程控交换综述 闫红超.docx

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程控交换综述闫红超

课程综述

课程名称程控数字交换与交换网

任课教师査长军

班级07通信

（1）班

姓名闫红超

学号0705053035

日期2010.11.01

目录

一．发展历史1

二．程控用户交换机功能1

三．程控用户交换机的类型2

四．程控交换机的基本构成3

1．交换网络3

2．用户电路3

3．出入中继器4

4．控制设备4

5．信令系统5

6．用户线信令5

7．局间信令5

五．程控数字交换技术的新发展6

1．智能网6

2．接入网7

3．综合业务数字网7

4．宽带交换7

5．移动交换7

6．光交换8

六．我国程控交换的发展状况8

1．人工、机电制时期8

2．程控数字交换时代9

3．国产程控交换机产业现状、存在问题9

摘要：

自动电话交换由“机电”方式向“程控”方式演变，是20世纪电话通信的又一次重大变革。

程控电话交换机就是电子计算机控制的电话交换机。

它是利用电子计算机技术，用预先编好的程序来控制电话的接续工作。

关键词：

程控数字交换交换机交换电话

一．发展历史

1965年5月，美国贝尔公司的电子交换机ESSNO.1系统问世，它是世界上第一部开通使用的程控电话交换机。

但这还不是时分数字式的，而是所谓“空分”的。

什么叫“空分”？

空分就是用户在打电话时要占用一对线路，也就是要占用一个空间位置，一直到打完电话为止。

过去机电式的交换机都是空分方式的。

从1965年到1975年这10年间，绝大部分程控交换机都是空分的、模拟的。

为什么不直接实现数字化呢？

这是因为交换机中的两大部分，即公共控制设备部分和通话电路接续部分中，随着电子器件、集成电路和电子计算机技术的发展解决公共控制设备的电子化、实现计算机控制比较顺利；而想要把通话接续部分的金属接点换成电子接点却比较困难，因为没有一种电子接点的开关性能（即开关断开时的电阻与接通时的电阻之比）能比得上金属接触点。

　　1970年，法国开通了世界上第一部程控数字交换机，采用时分复用技术和大规模集成电路。

随后世界各国都大力开发。

进入80年代，程控数字电话交换机开始在世界上普及。

程控数字交换与数字传输相结合，可以构成综合业务数字网，不仅实现电话交换，还能实现传真、数据、图像通信等的交换。

程控数字交换机处理速度快，体积小、容量大，灵活性强，服务功能多，便于改变交换机功能，便于建设智能网，向用户提供更多、更方便的电话服务。

因此，它已成为当代电话交换的主要制式。

二．程控用户交换机功能

用户交换机是机关工矿企业等单位内部进行电话交换的一种专用交换机，其基本功能是完成单位内部用户的相互通话，但也装有出入中继线可接入公用电话网的市内网部分和网中用户通话（包括市通话，国内长途通话和国际长话）。

