现代交换原理课程设计报告题目 TSST时分数字交换网络设计学院专业学生学号指导教师二〇一五年六月五日TSST时分数字交换网络设计摘要：由于通讯技术的飞速发展，目前，高速通讯网络性能的瓶颈集中在高速交换系统，研究、设计和制造高速交换系统对目前高速通讯网络具有极其重要的意义。

而程控交换机是交换网的核心设备，其主要功能是完成用户之间的接续。

程控交换机是现代数字通信技术、计算机技术、大规模集成电路相结合的产物。

它的诞生对开通非业务提供了有利条件。

程控交换机最大的优点是系统只通过变动软件，就能达到改变交换系统的组成和功能，增添了许多方便用户的业务，提高了系统硬件的结构模块化和标准化水平，十分便于系统的升级和更新。

单一的S接线器不能单独构成数字交换网络，T接线器可以但却受到容量限制，因此采用多集线器构成的数字交换网络是时代发展的需要，利用时间接线器和空间接线器的不同组合以得到一定容量要求，在交换器件允许的情况下,考虑到网络阻塞情况,尽量提高PCM的复用度。

关键词：数字交换网络；T接线器；S接线器；网络阻塞目录第1章绪论 (1)1.1 选题背景 (1)1.2 选题的目的和意义 (1)1.3 本课程设计的主要容 (1)第2章时分数字交换网络 (3)2.1 时分数字交换网络基本概念 (3)2.2 时间(T)接线器 (3)2.2.1 时间(T)接线器的基本功能 (3)2.2.2 时间(T)接线器的电路组成 (3)2.2.3 时间(T)接线器的基本组成 (4)2.2.4 时间(T)接线器的控制方式和控制原理 (5)2.3 空间(S)接线器 (7)2.3.1 空间(S)接线器的基本功能 (7)2.3.2 空间(S)接线器的基本组成 (7)2.3.3 空间(S)接线器的控制方式和控制原理 (8)2.4 串/并变换和并/串变换 (9)第3章 TSST时分数字交换网络设计 (10)3.1 TSST时分数字交换网络的设计原理 (10)3.2 TSST时分数字交换网络的设计实现 (10)3.3 TSST时分数字交换网络的工作原理 (12)第4章网络阻塞分析 (15)4.1 阻塞的概念 (15)4.2 网络阻塞的重要参数 (15)4.2.1 话务量 (15)4.2.2 占用概率分布 (15)4.3 无阻塞网络 (16)4.3.1 单级无阻塞网络 (16)4.3.2 多级无阻塞网络 (16)4.4 TSST时分数字交换网络阻塞分析 (17)4.5 设计过程中遇到的问题及解决办法 (17)结论 (19)致 (20)参考文献 (21)第1章绪论1.1 选题背景随着社会需求的不断增长和科技水平的不断提高，为了适应多个用户之间的交换出现了多种类型的交换机，交换网迅速的发展。

交换技术是通信网的核心技术，目前在语音通信领域中移动对固定的替代作用越来越明显。

交换技术也正在从传统的数字程控交换向以宽带IP交换和软交换为中心的下一代网络发展[6]。

1965年，美国开通了世界上第一台程控交换机，在交换机中引入了计算机控制技术，这是交换技术发展中具有重大意义的转折点。

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制，话路部分传送和交换仍然是模拟的话音信号。

20世纪70年代开始出现了数字程控交换机，它是数字通信技术、计算机与大规模集成电路相结合的产物。

数字程控交换机在话路部分交换的是经过脉冲编码调制后的话音信号，数字交换机的交换网络是狮子交换网络，用户模拟发出的模拟话音信号在数字交换机的用户电路要转换为PCM信号。

数字程控交换机的优点体积小、重量轻、功耗低、可靠性高[3]；能灵活地向用户提供多种新服务功能；便于采用共路信令系统；操作维护管理自动化。

到目前为止，我国数字网得到了很大发展，基本上实现传输数字化，交换程控化。

1.2 选题的目的和意义近20年以来，程控数字网在我国得到了飞速的发展。

程控交换技术在交换领域也出现了新情况，即“新技术层出不穷，多种新技术同时发展，技术可选择性不易确定及各个学科技术相互交叉”。

本课程设计是在学习程控交换的基础上，利用时间（T）接线器和空间（S）接线器相组合，设计出能实现一定容量的“TSST”时分数字交换网。

第一章主要介绍课程设计前期准备工作和所设计的基本参数等；第二章介绍数字交换网络的原理以及 T接线器、S接线器的工作方式和原理；第三章介绍TSST时分数字交换网的设计和工作原理；第四章介绍TSST时分数字交换网的网络阻塞计算。

