1、1二二 交换网络交换网络2本章重点本章重点：（1）网络结构）网络结构 交换网络的构成和分类交换网络的构成和分类 多级网络多级网络 集中集中与扩张与扩张（2）数字接续原理）数字接续原理 时间时间交换器（交换器（T交换器）交换器） 空间交换器（空间交换器（S交换器）交换器） 多多级交换器（级交换器（TST交换器）交换器）3 交换的基本功能是在任意的入线和出线之间建立交换的基本功能是在任意的入线和出线之间建立连接。连接。 在交换系统中完成这一基本功能的部件就是交换在交换系统中完成这一基本功能的部件就是交换网络，它是交换系统的核心。交换网络是由若干个交网络，它是交换系统的核心。交换网络是由若干个交换单
2、元按照一定的拓扑结构和控制方式构成的。换单元按照一定的拓扑结构和控制方式构成的。 交换单元是构成交换网络的最基本的部件。交换单元是构成交换网络的最基本的部件。 交换网络有：空分、时分交换网络有：空分、时分 数字、模拟数字、模拟2.1 交换网络的构成和分类交换网络的构成和分类4 交换单元的基本概念交换单元的基本概念入线入线出线出线控制端控制端 状态端状态端M X N的交换单元的交换单元00 11M-1N-1 交换单元交换单元5 一个交换单元分为四个部分：输入端口，一个交换单元分为四个部分：输入端口，输出端口，控制端，状态端。输出端口，控制端，状态端。 控制端用来控制交换单元的动作，可控制端用来控
3、制交换单元的动作，可以通过控制端的控制来将交换单元的特以通过控制端的控制来将交换单元的特定入线和出线连接起来，使信息从入线定入线和出线连接起来，使信息从入线交换到出线而完成交换的功能。交换到出线而完成交换的功能。 状态端来描述交换单元内部状态。状态端来描述交换单元内部状态。67交叉接点是构成交换通路的重要器件，它的性能交叉接点是构成交换通路的重要器件，它的性能和造价直接影响到交换机的性能和价格。在早期的机和造价直接影响到交换机的性能和价格。在早期的机电式交换机中，交叉接点采用电磁器件电式交换机中，交叉接点采用电磁器件 (如继电器如继电器) 。电子交换机的交叉接点用电子开关器件实现。交叉接电子交
4、换机的交叉接点用电子开关器件实现。交叉接点从功能上看点从功能上看 ， 是一个连接开关是一个连接开关 ， 它有两种连接状它有两种连接状态：通和断。态：通和断。78 当当n、m很大时，交点数很多如很大时，交点数很多如64644096个交点。个交点。 出、入线的节点由贵金属节点构成，金、银；出、入线的节点由贵金属节点构成，金、银；在数字交换中，交点数增加，意味着存储器的存取在数字交换中，交点数增加，意味着存储器的存取速度需很高。速度需很高。 造成交换机制作困难，成本提高，且不利于产造成交换机制作困难，成本提高，且不利于产品的系列化生产。品的系列化生产。 结论当容量提高时（超过结论当容量提高时（超过5
5、0对线时），就不用对线时），就不用单级而是采用若干个较小的交换器组成，构成多级单级而是采用若干个较小的交换器组成，构成多级。使用中产生的问题：使用中产生的问题：9例例 设话源数为设话源数为1000，所产生的话务量为，所产生的话务量为112e，要求服务等级，要求服务等级 (呼损率呼损率)为为0.01，试设计满足要求的交换器。，试设计满足要求的交换器。解：方法一解：方法一 采用一个大型交换器。采用一个大型交换器。 根据题意，根据题意，Em(112)=0.01 ，查表，查表2.1得得m=130，如图，如图(a)。 方法二方法二 采用两个小型交换器。采用两个小型交换器。 把话源分为两组，每组把话源分为
6、两组，每组500个话源，话务量个话源，话务量56e，服务等，服务等 级仍为级仍为0.01， 即即Em(56)=0.01，再查表得，再查表得m=70，如图，如图(b)。910两种方法的比较两种方法的比较 首先比较所需的交叉接点数：首先比较所需的交叉接点数： 方法一：方法一： 1000 130130000 (个个) 方法二：方法二： 2 500 7070000 (个个) 显然，在同等服务质量条件下，方法二减少了显然，在同等服务质量条件下，方法二减少了 60000个交叉接点。个交叉接点。 但方法二带来了两个问题：但方法二带来了两个问题： 1) 服务器的总数由服务器的总数由130增加到了增加到了140
