 TS16 a b c d 第 15 话路信令 a b c d 第 30 话路信令
标志信号以 500Hz 频率 出现就行了， 所以每话路 标志信号出 现的周期是 2ms。
一个信道复用了32个时隙(或24个时隙) 称为PCM基群。 随着技术的发展，信息传输速率的提高， PCM基群可以进一步复用，形成PCM高次群。
多个子信道。 时分复用:将信道按时间分割为 多个子信道。 空分复用:将信道按空间分割为 多个子信道。 码分复用:将信道通过不同的扩 频码序列分割成多个子信道。
频率
信道 1
频率
信道 2
不同用户在同 一时段发送， 占用不同频道
信 道 信 道 ２
不同用户占用 同一频道，在 不同时段发送
信道 n
１
信 道 n
第二章 交换单元与交换网络