2.2 程控交换设备（1）（课件）-《数字通信技术及应用》（电子工业出版社）同步精品课堂

2.2 程控交换设备（1） 数字通信技术及应用 同步精品课堂 电子工业出版社 目录 01 程控交换机的硬件设备 02 程控交换机的软件 03 程控交换设备的组网架构 06 程控用户交换设备的工程设计 05 程控交换设备的话务量和呼叫处理能力 04 程控交换设备的交换原理 07 程控交换机的工程接口常识 掌握国家标准《机械制图》中有关图幅、比例、字体图线等基本规定。 教学目标 知识目标 了解程控交换机设备的硬件设备、硬件基本结构和功能 了解程控交换机设备的软件设备、系统程序和数据。 能够识别并描述程控交换机的硬件设备组成、连接方式以及硬件结构特点等。 掌握程控交换机的软件系统组成、系统程序和数据结构等。 能力目标 激发学生对数字通信技术发展的兴趣。强化学生的信息社会责任感和职业道德意识。 情感目标 掌握国家标准《机械制图》中有关图幅、比例、字体图线等基本规定。 教学重难点 硬件设备组成、连接方式以及硬件结构特点 软件系统组成、系统程序和数据结构 硬件设备组成、连接方式以及硬件结构特点 软件系统组成、系统程序和数据结构 难点 重点 掌握国家标准《机械制图》中有关图幅、比例、字体图线等基本规定。 问题导入 图示为什么设备？有何作用？其工作原理是什么？ 掌握国家标准《机械制图》中有关图幅、比例、字体图线等基本规定。 2.2.1 程控交换机的硬件设备 1.程控交换设备的硬件基本结构 ( 1 ) 程 控 交 换 机 的 硬 件 基 本 组 成 程控交换机的硬件基本组成：由话路系统和控制系统组成。 其中话路系统包含交换网络、用户电路、中继电路以及信令设备。 图2.7 程控交换机的硬件基本组成图 掌握国家标准《机械制图》中有关图幅、比例、字体图线等基本规定。 2.2.1 程控交换机的硬件设备 1.程控交换设备的硬件基本结构 (2)数字程控交换机的硬件基本组成 分类 局用程控交换机 用户程控交换机 按照适用范围分 模拟程控交换机 数字程控交换机 按照交换信息的模式分 模拟程控交换机采用空间分割的方式，交换的是模拟信号，数字程控交换机采用数字交 换网络，交换的是数字信号。 掌握国家标准《机械制图》中有关图幅、比例、字体图线等基本规定。 2.2.1 程控交换机的硬件设备 1.程控交换设备的硬件基本结构 (2)数字程控交换机的硬件基本组成 话路系统： ① 核心部件是数字交换网络。 ② 用户模块：是用户电路的管理运行单元，集中大量的用户电路。 ③ 远端用户模块：用户模块远离交换网络，通过数字中继器和经过PCM线路(通常可 以由光纤设备传输，如PDH) 传输到远端。 ④ 中继电路：连接外部公众网或其他外界网络的接口设备，通常为数字中继器，也叫 2M电路。 ⑤ 信令设备：提供交换机呼叫接续的控制信号，如拨号音、音频收发器等。  掌握国家标准《机械制图》中有关图幅、比例、字体图线等基本规定。 2.2.1 程控交换机的硬件设备 1.程控交换设备的硬件基本结构 (2)数字程控交换机的硬件基本组成 控制系统： ① 主控制设备：有处理器和存储器，是整个交换机设备的控制部件。 ② 输入/输出设备：I/O 设备是连接维护终端、计费设备的接口。 掌握国家标准《机械制图》中有关图幅、比例、字体图线等基本规定。 2.2.1 程控交换机的硬件设备 2.程控交换设备的硬件功能 (1)数字交换网络 数字交换网络核心功能 完成时隙交换，连接外围模块 数字交换网络分类 空分交换网络与时分交换网络 T接线器工作原理 通过微处理器控制，实现数据通道无阻塞交换 掌握国家标准《机械制图》中有关图幅、比例、字体图线等基本规定。 2.2.1 程控交换机的硬件设备 2.程控交换设备的硬件功能 (1)数字交换网络 图2.9 T接线器工作原理图 掌握国家标准《机械制图》中有关图幅、比例、字体图线等基本规定。 2.2.1 程控交换机的硬件设备 2.程控交换设备的硬件功能 (2)用户模块 提供接口电路，完成话务集中与扩散 用户模块主要功能 提高系统话路资源利用率，提升交换机容量 话务集中与扩散 包含用户电路管理运行单元，连接数字交换网络 用户模块结构 掌握国家标准《机械制图》中有关图幅、比例、字体图线等基本规定。 2.2.1 程控交换机的硬件设备 2.