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数字通信原理试题分析.doc 73页
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数字通信原理试题分析
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一、单项选择题(本大题共15小题，每小题1分，共15分)在每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，请将其代码填写在题后的括号内。错选、多选或未选均无分。1.人讲话的语声信号为(A)B.数字信号C.调相信号2.脉冲编码调制信号为()A.模拟信号B.数字信号?C.调相信号3.均匀量化的特点是(A)C.信号幅度小时，量化间隔大B.信号幅度大时，量化间隔小D.信号幅度小时，量化间隔小D.调频信号D.调频信号4.A律13折线压缩特性中的第7段线的斜率是(A)A.0.5B.1C.4D.165.PCM30／32系统中对每路信号的抽样帧频率是()B.16kHzC.64kHz6.STM--16的一帧的字节数为(D)A.9×270×lB.9×270×4C.9×261×167.PCM30／32系统复帧的周期是()A.125?sB.250?sC.1ms8.异步复接在复接过程中需要进行(D)A.码速调整和码速恢复B.码速恢复C.编码方式变换【同步复接---码速变换；异步复接--码速调整】1D.2048kHzD.2ms?D.码速调整9.PCM30／32系统发送帧同步码的周期是()A.125?sB.250?sC.500?sD.1ms10.以下4种传输码型中含有直流分量的传输码型是(D)【P183.CMI码也含有直流分量】A.双极性归零码B.HDB3码C.AMI码D.单极性归零码11.PCM30／32系统发送复帧同步码的周期是()A.125?sB.250?sC.1msD.2ms12.对SDH网络同步而言，在SDH网络范围内正常的工作方式是()A.伪同步方式B.准同步方式C.同步方式？D.异步方式13.样值为513?，它属于A律13折线的(l=8)(D)P36A.第4量化段B.第5量化段C.第6量化段14.PCM一次群的接口码型为(D)P122A.RZ码B.AMI码C.CMI码码15.A律13折线编码器量化级数N越大，则()A.小信号时量化信噪比越小B.小信号时量化信噪比越大C.折叠噪声越小D.折叠噪声越大二、填空题(本大题共15小题，每小题1分，共15分)请在每小题的空格中填上正确***。错填、不填均无分。16.一个频带限制在fmHZ以下的连续信号m(t)，可以惟一地用时间每隔T__≤??????________秒的抽样值序列来确定。P1717.PCM系统信道部分包括传输线路及。P1318.非均匀量化的宗旨是：在不增大量化级数N的前提下，利用降低大信号的信噪比来提高_信噪比。19.ADPCM的主要特点是用自适应量化取代_。【P51自适应预测取代固定预测】20.为了提高通信信道的利用率，使信号沿同一信道传输而不互相干扰，称为_。P6221.为了保证在接收端能正确地接收或者能正确的区分每一路话音信号，时分多路复用系统中的收、发两端要做到同步。P6722.所谓时钟同步是使收端的时钟频率与发端的时钟频率_23.数字复接的同步指的是被复接的几个低次群信号的数码率____相同_。P10424.数字分接器的功能是把高次群***成原来的_。P10625.PCM信号脉冲经过信道传输，各中继站和终端站接收的脉冲信号在时间上不再是等间隔的，而是随时间变动的，这种现象称为_相位抖动_。P20826.SDH帧结构中安排有两大类开销：通道开销和__。2??27.按字复接是每次复接各低次群的一个码字形成________。P10428.SDH网同步通常采用__主从同步________方式。P17029.对基带数字信号进行调制称为__________。30.SDH网的基本网络单元有终端复用器、再生中继器、数字交叉连接设备和_。【P171它们的英文缩写分别为TMREGSDXCADM】三、问答题(本大题共8小题，每小题4分，共32分)31.均匀量化的缺点是什么?P6132.在PCM数字通信系统中对接收端的时钟信号应有何要求?33.简要说明同步复接的概念。34.为什么同步复接要进行码速变换?见题35.SDH网中线路保护倒换的特点是什么?P16036.什么叫非均匀量化?在PCM系统中非均匀量化的特点是什么?37.在数字通信系统中位同步的目的是什么?如何实现?38.PCM系统中7／11变换电路的作用是什么?四、画图题(本大题共3小题，每小题6分，共18分)以后的画图题和计算机题要多看视频教程和课后习题***，那里都有详细的解答！39.一模拟信号的频谱如题39图所示，求其满足抽样定理时的抽样频率，并画出当fS=2fm时抽样信号的频谱图。题39图【解：由图知，f0=2，fm=6则B=fm-f0=4khz,即f0&B,为低通型，所以fs&=2fm=12khz,接下来就好做了】40.画出加密数字***方框图。P641.画出题41图所示2ASK已调波的波形图。3题41图五、计算题(