7、，在话务量，在话务量 不变的情况下，服务器的效率降低了。不变的情况下，服务器的效率降低了。 2) 两组负载源无法相互享用对方的服务器。两组负载源无法相互享用对方的服务器。解决以上两个问题的方法是采用多级交换网络。解决以上两个问题的方法是采用多级交换网络。1011 例如：当例如：当N2000，话务量为，话务量为200erl时，为达到时，为达到0.01的服务等级，查表可得服务器的个数为的服务等级，查表可得服务器的个数为M221，交换点数为交换点数为2000X221=442000. 如果将输入的源分为两组，使用两个交换器，如果将输入的源分为两组，使用两个交换器，每组每组1000个源，则每组输入的话务
8、量为个源，则每组输入的话务量为100erl，查，查表得服务器为表得服务器为117，可得交点数为，可得交点数为2X1000X117234000，减少近一半。，减少近一半。12多级网络可以扩大选择范围，大型交换机均采用多级网络多级网络可以扩大选择范围，大型交换机均采用多级网络结构。网络的结构形式多种多样，除了级数不同外，级间的连结构。网络的结构形式多种多样，除了级数不同外，级间的连线方式也可能不同。线方式也可能不同。 下图所示的两级网络，其第一级由下图所示的两级网络，其第一级由 m 个个 n n 交换器组成，交换器组成，第二级由第二级由 n 个个 m m 交换器组成。可以看出，该网络是一个容交换器
9、组成。可以看出，该网络是一个容量为量为nm nm的网络的网络。2.2 多级交换网络多级交换网络12131、两级交换网络、两级交换网络14与单一的交换器相比，二级交换器有两点重要的不同：与单一的交换器相比，二级交换器有两点重要的不同：（1）二级交换器的每一对出、入线的接续需要）二级交换器的每一对出、入线的接续需要通过两个交点和一条级间链路，增加了控制交点通过两个交点和一条级间链路，增加了控制交点闭合和搜寻空闲路径的难度闭合和搜寻空闲路径的难度（2）在单一交换器中，只要有一对出、入线空）在单一交换器中，只要有一对出、入线空闲，交换器便总可将两者接通。但在二级交换网闲，交换器便总可将两者接通。但在二
10、级交换网络中，由于第一级的每一个交换器与第二级的每络中，由于第一级的每一个交换器与第二级的每一个交换器之间仅存在一条链路，任何时刻在一一个交换器之间仅存在一条链路，任何时刻在一对交换器之间只能有一对出、入线接通。对交换器之间只能有一对出、入线接通。15 这种虽然出、入线空闲，但因交换网这种虽然出、入线空闲，但因交换网络级间链路被占用而无法接通的现象称为络级间链路被占用而无法接通的现象称为网络的内部阻塞网络的内部阻塞。交换网络的级间链路交换网络的级间链路称称为为网络的内部链接网络的内部链接。 解决办法有两个：解决办法有两个： （1）增加级间链路）增加级间链路 （2）构造三级无阻塞网络）构造三级无
11、阻塞网络16下图给出一种内部有下图给出一种内部有L条链路的两极网络，条链路的两极网络，但带来的问题是第二级交换器的容量相应地增大但带来的问题是第二级交换器的容量相应地增大为为LmLm，给交换器的设计和制作带来困难。，给交换器的设计和制作带来困难。 重连接法重连接法简化表示图简化表示图1617另一种能有效降低网络内部阻塞率的方法是采用混合级。另一种能有效降低网络内部阻塞率的方法是采用混合级。下图给出了一个带有混合级的三级网络。不难发现，这种网络下图给出了一个带有混合级的三级网络。不难发现，这种网络中的第一级交换器和第三级交换器之间有中的第一级交换器和第三级交换器之间有n条链路可供选择。条链路可供
12、选择。网络的任何一条入线经第一级交换后将有网络的任何一条入线经第一级交换后将有 n条出线，经第二级条出线，经第二级交换后有交换后有nm条出线，而经第三级后仍是条出线，而经第三级后仍是nm条出线。为此，我条出线。为此，我们将前面两级称为发散级，第三级称为混合级。们将前面两级称为发散级，第三级称为混合级。采用混合级的三级网络采用混合级的三级网络1718当网络的内部链路数达到一定数量时，可以完全消当网络的内部链路数达到一定数量时，可以完全消除内部阻塞。下图给出了一个三级无阻塞网络，这种网除内部阻塞。下图给出了一个三级无阻塞网络，这种网络又称为克劳斯络又称为克劳斯 (Clos)网络。网络。 如何判断网
13、络无阻塞的？如何判断网络无阻塞的？要看在最不利占用情况下，能否提供内部链路。要看在最不利占用情况下，能否提供内部链路。无阻塞网络无阻塞网络1819无阻塞网络的设计无阻塞网络的设计 当第一级有当第一级有 m 个交换器，每个交换器有个交换器，每个交换器有 n 条条入线，而第三级有入线，而第三级有 k个交换器，每个交换器有个交换器，每个交换器有 j条条出线时，一个三级无阻塞网络应满足出线时，一个三级无阻塞网络应满足: 第一级有第一级有 m 个个 n (n+j-1) 交换器交换器 第二级有第二级有 n+j-1 个个 m k 交换器交换器 第三级有第三级有 k 个个 (n+j-1) j 交换器交换器 上