从本设计的基本机构来看，第一章属于基本容，后三章属于课程设计的主要容。

1.3 本课程设计的主要容设计参数：输入/输出级：128个T接线器；每个接线器要求16线，每条HW线复用度为32；中间级：S型接线器，接线法自定。

设计容：1、T、S接线器的基本原理；2、组网系统图；3、TSST网络的工作原理（举例说明，以某一个时隙交换为例）；4、网络阻塞讨论及分析。

第2章时分数字交换网络2.1 时分数字交换网络基本概念在数字程控交换机中，来自于不同用户和中继线的话音信号被转换为数字信号，并被复用到不同的PCM复用线上。

这些复用线连接到数字交换网络。

为实现不同用户之间的通话，数字交换网络必须完成不同复用线之间的时隙交换，即将数字交换网络某条输入复用线上某个时隙的容交换到指定的输出复用线上的指定时隙。

数字交换机中的A，B两个用户通话时经数字交换网络连接的简化示意图，如图2-1所示。

2.2TSMHW HW1CM图2-2 8端脉码输入T接线器方框图2.2.3 时间(T)接线器的基本组成T接线器的结构如图2-3所示。

T接线器主要由话音存储器（SM）、控制存储器（CM）以及必要的接口电路组成。

SM和CM都包含若干个存储单元，存储器单元数量等于复用线的复用度。

为了简化，通常将SM和CM用示意图的形式表示出来。

语音存储器存储用户的语音信号。

注意这里的语音信号是数字形式的并行码，因此在实际存储前需要将PCM复用线上送来的串行码进行串/并变换，变换为并行码。

在交换机中，SM不仅可以存储语音信号，也可以存储用户的数据信息，以及信号音设备提供的数字化的信号音等。

由于SM用来存放语音信号的PCM编码，所以每个单元的位元数至少为8位。

控制存储器的作用是存储处理机的控制命令字，控制命令字的主要容用来指示写入或读出的语音存储器地址。

设控制存储器的位元数为i，复用线的复用度为j，则应满足2i≥j。

2.2.4 时间(T)接线器的控制方式和控制原理T接线器可以有两种控制方式：输出控制方式和输入控制方式。

在两种控制方式下，语音存储器（SM）的写入和读出地址按照不同的方式确定。

1、输出控制方式采用输出控制方式的T接线器的工作原理如图2-4所示。

输出控制方式也叫顺序写入、控制读出方式，T接线器的输入线的容按照顺序写入话音存储器（SM）的相应单元，即输入复用线上第I 时隙的容就写入SM的第I个单元。

话音存储器的写入地址，是由时钟信号分频后得到的。

而输出复用线某个时隙应读出话音存储器的哪个单元的容，则由控制存储器的相应单元的容来决定，即控制存储器的第j个单元存放的容k，就是输出复用线第j个时隙应读出的话音存储器的地址。

控制存储器的容是在呼叫建立时由计算机写入的，在此呼叫接续期间，控制存储器j单元的容保持不变。

例如，在图2-4中，要将T接线器的输入线上TS6的容S交换到输出线的TS20上，为完成这个交换，计算机在呼叫建立时将控制存储器第20单元的值设置为6；在此呼叫接续期间，输入复用线TS6的容S按照数序写入话音存储器的6单元，而在时隙20时，由于控制存储器的20单元的容是6，就将话音存储器6单元的容S输出到输出线的TS20，从而完成规定的交换。

2、输入控制方式采用输入控制方式的T接线器的工作原理如图2-5所示。

输入控制方式也叫控制写入、顺序读出方式，采用输入控制方式时，T接线器的输入复用线上某个时隙的容，应写入话音存储器的哪个单元，由控制存储器相应单元的容来决定。

即控制存储器的I单元的容j，就是输入复用线TSi的容应写入的话音存储器的地址j。

同样，控制存储器的容，是在呼叫建立时由计算机控制写入的。

而输出复用线的某个时隙，就依次读出话音存储器相应单元的容，即在时隙k时，就将话音存储器的k单元的容读出，输出到输出线的TS k。

话音存储器的读出地址，是由时钟信号分频得到的。

例如，在图2-5中，要将输入线上TS6的容S交换到输出线的TS20，在建立这个交换时，计算机将控制存储器的6单元的值设置为20，在这个呼叫接续期间，由于控制存储器的6单元的值为20，就将输入线TS6的容S写入话音存储器的20单元，而在时隙20时。

就将话音存储器20单元的容S读出并输出到输出线的TS20，完成交换。

2.3 空间(S)接线器2.3.1 空间(S)接线器的基本功能S型接线器的作用是完成在不同复用线之间同一时隙容的交换，即将某条输入复用线上某个时隙的容交换到指定的输出复用线的同一时隙。

2.3.2 空间(S)接线器的基本组成S接线器[1]的组成结构如图2-6所示。

S接线器主要由一个连接n条输入复用线和n条输出复用线的n×n的电子接点矩阵、控制存储器组以及一些相关的接口逻辑电路组成。

S接线器交换的时隙信号通常是并行信号，因此，在实际交换系统中，如果交换的话音信号是8位的数字信号，则图2-6所示的交叉矩阵就应该配备8个，每个完成1位的交换。

当然这8个交叉矩阵是在同一组控制存储器中控制命令控制下并行工作的。

电子交叉点矩阵由高速门电路构成的多路选择器组成。

矩阵的大小取决于S接线器的容，例如8×8的交叉矩阵可由8个8选1的选择器构成。

控制存储器共有n组，每组控制存储器的存储单元数等于复用线的复用度。

第j组控制存储器的第I个单元，用来存放在时隙I时第j条输入（输出）复用线应接通的输出（输入）线的线号。

设控制存储器的位元数为i，S接线器的输入（输出）线的数目为n，则控制存储器的位元数应满足以下关系：2i≥ n。

m图2－5 S接线器的组成结构2.3.3 空间(S)接线器的控制方式和控制原理与T接线器类似，S型接线器有输入和输出两种控制方式。

在输出控制方式下工作的S接线器的工作原理如图2-6所示。

在输出控制方式下，控制存储器是为输出线配置的。

对于有n条输出线的S接线器来说，配备有n组控制存储器CM1-CMｎ,设输出线的复用度为m,则每组控制存储器都有m个存储单元。

CM1控制第1条输出线的连接，在CM1的第I 个存储单元中，存放的容是时隙I时第1条输出线应该接通的输入线的线号。

CM2控制第2条输出线的连接，以此类推，CM n控制第n条输出线的连接。

控制存储器的容是在连接建立时由计算机控制写入的。