程控交换设备的硬件功能 (2)用户模块 图2.10 用户模块结构图 掌握国家标准《机械制图》中有关图幅、比例、字体图线等基本规定。 2.2.1 程控交换机的硬件设备 2.程控交换设备的硬件功能 (3)远端用户模块 含义：远端用户模块是现代程控数字交换机所普遍采用的一种外围模块，通常设置在远离交换 局(母局)的用户密集的区域。 功能：与用户模块相同，但由于与母局间通常采用数字线 路传输，并且本身具有话务集中的功能，因此能大大降低用户线的投资，同时也提高了信号 的传输质量。 掌握国家标准《机械制图》中有关图幅、比例、字体图线等基本规定。 2.2.1 程控交换机的硬件设备 2.程控交换设备的硬件功能 (3)远端用户模块 图2.11 远端用户级功能框图 掌握国家标准《机械制图》中有关图幅、比例、字体图线等基本规定。 2.2.1 程控交换机的硬件设备 2.程控交换设备的硬件功能 (4)用户接口电路功能结构 图2.12 用户电路结构图 掌握国家标准《机械制图》中有关图幅、比例、字体图线等基本规定。 2.2.1 程控交换机的硬件设备 2.程控交换设备的硬件功能 (4)用户接口电路功能结构 通过馈电完成向话机发送符合规定的电压和电流。 ① 馈电B 程控交换机向话机发出的振铃电流 ③ 振铃控制R 功能是防止交换机外的高压进入设备内部，烧毁交换机的电路板。 ② 过压保护O 通过用户回路电流来判定用户线回路的接通和断开状态。 ④ 监视S 编译码和滤波功能是不可分的 ⑥ 编译码和滤波C 现代的交换机采用集成电路来实现。 ⑤ 混合电路H 由测试开关控制，以便及时发现和排除故障。 ⑦ 测试控制T 掌握国家标准《机械制图》中有关图幅、比例、字体图线等基本规定。 2.2.1 程控交换机的硬件设备 2.程控交换设备的硬件功能 (5)中继模块(中继器或中继电路) 模拟中继器和模拟用户电路具有相似的特性，具有地压保护电路、编译码器、混合电路，但是减少了振铃控制和馈电电路，增加了一个忙/闲指示功能，同时将用户线的状态监视改变为对中继线上的线路信号的监视。 模拟中继器功能 01 数字中继器是程控交换机连接其他交换局或远端模块的接口电路，其主要功能包括码型变换和反变换、时钟提取、帧同步以及信令的提取和插入。 数字中继器功能 02 图2.13 数字中继器的全程连接和主要功能图 掌握国家标准《机械制图》中有关图幅、比例、字体图线等基本规定。 2.2.1 程控交换机的硬件设备 2.程控交换设备的硬件功能 (6)信令(信号)设备 信号设备提供程控交换机在完成话路接续过程中所必需的各种数字化的信号音、双音多 频话机发出的DTMF 信号的接收、各种信令信息的接收/发送。 根据功能可以分为DTMF 接 收器、MFC 发送器和接收器、信号音发生器等设备。 掌握国家标准《机械制图》中有关图幅、比例、字体图线等基本规定。 2.2.1 程控交换机的硬件设备 2.程控交换设备的硬件功能 (7)控制系统设备 控制系统由处理机(CPU)和存储器组成，其中处理机是核心，负责执行指令，存储器保存程序和数据，包括ROM和RAM。 控制系统组成 控制系统负责呼叫处理和对整个交换系统的运行进行管理、监测和维护，通过执行软件系统完成规定的功能逻辑。 控制系统功能 程控交换机的控制方式从早期的集中控制发展到分散控制或全分散控制，处理器间的通信方式包括PCM信道通信或令牌传送。 控制方式与通信方式 处理器冗余量配置采用双备用、主/备用、成对互助或N+1备用方式，以确保系统的强处理能力、高可靠性、高灵活性和适应性。 处理器冗余量配置 掌握国家标准《机械制图》中有关图幅、比例、字体图线等基本规定。 2.2.2 程控交换机的软件 1.程控交换设备的软件结构 (1)软件组成 程控交换机的软件系统由程序和数据组成，共同构成一个实时、多重处理的庞大控制系统。 程序和数据构成 交换机必须对用户的各种操作如摘机、拨号、挂机等做出及时响应，并处理各类事件。 实时性控制系统 交换机通过软件系统对内部可能发生的各类事件进行处理，确保系统稳定运行。 交换机响应机制 运行软件是日常运行所需，而支援软件用于工程设计、调试等非日常操作。 运行与支援软件 掌握国家标准《机械制图》中有关图幅、比例、字体图线等基本规定。 2.2.2 程控交换机的软件 1.程控交换设备的软件结构 (2)运行软件 图2.15 程控交换机运行软件结构图 掌握国家标准《机械制图》中有关图幅、比例、字体图线等基本规定。 