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第2章 数字程控交换机硬件与软件2.1 ***网交换技术基础2.2 数字程控交换机硬件2.3 数字程控交换机软件1lxm2.1 ***网交换技术基础2.1.1 时分复用2.1.2 PCM基本原理2.1.3 32路PCM2.1.4 PCM的高次群2lxm2.1.1 时分复用多路复用的概念? ? ?时分复用原理统计时分复用原理3lxm多路复用的概念?信号：? ?模拟信号：是数值上连续变化的信号。例如话音信号，图 象信号等。 数字信号：是离散的信号?多路复用?? ??将多个信号源发出的信号组合，并由一个信道传输，传输 中各信号之间彼此独立 多路复用的基础是分割原理，信号分割的依据是信号差异 复用的目的是为了节省介质，提高线路利用率 根据不同的参量，多路复用的类型有? ? ?频分复用FDM:各路信号频率分开，时间重叠 时分复用TDM:各路信号时间分开，频率重叠 码分复用CDM:各路信号时间、频率重叠，特征码不同4lxm时分复用原理（1）? 时分复用TDM（通常指同步时分复用）? ?把传输信道按时间分割成若干时隙，以传送若干路信号。 发送方，在抽样脉冲的控制下，时隙1时将第1路信号打入 信道，时隙2是将第2路信号打入信道， 依此类推 接收方，在发送方同步信号的作用下，在时隙1时接收第1 路信号，时隙2时接收第2路信号………. 发送 接收第1路第2路 传输介质?第1路第2路第 n路5第 n路lxm时分复用原理（2）用户 A B C D? ?ab b c c at① ② ③ ④时 时时时 隙 隙隙隙 1 2 3 4ttda b#1b c#2c#3a#4d tt4路复用时分复用帧TDM按帧结构（固定时长，时隙个数固定）传送 每个用户分配固定时隙（在帧结构中占固定位置）? ?每个用户只能在分配给自己的时隙内发送数据 当某用户无数据发送时，分配给该用户的时隙只能处于 空闲状态，不能作为他用典型应用： ***网中采用的复用技术lxm?可能造成线路资源的浪费6统计时分复用原理用户 A B C D?统计时分复用a b b c c d a t t t t① ② ③ ④ #1 #2 #3abbccdatSTDM帧?? ?STDM：Statistic TDM，统计时分复用，又叫异步时分复用 每个用户不分配固定时隙，按需动态分配时隙 STDM按帧结构进行传送， 组帧按收到数据的先后顺序进行 典型应用：?一个用户可以连续占用多个时隙分组网中的复用技术lxm?能显著提高信道的利用率72.1.2 PCM基本 原理（1）PCM：Pulse Code Modulation 脉冲编码调制PCM是一种将模拟信号变换成数字信号的编码方式 PCM发送端包括：抽样、量化和编码 PCM 接收端包括：解码、量化样值解调发送端模拟 信源 低通 滤波器 抽样 器 量化 器 编码 器模拟 信宿8低通 滤波器 接收端解码 器lxm2.1.2 PCM基本原理（2）1 4 5 3 2 1 6 782 3 4 59 10 11 12 13 15 14 8 166 7抽样将时间连续的模拟 信号转换成时间离散、 幅度连续的抽样信号。带限信号连续抽样， 要求抽样频率不小于所 传信号的最高频率的2倍。9011 010 001 000 000 001 010 0119 101112 13 14 1516100 101 110 111 111 110 101 100量化将时间离散、幅 度连续的抽样信号转 换成时间离散、幅度 离散的数字信号。编码量化后的信号 通过编码器变 成一组码元lxm2.1.3 32路PCM复用?话音信号的PCM1、话音的有效带宽：300~3400Hz 2、抽样频率8000Hz即抽样间隔（抽样周期）为125us3、每个抽样值为8位二进制编码每路话音抽样占用 的时间很短，在 n=32路PCM复用 中仅为3.91us?123n123每路抽样周期125usPCM信号的复用?每路抽样占用的时间远小于其抽样周期?利用时分复用原理，在下一个周期到来前的空闲时间内，对其他路 进行抽样一个周期内抽样的路数取决于每路抽样占用时间的多少lxm? 102.1.3 32路PCM复用几个基本概念：? ? ?时隙：每路话路抽样所花的时间。 帧：每32个时隙组成一个帧。 复帧：16个帧合成一个复帧。11lxm32路PCM复用的帧结构1复帧=16帧F0 F1 F2 F3 F4 F5 F6 F7 F8 F9 F10 F11 F12 F13 F14 F151帧=32时隙TSTSTSTSTSTSTSTSTSTSTSTSTSTSTSTSTSTSTSTSTSTSTSTSTSTSTSTSTSTSTSTS 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14
27 28 29 30 31同步时隙 标志信号时隙 F0 0 0 0 0 1 0/1 1 1 复帧 复帧 定位码组 对告码和备用 F1 a b c d a b c d 1路 16路 a b c d a b c d 2路 17路 a b c d a b c d 15路 30路 lxm 话路时隙（8位） 1 2 3 4 5 6 7 8偶帧1 0 0 1 1 0 1 1 帧定位码组奇帧区别偶帧 帧对告码 121 1 0/1 1 1 1 1 1F2保留局间 线路 信令F15帧结构描述?? ? ? ?帧重复频率＝抽样频率＝8kHz抽样周期＝125us 时隙数＝32，时隙编号TS0－TS31 每路时隙＝3.91us 每路时隙传送8位码组，位时间＝488ns?? ?每帧传送位数＝32×8=256每路数码率＝8bit/125us＝64kbit/s总码率＝256bit/125us＝2048kbit/s13lxm帧结构描述?各时隙内容? ? ? ?TS1－TS15：话路时隙，传送1－15路话音信号编码 TS17－TS31：话路时隙，传送16－30路话音信号编码 TS0：帧同步时隙，传送同步码组 TS16：信令时隙，传送30路话路的信令码和复帧码 传送信令信号（如摘机、挂机、振铃等） 一帧中只传送8位码组，每路占4位，每帧只能传2路 提高信道利用率，一个基群有30个话路，一个信令信号控 制2个话路，故引入复帧概念 信令信号必须按复帧处理（16帧组成一个复帧） 信令4位码组含义a、b、c、d，目前只用了前3位lxm?