程控交换技术一、概述1.1．通信网络目前骨干网物理通道的构成：光纤，卫星和微波现有网络：PSTN，CHINAPAC，CHIANDDN，CHINANET，CSTNET，CERNET。

按交换方式网络分类：（1）电路交换，如PSTN（2）报文交换，如telex（3）分组（包）交换，如PDN，Internet（4）信元交换，如ATM1.2．电话交换机的发展过程发展历程大致可以分为：人工交换、机电交换与电子交换三个阶段。

人工交换机：借助话务员进行电话接续，效率很低。

步进制交换机（step bye step），标志交换机从人工时代进入机电自动交换时代。

这种机电交换机属于直接控制方式，即用户可以通过话机拨号脉冲直接控制步进接线器做升降与旋转动作，从而自动完成用户间的接续。

这种交换机虽然实现了自动接续，但存在速度慢、效率低、杂音大、机械磨损严重等缺点。

纵横制交换机，相对于步进制交换机做了两方面改进：（1）利用继电器控制的压触接线阵列代替大幅度动作的步进接线器，从而减小了磨损与杂音，提高了可靠性与接续速度。

（2）由直接控制过渡到交接控制，用户拨号脉冲不再直接控制接线器动作，而先由记发器接收、存储，然后通过标志器驱动接线器，以完成用户间接续。

这种间接控制方式将控制部分与话务部分分开，提高了灵活性和控制效率，加快了速度。

电子交换机就控制方式分：布线逻辑控制（WLC，wired logic control）交换机，通过布线方式实现交换机的逻辑控制功能。

通常仍使用机电接线器而将控制部分更新成电子器。

属于机电式向电子式过渡的中间产物。

存储程序控制（SPC，stored program control）交换机，将用户的数据和交换机的控制、维护与管理功能预先编成程序，存储到计算机的存储器中，当交换机工作时，控制部分自动监测用户的状态变化和所拨号码，并根据要求执行程序，从而完成各种交换功能。

程控交换机按使用用途分：市话、长话、用户交换机。

按接续方式可分为：空分交换机、时分交换机。

程控空分交换机的接续网络（或交换网络）采用空分接线器（或交叉开关阵列），且在话路部分中一般传送与交换的是模拟话音信号，因而称为程控模拟交换机。

这种交换机不需要进行话音的A/D转换，用户电路简单，成本低，主要用做小容量的模拟用户交换机。

程控时分交换机一般在话路部分中传送与交换的数字话音信号，因而称为程控数字交换机。

1.3．常见的交换机国外：美国AT&T:No.5 ESS美国HARRIS:HARRIS—20—20日本NTT：D60，70日本NEC：NEAX-61日本富士通：FETEX—150法国ALCATEL：E10B/S瑞典：ERISCSSON：AXE-10，MD110加拿大NOR TEL：DMS-100/200/300，Meridian-1德国SIEMENS：EWSD-601，HICOM荷兰PHILIPS：SOPHO S，Is3000国内生产：局用程控数字交换机：HJD-04，C&C08，SP-30，ZXJ10，EIM-601中外合作：S12（S1240），EWSD，5ESS-2000，DMS 用户交换机：（与国外合作生产）荷兰PHILIPS：SOPHO S 系列，iS3000系列加拿大北方电讯 NORTEL：Meridian-1，MSL-1瑞典爱立信（ERICSSON）：MD-110德国西门子SIEMENS：HICOM-300美国哈里斯：HARRIS-20-201.4．电话网络结构电话网主要由交换系统、传输系统和通信终端组成。

我国电话网络采用等级制树型网络结构。

分为5级：C1：大区中心局（6个，北京、沈阳、南京、武汉、成都、西安）C2：省中心局，30个C3：地区中心局，350多个C4：县中心局，2200多个C5：端局，本地电话网，利用用户线信令直接接用户或利用用户线信令或局间信令接专用交换机（如PABX，private automatic branch exchange）1.5．话务理论基础话务理论基础通常把请求服务的用户称为源，而将中继线、绳路、记发器、收号器等被请求的对象称为服务器。

1、话务量在电话交换系统中，通常把源对服务器的需求量称为源的话务量，而将服务器所负担的话务量称为话务负荷，为了便于理解与讨论，往往将他们都称为话务量（traffic）话务量：单位时间内平均发生的呼叫次数与每次呼叫平均占用时长的乘积。

A=a*t0A的单位：若a与t0所用时间单位相同，则A的单位是爱尔兰（Erlang）简级为Erl。

2、BHCA通常把话务量最大的一个小时称为忙时，相应此小时的呼叫次数为：“忙时呼叫次数“，缩写为BHCA（busy hour call attempt）3、呼损率用户发出的呼叫有的获得了服务，有的没有得到成功的处理与服务，这种遇阻的呼叫称为呼损。

呼损率可以按呼叫次数来计算：定义为丢失呼叫的概率，即由于服务器全被占用而丢失的呼叫次数与总呼叫数之比。

呼损率也可以按时间计算：即服务器全被占用时间与总考察时间。

二、信息交换与传输技术基础2.1．信息交换技术2.2．信号数字化技术2.2.1 话音信号数字化技术话音模拟信号占据一个话路频带：300~3400Hz话音模拟信号数字化技术主要包括：基于时域波形的“波形编码”和基于人声的声道模型与发声机理的“参数编码”。

