第章 程控交换机的交换网络.ppt

第3章 程控交换机的交换网络 3.1 空分交换网络 3.2 脉码调制简介 3.3 数字交换网络 3.4 串并变换和扩大时隙复用度 3.5 数字接线器与交换网络的组成 3.1 空分交换网络 交换网络是能实现各个用户间话路接续的四通八达的信息通路,它应该能够根据用户的要求，通过控制部分的接续命令，建立主叫与被叫用户间的连接通路。在纵横制交换机中采用各种机电式接线器（如纵横接线器等）;在程控交换机中,目前主要采用由电子开关阵列构成的空分接线器（S接线器）和由存储器等电路构成的时分接线器（T接线器）。 分程控交换机中只有空分接线器，时分程控交换机中可以有时分、空分两种接线器。考虑到交换网络对交换机总体性能及体积、成本诸方面的影响，小容量的模拟程控交换机几乎都只采用空分接线器（所以我们有时以空分机代替模拟机，与数字机并称）。小容量的数字程控交换机几乎都采用时分接线器；中、大容量的数字交换机几乎全部采用时分或时分与空分组合的交换网络。 在程控交换机中，目前广泛采用交叉点开关阵列集成电路作为空分接线器，以取代老式的纵横制机电接线器。这种开关阵列电路主要由交叉电子开关与控制存储器（或锁存器）、译码器组成，如图3―1所示。在控制信号作用下，由译码输出Ｓij的状态来选择和确定相应交叉开关导通，以实现与该接点相连的输入输出线的接续。 目前这类电路的产品很多，但其内部构成与工作原理基本相同。图3―2给出RCA公司CD22100（4×4）交叉点开关阵列的结构，它有16个交叉点开关，分布在4行×4列的交叉点上，编号为0～15，这16个开关由16个锁存器输出控制。地址码输入DCBA经4－16译码，选择相应的锁存器，并由输入数据DI控制相应的开关的状态。若DI为1，则开关导通；若DI为0，则开关截止。 目前的交叉开关一般用CMOS工艺制作，因而导通时呈现一定的电阻值（约为50～100Ω），增加了插入损耗。另外，现有开关阵列产品规模较小，常用的规模较大的产品为MT8816（8×16），因此，空分交换机的容量一般较小。 3.2 脉码调制简介 3.2.1 话音信号的数字化 话音信号是模拟信号，为使模拟的话音信号数字化，可采用脉码调制的方法，即PCM。我们知道，模拟信号数字化称为模／数（A/D）变换，而把数字化信号还原为模拟信号称为数／模（D/A）变换。综合A/D及D/A的一般步骤，图3―3示出了PCM通信的简单模型。 1.抽样 话音信号在时间上是连续的，经过抽样后将变为时间上离散的信号。抽样上每隔一定的时间间隔Ｔ，在抽样器上接入一个抽样脉冲，通过抽样的脉冲去控制抽样器的开关电路，取出话音信号的瞬时电压值，即样值，如图3―4所示。抽样后的信号称为抽样信号，显然它可以看作按幅度调制的脉冲信号，即PAM信号，其幅度的取值仍是连续的，不能用有限数字来表示，因此抽样值仍是模拟信号。 2.量化 抽样后的信号，其幅度的取值仍是无限多个，是连续的，在幅度上离散化抽样信号，就是量化。量化可以采用“四舍五入”的方法，使每个抽样后的幅值用一个邻近的“整数”值来近似，图3―5就是这种量化方法的示意图。图中把信号归纳为0～7级共八级，并规定：小于0.5的为0级；0.5～1.5之间为1级等。这样经过量化，连续的样值被归到了0～7级中的某一级，图3―5（ｂ）就是量化后的值，这里的每一级称为量化级。需要注意的是把无限多种幅值量化成有限的量化级，必然会产生误差，即量化误差。关于量化误差我们在此不详细讨论。 3.编码 编码就是把量化后抽样点的幅值分别用代码来表示。代码的种类很多，采用二进制代码是通信技术中常见的。图3―5中分8个量化级用3位二进制码表示。实际应用中，通常用8位码表示一个样值。经过编码后的信号，就已经是PCM信号了。 4.解码和重建 在PCM通信的接收端，需把PCM信号恢复为模拟信号，这要经过解码和重建两种处理。解码就是把接收到的PCM代码转变成与发送端一样的PAM信号，如图3―6所示。 3.2.2 时分多路复用概念 1.时分多路复用概念 为在较少的硬件资源上传输更多的信号，即要实现多路复用，可采用频分与时分两种方法。现有的有线电视信号传送，就采用频分的办法，即把多种频段的信号混合在一起传输，由接收机选频来分离信号。 时分多路复