传输媒介
终端
终端
图1.1 点对点通信
电话通信的起源
点对点通信存在如下缺点：
1）传输线的数量随终端数的增加而急剧增加
N x (N-1) / 2
用户数 电缆数
5
10
45
100 4950
1000 50万
图1.2 多用户全互连式连接
电话通信的起源
点对点通信存在如下缺点：
2）每个终端都有N-1条线与其他终端相连接，因而 每个终端需要N-1个线路接 3）增加第N+1个终端时，必须增设N条线路 4）当终端间相距较远时，线路信号衰耗大
✓ 电路的拆除阶段。结束一次通信时，拆除电路 连接，释放节点和信道资源
程控数字交换机的基本原理
✓ 电路的建立阶段 信令/消息
主叫：摘机-听拨号音-拨号-听回铃音
被叫：
振铃-应答
✓ 通信阶段 语音信号
✓ 电路的拆除阶段 信令/消息 主叫：前向拆线 被叫：后向拆线 另一方听 催挂音
目录
电话通信的起源 电话交换机的发展与分类 语音信号的数字化基础
➢ 按所交换的信号特征：模拟信号交换机和数字 信号交换机
➢ 按接线器的工作方式：空分交换机（接线器采
电话交换机的组成
小王
用户电路
用户电路
交换网络
小李
存储器 CPU I/O设备
出中继 入中继 收号器
电源 时钟
电话交换机的组成
用户电路
交
换
小王
用户电路
网 络
出中继 入中继 收号器
存储器 CPU I/O设备
入中继
交
用户电路
换
网
出中继
络
用户电路
收号器 存储器 CPU I/O设备
小王 的舅舅
广州市
惠州市
程控数字交换机的基本原理
程控交换机的基本原理是一种电路交换原理， 主要包括以下三个通信阶段：
✓ 电路的建立阶段。通过呼叫信令完成逐个节点 的接续，建立起一条端到端的通信电路
✓ 通信阶段。在已建立的端到端的直通电路上， 透明地传送和交换数字化的话音信号信息
增加量化级数 采用非均匀量化的方法
脉冲编码调制（PCM）
四舍五入量化方法的示意图
脉冲编码调制（PCM）
抽样值 1000.3 100.5
10.8 5.1 0.5 0.2 0.03
四舍五入量化值 1000 101 11 5 1 0 0
脉冲编码调制（PCM）
非均匀量化法的原理：非均匀量化是一种在信号动 态范围内，量化分级不均匀、量化阶距不相等的量 化
➢ 舍去法（将小于1V的尾数舍去） ➢ 补足法（将小于1V的尾数补足为1V） ➢ 四舍五入法（将每个抽样后的幅值用一个邻近的
“整数”值来近似 ）
脉冲编码调制（PCM）
量化误差：量化值与信号值之间的差异。 把无限多种幅值量化成有限的值必然会产 生误差
量化误差是数字通信中的主要噪声来源之 一
减少信号的量化噪声有以下两种方法：
脉 A冲律压编缩码采调用制的是（十P三C折M线）法
Y
1
7/8
7 6/8
5/8
6
4/8
5
4 3/8
3 2/8
2 1/8
1
11 1
1
1
1
128 64 32
16
8
模拟信号
低通 滤波器
发送端
抽样器
量化器
编码器
PCM信号
再生 中继器
再生 中继器
译码器
低通 滤波器
接收端
接收器 模拟信号
脉冲编码调制（PCM）
1.抽样
目的：使模拟信号在时间上离散化 原理：通过抽样脉冲按一定周期去控制抽
样器的开关电路，取出模拟信号的瞬时电 压值，从而将连续的原始话音信号变成间 隔相等但幅度不等的离散电压值
脉冲编码调制（PCM）
脉冲幅度信号 （PAM）
数字信号的调制
模拟信号
低通 滤波器
发送端
抽样器
量化器
编码器
PCM信号
再生 中继器
再生 中继器
译码器
低通 滤波器
接收端
接收器 模拟信号
脉冲编码调制（PCM）
2.量化 目的：将抽样得到的无数种幅度值用有限个
状态来表示，以减少编码的位数 原理：用有限个电平表示模拟信号的样值 量化方法有：
电信网概述及发展
发信
信源编码器 信道编码器 传输媒介 信道译码器 信源译码器 收信
噪声
模拟信号的数字化处理
模拟信号：
数值上连续变化的信号， 数字信号：
某一种参量可以取无限 离散信号，由许多脉冲组
多个数值，且直接与消 成，某一参量只能取有限
息相对应
个数值，且不直接与消息
相对应
数字信号的调制 脉冲编码调制（PCM）的模型
脉冲编码调制（PCM）
1.抽样
所抽取的每个幅度值为样值，可以看做是 按幅度调制的脉冲信号，称为脉冲幅度 （PAM）信号
话音信号频率范围为300-3400Hz。为了使 抽样信号不失真地还原为原始信号，抽样 频率应大于话音信号的最高频率的两倍， 实际中取8000Hz，则抽样周期为1/8000, 即125us
在均匀量化时，由于量化分级间隔是均匀的，对大 信号和小信号量化阶距相同，因而小信号时的相对 误差大，大信号的相对误差小
脉冲编码调制（PCM）
非均匀量化就是非线性量化，其压、扩特性采 用的是近似于对数函数的特性。CCITT建议采 用的压缩率有两种，分别叫做A律和u律
A律的压缩系数（A）为87.6，用13折线来近 似。欧洲各国、中国的PCM设备采用这种压 缩律。U律的压缩系数（u）为255，用15折线 来近似。北美各国的PCM设备采用这种压缩 律
程控数字交换技术概述
目录
电话通信的起源 电话交换机的发展与分类 语音信号的数字化基础
电信网概述
电话通信的起源
1876年Bell发明了电话，从而开始了点到点的 双向会话通信 “沃森先生，请过来！我有事找你！”
最初的电话通信只能完成一部话机与一部话机 的固定通信。这种仅涉及两个终端的通信称为 点对点通信
这些缺点便造成了 交换设备的诞生……
电话通信的起源
最早的自动电话交换机在1892年11月3日投入使用 由美国人阿尔蒙.B.史瑞乔提出步进制自动电话交换机
人工交换机 1878
步进制交换机 1892
纵横制交换机 1919
空分模拟程控交换机 1965
时分数字程控交换机 1970
程控交换机的发展
人工交换机 1878
步进制交换机 1892 纵横制交换机 1919 自动交换 空分模拟程控交换机 1965
时分数字程控交换机 1970
空分模拟
1 2 3
4
12 3
4 5 6
电话交换机的分类 电话交换机的分类:
➢ 按交换机的使用对象：局用交换机（用于电信 部门）和用户交换机（用于企、事业集团）
➢ 按呼叫接续方式：人工接续交换机和自动接续 交换机