2011-7-17 1
第 5章 数字程控交换技术
5-1 电话交换的发展及分类
5-2 电话交换机的基本功能
5-3 程控交换机的发展及分类
5-4 程 控交换机的基本组成
5-5 呼叫接续过程综述
2011-7-17 2
5-1电话交换的发展及分类
两部有线电话机之间必须有一对线连通才能
通话，但在电话用户很多时，不可能在任意两个用
户之间都装设一对线路。如果在用户分布的区域中
心设置一个公用设备，则每一用户都有一对线路与
该设备相连，如图所示
2011-7-17 3
图 设立公共设备的电话连接图
交换的信息除了电话的语音信号外, 还包括
图像, 数据等多种信息, 这种信息交换称为数据
交换或综合业务交换 。
2011-7-17 4
二, 电话交换技术发展概况
贝尔 1876年发明电话至今一百多年来, 电话
交换技术一直在不断地发展 。
1878年 1月 28日第一部人工电话交换机开通使
用, 它是具有 21线磁石式交换机 。
1891年, 共电式交换机开始使用 。 人工电话
交换机的优点是设备简单, 安装方便, 成本低廉 。
缺点是话务员的接线速度慢, 易出错, 劳动效率
低 。
2011-7-17 5
1889年美国人史端乔发明自动电话交换机获
得专利,1909年德国西门子公司对史端乔式交换
机进行重大改进，制成西门子式交换机，到 1927
年基本完善，成为步进制交换机的基型，此后各
种型号的步进交换机，基本上只是在电路方面做
较小改进。
2011-7-17 6
电话交换机的种类一般可以从以下两大方面
按照交换机的接线方式划分：
人工电话交换机和 自动电话交换机。
按交换机的使用划分：
局用交换机,它包括市话交换机、汇接市话交
换机、国内长话交换机、国际长话交换机。
用户小交换机,又称为专用小交换机,可为机关、
工矿企业、学校使用。
2011-7-17 7
5-2 电话交换机的基本功能
一、电话通信的基本原理
送话器
受话器
原始
话音
还原
话音
二 -四
转换消侧音电路 电话机
原始
话音
还原
话音
2011-7-17 8
受话器, 将电信号还原为声音的转换器。
送话器, 将声音变换为电信号的转换器。
按键式拨号盘, 与拨号集成电路配合发出 脉冲或
双音频 (DTMF)信令。
振铃器,交铃流、音调振铃器
开关、叉簧,接插件，二、四线绳
2011-7-17 9
二、
?
? 建立电话交换机到主叫用户的临时通路，通
过此通路获得被叫用户信息；
? 通过振铃呼出被叫用户；
? 为主、被叫用户建立通话通路；
? 检测话终，释放通路。
2011-7-17 10
5-3 程控交换机的发展及分类
一,
自 1965年产生了世界上第一台程控交换机以
来, 程控交换机一直处在突飞猛进的发展过程中 。
概括来说, 程控交换机的发展可以归纳为以下四
个方面 。
? 程控交换机中话路网的发展
早期的程控交换机, 其话路网按空分方式组
成, 称为空分程控交换机 。
2011-7-17 11
? 程控交换机中控制方式的发展
程控交换机发展的初期, 一般采用中央集
中控制方式, 即控制任务集中在一台大型或巨
型专用计算机上 。
?
因为电话通信的实时性很强, 所以早期均
采用汇编语言编制运行软件 。 现在多采用高级
语言和汇编语言混合编程, 或全部采用高级语
言编程的办法 。
2011-7-17 12
?
