3第二章数字交换与交换机.ppt
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1、第二章 数字交换原理与交换机 -电路交换技术(二),2.4 数字交换原理与数字交换网络,数字交换网络的基本功能: 数字交换网络不仅能对空间线路(母线)进行交换, 还要在不同时隙之间进行交换(时隙交换)。,DSN,TS5,TS18,数字程控电路交换机,用户信号以8bit的字节流表示,125us为一帧 ,时分复用接入数字交换网络单元。 数字交换网络的作用,完成用户数字信号的时隙交换,通过交换通信双方所占时隙号来实现信息互通。 数字交换网络,可采用共享存储器方式、公共时分总线方式实现电路接续交换。,2.4.1 基本交换单元,1、共享存储器型时分交换单元(时间接线器) 多个用户的数字话音信号以串行时分
2、复用总线方式接到交换单元,各个用户占用固定的时隙。 交换单元,按一定规律将流入的数据以时隙为单位存放在公共存储器的单元中,随后再按照交换的需要分时从指定单元读出数据,并送给相关用户(时隙)。 电路交换为同步操作模式,各用户数据信号以125us时间间隔周期地被写入和读出。,2、时间接线器(T-接线器)类型,时间接线器(Time switch)是用于同步时分复用信号 交换的共享存储器型交换单元,简称T接线器。 功能:是完成一条时分复用线上时隙的交换。 组成: 话音存储器(SM-Speech Memory) 控制存储器(CM-Control Memory) 类型:按工作方式分类 顺序写入,控制读出(
3、或输出控制) 控制写入,顺序读出(或输入控制),顺序写入、控制读出的T接线器的结构示意图,A,A,W,R,8,W,R,SM,CM,2,1,0,定时脉冲,处理机,时钟,TS2,TS8,* 在CLK2时刻,A顺序 写入到SM的第2号单元。,* 在CLK 8 时刻,CM读出 第8号单元的数据2,2选中 SM的第2号单元,A被读出。,以TS2TS8的实现, 介绍T接线器的工作原理。,* 要实现TS2TS8的交换, 首先要由处理机在CM的8号 单元写入2。,输入时隙号,输入时隙号,输出时隙号,控制写入、顺序读出的T接线器的结构示意图,A,A,W,R,2,W,R,SM,CM,8,定时脉冲,处理机,时钟,T
4、S2,TS8,* 在CLK8时刻,SM第8 号单元中的A被顺序读出。,* 在CLK2时刻,CM读出 第2号单元的数据8, 8选中SM的第8号单元, A被写入SM的第8号单元。,* 要实现TS2TS8的 交换,首先要由处理机 在CM的2号单元写入8。,输出时隙号,输入时隙号,输出时隙号,3、工作原理: 顺写控读的T接线器PCM入线上各时隙的话音信号在定时脉冲的控制下按时隙号顺序地写入到话音存储器,然后在控制存储器的控制下读出到指定的时隙上。 控写顺读的T接线器PCM入线上的各时隙的话音信号在控制存储器CM的控制下写入到话音存储器的指定存储单元,然后在定时脉冲的控制下顺序读出。 T接线器的CM是按
5、控制写入顺序读出的方式工作,原理与S接线器的CM相同。 定时脉冲由环形计数器输出,输出数据值与时隙时刻值相等。,备注:顺写控读的T接线器中,定时脉冲作为SM写入数据时存储单元的地址,控制存储器CM的输出数据作为SM读出数据时存储单元的地址。 说明:SM的读写是在同一时隙完成,但读和写不能同时进行,需要将时隙一分为二或一分为三, 分别进行读和写,前半时隙进行写操作,后半时隙读操作。 T型接线器的输入时隙数和输出时隙数可以不等。 如:控写顺读时,输入时隙可以比输出时隙多,顺写控读则反过来。,问 题 T接线器的话音存储器(SM)和控制存储器(CM)的单元数 量及字长如何确定。 SM-暂存数字化的语音
6、信息 单元数量=复用度(母线上一帧的时隙数) 字长=8bit CM-存储处理机的命令字 单元数量=复用度 字长:由SM地址数量决定 设:CM每个单元的比特数(字长)为n, SM的单元数量为N(复用度),则2n=N,课堂练习: 利用T接线器的两种控制方式,完成 基群母线上如下交换。 TS24TS5(话音信息为A) TS25TS6(话音信息为B) TS26TS7(话音信息为C),三、复用器/分路器,为提高DSN的工作效率,DSN的输入、输出母线为高 度复用。则在DSN的输入/输出侧要加上复用器/分路器。,DSN,分路器,HW0,HW1,HW2,HWn,复用器,HW0,HW2,HW1,HWn,ITS
7、(号),ITS(号),HHW,上行母线,下行母线,1、复用器,* 放在DSN的输入侧 * 作用:将多条低速母线(HW)复用成一条高速母线 (HHW) * 完成串并转换工作。HHW由8条传输线组成。 语音信号抽样值:8bit HHW为8条并行线组成(D7D0) 如图所示,复用器,HW1,HW0,HWn,HHW,复用器,HW0,HW1,HWn,D0,D1,D7,.,等效于:,输入/输出信号波形图,D0,D7,D0,D7,TS1,D7,D0,HW0,HWn,HW1,输 入 波 形 图,TS0,D0,D7,D0,D7,D0,D7,输 出 波 形 图,D0,D1,D7,HW0,HWn,TS0,HW0,H