信令时隙TS16? ? ???14复帧结构描述? ?由16帧组成一个复帧 复帧频率＝8000Hz/16＝500Hz，周期＝2ms?各帧信令?F0的TS16前4位为复帧同步吗0000 ? 第6位为复帧失步告警码，同步为0,失步为1 ? 其他位保留，暂定位1??F1－F15的TS16前4位依次传送1－15路话路信令 ? 后4位依次传送16－30路的话路信令?15lxm32 PCM帧的传输与处理?逐帧传输?按复帧处理? ?因为每帧只能传送2个话路的信令 30路话路的信令在一个复帧内才能包含完16lxm2.1.4 PCM高次群制式 北美日本欧洲中国 话路数 30 120数码率群路基群 二次群Mbps 1.5446.312话路数 数码率 Mbps 24 96 2.048 8.448三次群四次群 五次群1732.064 48034.368139.264 565480lxm2.1.4 PCM高次群?高次群是由低次群通过数字复用设备汇接而成二次群2048kbit/s三次群 一 次 群 复 用 设 备基群2048kbit/s（一次群） 2048kbit/s2048kbit/s一 次 群 复 用 设 备8448kbit/s 8448kbit/s 8448kbit/s 8448kbit/s34.368Mbit/s18lxm2.2 程控交换机硬件2.2.1 ***机2.2.2程控交换机硬件组成2.2.3 程控交换机的话路部分2.2.4 程控交换机的控制部分19lxm最简程控***系统示意图***铜线 ***机A 程控交换机 ***铜线 ***机B上图中：?***机：***系统终端机，收发话音，声电转换，产生 接续所需控制信号。 交换机：根据主叫用户（话机）的拨号信号选择被叫， 使主被叫建立连接，实现通话。话毕断开连接。 ***铜线：实现传输功能lxm??202.2.1发信部分 拨号电路送话器***机—基本结构收信部分振铃电路音频发送电路受话器音频接收电路通话部分二/四线 转换 电源变换叉簧 （挂机状态）外线基本组成部分：? ?转换设备：亦称叉簧，实现摘/挂机状态的转换 信号设备：分为发信和收信两部分? ?发信：拨号设备（号盘或键盘） 收信：接收交换机的铃流信号，使话机中的扬声器振铃??通话设备：发送和接收话音的设备，由送话器和受话器及话音收发 电路组成 二/四线转换转换与电源变换? ?***机内部收发分开（四线），外线二线 程控交换机馈电-48V，需要将其变换为低电压给***机供电2.2.1 ***机—基本工作情况?换机馈电供电（有些功耗大的需要单独供 电）挂机时，话机只能接受铃流信号 摘机时，可进行拨号或通话? ?22lxm2.2.1 ***机—基本类型?三种基本类型?? ?号盘式（号码由脉冲信号表示，已淘汰） 按键式（号码由双音多频DTMF表示） 卡式（磁卡、光卡、IC卡）保密***机 留言***机 无绳***机 自动翻译***机 …….23?特殊功能***机? ??? ?lxm2.2.1 ***机—按键式双音频话机?每一个***号码码子由一个按键拨出，每个码 由一对高、低音频信号表示ITU-T（原CCITT）建议，按键话机一般为16 个按键1209Hz 1336Hz 1477Hz 1633Hz?697Hz 770Hz 852Hz941Hz1 4 7 *242 5 8 03 6 9 #A B C D注： 有的只有12个键，无ABCD 有的多于16个键，如增加： 重拨、免提等lxm2.2.2 数字程控交换机硬件结构用户模块-用户级 选组级用户 用户 电路用户 电路 电路PCM流用户处理机远端模块用户 用户 电路 电路数字 中继数字 中继用户处理机话路部分 控制部分 存储器25数 字 交 换 网 络数字 数字 中继 数字 中继 中继模拟 中继数字中继线模拟中继线信号发/收 设备中央处理机I/O设备lxm2.2.2 数字交换机的硬件结构? 数字交换机的系统硬件包括?话路部分? ?? ?选组级：数字交换网络，负责交换 用户级：用户模块和远端模块，集中用户话务量， 送 至选组级） 数字中继设备：进行码型转换、线路信号提取 信号收/发设备：提供局间信号和各种信号音?控制部分由中央处理机、存储器和I/O设备组成，存储各种程序 和数据，对进入交换机的各种信息进行分析和处理， 对话路或I/O设备发出各种指令等26lxm2.2.3 程控交换机的话路部分2.2.3.1 2.2.3.2 2.2.3.3 2.2.3.4 2.2.3.5 2.2.3.6 用户模块 用户电路 中继器 音频信号产生与收发 数字交换与交换网络 数字交换网络的阻塞27lxm2.2.3.1 用户模块? 用户级由两大部分组成? 用户模块 ? 用户电路 ? 用户模块分为两种 ? 用户模块 ? 远端用户模块 ? 用户模块和远端用户模块结构基本一致 ? 远端模块与用户模块的区别远端用户模块用户模块中继器、HDB3码 数千米交换网络PCM流数十米交换网络lxm28用户模块的组成用 户 级 交 换 网 络 信 号 提 取 插 入用户电路 用户电路HW 串/并并 /串网 络 接 口数字交 换网络HW（母线）收号器 串/并用户模块29扫 描 存 储 器分 配 存 储 器微 处 理 机lxm用户模块的组成? ?用户级交换网络：负责话务量集中（或分散） 信号提取和插入电路：负责把CPU的通信信息从信 息流中提取出来（或插入）。 网络接口：实现和数字交换网络的接口。? ? ?扫描存储器：暂存从用户电路读取的信息。分配存储器：暂存向用户电路发出的命令信息。30lxm用户模块的话务集中/分散?为什么需要在用户级进行话务量集中？??每个用户的话务量很低，在交换机中占用一条独立的话路 将造成极大的资源浪费 因此需要用户分散的话务量进行集中，共享交换网络资源， 提高数字交换网络的利用率 话务集中通过用户集线器完成，通常采用一级T接线器复 用实现 集线比（m:n）可以根据用户的实际情况调整??