在当今时代，电信网、有线电视网、计算机
网三网合一已成必然趋势，当前，主要是通过
PSTN（公众电话网）或 CATV（有线电视网）进
行 Internet（因特网）接入，从而给人们提供以宽
带技术为核心的综合信息服务。
2011-7-17 13
二,
程控交换机的技术发展很快, 其价格不断降
低, 服务功能不断增加, 下面从三个方面说明 。
? 用户方面：
采用脉冲编码信号 (PCM)方式, 使通话质量
大大改善；采用数字信号后加强了保密性；
话路网的阻塞非常小, 大大提高了电路的接通率；
话路网采用了中, 大规模集成电路, 使接续速度
加快 。
2011-7-17 14
? 电话局方面
由于采用中, 大规模集成电路, 其面积是机
电交换机机房面积的 1/10~1/5；可较灵活地修改
部分程序, 改变交换机的功能；利用故障处理,
故障诊断, 设备自动检测, 资源管理等功能, 减
少维护工作量；便于实现多种计费方式, 如采用
单式计费, 复式计费等；易于实现维护自动化与
集中化 。
2011-7-17 15
?通信网方面
网路的最佳利用, 可减少交换点数目, 可
配合不同功能的交换机；增加了路由选择, 编
码选择及交换接口的灵活性, 可通过软件来实
现 ;有利于向综合业务数字网方向发展, 通信
网的最终发展方向是要建立一个高质量, 高速
度, 高自动化的综合业务的数字网；采用新的
信令方式, 尤其是公共信道信令系统的引入 。
2011-7-17 16
程控交换机按其交换网络接续方式、交换信
息的类型，以及控制方式的不同，可以进行图所
示的分类。
2011-7-17 17
?
按交换网络的接续方式，程控交换机可分为空
分和时分两种方式。
对于空分方式，其交换点可由金属接点或电
子接点来组成。是指话路接续中每个用户均占据
一定的空间位置。
对于时分方式，目前有脉幅调制 (PAM)、增
量调制 (ΔM)和脉码调制 (PCM)三种信号。时分是
指许多用户都接在一条公共通话线上，如图所示。
2011-7-17 18
图 时分示意图
2011-7-17 19
?
按控制方式, 可分为集中控制, 分级控制和
全分散控制三种方式 。
（ 1） 集中控制方式 。 程控交换机中只配备一对处
理机 (称中央处理机 ),该交换机的全部控制工作
都由中央处理机来承担, 这种控制方式称为集中
控制方式, 早期的空分交换机多采用这种控制方
式 。 其框图如图 (a)所示 。
2011-7-17 20图 程控交换机的控制方式示意图
2011-7-17 21
（ 2） 分级控制方式,随着微处理机的发展, 在程
控交换机里配备若干个微处理机作为区域处理机
来完成如监视用户摘机, 挂机及接收拨号脉冲等
这些比较简单而重复的工作, 以减轻中央处理机
的大量处理工作, 这就是分级控制方式 。 其框图
如图 (b)所示 。
（ 3） 全分散控制方式,全分散控制的特点是取消
了中央处理机 。 全分散控制的程控交换机示意框
图如图 (c)所示 。 图中的 ①, ②, ③ 分别是表示信
号控制, 呼叫控制和交换网络控制三项功能的所
在位置 。
2011-7-17 22
5-4 程 控交换机的基本组成
一,
不论空分或时分程控交换机, 其硬件主要分
为三个系统, 即话路系统, 控制系统和输入, 输
出系统 。 如图所示 。
? 话路系统
作用是把用户线接到交换网络回路, 用户电
路是用户线与交换网络的接口电路, 可完成馈电,
扫描, 二／四线转换, 测试, 保护, 提供铃流通
路等功能
2011-7-17 23
图 程控交换机硬件系统组成
2011-7-17 24
2011-7-17 25
? 控制系统
作用有两个：一是分析收集输入的信息，
并进行处理；二是编辑命令，并向话路系统或输
入、输出系统发送命令。
?