8、Wn,TS1,HW1,HW1,1TS,2、分路器,*放在DSN的输出侧 *将完成交换的高速母线(HHW)分成多条低速母线 (HW)。 *完成并串转换 如图所示:,HHW,分路器,HW0,HW1,HWn,时隙变换关系计算方法:,复用器 若输入母线每帧32TS 复用后每帧包含(n+1)32个时隙 HHW TS号(n+1)TS号+HW号 如图举例:,A,B,C,复用器,HW0,HW1,HW2,HW3,TS2,TS18,TS30,C,B,A,C: 4*2+1=9 B: 4*18+2=74 A: 4*30+3=123,HHW,TS123,TS74,TS9,复用器时隙变换关系计算举例:,分路器 HHW T
9、S号(n+1)TS号+HW号 举例:HHW TS号50 n+116 5016商3 余2 被除数HHW TS号; 除数n+1; 商是TS号;余数是HW号,分路器,HW0,HW1,HW2,HW15,HHW,A,TS50,A,TS3,两个概念,上行母线:接入复用器进入DSN参与交换的PCM基群 母线。 下行母线:经DSN参与交换后从分路器引出的PCM基群 母线。,课堂练习: 已知16条(HW0HW15)PCM母线, 接入复用器,试求: 1.复用后高速母线上一帧时隙数(复用度)。 2.高速母线由多少条传输线组成。 3.HW2 TS18、HW6 TS14复用后时隙数。,共享存储器型时分交换单元,这是一个
10、顺序写入控制读出结构,时序电路按总线序号将同一时隙各总线上的数据并行写入到相邻的对应存储单元中。,控制存储器内容写入由处理机按照连接需求操作,单元号对应数据接收方时隙序号,内容指示发方时隙序号。控存读出由时钟顺序控制。,共享存储器型时分交换单元,这是一个控制写入、顺序读出方式交换单元结构,话音存储器的写入地址由控制存储器提供,话音数据读出采用时钟顺序计数方式。,2.4.2 具体交换单元介绍,一、 空间接线器(space switch) 空间接线器用来完成不同复用线之间的交换,而不改变时隙的位置,可简称为S接线器,主要用于同步时分复用信号的交换。 1、结构 组成 交叉矩阵(交叉点阵) 控制存储器
11、,类型:两种工作方式对应两种类型 输入控制:控制存储器对交叉矩阵的入线进行控制,一条入线配一个控制存储器 输出控制:控制存储器对交叉矩阵的出线进行控制,一条出线配一个控制存储器,TS2 TS1 TS0,PCM出线,TS0,TS2,TS1,PCM,入线,1,3,2,CM0,(a)输入控制方式,0,1,2,31,CM1,CM2,CM3,S(4x4),*入线上有多少个时隙,CM控制 存储器就有多少个存储单元。 存储单元的地址码与时隙号一一 对应。 *存储单元的内容表示该时隙应接 通的出线号。 *CM控写顺读、写入内容来自 CPU的选路控制。,出线号,PCM入线,PCM出线,0,1,2,3,1,3,0
12、,(b)输出控制方式,0,1,2,3,CM3,CM2,CM1,CM0,S(4x4),0 1 2,31,入线号,TS2 TS1 TS0,TS0,TS1,TS2,问题 S接线器的CM的数量、单元数、字长及 内容如何确定。 CM数量=入(出)线数 CM单元数=入(出)线的复用度 CM字长(每个单元所含的比特数):决定于入(出)线 数。 CM内容:由控制方式决定。,2、S接线器的交叉矩阵,8选一 (1),PCM1,来自控制存储器1,8选一 (0),PCM0,来自控制存储器0,8选一 (7),PCM7,来自控制存储器7,PCM0,PCM1,PCM7,该交叉矩阵是什么控制方式?,输入控制方式,8-1 (0
13、),8-1 (7),8-1 (1),选通,自CM0,自CM7,自CM1,0,7,1,输出,7,0,输入,电子交叉接点矩阵的组成,选通,选通,B0 B2,B0 B2,B0 B2,控制存储器 (RAM),锁存器,锁存器,来自CPU,比 较,R/W,写命令,A0,An-1,定时脉冲 (形成写入地址),CP,B0,Bn-1,3、 S接线器的控制存储器,CM的读出需要按时隙顺序地进行,CM的写入由处理机控制。,DB0,DBn-1,AB0,ABn-1,*CP信号(时序脉冲,周期为时隙周期) *控制写入:在CP的前半周期,且写命令有效时,处理机提供的地址ABn-1AB0 在对应的时隙时刻到来时(ABn-1
14、AB0 =An-1 A0 ,R/W=0) 选中对应的存储单元,处理机过来的数据写入其中(CM的写入不是每个CP时刻 进行,只在通路建立或释放时进行)。 *顺序读出:在CP的后半周期,CP=0,则R/W=1,定时脉冲为CM的读出地址, 控制CM中的内容顺序读出至Bn-1B0 线。,2.空分型交换单元(空间(S)接线器),由空分选择开关和控制存储器组成,输入 控制方式的选择开关为一选多(译码器), 控制存储器按入线配置,内容指明在对应单元号的时隙期间打开通往对应出线的开关。,2. 空分型交换单元,同样由空分选择开关和控制存储器组成,输出控制方式的选择开关为多选一(选通器),控制存储器CM按出线配置
15、,内容指明在对应单元号的时隙期间选择对应 入线接通出线。,空分型交换单元只能完成不同总线之间同一时隙的数据交换,交换过程中不改变数据原占用的时隙,不能单独使用,作用是和时分交换单元配合以构成更大容量的DSN。如:TST或STS,3. 共享总线型时分交换单元,16个双向交换端口在时钟操作下,分时将流入的PCM数据和接收端口标识放在总线上,与标识匹配的端口接收数据、缓存,随后经TX转送给下一级。,3.共享总线型时分交换单元,(1)每片DSE由一块印刷电路板(SWCH)构成 (2)包括16个双向交换端口 (3)每个端口包括一个Rx端口,一个Tx端口 (4)每个端口连2条PCM Link (5)各端口
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