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程控交换机的工作原理

发布时间:2019-07-15 23:20

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  程控数字交换机是现代数字通信技术、计算机技术与大规模集成电路(LSI)有机结合的产物。先进的硬件与日臻完美的软件综合于一体,赋予程控交换机以众多的功能和特点,使它与机电交换机相比,有以下优点:

  1.体积小,重量轻,功耗低,它一般只有纵横制交换机体积的1/8-1/4,大大压缩了机房占用面积,节省了费用。

  2.能灵活的向用户提供众多的新服务功能。由于采用SPC技术,因而可以通过软件方便的增加或修改交换机功能,向用户提供新型服务,如缩位拨号、呼叫等待、呼叫传递、呼叫转移、遇忙回叫、热线电话、会议电话,给用户带来很大的方便。

  3.工作稳定可靠,维护方便,由于程控交换机一般采用大规模集成电路(LSI)电路或专用集成电路(ASIC),因而有很高的可靠性。它通常采用冗余技术或故障自动诊断措施,以进一步提高系统的可靠性。此外,程控交换机借助故障诊断程序对故障自动进行检测和定位,以及时地发现与排除故障,从而大大减少了维护工作量。

  系统还可方便地提供自动计费,话务量记录,服务质量自动监视,超负荷控制等功能,给维护管理工作带来了方便。

  4.便于采用新型共路信号方式(CCS,Common Channel Signalling) 。由于程控数字交换机与数字传输设备可以直接进行数字连接,提供高速公共信号信道,适于采用先进的CCITT 7号信令方式,从而使得信令传送速度快、容量大、效率高,并能适应未来新业务与交换网控制的特点,为实现综合业务网(ISDN,Integrated Services Digital Network)创造必要的条件。

  5.易于与数字终端,数字传输系统联接,实现数字终端,传输与交换的综合与统一。可以扩大通信容量,改善通话质量,降低通信系统投资,并为发展综合数字网(IDN)和综合业务数字网(ISDN)奠定基础。

  1. 研制新型专用大规模集成电路,提高硬件集成度和模块化水平,以进一步减少体积,降低成本,增强功能及提高可靠性。

  3. 采用CCITT(ITU)建议的高级语言(如CHILL、SDL、MML),提高软件水平和模块化速度。加强支援系统的开发,建立强大的软件生成系统。

  5.逐步引入非话业务,如数据,图文传真,用户电报(Telex)与智能用户电报(Teletax),可视数据(Videotex),图文传视(Teletext)及电子邮件(Electronic Mail),图象信息等,开发相应的接口,构成综合信息交换系统。

  6. 增强程控交换系统与其它类型通信网(如传真网,分组交换网或公用数据网,计算机局域网等)的接口,联接与组网能力。

  7.为适应高速信息业务日益增长的需求和光纤通信的发展,开展宽带综合业务数字网(B-ISDN)环境下交换理论,体制与关键技术的研究。目前研究的重点之一为异步转移方式ATM.

  用户交换机是机关工矿企业等单位内部进行电话交换的一种专用交换机,其基本功能是完成单位内部用户的相互通话,但也装有出入中继线可接入公用电话网的市内网部分和网中用户通话(包括市通话,国内长途通话和国际长话)。由于这类交换机系单位内部专用,故可根据用户需要增加若干附加性能以提供使用上的方便。因此这类交换机具有较大的灵活性。

  用户交换机是市话网的重要组成部分,是市话交换机的一种补充设备,因为它为市话网承担了大量的单位内部用户间的话务量,减轻了市话网的话务负荷。另外用户交换机在各单位分散设置,更靠近用户,因而缩短了用户线距离,节省了用户电缆。同时用少量的出入中继线接入市话网,起到话务集中的作用。从这些方面讲,使用用户交换机都有较大的经济意义。因此公用网建设中,不能缺少用户交换机的作用。

  用户交换机在技术上的发展趋势是采用程控用户交换机,采用新型的程控数字用户交换机不仅可以交换电话业务,而且可以交换数据等非话业务,做到多种业务的综合交换,传输。为各单位组建综合业务数字网(ISDN)创造了条件。目前已可接入ISDN用户。SOPHO是世界上首部能处理ISDN业务的综合信息交换机,无论是提供的接口还是信令方式完全符合ISDN的规范。可以坚信,在未来的ISDN网中程控数字用户交换机将发挥巨大的作用。

  程控用户交换机有很多种类型,从技术结构上划分为程控空分用户交换机和程控数字用户交换机两种。前者是对模拟话音信号进行交换,属于模拟交换范畴。后者交换的是PCM数字话音信号,是数字交换机的一种类型。

  如果从使用方面进行分类,可分为通用性程控用户交换机和专用型程控用户交换机两大类。通用型适用于一般企业、事业单位、工厂、机关、,学校等以话音业务为主的单位。容量一般在几百门以下,且其内部话务量所占比重较大,一般占总发线%左右。目前国内生产的200门以下的程控空分用户交换机均属此种类型,其特点是系统结构简单,体积较小,使用方便,价格便宜,维护量较少。专用型适用于各种不同的单位,根据各单位专门的需要提供各种特殊的功能。下面分别说明几种专用型程控用户交换机:

  宾馆型程控用户交换机出入局话务量大,不需要直接拨入功能(DID),为此话务台功能要强。为满足客人打长途电话的需要,应具有PAMA(Private Automatic Message Accounting)计费功能。为满足宾馆客房管理软件,提供了以下功能:

  1).房间控制:客人离店结帐电线).留言中心:对临时外出的客人的来话呼叫,提供留言服务。

  5).请勿打扰:为客人提供安静环境,客人在电话输入指令后,任何电话不能呼入,但超过一定时限失效。

  6).综合话音和数据系统:使商务办公人员通过个人计算机从远处计算机或数据库,取得重要商业信息及资料。

  这是装有医院特点软件的专用程控交换机 。软件功能中除具有宾馆功能外,还具有呼叫寄存,呼叫转移,病房紧急呼叫,热线电话及配合救护车的移动通信接口的功能。

  银行型专用软件包括总行和分行间的通信联络,呼叫代答,警卫线路,外线保留等。同时具备办公自动化PABX的功能。

  1.办公室人员需要最现代化的话音通道程控交换机完成一流的话音通信要求。呼出要求快速自动直拨,即缩位拨号功能。呼入要求全自动呼入,即DID(Direct Inward Dialling)功能,避免话务员介入,提高效率。

  2. 要解决办公桌的微机通过程控交换机使用内部的数据资源和外部的数据库。目前程控用户交换机能提供传输速率为144kb/s的用户线kb/s传输线kb/s传输信令)。并且通过异步,同步适配器传输方式,传输电报,传真,文字及固定图象等。先进的第四代程控交换机可提供2Mb/s的传输通路,还可开展宽带非话业务,传输动态图象和电视电线分组交换接口,提高与公用数据网及分组交换网并网能力。

  5.办公室自动化中的程控用户交换机需要更高的可靠性,否则影响将是十分严重的.为此必要的冗余度是重要的。

  SOPHO协作开放式办公自动化系统便是此类型产品的杰出代表,具备先进完善的办公自动化功能。

  具有组网汇接功能的程控用户交换机应具有多位号码存储,转发能力,直达优先路由选择,自动迂回,外线呼叫等级限制,等位拨号,功能透明,远端集中维护管理及话务台集中设置等。对专网型程控交换机应着重考虑其中继接口,信令方式与传输系统的配合能力。还可能要求具有汇接,长途甚至与农话业务配合功能。

  SOPHO程控数字交换机以其尽善尽美的软硬件模块化设计,卓越的功能,高度的可靠性,能完全满足各种类型程控用户交换机的要求,并在世界各地组成了庞大的各类专用通信网。

  数字交换系统可以直接处理,传送和交换数字信息,与模拟交换系统相比,抗干扰性强,易于时分多路复用,便于加密,适于信号处理和控制,便于引入远端集线器,易于集成容量大阻塞低的数字交换网络,并有利于实现数字交换与数字传输的直接联接,构成综合数字网(IDN),为向ISDN过渡奠定基础。

  然而,目前的通信网仍然以模拟为主,用户终端多为模拟话机。因而来自用户线的话音要进入数字交换机,需先在用户接口电路进行模数转换,将模拟话音编码成数字话音。

  话音信号的数字化方法很多,常用的有脉冲编码调制(PCM),增量调制(DM),线性预测编码(LPC),以及某些改进的方案,如插值PCM(DPCM),自适应插值PCM(ADPCM),与自适应DM(ADM)等。在程控数字交换机系统中,除个别的应用外,基本采用PCM数字化方法。

  PCM主要包括抽样,量化,与编码三种功能单元。首先,模拟话音经防混叠低通滤波得到限带(300-3400HZ)的话路信号,将其抽样变成脉冲调幅(PAM)信号。根据抽样定理,只要抽样频率fs不低于模拟信号最高频率fm的2倍,即fs=2fm,则在接收端能够恢复出原模拟信号。CCITT建议规定fs=8KHZ。然后将幅度连续的抽样信号用四舍五入的方法量化为有限个采值的量化信号,再经编码,变换成二进制代码。对于电线个量化级,因而每路模拟话音相应的数字话音相应的数字线kb/s.

  在PCM设备中,各路编码信号,先经时分多路复用,合成的码流再通过信道(或线路)传送到接收端。在接收端先进行信码再生,定时提取及分路,再经数模变换(即PCM解码),还原为PAM抽样保持信号。根据抽样定理,借助低通滤波器便可以从中恢复出模拟话音信号。

  由上述可知,话音信号在量化的过程中,必然会产生误差(或失真),引起通话时附加量化噪声。对于线性量化情况,量化噪声功率仅与量化间隔大小有关,因而大信号时信噪比高,小信号时信噪比低。为解决线性量化时小信号音质差的问题,在实际中通常采用不均匀分层的办法,让量化特性在小信号时分层密,即量化间隔小,而在大信号时分层疏,即量化间隔大。这样就能在编码位数较少的情况下,得到小信号较高的信噪比,以改善通话质量。为此需要在发送端先将话音信号进行非线性幅度压缩,再进行线性量化与编码,与此对应,在接收端解码后则需对话音信号加以扩张,以补偿因压缩而造成的非线性。在理想情况下,扩张器与压缩特性应是完全互补的。

  在实际中广泛应用两种对数形式的压缩特性,即A律和μ律,CCITT和欧洲邮电部长会议(CEPT)已对A律压缩特性形成了标准,而CCITT与北美贝尔系统已对μ律压缩特性形成了标准,前者主要用于欧洲,后者主要用于北美和日本,我国采用A律压缩方式。

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