为了安装测试和维护运转的需要，中央控
制系统还要配备一些常规的外围设备，一般包括
打印机、终端等，还配备了如磁盘驱动器、磁带
机等外存储器。
2011-7-17 26
二,
程控交换机的软件基本结构如图所示 。
? 执行管理程序 是多任务, 多处理机的高性能
操作系统；
? 呼叫处理程序 完成用户的各类呼叫接续；
? 系统监视和故障处理程序 完成故障诊断程序
共同保证程控交换机不间断运行；
? 维护和运行程序 提供人机界面完成程控交换
机的运行控制和测试等 。
2011-7-17 27
2011-7-17 28
各类支援系统又称为脱机程序, 其数量比
联机程序要大得多 。
软件开发支援系统主要指语言工具；
应用工程支援系统包括交换网规划, 安装
测试等；
软件加工支援系统包含数据生成程序等；
交换局管理支援系统包含交换机运行资料
的收集, 编辑和输出程序等 。
2011-7-17 29
5-5 呼叫接续过程综述
根据前述程控交换机的基本结构, 结合我们
拨打电话的过程, 程控交换机处理一次电话呼叫
的简要流程如图所示 。
2011-7-17 30图 处理一次呼叫的流程
2011-7-17 31
1、
程控交换机按一定的周期执行用户线扫描程
序, 对用户电路扫描点进行扫描, 检测出摘机呼
出的用户, 并确定呼出用户的设备号 。
2,收号和数字分析
程控交换机中脉冲号码是由用户电路接收的,
扫描检出并识别后收入相应存储器, 在收到第一
位号的第一个脉冲后, 停发拨号音 。 双频号码一
般是由双频处理电路板接收识别的 。
2011-7-17 32
3,来话分析至向被叫振铃
若数字分析的结果是呼叫本局, 则在收号
完毕和数字分析结束以后, 根据被叫号码从存
储器找到被叫用户的数据 (包括被叫用户的设
备, 用户类别等内容 ),而后根据用户数据执
行来话分析程序进行来话分析, 并测被叫用户
忙闲 。
2011-7-17 33
4、
被叫摘机应答由扫描检出, 由预先已选好的空
闲路由建立主被叫两用户的通话电路 。 同时, 停送
铃流和回铃音信号 。 通话电源一般经由各自的用户
电路提供 。
5,话终挂机, 复原
双方通话时, 一般由其用户电路监视是否话终
挂机 。 如主叫先挂机, 由扫描检出, 通话路由复原,
向被叫送忙音, 被叫挂机后其用户电路复原, 停送
忙音 。 呼叫接续及其对应的呼叫处理程序, 如图所
示 。
第 5章 数字程控交换技术
5-1 电话交换的发展及分类
5-2 电话交换机的基本功能
5-3 程控交换机的发展及分类
5-4 程 控交换机的基本组成
5-5 呼叫接续过程综述
2011-7-17 2
5-1电话交换的发展及分类
两部有线电话机之间必须有一对线连通才能
通话，但在电话用户很多时，不可能在任意两个用
户之间都装设一对线路。如果在用户分布的区域中
心设置一个公用设备，则每一用户都有一对线路与
该设备相连，如图所示
2011-7-17 3
图 设立公共设备的电话连接图
交换的信息除了电话的语音信号外, 还包括
图像, 数据等多种信息, 这种信息交换称为数据
交换或综合业务交换 。
2011-7-17 4
二, 电话交换技术发展概况
贝尔 1876年发明电话至今一百多年来, 电话
交换技术一直在不断地发展 。
1878年 1月 28日第一部人工电话交换机开通使
用, 它是具有 21线磁石式交换机 。
1891年, 共电式交换机开始使用 。 人工电话
交换机的优点是设备简单, 安装方便, 成本低廉 。
缺点是话务员的接线速度慢, 易出错, 劳动效率
低 。
2011-7-17 5
1889年美国人史端乔发明自动电话交换机获
得专利,1909年德国西门子公司对史端乔式交换
机进行重大改进，制成西门子式交换机，到 1927
年基本完善，成为步进制交换机的基型，此后各
种型号的步进交换机，基本上只是在电路方面做
较小改进。
2011-7-17 6
电话交换机的种类一般可以从以下两大方面
按照交换机的接线方式划分：
人工电话交换机和 自动电话交换机。
按交换机的使用划分：
局用交换机,它包括市话交换机、汇接市话交
换机、国内长话交换机、国际长话交换机。
用户小交换机,又称为专用小交换机,可为机关、
工矿企业、学校使用。
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5-2 电话交换机的基本功能
一、电话通信的基本原理
送话器
受话器
原始
话音
还原
话音
二 -四
转换消侧音电路 电话机
原始
话音
还原
话音
2011-7-17 8
受话器, 将电信号还原为声音的转换器。
送话器, 将声音变换为电信号的转换器。
按键式拨号盘, 与拨号集成电路配合发出 脉冲或
双音频 (DTMF)信令。
振铃器,交铃流、音调振铃器
开关、叉簧,接插件，二、四线绳
2011-7-17 9
二、
?