14、述原则可以推广到任意奇数级网络，上述原则可以推广到任意奇数级网络， 如果如果把三级把三级Clos网络的第二级中的每一个交换器，网络的第二级中的每一个交换器， 都都用一个三级用一个三级 Clos网络代替，就可以得到一个五级网络代替，就可以得到一个五级Clos网络。网络。1920三级网络无阻塞三级网络无阻塞212. 3 集中与扩张集中与扩张 每台话机的话务量比较小，所以每个终端没每台话机的话务量比较小，所以每个终端没有必要专用交换网络的一条入线，实际的交换网有必要专用交换网络的一条入线，实际的交换网络配合集中器和扩张器使用。络配合集中器和扩张器使用。 （1）集中器（）集中器（用于用户的呼出用于用户
15、的呼出） 入线数大于出线数，集中比入线数大于出线数，集中比N/M 4：1 至至 16：122（2）扩张器（）扩张器（用于用户的呼入用于用户的呼入） 入线数小于出线数入线数小于出线数 ， 可以用较少的话路设备呼叫到可以用较少的话路设备呼叫到大量用户中的任何一个用户，是集中器的反向运用。大量用户中的任何一个用户，是集中器的反向运用。23具有集中和扩张的交换网络24 由于电话用户线常采用由于电话用户线常采用2线传输（即收、发线传输（即收、发信号均通过一对双绞线传输），而数字交换网信号均通过一对双绞线传输），而数字交换网络仅能单向传输，每个话机接口需要连接集中络仅能单向传输，每个话机接口需要连接集中器
16、的入线和扩张器的出线各一条。器的入线和扩张器的出线各一条。 通常的做法是：如果接口的发送端连接了通常的做法是：如果接口的发送端连接了集中器的第集中器的第i条入线，则接口的接收端必定连接条入线，则接口的接收端必定连接扩张器的第扩张器的第i条出线，这种方法称为出入折叠条出线，这种方法称为出入折叠。252.4 数字时分交换网络数字时分交换网络 数字时分交换网络交换的是数字信号。数字时分交换网络交换的是数字信号。 模拟信号首模拟信号首先要转换为数字信号然后才能进行交换。先要转换为数字信号然后才能进行交换。 模拟信号转换模拟信号转换为数字信号的过程称为模数转换或数字化，为数字信号的过程称为模数转换或数字
17、化， 而其反变换而其反变换称为数模转换。模数转换有各种方式，最基本的有称为数模转换。模数转换有各种方式，最基本的有PCM和和M两种。两种。 PCM 即脉冲编码调制，即脉冲编码调制， 它是国际上最早出现的一它是国际上最早出现的一种种 模模 数数 转换方法转换方法 ， 也是当前国际上普遍应用的一种方也是当前国际上普遍应用的一种方法。只有掌握了法。只有掌握了PCM的原理和同步时分复用的帧结构，的原理和同步时分复用的帧结构，才能进一步才能进一步 理解数字时分交换器和多级数字时分交换网理解数字时分交换器和多级数字时分交换网络的接续原理。络的接续原理。 这里仅以话音信号为例说明模拟信号的这里仅以话音信号为
18、例说明模拟信号的 数字化过程数字化过程及同步时分复用原理。及同步时分复用原理。2526话音信号的数字化及同步时分复用话音信号的数字化及同步时分复用 话音信号数字化过程包括话音信号数字化过程包括 采样、量化和编码三个采样、量化和编码三个步骤。由于话音信号的能量主要集中在步骤。由于话音信号的能量主要集中在3003400Hz范范围内，根据奈奎斯特采样定理，围内，根据奈奎斯特采样定理， 确定话音信号的采样确定话音信号的采样频率为频率为 8000Hz (样点间隔为样点间隔为125微秒微秒) ，经采样后形成，经采样后形成PAM信号。对每个样值依其幅度进行量化，并编码成信号。对每个样值依其幅度进行量化，并编
19、码成一个一个8位二进制码字，便得到位二进制码字，便得到 PCM 基带信号。编码规基带信号。编码规则有则有 A 律和律和 律两种，律两种，A律在欧洲和中国得到普遍采律在欧洲和中国得到普遍采用，用，律主要在北美和日本流行。律主要在北美和日本流行。 为了充分利用信道为了充分利用信道的带宽，常在传输前对的带宽，常在传输前对PCM基带信号进行基带信号进行 多路复用，多路复用，形成时分复用（形成时分复用（TDM）PCM信号。信号。2627N路路PCM基带信号时分复用过程的示意图基带信号时分复用过程的示意图2728 实用的实用的PCM时分复用有两种体制，一种是由时分复用有两种体制，一种是由欧洲邮电管理协会（