波形编码：PCM，增量调制（DM）与自适应增量调制（ADM），自适应差分脉码调制（ADPCM）子带编码（SBC）与自适应子带编码（ASBC），SBC与ADPCM组合编码，自适应预测编码（APC），自适应变换编码（ATC）参数编码：线形预测编码（LPC），规则脉冲激励长时线形预测编码（RPE-LTP），码激励线形预测编码（CELP）常见话音信号数字化方法：脉冲编码调制（PCM）技术：PCM构成和原理：主要包括抽样、量化、编码三种功能单元。

首先，模拟话音经防混叠低通滤波器限带（300~3400Hz），然后以每秒8000次（8KHz）的频率将其抽样、量化，编码成二进制数码。

对于电话通信，规定每抽样值编为8位码，共有256个量化级，这样每路数字话的标准速率为：8K*8=64Kbit/S为了解决线形量化时，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进行非线形幅度压缩，再进行线形量化编码，与次对应，在接受端解码后，则需要对话音进行扩张，以补偿因压缩造成的非线形，，在理想情况下，压缩器与扩张器特性应当完全互补。

在实际中广泛使用两种对数形式的压缩特性，即A律与µ律。

欧洲与我国使用A律，北美与日本使用µ律。

2.2.2 图象与视频信号数字化技术常用的方法与标准有：JBIG（joint bilevel image group），ISO对二值图象（不具有灰度值的黑白图象、传真图文等）压缩编码制定的标准，属于无损压缩技术，压缩比为10：1JPEG（joint photographic experts group），ISO对彩色连续色调静止图象压缩编码进行研究并制定的标准。

对于无损压缩，压缩比为4：1，对于有损压缩，压缩比为10：1~1：100H.261建议，为了在综合信息网络中提供可视电话和电视会议，ITU-T制定了有关可视电话的H.261建议。

该建议支持实际活动图象的压缩编解码，采用逐行扫描，每秒29.97帧，传输速率为P*64Kbit/s（P=1，2，……30）MPEG（moving picture experts group），MPEG-1是ISO1992年形成的国际标准，用于以1~1.5Mbit/s的速率传送电视质量的视频信号，帧频<=30，编码方式与H.261相似。

MPEG-2是一种适应性广的图象和声音压缩编码方案，兼容MPEG-1，可适应于1.5~60Mbit/s 的编码范围，一般图象速率为4，5Mbit/s或更高，可用于通信、存储、广播及高清晰度电视作压缩编码。

此外，ITU-T与ISO还研究和制定了H.263，MPEG-4，MPEG-7等标准2.3．信道共享与多路复用技术信道共享方式：频分复用FDM（frequency division multiplex），时分复用（TDM time division multiplex），空分复用（SDM，space division multiplex），码分复用（CDM，code division multiplex）。

时分复用中时隙划分与分配的方式：（1）是固定划分时隙，固定分配时隙给用户，如PCM，电话交换，DDN等。

（2）是可变划分与可变分配时隙，如分组交换、FR、LAN中的介质访问控制等。

（3）固定划分，可变分配信道时隙，如ATM。

通常人们时隙对用户的分配关系，将固定分配归为同步时分复用，将可变分配归为异步时分复用E1制式：PCM 基群复用与传输系统属于同步时分复用STDM ，目前有两种制式：欧洲与我国使用E1制式，北美与日本使用T1制式。

按ITU-T G.732建议，PCM E1制式的帧长125 us ，帧频为8KHz ，一帧包含32个时隙，每个时隙有8bit ，占3.9 us 。

其中TS1~TS15，TS17~TS31时隙固定分配并依次传送1~30路话音各自的8位抽样编码组；TS0时隙用于传送帧同步（0011011），帧失步告警（A1），子复帧差错校验（CRC ）与同步码信息。

TS16时隙传送复帧同步（0000），复帧失步告警（A2）、以及各路相应的线路信令等控制信息。

若利用同步或准同步复接技术，可将PCM 低次群复用成高次群码流。

PCM 复用等级SDH数字复用等级数字信号基带传输在数字传输系统中，其传输对象通常是二进制数字信息，它可能来自计算机、网络或其它数字设备的各种数字代码。

也可能来自数字电话终端的脉冲编码信号，设计数字传输系统的基本考虑是选择一组有限的离散的波形来表示数字信息。

这些离散波形可以是未经调制的不同电平信号，也可以是调制后的信号形式。

由于未经调制的脉冲电信号所占据的频带通常从直流和低频开始。

因而称为数字基带信号。

在某些有线信道中，特别是传输距离不大远的情况下，数字基带信号可以直接传送，我们称之为数字信号的基带传输。

而在另外一些信道，特别是无线信道和光信道中，数字基带信号则必须经过调制，将信号频谱搬移到高频处才能在信道中传输。

我们把这种传输称为数字信号的调制传输（或载波传输）。

如果把调制与解调过程看作是广义信道的一部分，则任何数字传输系统均可等效为基带传输系统。