? 建立电话交换机到主叫用户的临时通路，通
过此通路获得被叫用户信息；
? 通过振铃呼出被叫用户；
? 为主、被叫用户建立通话通路；
? 检测话终，释放通路。
2011-7-17 10
5-3 程控交换机的发展及分类
一,
自 1965年产生了世界上第一台程控交换机以
来, 程控交换机一直处在突飞猛进的发展过程中 。
概括来说, 程控交换机的发展可以归纳为以下四
个方面 。
? 程控交换机中话路网的发展
早期的程控交换机, 其话路网按空分方式组
成, 称为空分程控交换机 。
2011-7-17 11
? 程控交换机中控制方式的发展
程控交换机发展的初期, 一般采用中央集
中控制方式, 即控制任务集中在一台大型或巨
型专用计算机上 。
?
因为电话通信的实时性很强, 所以早期均
采用汇编语言编制运行软件 。 现在多采用高级
语言和汇编语言混合编程, 或全部采用高级语
言编程的办法 。
2011-7-17 12
?
在当今时代，电信网、有线电视网、计算机
网三网合一已成必然趋势，当前，主要是通过
PSTN（公众电话网）或 CATV（有线电视网）进
行 Internet（因特网）接入，从而给人们提供以宽
带技术为核心的综合信息服务。
2011-7-17 13
二,
程控交换机的技术发展很快, 其价格不断降
低, 服务功能不断增加, 下面从三个方面说明 。
? 用户方面：
采用脉冲编码信号 (PCM)方式, 使通话质量
大大改善；采用数字信号后加强了保密性；
话路网的阻塞非常小, 大大提高了电路的接通率；
话路网采用了中, 大规模集成电路, 使接续速度
加快 。
2011-7-17 14
? 电话局方面
由于采用中, 大规模集成电路, 其面积是机
电交换机机房面积的 1/10~1/5；可较灵活地修改
部分程序, 改变交换机的功能；利用故障处理,
故障诊断, 设备自动检测, 资源管理等功能, 减
少维护工作量；便于实现多种计费方式, 如采用
单式计费, 复式计费等；易于实现维护自动化与
集中化 。
2011-7-17 15
?通信网方面
网路的最佳利用, 可减少交换点数目, 可
配合不同功能的交换机；增加了路由选择, 编
码选择及交换接口的灵活性, 可通过软件来实
现 ;有利于向综合业务数字网方向发展, 通信
网的最终发展方向是要建立一个高质量, 高速
度, 高自动化的综合业务的数字网；采用新的
信令方式, 尤其是公共信道信令系统的引入 。
2011-7-17 16
程控交换机按其交换网络接续方式、交换信
息的类型，以及控制方式的不同，可以进行图所
示的分类。
2011-7-17 17
?
按交换网络的接续方式，程控交换机可分为空
分和时分两种方式。
对于空分方式，其交换点可由金属接点或电
子接点来组成。是指话路接续中每个用户均占据
一定的空间位置。
对于时分方式，目前有脉幅调制 (PAM)、增
量调制 (ΔM)和脉码调制 (PCM)三种信号。时分是
指许多用户都接在一条公共通话线上，如图所示。
2011-7-17 18
图 时分示意图
2011-7-17 19
?