20、欧洲邮电管理协会（CEPT）制定的）制定的PCM30/32体体制，制， 简称简称E1； 另一种是由贝尔（另一种是由贝尔（BELL）公司提）公司提出的出的PCM24体制，简称体制，简称T1。前者在欧洲和中国普。前者在欧洲和中国普遍采用，遍采用， 后者主要应用于北美和日本。两种体制后者主要应用于北美和日本。两种体制均被均被ITU-T（原（原CCITT）采纳为正式标准，）采纳为正式标准， 我们我们将以将以PCM30/32为例讨论数字时分交换网络。为例讨论数字时分交换网络。 PCM30/32 是由是由32路路PCM基带信号复接形成基带信号复接形成的，称为的，称为PCM基群（或一次群），其中包括基群（或
21、一次群），其中包括30路路PCM话，一路同步和一路标志信号（信令）。话，一路同步和一路标志信号（信令）。关于复用体制关于复用体制2829PCM30/32基群的帧结构基群的帧结构 2930 时隙时隙 采样频率为采样频率为8000Hz时，采样周期为时，采样周期为125s。 PCM30/32 在在125s内有内有32个时隙，一个时隙内传个时隙，一个时隙内传8位位码，时隙宽度为码，时隙宽度为125/32=3.9s，码元宽度，码元宽度488ns。 帧帧 125s内的内的32个时隙合成为一个时隙合成为一“帧帧”，16帧合帧合成为一个成为一个“复帧复帧”。复帧周期是。复帧周期是125s16=2ms。 在一帧
22、的在一帧的32个时隙中，个时隙中，TS0 用于传帧同步码，用于传帧同步码， TS16传复帧同步码和标志信号，其余传复帧同步码和标志信号，其余30个时隙个时隙 TS1TS15 和和TS17TS31 传传30路话。路话。重重 要要 概概 念念3031传输速率传输速率 1路路PCM基带信号的速率为：基带信号的速率为： 80008=64kb/s 32路基带信号复接形成的路基带信号复接形成的PCM基群速率基群速率 为：为： 8000 832=2048kb/s=2.048Mb/s32 在时分多路复用系统中，对一次群信号进一步在时分多路复用系统中，对一次群信号进一步实行多路复用，可依次得到二、三和四次群。对
23、于实行多路复用，可依次得到二、三和四次群。对于PCM30/32系统来说，其基群速率为系统来说，其基群速率为2.048Mb/s，二，二次群由四个基群复用而成，次群由四个基群复用而成， 速率为速率为 8.448Mb/s，话，话路数为路数为 430=120。下图给出了。下图给出了CCITT建议的等级建议的等级制时分复用制时分复用PCM系统的组成。系统的组成。 PCM高次群高次群3233 数字交换器的设计常以一次群信号为基本单元，高数字交换器的设计常以一次群信号为基本单元，高次群的交换原理与一次群相同，只是交换器的速率和规次群的交换原理与一次群相同，只是交换器的速率和规模相应提高。可以把高次群分接为低
24、次群，然后进行交模相应提高。可以把高次群分接为低次群，然后进行交换，也可以把低次群复接为高次群进行交换。我们将从换，也可以把低次群复接为高次群进行交换。我们将从一次群的基本交换单元入手，讨论接续原理。下表给出一次群的基本交换单元入手，讨论接续原理。下表给出了了PCM30/32系统的有关重要数据。系统的有关重要数据。33342.5 时分数字交换的概念时分数字交换的概念 数字交换网络：完成时隙交换。数字交换网络：完成时隙交换。 所谓时分数字交换是指各所谓时分数字交换是指各PCM系统的各系统的各个时隙中的数字信息交换，即时隙交换。个时隙中的数字信息交换，即时隙交换。 数字交换网络aTSiTSjaPC
25、M出PCM入 （1）只接一条复用线）只接一条复用线TSi与与TSj交换交换35（2）多条复用线）多条复用线 数字交换网络abcTS2TS3TS22TS21TS2TS3ba cPCM1PCMnPCM1PCM2PCMn输入 输出36 设有设有n套套PCM系统进入数字交换网络，应使任何一系统进入数字交换网络，应使任何一套套PCM系统的任何一个话路时隙的系统的任何一个话路时隙的8bit信息，通过交换信息，通过交换网络而交换到其它网络而交换到其它PCM系统或本系统的任一时隙中去。系统或本系统的任一时隙中去。 上图中上图中PCM1 中的第中的第2时隙（时隙（TS2）与）与PCMn中的中的TS3，PCM2