话务集中的基本思路??m:n大于1，如：3:14:15:1 8:1 等等 n个共享交换时隙lxmm个配置用户31用户 集线器?用户模块的话务集中的实现 图中案例，假设?集线比为4:1，配置用户120，公用时隙为30个（同时接入数）? ?要实现多个用户级T接线器复用，多T须采用同一控制存储器 用户级T接线器作用是完成本组用户时隙到公用时隙的变换， 即为用户寻找一个进入交换网络的通路（复用器将30个并 行用户串成一组再由接线器变换到公用时隙，30个用户不 一定同时通话，小于等于30就行）[复用器右边32时隙数量 不固定，看用户量] 120个用户时隙第1组 用户电路 30 户 TS1 复 用 TS30 器 0 T1 TS0-TS31 接 线 器 31 30个公用时隙用户电路TS0-TS31至交换网络120 个 第4组 用 户TS1复 用 TS30 器32T4 0 TS0-TS31 接 线 器 31lxm用户模块的话务集中? ?需要特别注意的概念 用户时隙???用户时隙是固定分配的专用时隙 每个***用户都分配了一个固定的用户时隙 仅在用户入口处有效?公用时隙（也称交换时隙）? ?? ?公用时隙不固定分配给某给用户，由接入的用户共享 当某个用户摘机呼叫通话时，中央处理机从公用时隙中寻找一个空闲 时隙分配给该用户，一次通话过程中，该时隙不变 用户通话结束挂机后，处理机收回分配的公用时隙，供其他呼叫使用 当公用时隙全部占用（全忙）时，将找不到空闲时隙，出现呼损33lxm用户模块的串并/并串转换? ?目的：一次交换8位码，降低交换次数，实现更容易 理由分析：?话音的PCM码是逐位串行移出的，如果按位交换，则一次 话音抽样的PCM编码需要交换8次 交换的路数越多，交换负担越重 串并转换正是为了降低交换次数，提高交换效率? ?D7 D0串/ 并 转 换D0 D1D7lxm342.2.3.2 用户电路类型：模拟用户电路和数字用户电路 （注意：现在大量使用模拟话机，因此以下讨论 的是模拟用户电路） ? 作用：直接连接到每个用户终端（话机） ? 每个用户终端都与一个独立的用户电路相连?35lxm2.2.3.2 用户电路?用户电路主要功能：B0RSCHT? ? ? ? ? ? ?B（Battery Feeding）馈电 O（Overvoltage Protection）过压保护 R（Ringing Control）振铃控制 S（Supervision）监视 C（CODEC&Filters）编解码与滤波 H（Hibrid circuit）混合电路 T（Test）测试 过 压 保 护 O 馈 电 电 路 B 监视电路S 控制系统 混 合 电 路 H 编 解 码 电 路 C用户 线路测 试 T振 铃 R用户 模块36lxm馈电电路? ?每个用户电路都应向用户话机馈电。 电感线圈 对话音信号呈高阻抗 ，对直流馈电电 流呈低阻抗。 馈电电压-48V或-60V。a 用户线 b电感线圈 隔交流通直流37?-48v电容 隔直流通交流lxm过压保护? 目的：防止高压损坏程控交换机。?措施：采用两级保护? ?第一级是用户线入局的配线架上***保安器（ 放电管）。 第二级即用户电路中过压保护（热敏电阻和二极管钳位）R↑用户线 R-48v-48vR：正温度系数热敏电阻，当二线电压过高时， IR↑ → 温度↑ → R ↑ → 压降VR↑→保护内线38lxm振铃控制? 振铃信号源?? 电压：90V土15V(空载）， 25HZ交流交换机独立的部件，平时处于常开状态??作用：向被叫用户振铃（1S通，4S断），将外线与用户模块断 开，被叫摘机后自动停止振铃，并将外线接通用户模块 控制：由CPU控制继电器动作用户线 振铃开关 R ~振铃 信号源用户 模块截铃 振铃控制振铃继电器39处 理 机lxm监 视?? ?功能：监测用户线状态信息实现原理：利用用户线上直流电流的变化 当用户挂机，直流环路断开，馈电电流为零；接 通，直流电流20mA以上。 用户状态检测内容：? ? ??用户话机摘挂机状态号盘话机发生的拨号脉冲 投币话机的输入信号，一般为脉冲拨号?用户通话时的话路状态（挂机监视）lxm40监 视a摘/挂机开关 R 放大 Go to CPUb用户线电容：用于防止 线路瞬间干扰-48v?注意：用户线的距离受限，原因何在？41lxm编译码和滤波?编译码将模拟信号转化成数字信号（PCM流），同时进行反 变换? 滤波：带通滤波（300～3400Hz）?实现：?滤波、抽样、量化、编译码由一块芯片集成42lxm混合电路? ?作用：实现二线/四线，四线/二线转换。二线：平衡传输，不对地，互为参考点，用于用 户与交换机之间的信号传输四线：收发各用一对线。PCM数字信号采用四 线单向传送。 实现二线/四线转换的电路很多发用户线 收43??lxm测试?作用：用于故障检测用。如混线、断线、接 地、元器件损坏?方法：通过测试继电器或电子开关将用户电 路或用户线接至测试设备。一般测试设备有 专门软件完成测试工作（自动）方便装机调试和线路维护?44lxm2.2.3.3 中继器－模拟中继器中继器是连接交换局之间中继线的接口电路。 ? 模拟中继器??用途：连接数字交换机与模拟交换机（出、入 均为模拟信号） 功能：测试 ? 过压保护 ? 线路信号监视 ? 忙闲指示 ? 混合电路 ? 编译码?45lxm2.2.3.3 中继器－数字中继器收1 发1 收2 发2中继 接口 电路1 复 用 器中继 接口 电路2 用户 模块 用户 模块 复 用 器交 换 网 络解 复 用 器中继 接口 电路3收3发3解 复 用 器中继 接口 电路3收n 发n46lxm2.2.3.3 中继器－数字中继器TS1~TS31 HDB3收码型变换NRZ交帧定位换时钟提取 2M时钟 帧同步 0011011 TS16 信号控制网络发HDB3码型变换NRZ帧定位 信号插入 TS0复帧定位 信号插入 TS1647lxm数字中继器?