按控制方式, 可分为集中控制, 分级控制和
全分散控制三种方式 。
（ 1） 集中控制方式 。 程控交换机中只配备一对处
理机 (称中央处理机 ),该交换机的全部控制工作
都由中央处理机来承担, 这种控制方式称为集中
控制方式, 早期的空分交换机多采用这种控制方
式 。 其框图如图 (a)所示 。
2011-7-17 20图 程控交换机的控制方式示意图
2011-7-17 21
（ 2） 分级控制方式,随着微处理机的发展, 在程
控交换机里配备若干个微处理机作为区域处理机
来完成如监视用户摘机, 挂机及接收拨号脉冲等
这些比较简单而重复的工作, 以减轻中央处理机
的大量处理工作, 这就是分级控制方式 。 其框图
如图 (b)所示 。
（ 3） 全分散控制方式,全分散控制的特点是取消
了中央处理机 。 全分散控制的程控交换机示意框
图如图 (c)所示 。 图中的 ①, ②, ③ 分别是表示信
号控制, 呼叫控制和交换网络控制三项功能的所
在位置 。
2011-7-17 22
5-4 程 控交换机的基本组成
一,
不论空分或时分程控交换机, 其硬件主要分
为三个系统, 即话路系统, 控制系统和输入, 输
出系统 。 如图所示 。
? 话路系统
作用是把用户线接到交换网络回路, 用户电
路是用户线与交换网络的接口电路, 可完成馈电,
扫描, 二／四线转换, 测试, 保护, 提供铃流通
路等功能
2011-7-17 23
图 程控交换机硬件系统组成
2011-7-17 24
2011-7-17 25
? 控制系统
作用有两个：一是分析收集输入的信息，
并进行处理；二是编辑命令，并向话路系统或输
入、输出系统发送命令。
?
为了安装测试和维护运转的需要，中央控
制系统还要配备一些常规的外围设备，一般包括
打印机、终端等，还配备了如磁盘驱动器、磁带
机等外存储器。
2011-7-17 26
二,
程控交换机的软件基本结构如图所示 。
? 执行管理程序 是多任务, 多处理机的高性能
操作系统；
? 呼叫处理程序 完成用户的各类呼叫接续；
? 系统监视和故障处理程序 完成故障诊断程序
共同保证程控交换机不间断运行；
? 维护和运行程序 提供人机界面完成程控交换
机的运行控制和测试等 。
2011-7-17 27
2011-7-17 28
各类支援系统又称为脱机程序, 其数量比
联机程序要大得多 。
软件开发支援系统主要指语言工具；
应用工程支援系统包括交换网规划, 安装
测试等；
软件加工支援系统包含数据生成程序等；
交换局管理支援系统包含交换机运行资料
的收集, 编辑和输出程序等 。
2011-7-17 29
5-5 呼叫接续过程综述
根据前述程控交换机的基本结构, 结合我们
拨打电话的过程, 程控交换机处理一次电话呼叫
的简要流程如图所示 。
2011-7-17 30图 处理一次呼叫的流程
2011-7-17 31
1、
程控交换机按一定的周期执行用户线扫描程
序, 对用户电路扫描点进行扫描, 检测出摘机呼
出的用户, 并确定呼出用户的设备号 。
2,收号和数字分析
程控交换机中脉冲号码是由用户电路接收的,
扫描检出并识别后收入相应存储器, 在收到第一
位号的第一个脉冲后, 停发拨号音 。 双频号码一
般是由双频处理电路板接收识别的 。
2011-7-17 32
3,来话分析至向被叫振铃
若数字分析的结果是呼叫本局, 则在收号
完毕和数字分析结束以后, 根据被叫号码从存
储器找到被叫用户的数据 (包括被叫用户的设
备, 用户类别等内容 ),而后根据用户数据执
行来话分析程序进行来话分析, 并测被叫用户
忙闲 。
2011-7-17 33
4、
被叫摘机应答由扫描检出, 由预先已选好的空
闲路由建立主被叫两用户的通话电路 。 同时, 停送
铃流和回铃音信号 。 通话电源一般经由各自的用户
电路提供 。
5,话终挂机, 复原
双方通话时, 一般由其用户电路监视是否话终
挂机 。 如主叫先挂机, 由扫描检出, 通话路由复原,
向被叫送忙音, 被叫挂机后其用户电路复原, 停送
忙音 。 呼叫接续及其对应的呼叫处理程序, 如图所
示 。