26、中中TS3与与PCM1 中的中的TS22，PCMn中的中的TS21与与TS2之间实现了交换。之间实现了交换。 结论：若这两个时隙所对应的话路分别为两个结论：若这两个时隙所对应的话路分别为两个用户占用，这就相当于建立了两个用户之间的话路用户占用，这就相当于建立了两个用户之间的话路37 （1）TSi在每幀中要出现一次，所以只要两个用户间处于通 话状态，就必须重复不断地在每幀中进行如上地时隙交 换。 （2）两个用户之间地通话是双向地，而PCM传输和数字 交换网络只能是单方向传送信息，故还必须建立另一个 方向的连接，即使得PCM输入端得TSj的信息交换到 PCM输出端的TSi中去。注意：注意：38（1
27、）对一条复用进行时隙交换）对一条复用进行时隙交换（2）在不同复用线之间进行（同一时隙）的交换。）在不同复用线之间进行（同一时隙）的交换。 若图中只有一套若图中只有一套PCM系统，则仅完成在同一套系统，则仅完成在同一套PCM系统各个时隙之间的交换；若有多套，交换范系统各个时隙之间的交换；若有多套，交换范围可扩大到各个围可扩大到各个PCM之间。因此，数字交换网络总之间。因此，数字交换网络总起来说是完成时隙交换，具体实现时应具备下列基起来说是完成时隙交换，具体实现时应具备下列基本功能本功能 ：39 2.6 2.6 时分接线器（时分接线器（T T交换器）和空分接线器（交换器）和空分接线器（S S交换器
28、）交换器） 为了实现在不同复用线之间的时隙交换，数字交换为了实现在不同复用线之间的时隙交换，数字交换网络通常由时分接线器和空分接线器组成。网络通常由时分接线器和空分接线器组成。（1）时分接线器（时间交换器）时分接线器（时间交换器）用来完成在用来完成在复用线上时隙交换的基本功能。复用线上时隙交换的基本功能。 （2）空分接线器（）空分接线器（S交换器）交换器） 小容量的数字交换机可以仅仅由小容量的数字交换机可以仅仅由T接线器组成数字交换接线器组成数字交换 网络，完成时隙的功能。网络，完成时隙的功能。 当容量很大时，不能无限制地增加在一条复用线上的当容量很大时，不能无限制地增加在一条复用线上的时隙数
29、，而要采用时隙数，而要采用S接线器来来协同工作扩大交换范围，接线器来来协同工作扩大交换范围，完成不同复用线之间在同一时隙下的交换功能。完成不同复用线之间在同一时隙下的交换功能。40 在在 PCM 时分复用一次群中，时分复用一次群中， 每一路基带信号占每一路基带信号占用帧内的一个时隙，且在每帧中都将占有相同编号的用帧内的一个时隙，且在每帧中都将占有相同编号的时隙。因此这种时分复用是以周期性帧内的时隙位置时隙。因此这种时分复用是以周期性帧内的时隙位置来区分各路信号的。由于帧周期和时隙宽度都是严格来区分各路信号的。由于帧周期和时隙宽度都是严格固定的，固定的， 故称为同步时分复用。故称为同步时分复用。
30、 PCM 一次群相当于一次群相当于提供了提供了32 条独立的条独立的64kb/s信道。我们称这些信道为逻信道。我们称这些信道为逻辑信道，时间交换器正是要完成这些逻辑信道的相互辑信道，时间交换器正是要完成这些逻辑信道的相互交换，即实现信号由一个时隙至另一个时隙的搬移。交换，即实现信号由一个时隙至另一个时隙的搬移。时隙内的内容就是数字话音信息时隙内的内容就是数字话音信息 ，也就是，也就是8位位PCM编编码数字信息。码数字信息。 所以时间交换器所以时间交换器 实质上实质上 是实现是实现 时隙交时隙交换，也就是完成时隙内容的搬移换，也就是完成时隙内容的搬移。时间时间 (T型型) 交换器交换器4041
31、时间交换器又称为时间交换器又称为 T 型交换器，其功能是完成一型交换器，其功能是完成一条条PCM复用线上各时隙内容的交换。从理论上讲，任复用线上各时隙内容的交换。从理论上讲，任何延时器件都能完成时隙交换，何延时器件都能完成时隙交换， 但这里不同输入时隙但这里不同输入时隙要求交换后的输出时隙不同，要求交换后的输出时隙不同， 而且是随呼叫经常变化而且是随呼叫经常变化的，的， 因此，因此， 要求要求 对任一时隙对任一时隙 的延时长度的延时长度 必须易于控必须易于控制。如下图所示，在输入复用线上任意时隙的内容，制。如下图所示，在输入复用线上任意时隙的内容，经过交换可以在输出线上任一时隙输出。例如经过交