2.2.2 程控交换机的软件 2.程控交换设备软件的系统程序 操作系统作为处理机硬件与应用程序之间的接口，统一管理系统资源，组织作业流程。 操作系统功能 呼叫处理程序负责所有呼叫的建立、监视与释放，以及电话新业务的处理。 呼叫处理程序 维护管理系统负责管理交换机运行所需的局数据和用户数据，统计话务量和话费。 维护管理系统 程控交换机的程序分级包括故障级、时钟级和基本级，程序执行采用中断方式，高级别程序可以中断低级别程序。 程序分级与执行 掌握国家标准《机械制图》中有关图幅、比例、字体图线等基本规定。 2.2.2 程控交换机的软件 3.程控交换设备软件的数据 (1)局数据 ① 配置数据 ② 交换局的号码翻译规则 ③ 路由中继数据 ④ 7号信令数据 ⑤ 计费数据 ⑥ 新业务提供情况 掌握国家标准《机械制图》中有关图幅、比例、字体图线等基本规定。 2.2.2 程控交换机的软件 3.程控交换设备软件的数据 (2)用户数据 01 用户电话号码 用户数据中的电话号码是每个用户的唯一标识，用于识别和定位用户，是呼叫建立的基础。 02 用户线类别 用户线类别包括普通用户线、公用电话用户线、用户小交换机用户线等，反映了用户接入交换机的方式和特点。 03 话机类别 话机类别说明了用户使用的是拨号脉冲方式还是DTMF（双音多频）方式，影响呼叫的建立和数据传输。 04 服务等级 用户的服务等级定义了呼出限制、本地网有权、国内长途有权、国际长途有权等，是用户权限管理的重要组成部分。 05 新业务使用权 用户对新业务的使用权及用户已登记的新业务，体现了用户可享受的服务范围和服务能力。 06 用户计费数据 掌握国家标准《机械制图》中有关图幅、比例、字体图线等基本规定。 2.2.2 程控交换机的软件 3.程控交换设备软件的数据 (3)系统数据 系统数据中的系统设备部分概述了交换机的生产厂家、型号、出厂日期等基本信息，为系统维护和升级提供参考。 系统设备概述 交换网络组成的描述包括交换网络的结构、容量、性能等，是交换机运行效率和稳定性的重要保障。 交换网络组成 存储器分配信息涉及交换机内部存储器的使用情况，包括存储空间的大小、分配策略等，对系统性能有直接影响。 存储器分配 信号音等数据描述了交换机产生的各种信号音，如拨号音、忙音、振铃音等，是用户交互体验的重要组成部分。 信号音等数据 掌握国家标准《机械制图》中有关图幅、比例、字体图线等基本规定。 练一练 填空题 程控交换机的硬件基本组成：由 和控制系统组成。 按照交换信息的模式分为 和 数字程控交换机。 连接外部公众网或其他外界网络的接口设备，通常为 。 系统的主要功能是管理和维护交换机运行所需的局数据和用户数据。 模拟程控交换机 维护管理 数字中继器 话路系统 掌握国家标准《机械制图》中有关图幅、比例、字体图线等基本规定。 练一练 判断题 数字程控交换机采用数字交 换网络，交换的是数字信号。 数字交换网络是整个话路部分的核心，主要功能是完成时隙交换。 混合电路是防止交换机外的高压进入设备内部，烧毁交换机的电路板。 存储器容量的大小会对系统的处理能力产生影响。 问答题： 1. 程控数字交换机对控制设备有哪些要求？ 2. 操作系统的主要功能有哪些？ √、√、×、√ 掌握国家标准《机械制图》中有关图幅、比例、字体图线等基本规定。 课堂小结 2.2 程控交换设备 1．程控交换设备的软件结构 2．程控交换设备软件的系统程序 3．程控交换设备软件的数据 2.2.2 程控交换机的软件 2.2.1 程控交换机的硬件设备 1.程控交换设备的硬件基本结构 2．程控交换设备的硬件功能 2.2.3 程控交换设备的组网架构 1．公众网程控交换机组网架构 2．用户程控交换机（PBX）组网架构 2.2.4 程控交换设备的交换原理 1．数字交换的基本概念 2．数字交换的基本原理 3．同步时分复用与统计复用 2.2.5 程控交换设备的话务量和呼叫处理能力 1．话务量概念 2．话务量计算 3．呼损和呼损公式表 4．呼叫处理能力概念 2.2.6 程控用户交换设备的工程设计 1．主机基本配置 2．入网方式 3．机房 4．电源设计 5．MDF容量设计 2.2.7 程控交换机的工程接口常识 1．程控交换机的基本接口 2．工程中的PBX所使用接口常识简介 掌握国家标准《机械制图》中有关图幅、比例、字体图线等基本规定。 谢谢 $$