由于这类交换机系单位内部专用，故可根据用户需要增加若干附加性能以提供使用上的方便。

因此这类交换机具有较大的灵活性。

用户交换机是市话网的重要组成部分，是市话交换机的一种补充设备，因为它为市话网承担了大量的单位内部用户间的话务量，减轻了市话网的话务负荷。

另外用户交换机在各单位分散设置，更靠近用户，因而缩短了用户线距离，节省了用户电缆。

同时用少量的出入中继线接入市话网，起到话务集中的作用。

从这些方面讲，使用用户交换机都有较大的经济意义。

因此公用网建设中，不能缺少用户交换机的作用。

用户交换机在技术上的发展趋势是采用程控用户交换机，采用新型的程控数字用户交换机不仅可以交换电话业务，而且可以交换数据等非话业务，做到多种业务的综合交换，传输。

为各单位组建综合业务数字网（ISDN）创造了条件。

目前已可接入ISDN用户。

SOPHO是世界上首部能处理ISDN业务的综合信息交换机，无论是提供的接口还是信令方式完全符合ISDN的规范。

可以坚信，在未来的ISDN网中程控数字用户交换机将发挥巨大的作用。

三．程控用户交换机的类型

程控用户交换机有很多种类型，从技术结构上划分为程控空分用户交换机和程控数字用户交换机两种。

前者是对模拟话音信号进行交换，属于模拟交换范畴。

后者交换的是PCM数字话音信号，是数字交换机的一种类型。

　　如果从使用方面进行分类，可分为通用性程控用户交换机和专用型程控用户交换机两大类。

　　通用型适用于一般企业、事业单位、工厂、机关、学校等以话音业务为主的单位。

容量一般在几百门以下，且其内部话务量所占比重较大，一般占总发话话务量的70%左右。

目前国内生产的200门以下的程控空分用户交换机均属此种类型，其特点是系统结构简单，体积较小，使用方便，价格便宜，维护量较少。

专用型适用于各种不同的单位，根据各单位专门的需要提供各种特殊的功能。

四．程控交换机的基本构成

电话交换机的主要任务是实现用户间通话的接续。

基本划分为两大部分：

话路设备和控制设备。

　　话路设备主要包括各种接口电路（如用户线接口和中继线接口电路等）和交换（或接续）网络；控制设备在纵横制交换机中主要包括标志器与记发器，而在程控交换机中，控制设备则为电子计算机，包括中央处理器（CPU）,存储器和输入/输出设备。

程控交换机实质上是采用计算机进行“存储程序控制”的交换机，它将各种控制功能，方法编成程序，存入存储器，利用对外部状态的扫描数据和存储程序来控制，管理整个交换系统的工作。

1．交换网络

交换网络的基本功能是根据用户的呼叫要求，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。

在纵横制交换机中它采用各种机电式接线器（如纵横接线器，编码接线器，笛簧接线器等）,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交换网络，和由存储器等电路构成的时分接续网络。

2．用户电路

　　用户电路的作用是实现各种用户线与交换之间的连接，通常又称为用户线接口电路（SLIC,SubscriberLineInterfaceCircuit）。

根据交换机制式和应用环境的不同，用户电路也有多种类型，对于程控数字交换机来说，目前主要有与模拟话机连接的模拟用户线电路（ALC）及与数字话机，数据终端（或终端适配器）连接的数字用户线电路（DLC）。

3．出入中继器

　　出入中继器是中继线与交换网络间的接口电路，用于交换机中继线的连接。

它的功能和电路与所用的交换系统的制式及局间中继线信号方式有密切的关系。

对模拟中继接口单元（ATU）,其作为是实现模拟中继线与交换网络的接口，基本功能一般有：

发送与接收表示中继线状态（如示闲，占用，应答，释放等）的线路信号，转发与接收代表被叫号码的记发器信号，供给通话电源和信号音，向控制设备提供所接收的线路信号。

对于最简单的情况，某一交换机的中继器通过实线中继线与另一交换机连接，并采用用户环路信令，则该模拟中继器的功能与作用等效为一部“话机”。

若采用其它更为复杂的信号方式，则中继器应实现相应的话音，信令的传输与控制功能。

数字中继线接口单元（DTU）的作用是实现数字中继线与数字交换网络之间的接口，它通过PCM有关时隙传送中继线信令，完成类似于模拟中继器所应承担的基本功能。

但由于数字中继线传送的是PCM群路数字信号，因而它具有数字通信的一些特殊问题，如帧同步，时钟恢复，码型交换，信令插入与提取等，即要解决信号传送，同步与信令配合三方面的连接问题。

数字中继接口单位的基本功能包括帧与复帧同步码产生，帧调整，连零抑制，码型变换，告警处理，时钟恢复，帧同步搜索及局间信令插入与提取等，如同模拟用户电路的BORSCHT,也可将数字中继单元的上述8种功能概括为GAZPACHO。

4．控制设备

　　控制部分是程控交换机的核心，其主要任务是根据外部用户与内部维护管理的要求，执行存储程序和各种命令，以控制相应硬件实现交换及管理功能。

程控交换机控制设备的主体是微处理器，通常按其配置与控制工作方式的不同，可分为集中控制和分散控制两类。

为了更好的适应软硬件模块化的要求，提高处理能力及增强系统的灵活性与可靠性，目前程控交换系统的分散控制程度日趋提高，已广泛采用部分或完全分布式控制方式。

5．信令系统

　　在交换机内各部分之间或者交换机与用户，交换机与交换机间，除传送话音，数据等业务信息外，还必须传送各种专用的附加控制信号（信令），以保证交换机协调动作，完成用户呼叫的处理，接续，控制与维护管理功能。