32、换可以在输出线上任一时隙输出。例如TS10的的内容被交换到内容被交换到TS20，TS20的内容被交换到的内容被交换到TS10。 时间时间 (T型型) 交换器交换器(接线器接线器)414243时间交换器的组成时间交换器的组成 在实际应用中，时间交换器几乎都是利用随机存在实际应用中，时间交换器几乎都是利用随机存储器储器(RAM)来实现的。时间交换器主要由话音存储器来实现的。时间交换器主要由话音存储器(SM)和控制存储器和控制存储器(CM)组成。组成。 话音存储器用来存储数字话音信息，以便延时。话话音存储器用来存储数字话音信息，以便延时。话 音存储器的单元数等于输入复用线上每帧内的时隙音存储器的单元
33、数等于输入复用线上每帧内的时隙 数，每个单元的位数都是数，每个单元的位数都是 8 位，正好存储每个时隙位，正好存储每个时隙 的的 8 位数字话音编码。位数字话音编码。 控制存储器是用来存储话音时隙地址的，以便控制控制存储器是用来存储话音时隙地址的，以便控制 延时。延时。 控制存储器的单元数与话音存储器的单元数控制存储器的单元数与话音存储器的单元数 相同，但位数由相同，但位数由SM的单元数决定，如一次群的的单元数决定，如一次群的T型型 交换器的交换器的CM为为5位，位，25=32，即可寻址整个，即可寻址整个SM。4344 对话音存储器的控制有对话音存储器的控制有 两种方式：一种是两种方式：一种是
34、 “顺顺序写入，序写入， 控制读出控制读出” ； 另一种是另一种是 “控制写入，控制写入， 顺顺 序序 读出读出” 。 这里所谓这里所谓 “顺序顺序”， 是指由时钟电路是指由时钟电路提供提供SM的读或写地址，它能使的读或写地址，它能使 SM 的单元号与输出的单元号与输出或输入复用线上的时隙号相对应。而或输入复用线上的时隙号相对应。而“控制控制”是指按是指按控制存储器中已规定的内容来控制话音存储器的读或控制存储器中已规定的内容来控制话音存储器的读或写，时隙交换就是在这里控制延时的。写，时隙交换就是在这里控制延时的。 对控制存储器的控制方式总是由交换控制系统控对控制存储器的控制方式总是由交换控制系
35、统控制写入，然后按顺序读出。控制系统根据呼叫要求，制写入，然后按顺序读出。控制系统根据呼叫要求，得到对得到对 CM进行写入操作的地址和数据，这里完成了进行写入操作的地址和数据，这里完成了写入操作就是完成了接线。写入操作就是完成了接线。关于控制方式关于控制方式444545 以两个用户之间要求通话为例，以两个用户之间要求通话为例， 说明说明 时间交时间交换器的工作原理。假定用户换器的工作原理。假定用户 A 占用了占用了TS10，用户，用户B占用了占用了TS20 ，两个用户要实现通话，两个用户要实现通话， 就必须把就必须把TS10 时隙中的内容交换到时隙中的内容交换到 TS20， 同时把同时把TS2
36、0的的内容交换到内容交换到TS10。 以上交换要求如何实现？以上交换要求如何实现？ 下面就不同的下面就不同的 控制方式，控制方式， 结合时间交换器的结合时间交换器的组成原理图分别讨论。组成原理图分别讨论。 T 的工作原理的工作原理464647多路多路PCM一次群时间交换器，能够完成不同一次群时间交换器，能够完成不同PCM一次群信号一次群信号(N路路)中各时隙之间的交换。中各时隙之间的交换。多路交换多路交换47484949 时间交换器还可以设计成时间交换器还可以设计成 集中型或集中型或 扩张型，扩张型， 如如果话音存储器的写入速率高于读出速率，则可以得到果话音存储器的写入速率高于读出速率，则可以
37、得到时间集中器。如果话音存储器的写入速率低于读出速时间集中器。如果话音存储器的写入速率低于读出速率，可以得到时间扩张器。率，可以得到时间扩张器。 时间交换器的容量主要受到存储器读写速率的限时间交换器的容量主要受到存储器读写速率的限制，一般存储器完成一次读写操作的时间约在几十到制，一般存储器完成一次读写操作的时间约在几十到几百纳秒几百纳秒(ns)之间，之间， 因此，单个时间交换器的容量通因此，单个时间交换器的容量通常不超过常不超过1024话路话路 (32路一次群路一次群)。当输入一次群的路。当输入一次群的路数超过单个时间交换器的容量极限时，必须使用多个数超过单个时间交换器的容量极限时，必须使用多
38、个时间交换器，而不同时间交换器之间的交换需要通过时间交换器，而不同时间交换器之间的交换需要通过空间交换器来完成空间交换器来完成。时间交换器小结时间交换器小结5051 话音存储器（话音存储器（SM）:暂存编码的话音信息，暂存编码的话音信息，每时隙有每时隙有8位编码，假定输入复用线有位编码，假定输入复用线有32个时隙，个时隙，则话音存储器要有则话音存储器要有32个单元即个单元即32个字节。个字节。 控制存储器（控制存储器（CM）：每个单元所存的内容）：每个单元所存的内容是由处理机控制写入的，表示话音存储器控制读是由处理机控制写入的，表示话音存储器控制读出的地址即控制存储器每个字的位数等于话音存出的