连接数字局间中继线的接口电路。入/出端均为数 字信号。主要功能：??码型变换/反变换：传输线上HDB3码，局内单极性不 归零码。 时钟提取和帧同步：从PCM码中恢复时钟，以保证同步 帧同步使收发时隙对齐。 提取、插入随路信号：即信令的提取和插入在某些固定 时隙中。???数字中继器的接口速率一般为PCM基群速率，传送的帧 结构为32路PCM帧48lxm2.2.3.4 音频信号的产生与收发各种信号音（拨号音、忙音、回铃音）， 由交换机—&用户 音频模拟信号 局间信令（多频信号）：交换机&—&交换机注意：1）信号源是公共的，都使用特定的音频信号（如450Hz）， 改变通断的间隔作为不同的信号音 2）音频模拟信号必须经过“数字化”即PCM调制后才能在 数字网上传输。49lxm音频信号的类型?我国程控交换机产生的音频信号包括：?交换机发送到用户的音频信号? ?拨号音、忙音、回铃音等 采用单频450Hz 采用双音频信号 前向信号（6取2） 1380HZ、1500HZ 、1620HZ、 1740HZ、 1860HZ、1980HZ 后向信号（4取2） 1140HZ、1020Hz、900Hz、780Hz?交换机之间的局间信号? ??注意：信号源是模拟的，必须数字化；同时也是公共的， 必须经交换网络交换50lxm数字音频信号的产生－单频信号（自学）500Hz单频信号的产生? ?抽样频率8000Hz，周期1.25us，抽样16次 对信号进行PCM变换，然后存入ROM中1011121314 15 161125us123456789ⅠⅡ 2msⅢⅣ51lxm数字音频信号的发送与接收? ? ?发送：由程控交换机发送（发向用户或他局） 接收：用户接收单音信号，他局接收多音信号 交换机向用户发送单音信号示例从ROM中 取出码组 话路时隙或 信令时隙52在规定时隙交换 网络用户 模块用户模拟信号用户电路 D/A转换lxm2.2.3.5 数字交换与交换网络?空分交换的概念??时分交换的概念时间接线器T?? ?空间接线器S数字交换网络——TST数字程控交换机中话路连接53lxm空分交换的概念???? ?只要将空分交换矩阵的某个交叉点接通，就能将入线交换 到出线上（完全透明） 收发交换是在同一矩阵接点完成的，不分开 空分交换网络无话音存储功能 既可交换模拟信号，也可交换数字信号 控制简单，但容量有限空分交换网络12 出 3 4 入541234lxm时分（时隙）交换的概念??数字程控交换即时隙交换时隙交换是在某个时隙将话音存入话音存储器， 在另一个时隙将该话音取出（输出） 时隙交换所交换的一定是数字化的信息 时隙交换需要数字交换网络能暂存数字信息 数字程控 交换网络? ?时隙X存入时隙Y读出lxm55数字交换网络?数字交换网络的基本功能? ?完成两个用户数字信息（如数字话音）的交换 既要完成不同时隙的交换，还要完成不同母线（HW）之 间的交换（母线：一条PCM复用线） 母线1时隙1和母线1时隙2的交换 母线2时隙2和母线4时隙3之间的交换TS1 1 TS2 TS3?下图完成的是? ?TS21 2 母线 3 4lxm母线 23 456数字交换网络TS3数字交换网络?数字交换网络的特点? ?交换（接续）是单向的，收发分开用户在一次接续中，需要分配固定的时隙，且一 个用户收、发使用相同的时隙?用户的数字信号需要：进入数字交换网络前需要进行复用 ? 出交换网络再分路成一次群（2.048Mbps）?57lxm时隙交换示意图TS1 分路发入HW1. .TS2 TS1A二 /四 线转换编解码 电路 TS1发送群设备TS2B二 /四 线转换编解码 电路 TS2分路收 分路发. .接收群设备数 字 交 换 网 络出HW1TS1 TS2分路收?HW；PCM复用线? ?每条HW上有多个时隙TS 每个TS传送8位数据实现母线1的TS1到TS2交换 即58 A（TS1）和B（TS2）交换?发送群设备：?即为复用设备（串/并转换）?上图中? ??接收群设备：?即为分接设备（并/串转换）lxm数字交换网络的组成时间接线器（T)和空间接线器(S)? ??T接线器负责完成时隙交换S接线器负责完成母线交换59lxm时间接线器（T接线器）? ?功能：完成同一母线不同时隙交换 组成：? ?话音存储器（Speech Memory，SM） 控制存储器（Control Memory，CM） SM:暂存数字话音，也称话音缓冲存储器 CM:暂存存放数字话音的SM地址，也称地址存储器单元号读出0写入SM数字话音单元号 CM 0xn60存储数字话音 的SM的地址 （单元号）qxlxm写入/读出控制 nT接线器——SM与CM的存储空间?SM的存储单元数n＝一条输入PCM复用线的 时隙数 SM每个单元的位数＝每个时隙的码位数 例如：30/32基群每帧32个时隙，每时隙 8位码??CM的存储单元数＝ SM的存储单元数61lxmT接线器的工作原理T接线器有两种工作方式? ?方式1：输出控制（顺序写入，控制读出）方式2：输入控制（控制写入，顺序读出）特别注意： 1、 输入/输出控制方式是指：CM对SM的控制 2、CM总是由输入控制，由CPU控制控制写入，由时隙脉 冲控制读出??控制写入的具体内容取决于建立通话连接时分配的交换时隙写入的时机是在连接建立时，通话之前3、在一次通话过程中，CM只须写一次，而SM则 每隔 125us就需要写一次62lxmT接线器的输出控制方式输出控制方式的基本思路?在输入时隙时，由时隙脉冲控制将8位数字话 音写入SM 在输出时隙时，由CM控制从SM中读出话音 要讨论的问题是? ???数字话音存入SM的单元号是多少？ CM如何控制从SM读出数字话音？?讨论的前提是交换的时隙已分配好， 即CPU 已控制写入CM63lxm输出控制（顺序写入，控制读出）?假设对于A B两个用户通话，分配的A到B的交换时隙 是TSx交换到TSq 的写入的情况如下：? 则通话前，根据CM控制SM读出方式，由CPU 控制CM? 写入地址：q写入内容： x（存放话音的SM地址）单元号 CM 0在输出时隙TSq时，时隙脉冲 控制CM读出存放的话音存储 R 器地址X，进而控制读出话音 存储器地址X存放的数字话音64qX存储数字话 音的SM的地 址（X）W CPU时隙脉冲lxmR输出控制（顺序写入，控制读出）? SM在输出控制方式下如何写入话音？?由时隙脉冲控制顺序写入? ? ?时隙0时写入到单元0 ……时隙X时写入到单元X…….时隙N 时写入到单元n单元号 TSX 0 写入SM 数字话音xn? ?写入SM单元号=输入时隙号值 写入SM内容=对应的数字话音时隙脉冲W65lxm输出控制（顺序写入，控制读出）??在SM输出控制方式下，CM如何控制SM输出？ 基本思想（TSx交换到TSq）（1）CPU已控制CM写入： （2）当输出时隙TSq到来时，时隙脉冲控制CM读出q单元内容 X，据此CM控制SM的X单元的内容读出单元号 TSx 0 写入 q单元写入x （存放话音的SM地址）SM TSq 话音 读出 R单元号 CM 0 q X W CPU Rxn时隙脉冲存储数字话 音的SM的地 址（X）W时隙脉冲输出控制（顺序写入，控制读出）?示例说明：要求：话音在TS50时写入，在TS450时输出 过程如下：1） CM在CPU控制下在第450号单元写入50（存话音SM地址）2）SM由TS50时隙脉冲控制，将话音写入50号单元存储 3）CM由TS450脉冲控制，读出第450号单元的值为50 4）同时（TS450），CM控制SM读出第50单元值（数字话音）单元号 TS50 0 写入 SMTS450单元号 0450CM存储数字话 音的SM的地 址（50）50 数字话音 W R读出50 W R时隙脉冲lxm时隙脉冲67CPU输出控制（顺序写入，控制读出）? 课堂练习 ? 要求：TS20到TS50的交换?1=TS20 ?4=50？1 写入 单元号 0 ？2 W?2=20?3=TS20时存入的数字话音?5=20（存储话音的地址）SM读出？3 R单元号 CM 0？4 ？5 W R 时隙脉冲时隙脉冲CPU68lxmT接线器的输入控制方式输入控制方式的基本思路? ?在输入时隙时，由CM控制将8位数字话音写入SM 在输出时隙时，由时隙脉冲控制读出话音 要讨论的问题是? ??CM控制数字话音写入SM的单元号是多少？时隙脉冲如何控制从SM读出数字话音？?讨论的前提是交换的时隙已分配好， 即CPU 已控制写 入CM69lxm输出控制（顺序写入，控制读出）? 假设对于A B两个用户通话，分配的A到B的交换时隙是TSx交换到TSq? 则通话前，根据CM控制SM写入方式，由CPU 控制CM的写入的情况如下：? 写入地址：X写入内容： q（存放话音的SM地址）单元号 CM 0在输入时隙TSx时，时隙脉冲 控制CM读出存放的话音存储 器地址q，进而控制将TSx的 W 话音写入到话音存储器地址q 中70xq存储数字话 音的SM的地 址（q）W CPU时隙脉冲lxmR输人控制（控制写入，顺序读出）? 在SM输入控制方式下，CM如何控制SM写入？?基本思想（TSx交换到TSq）（1）由CPU已控制CM写入?（2）当输入时隙TSx到来时，时隙脉冲控制CM读出X单元 内容q，控制SM的q单元写入数字话音单元号 TSXX单元写入 q （存储话音的地址 ）SM0单元号 CM 0X q W CPU RXqn数字话音W存储数字话 音的SM的地 址（q）时隙脉冲lxm71输入控制（控制写入，顺序读出）? SM在输入控制方式下如何读出话音？?由时隙脉冲控制顺序读出? ?时隙0时读出单元0 内容 …… 时隙q 时读出单元q内容单元号SM0qn时隙脉冲72TSq数字话音读出Rlxm? 示例说明：要求：话音在TS50时写入，在TS450时输出过程如下： 1） CM在CPU控制下在第50号单元写入450（存话音SM址） 2） CM由TS50时隙脉冲控制，读出第50号单元的值为450 3）同时（TS50时），CM控制将话音写入SM450号单元存储 4） SM由 TS450脉冲控制，读出第450单元值（数字话音） 实现了TS50到TS450的交换TS50单元号 0 450 写入 时隙脉冲 R SM TS450 话音 读出 W 单元号 CM 0输入控制50450 W CPU R存储数字话 音的SM的地 址（450）时隙脉冲输入控制? 练习 ? 要求：TS20到TS50的交换?1=TS20 ?4=20？1 单元号 0 ？2 R?2=50?3=TS20时存入的数字话音?5=50（存储话音的地址）SM 读出 ？3 W 单元号 CM 0 ？4 ？5 W CPU R 时隙脉冲写入时隙脉冲74lxmT接线器小结? 功能：实现相同母线不同时隙之间的交换 ? T接线器交换有延迟（最长为一个PCM复用周期） ? 组成：SM和CM? 控制方式：输出控制和输入控制（针对SM而言）按时隙顺序读出?SM存储话音 ?CM存储存放话音的SM地址?输出控制：SM顺序写入，输出受CM控制读出 ?输入控制：SM写入受CM控制，输出按时隙顺序读出 ?无论哪种控制方式，CM的写入都是由CPU控制，读出都是? 注意：两种方式下，CM写入的单元号和内容的区别75lxm空间接线器（S接线器）不能满足大容量的需求? 问题的提出：T接线器不能实现不同母线之间的交换， ? S接线器功能：完成不同母线的同时隙交换 ? 