第一章 程控交换概述
第一节 数字交换的基本原理
1.1.1. 数字交换基础
语音信号的数字化要经过抽样、量化和编码三个步骤。
抽样：抽样的功能是将时间上连续的模拟信号变为时间上离散的抽样值。抽样频率取值为8000Hz，即抽样周期为125μs。
量化：用有限个度量值来表示抽样后的信号的幅度值。 编码：根据量化级的选取，有均匀量化和非均匀量化两种方法。
在PCM32系统中，采用8位码来表示一个样值，其中最高位是极性码，剩下的7位对应128个量化级。
话音信号的PCM编码的传输速率=8000Hz/s×8=64kb/s。 64kb/s是程控数字交换机中基本的交换单位。 频分复用方式和时分复用方式
频分复用方式是将信道的可用频带划分为若干互不交叠的频段，每路信号的频谱占用其中的一个频段，以实现多路传输。
时分复用方式是把一条物理通道按照不同的时刻分成若干条通信信道，各信道按照一
Page 1 of 37
定的周期和次序轮流使用物理通道，这样，从宏观上看，一条物理通路就可以‘同时’传送多条信道的信息。
PCM时分多路通信系统的基本原理
在125μs的时间周期内划分成32个时隙（时间片），其中：TS0时隙用来传输同步信息，TS16时隙用来传输信令，其它30个时隙分别用来传送30路话路信息。
PCM30/32系统的几个主要参数为：每秒传送8000帧，每帧32个时隙，每个时隙8比特串行码，16帧构成一个复帧，其时间长度为125μs×16＝2ms。传送码率为8比特/时隙×32时隙/帧×8000帧/秒＝2048kb/s，而每一路信号的速率为64kb/s。
1.1.2. 数字交换网与时隙交换
从PCM传输系统的示意图可知,它只能进行点对点的通信,即发送端发出的信号到接收端收到该信号只能在同一路进行,不能把发端某路的信息送到收端的任一路中去,这不符合电话通信的基本要求。所以在PCM传输系统中需要加入交换系统，该交换系统的交换网络应该对数字化的话音信号可以直接进行交换，这个交换网络就是数字交换网。
Page 2 of 37
在PCM传输系统中加入数字交换网，相当于将时分复用线（PCM线）分成输入和输出侧，如图所示。图中输入复用线和输出复用线各具有32个时隙，如果输入复用线上任一时隙的内容可以在输出复用线上任一时隙输出，这就称为时隙交换。如下所示，输入TS5中的内容A在输出TS19出现；输入的TS10中的内容B在TS0中出现。
31 10 5 0 C B A 时隙交换 31 19 7 0 A C B 输入侧 输出侧 输入复用线上的32个时隙是按一帧又一帧的顺序出现的，输出复用线上的32个时隙也是按一帧又一帧的顺序出现的，但是各个出入时隙的内容可以不一一对应。这是通过数字交换网所具备的功能之一──时隙交换功能来实现的。
1.1.3. 空分交换(复用线之间交换)
在一个数字交换网络上，为加大交换容量，输入复用线和输出复用线都不止一条。这
TS3 A 数 字 交 换 网 络 TS4 B TS21 B TS3 A 输入侧 Page 3 of 37
输出侧 就必然出现任一输入线与任一输出线之间的交换，这就是复用线之间的交换，而各复用线在空间是分割开的，因而常称为空分交换。如图所示，输入侧复用线1的TS3的信息经过数字交换网在输出侧复用线4的TS3上出现。这就是通过数字交换的功能之二──空分交换功能实现的。
1.1.4. 时分接线器（T型接线器）工作原理
时分接线器用来实现时隙交换，它由话音存储器SM和控制存储器CM组成。话音存储器是用来暂存话音脉冲信息的，即用于暂存输入复用线上各个时隙的8bit数字话音信号，因此话音存储器的单元数等于输入复用线上的时隙数，每个单元都要有8个比特。控制存储器是用来寄存话音时隙的地址，根据时分接线器不同的工作方式，控制存储器所寄存的话音时隙地址可能是输入复用线上的时隙地址或者是输出复用线上的时隙地址。控制存储器每个单元的比特数决定于时隙数，当时隙数为32时，则需5位二进制位（25=32）。
时分接线器有两种工作方式：a)顺序写入、控制读出；b)控制写入、顺序读出。 a)顺序写入、控制读出。
设输入话音信号在TS2上，要求经过T接线器后交换到TS5上去，然后输出到下一级。CPU根据这一请求，通过软件在控制存储器的5号单元写入“00010”。控制存储器的读出是由定时脉冲控制，按照时隙号读出相应单元的内容。如0#时隙，读出0#单元的内容，1#时
Page 4 of 37
隙读出1#单元内容??。
话音存储器的工作方式是由定时脉冲控制，按顺序将不同时隙的话音信号写入相应的单元中去。写入的单元号和时隙号一一对应，而读出时则要根据控制存储器的控制信息（读出数据）而进行。
TS2 A SM 1 2 3 4 5
TS5 A CM 1 2 3 4
输入侧
A 输出侧 读 00010 5
对应输出时隙序号 顺序写入，控制读出
根据图中的例子，话音的输入时隙号为2，在定时脉冲控制下，可写入到2单元中去。输出时,在TS5这一时间，从控制存储器的地址5中读出内容为“2”，把它作为话音存储器的读出地址，读出话音存储器第2号单元的内容。这正好是原来在2号时隙写入的话音信号内容，即将话音信号从TS2交换到TS5，实现了时隙的交换。
b)控制写入、顺序读出。
同样假设输入话音信号在TS2上，要求经过T接线器后交换到TS5上去，然后输出到下一级。
CPU根据这一请求，通过软件在控制存储器的2号单元写入“00101”。话音存储器写入时，在TS2这一时间，从控制存储器的地址2中读出内容为“5”，把它作为话音存储器的写入地址，而读出时则要根据话音存储器的顺序读出数据，即将话音信号从TS2交换到TS5，实现了时隙的交换。
Page 5 of 37