39、地址即控制存储器每个字的位数等于话音存储器地址码的位数。储器地址码的位数。T接线器由话音存储器和控制存储器两部分组成：接线器由话音存储器和控制存储器两部分组成：525354 上图中，各个输入时隙的信息在时钟控制下，依次写入语音存储器的各个单元，时隙0写入存储单元0；时隙1写入存储单元1，时隙2写入第2个单元，.。读出时，是按照控制存储器中所存入的读出地址进行的。 设控制存储器第一个单元中存入的是3（0011）。于是当TS1到来时，取出控制存储器第一个单元的3，据此读出话音存储器第三个单元的信息x。这样，输入复用线上TS3中的话音信息x在输出复用线的TS1输出，实现了时隙交换的功能。 下面以下面
40、以“顺序写入、控制读出顺序写入、控制读出”方式为例，说明时方式为例，说明时隙交换过程。隙交换过程。55 顺序写入（或顺序读出）是由时钟控制的；控制读出顺序写入（或顺序读出）是由时钟控制的；控制读出（或控制写入）是由控制存储器控制的。（或控制写入）是由控制存储器控制的。 顺序：按话音存储器的顺序地址写入（或读出），即顺序：按话音存储器的顺序地址写入（或读出），即时隙与地址按顺序一一对应。时隙与地址按顺序一一对应。 控制：读出（或写入）时不按照地址顺序。控制：读出（或写入）时不按照地址顺序。 若话音存储器的写入和读出都按顺序，则仅起缓冲存若话音存储器的写入和读出都按顺序，则仅起缓冲存储器的作用，二
41、不能进行交换。只有某一方按顺序，另一储器的作用，二不能进行交换。只有某一方按顺序，另一方按交换的需求进行控制，才能实现时隙交换。方按交换的需求进行控制，才能实现时隙交换。 输入的第输入的第j时隙时隙输出的第输出的第k时隙时隙 交换延时交换延时Dkj（TS） mod3256 空间交换器又称为空间交换器又称为S交换器，其作用是完交换器，其作用是完成不同成不同PCM复用线之间的交换。空间交换器复用线之间的交换。空间交换器主要由主要由 交叉接点矩阵交叉接点矩阵 和和 控制存储器组成，下控制存储器组成，下图给出的是一个图给出的是一个88交叉接点矩阵，交叉接点矩阵， 它有它有8条条输入时分复用线输入时分复
42、用线 IDH0 IDH7，8条输出时分条输出时分复用线复用线 ODH0 ODH7。控制存储器。控制存储器(CM0 CM7)的作用是对交叉接点进行控制。的作用是对交叉接点进行控制。 56空间空间 (S型型) 交换器交换器5758 空间交换器的控制方式有两种：输出控制方式空间交换器的控制方式有两种：输出控制方式和和 输入控制方式。输入控制方式。 输出控制方式是按输出复用线来配置控制存储输出控制方式是按输出复用线来配置控制存储器的。器的。 控制存储器的单元数控制存储器的单元数 等于等于 复用线上的复用线上的 时隙时隙数，单元的位数由所控制的交叉接点数决定。控制数，单元的位数由所控制的交叉接点数决定。
43、控制存储器由控制系统存储器由控制系统“控制写入、顺序读出控制写入、顺序读出” 。因此，。因此，在输出在输出 控制控制 方式方式 中，控制存储器号中，控制存储器号 与出线号相对与出线号相对应，控制存储器的单元号与时隙相对应，单元中的应，控制存储器的单元号与时隙相对应，单元中的内容与入线号相对应。内容与入线号相对应。 输入控制方式是按输入复用线来配置控制存储输入控制方式是按输入复用线来配置控制存储器的器的，. 。 关于关于S的控制方式的控制方式5859 以上讨论的空间交换器均是以上讨论的空间交换器均是NN方型交换器，方型交换器，也可以设计出集中型和扩张型的空间交换器。也可以设计出集中型和扩张型的空
44、间交换器。 可以看出，可以看出， 空间交换器能完成复用线之间的交空间交换器能完成复用线之间的交换，但时隙位置不变。空间交换器的交叉接点闭合换，但时隙位置不变。空间交换器的交叉接点闭合时间只有一个时隙的时间，也就是入线和出线之间时间只有一个时隙的时间，也就是入线和出线之间的连通关系随着时隙时间在变化，因此我们说空间的连通关系随着时隙时间在变化，因此我们说空间交换器是按时分方式工作的。在数字交换网络中，交换器是按时分方式工作的。在数字交换网络中，空间交换器不能单独使用，必须和时间交换器相结空间交换器不能单独使用，必须和时间交换器相结合，共同构成各种形式的大型网络（多级数字交换合，共同构成各种形式的