组成：控制存储器CM和交叉矩阵? CM的单元数＝一条母线所含的时隙数 ? CM的个数＝输入或输出母线的数量?CM：控制交叉点矩阵的通断，实现母线之间的交换 ?交叉矩阵：电子开关阵列，交叉点的开、闭由CM控制矩阵大小：如2X2表示输入和输出母线各2条? 控制方式：输入控制和输出控制76lxmS接线器的输出控制 ? 按输出母线配置CM，即每条输出母线对应一个CM ? 该CM决定不同输入母线的不同时隙交换到该输出母线上来 ? CM的单元数＝一条母线的时隙数 ? CM号对应输出母线号，CM每个单元的内容对应输入母线号单元地址 0 对 应 时 隙 号77CM号 5存储器5 对应输出 母线51 5 n2 1时隙1时，完成入母线 2到出母线5的交换 时隙5时，完成入母线1 到出母线5的交换TS5 TS1 TS5 TS1lxm输入 HW1 母线号 入HW2HW5出S接线器的输出控制TS3 TS2 TS1 TS3 TS2 TS1 HW0 输 . HW 1 出 . HW . 4 HW0 . HW 1 . HW . 4输 入CM 地址 号01 234 01 1 0TS1:入HW0交换到出线HW1 入HW1交换到出线HW0 TS2:入HW0交换到出线HW4 入HW4交换到出线HW0 TS3: 入HW0交换到出HW1 入HW1交换到出线HW4 入HW4交换到出线HW0lxm2 4 3 4478015S接线器的输入控制? 按输入母线配置CM，即每条输入母线对应一个CM ? CM决定该输入母线的各时隙要交换到哪些输出线上 ? CM号对应输入母线号，CM每个单元的内容对应输出母线号单元地址 0 对 应 时 隙 号79CM号 2存储器2 对应输入 母线2 输出 母线号15时隙1时，完成入母线 2到出母线5的交换 时隙5时，完成入母线2 到出母线1的交换TS5 TS1TS5TS1lxmHW15n1入 HW2出HW5S接线器的输入控制TS3 TS2 HW0 . 输 HW 1 . 入 HW . 4 TS1 TS3 TS2 TS1 HW0 输 . HW 1 出 . HW . 4地址CM 号01 234TS1:入HW0交换到出线HW1 入HW1交换到出线HW0 TS2:入HW4交换到出线HW0 入HW0交换到出线HW4 TS3:入HW4交换到出线HW0 入HW0交换到出线HW1 入HW1交换到出线HW4lxm123 4801 0 4 1 40 05S接线器小结? 功能：实现相同时隙不同母线之间的交换 ? 没有暂存功能，不能单独用作交换网络 ? S接线器的交换是在一个时隙内完成的 ? 组成：控制存储器和矩阵 ? 控制方式：输出控制和输入控制81lxm数字交换网络? 为了实现大容量的交换网络?通常将T和S接线器组合，形成? TST（本课程仅讨论此种组合） ? STS ? TSST ? SSTSS? 特别提醒：?T接线器可以级联形成TTT数字交换网络 ?S接线器不能单独、也不能级联形成数字交换网络82lxmTST交换网络? T和S最简单的组合是TST三级交换网络 ? 每条输入、输出母线各需要一个T接线器 ? 图示中假设：? 3条输入和3条输出母线 ? S接线器的矩阵为3x3THW1 1ST1 HW1 HW2 HW3lxmHW2 HW3832 33x32 3TST交换网络T(输出控制)SMA CMAS(输入控制)T(输入控制)CMB SMBHW0TS2 A 2 ASMA7 2TS723 2 TS23 B2 BSMBTS2 B HW 0ATS23 BHW1SMAHW1CMS A TS7HW2TS31 BCMA023 3112CMB 7 31SMB 31 ATS31 A31 B返回847 2 31HW20 23lxm分析接续之前必须强调的概念? 通信是双向的，但正、反接续是分开的（单向接续） ? 一个用户的送、受话时隙相同，但接续方向相反 ? 两个方向同时接续同时释放 ? 必须选择2个中间时隙（内部时隙）? 作为S接线器的交换时隙（分别用于正、反方向） ? 该中间时隙一定是A、B级T（输入、输出级）都空闲 ?该中间时隙由CPU根据一定规则选取（相差半帧时隙）lxm85TST交换网络接续过程分析? 如前面的图，假设 ? 讨论?输入T为A级，输出控制；输出T 为B级，输入控制 ?设S接线器为输入控制、母线的时隙数为32双向交换 B用户 ：HW2的TS31A用户：HW0的TS2即：A---B的正向接续和 B----A的反向接续86lxm正向接续过程分析? 假设已选好正向接续中间时隙为TS7 ? 要实现正向路由A用户：HW0的TS2 TA S TB B用户 ：HW2的TS31?将接续***为三个步骤： （1）A级接线器（ TA ）完成HW0的TS2到TS7的交换（2）S接线器在TS7完成HW0到HW2的交换 （3）B级接线器（ TB ）完成HW2的TS7到TS31的交换87lxmA---B正向接续过程（1）1）A级T完成HW0的TS2到TS7的交换（输出控制） ? CMA0在CPU控制下，在单元7写入2 ? TS2时隙，SMA0在单元2写入数字话音 ? TS7时隙，CMA0读出单元7的内容2，并控制SMA0读出单元2的数字话音（去S的母线0）SMA0 TS7A ATS2CMA0 0 72HW0A0 写入 2读出 Go to S W R时隙脉冲88W CPUR时隙 脉冲lxmA---B正向接续过程（2）2）S在TS7时完成HW0到HW2的交换（输入控制） ? S共有3个CM（CMS0、CMS1、CMS2，对应A级母线) ? 在CPU控制下，在CMS0的单元7写入2From A级THW0 HW1 HW2TS7AGo to B级TTS7AHW0 HW1 HW20127289lxmA---B正向接续过程（3）3）B级T完成HW2的TS7到TS31的交换（输入控制） ? CMB2在CPU控制下，在单元7写入31 ? TS7时隙，CMB2读出单元7的内容31，并控制SMB2将数字话音写入单元31 ? TS31时隙，SMB2从单元31读出数字话音SMB2From S HW2TS7A0 TS31 31 RA A单元号 CMB2 0 HW2 731写入读出 W时隙脉冲90W CPUR时隙脉冲lxmB --- A反向接续?