45、大型网络（多级数字交换网络）。网络）。 空间交换器小结空间交换器小结5960 S交换器由交换器由交叉点矩阵和控制存储器交叉点矩阵和控制存储器组成。在同一组成。在同一时隙那完成不同时分复用线间的时隙那完成不同时分复用线间的“空间交换空间交换” 下图中表示了下图中表示了44的交叉点矩阵及相应的控制存储器。的交叉点矩阵及相应的控制存储器。44交叉点矩阵有交叉点矩阵有4条输入复用线和条输入复用线和4条输出复用线，任一条输出复用线，任一条输入复用线可以选通任一条输出复用线。条输入复用线可以选通任一条输出复用线。 由于每条复用线上具有若干时隙，所以输入与输出的由于每条复用线上具有若干时隙，所以输入与输出的
46、选通应建立在一定的时隙上。如第一条复用线的第一个时选通应建立在一定的时隙上。如第一条复用线的第一个时隙可以选通第隙可以选通第2条输出复用线的第一个时隙，说一对应于条输出复用线的第一个时隙，说一对应于一定出入线的各个交叉点是按一定时隙作高速启闭的。各一定出入线的各个交叉点是按一定时隙作高速启闭的。各个交叉点在哪些时隙应闭合，哪些时隙断开，是由处理机个交叉点在哪些时隙应闭合，哪些时隙断开，是由处理机通过控制存储器所完成的。通过控制存储器所完成的。6162 S交换器的每个交叉点只接通一（交换器的每个交叉点只接通一（ 3.9 us）,下一个时隙要由其它叉点接通，所以说下一个时隙要由其它叉点接通，所以说
47、“S交换交换器是时分工作的器是时分工作的”。 每一帧期间，依次读出控制存储器的各个字每一帧期间，依次读出控制存储器的各个字节的内容，控制该入线上各个交叉点的启闭，自节的内容，控制该入线上各个交叉点的启闭，自然，各个控制存储器的内容应同时读取。然，各个控制存储器的内容应同时读取。63多级数字交换网络多级数字交换网络 当交换机的容量较小时，可以采用只含一个当交换机的容量较小时，可以采用只含一个时间交换器的单时间交换器的单 T 网络。网络。 当交换机的容量超过单当交换机的容量超过单T的限度时的限度时 , 必须采用由必须采用由T和和S交换器组成的多级交换器组成的多级网络。多级网络的形式多种多样，下表给
48、出了一网络。多级网络的形式多种多样，下表给出了一些典型交换机所采用的网络形式。可以看出主流些典型交换机所采用的网络形式。可以看出主流是三级网络。是三级网络。636465 TST 是一种常见的三级交换网络，第一级是一种常见的三级交换网络，第一级T交换交换器称为器称为 A 级级 T，用来完成输入时分复用线上的时隙交，用来完成输入时分复用线上的时隙交换。第二级换。第二级S交换器称为中间级交换器称为中间级S，用来完成不同时分，用来完成不同时分复用线之间的交换。第三级复用线之间的交换。第三级T交换器称为交换器称为B级级T，用来，用来完成输出时分复用线上的时隙交换。完成输出时分复用线上的时隙交换。 TST
49、 网络中的两级网络中的两级 T要求采用不同的控制方式，要求采用不同的控制方式，中间级中间级 S 的控制方式任意，这样做的目的是为了便于的控制方式任意，这样做的目的是为了便于控制。控制。 1. TST 网络网络65 我们以三级网络为例，我们以三级网络为例， 讨论多级数字交换网络的讨论多级数字交换网络的接续原理。按照接续原理。按照T和和S交换器的功能，由其构成的三级交换器的功能，由其构成的三级网络结构有：网络结构有：TST、STS和和TTT。重点讨论。重点讨论TST。三三 级级 网网 络络66 这里以两个用户之间的通话为例，说明这里以两个用户之间的通话为例，说明TST交换交换网络的网络的 接续接续
50、 原理。原理。 一个具有一个具有 4 条输入时分复用总线条输入时分复用总线(IDH0IDH3)和和4条输出时分复用总线条输出时分复用总线(ODH0ODH3)的的TST三级网络，三级网络，A级级T和和B级级T各需要各需要4个个T交换器，交换器，中间级中间级 S 是一个是一个 44 交换器。假定输入输出时分复交换器。假定输入输出时分复用总线上有用总线上有32个时隙个时隙(TS0TS31)，通话要求如下：，通话要求如下：TST 接续原理接续原理主叫用户主叫用户A 被叫用户被叫用户B IDH0TS5 IDH3TS206667TST 接续原理接续原理(续续) 数字交换网络中的接续是单向接续，把从主数字交