反向通路中间时隙的选取 与正向中间时隙相差半帧时隙，具体计算如下：?假设每条母线时隙数为n ?正向中间时隙为p，则反向中间时隙q为：q=P+n/2 q=P－n/2 （当P+n/2&n 时） （当P+n/2=&n 时）本例中，n＝32，P＝7 则 q=7+32/2=23 注意：正、反向中间时隙同时由CPU选取， 要求同时 为空闲时隙91lxm反向接续过程分析? 已选好反向接续中间时隙为TS23 ? 要实现反向路由B用户 ：HW2的TS31 TA S TB A用户：HW0的TS2?将接续***为三个步骤： （1）A级接线器（ TA ）完成HW2的TS31到TS23的交换（2）S接线器在TS23完成HW2到HW0的交换 （3）B级接线器（ TB ）完成HW0的TS23到TS2的交换92lxmB --- A反向接续过程（1）1）A级T完成HW2的TS31到TS23的交换（输出控制） ? CMA2在CPU控制下，在单元23写入31 ? TS31时隙，SMA2在单元31写入数字话音 ? TS23时隙，CMA2读出单元23的内容31，控制SMA2读出单元31的数字话音TS31 HW 2B0 31SMA2TS23B BCMA2 0 去S31写入读出 W R23时隙脉冲93W CPUR时隙脉冲lxmB --- A 反向接续过程（2）2）S在TS23时完成HW2到HW0的交换（输入控制） ? S共有3个CM（CMS0、CMS1、CMS2，对应B级母线) ? 在CPU控制下，在CMS2的单元23写入0From A级THW0 HW1 HW2 0 TS23BTS23BGo to B级THW0 HW1 HW21202394lxmB --- A反向接续过程（3）3）B级T完成HW0的TS23到TS2的交换（输入控制） ? CMB2在CPU控制下，在单元23写入2 ? TS23时隙，CMB2读出单元23的内容2，并控制SMB2在单元2写入数字话音 ? SMB2在TS2时隙从单元2读出数字话音TS23 HW2B0 2SMB2BCMB2 TS2B0写入 时隙脉冲95读出 R W232W CPUR时隙脉冲lxmTST交换网络小结? 每条输入母线需要一个T接线器 ? 每条输出母线需要一个T 接线器 ? 输入母线和输出母线的T接线器控制方式应不同 ? 接续路由是通话双方双向的，同时占用/释放 ? 必须同时选取正反路由的中间时隙?中间时隙（公共时隙）用作S接线器的交换时隙 ?正反中间时隙都必须是空闲的 ?正反路由中间时隙相差半帧时隙?TST交换网络存在阻塞问题96? 特别注意：lxm数字交换机中的话路连接入、出交换网络信息的示意图本局用户发 本局用户收入中继出中继 其他局本局 用户本局用户发 本局用户收入中继出中继信号设备交换网络97lxm数字交换机中的话路连接局内用户交换话路示例A M B 用户 电路 0入 D T M 7 0出 用户 电路 B 用户 电路 A D T M M 0选组级 PCM 31 入 用户级 PCM 0 出 A 选组级 PCM 0 入 选组级 PCM 0 出0 15 M00用户 电路TDPCM 7TS TTD0 1515 M31 B选组级 PCM 31 0 出 D31 15 TTDB 7 0入 A7注意：入/出选组级的母线时隙数为32 经过复用后，进入选组级交换网络前复 用，本例复用度为每条母线时隙为512局内用户交换话路连接示意说明?图中用户级描述?共有n个用户模块（只画2个），每用户模块接240 个用户（假设）每个用户模块都有一个前向（F）和后向（B）交换 网络，由T接线器组成，完成用户的复用（集中）用户级T完成256个时隙的交换（240个用户话务的集中） ? 在用户级输出8条母线（每条32时隙，2.048Mbps的速 率）连至选组级??99lxm局内用户交换话路连接示意说明?图中选组级描述? ?选组级交换网络采用TST，共有32条母线输入母线来自复用器，每条输入母线由16条32个 时隙的HW复接而成，故母线复用度为32X16=512个时隙 ? TST的交换的时隙数为：512x32=16384 即交换网络的容量为：128*128??输出母线连接分路器，每条512时隙的HW分路成 16条32个时隙的HW，然后送到用户级后向通路 （也可能送至中继口）100lxm局内用户交换话路连接示意说明需要理解的几个问题?每个用户一旦开通，用户线对应的用户电路和用户模块的 物理位置就定了。 同时每个用户都分配了一个固定的时隙，但这个固定时隙 仅在用户级的输入级有效(开通固定，取决于用户量)??当用户级通过复用后进入选组级交换网络时，对应分配给 某个用户的时隙是临时分配的，通话结束拆链后归还选组级的复用线（母线）是由用户级复用线再度复接而成， 因此选组级的复用线的复用度（一条复用线的时隙数）一 般大于用户级 用户级母线接入哪条选组级母线或选组级输出母线连接哪 条用户级母线不是固定的，本图中只是一个案例101??lxmA用户到B用户间的通话话路（B到A类似）0模块前向通路（接A用户），用户级 TSA TSAA自A 用户电路AM256时隙T 接 线 器TSxTSY DA256时隙A32时隙用户级HW0或其他选 组 级MTSZ 512时隙 选组级入HW0 或其他TSBTSBA去B 用户电路 DA256时隙n模块后向通路（接B用户），用户级用户级HW0 或其他MT A 接 线 器 256时隙TSmATSqA32时隙TSTTSpATSq DA512时隙 选组级出 HW31 或其他32时隙 HW15或其他