按信令的作用区域划分，可分为用户线信令与局间信令，前者在用户线上传送，后者在局间中继线上传送。

如果按信令的功能划分，则可分为监视信令，地址信令与维护管理信令。

6．用户线信令

　　它是在用户与交换机之间用户线上传送的信令。

对于模拟电话用户线，这种信令包括：

　　1）.监视信令此信令反映直流用户环路通断的各种用户状态信号，如主叫用户摘机（off-hook）（呼出占用）,主叫用户挂机（on-hook）（正在清除或拆线）及被叫用户摘机（应答）,被叫用户挂机（反向清除或拆线）。

交换机检测到这些信号时便会执行相应的软件，产生有关的动作，如交换机向主叫用户发拨号音或忙音，回铃音等，或向被叫用户馈送振铃信号等。

　　2）.地址信令（被叫号码）此信令为主叫用户发送的被叫号码，交换机识别后控制交换网络进行接续。

目前广泛应用的模拟话机有两类：

脉冲式话机与双音频式话机。

　　a.直流脉冲信号拨号盘话机或脉冲式按键式话机发送直流脉冲信号，通过话机拨号控制用户环路电路断续而产生直流脉冲串。

　　b.双音多频信号程控交换机的快速多频按键话机所发送的拨号信号，不再用脉冲而用同时发送的“双音”表示一个数字。

7．局间信令

此信令是在交换机或交换局之间中继线上传送的信号，用以控制呼叫的接续。

由于目前使用的交换机制式和中继传输信道类型很多，组网涉及面广，因而局间信令比较复杂。

为保证通信网中交换机互通，必须建立统一的国际与国内标准。

根据信令通道与话音通路的关系，可将局间信令分为随路信令（CAS,ChannelAssociatedSignalling）与共路信令（CCS,CommonChannelSignalling）;若按信道与信号的形式，又可分为直流，交流与数字型信令。

如同用户线信令，也可将局间信令按功能分为监视信令，地址信令与管理信令。

各种机电式交换机都采用随路信令，虽然目前程控数字交换机仍多采用随路信令，但它一般具有采用共路信令的功能与潜力。

为充分发挥程控数字交换系统的优点，采用先进的共路信令是当前程控交换技术的一个重要发展方向。

　　1）.随路信令将话路所需要的控制信号由该话路本身或与之有固定联系的一条信令通道来传送，即用同一通路传送话音信息和与其相应的信令。

2）.共路信令将一组话路所需的各种控制信号集中到一条与话音通路分开的公共信号数据链路上进行传送。

CCITTNo.7号信令是一种目前最先进，应用最广泛的国际标准化共路信令系统，由于它将信令和话音通路分开，可采用高速数据链路传送信令，因而具有传送速度快，呼叫建立时间短，信号容量大，更改与扩容灵活及设备利用率高等特点，最适用于程控数字交换与数字传输相结合的综合数字网和未来综合业务数字网。

五．程控数字交换技术的新发展

   市场需求推动了程控数字交换技术的不断发展。

国内外不少交换机厂商都积极开发智能网、用户接入网、窄带和宽带综合业务数字网等新产品和新业务。

1．智能网

利用智能网可在原有电话网路上实现增值业务，而不必对原有大量的交换机进行升级，也不会影响运行中的业务。

智能网系统包括业务交换点（SSP）、业务控制点（SCP）、业务管理点（SMP）、业务创建环境（SCE）和智能外设（IP）等，由于它的灵活性、快速性和方便性，智能网已为世界各国的电信部门所重视。

智能网业务包括电信卡、被叫集中付费、虚拟专用网、个人通信、电话表决、通用号码等。

深圳市中兴通讯股份有限公司开发了完整的智能网产品，实现了完整的智能网业务，包括电信卡、被叫集中付费和虚拟专用网三种业务。

中信通讯作为国内最大的交换机生产商之一，能提供一整套符合ITU－T建议的智能网产品系列。

 2．接入网

接入网是位于最终用户与业务网络之间的系统，开发用户接入网的目的是运用不同的技术，将分散在不同地理位置的用户经济地接入业务网络。

中兴通讯自行开发的综合业务接入网产品ZXA10，已广泛应用于我国各种通信网，成为我国信息化建设的主力军。

 3．综合业务数字网

综合业务指多种多样的网路业务，如通电话、传数据、通传真和图像通信等多媒体业务。

提供像这么多的网路业务，按传统方式需经由不同的网路接口和许多不同的网路来实现，而综合业务数字网（ISDN）只需1个网路和1个接口就可实现。

国际上对ISDN的建设及应用已风涌而起，ZXJ10－ISDN是最成熟、最先进的ISDN商用网之一，ZXJ10交换机是一种既能提供传统的电话业务，又能提供综合业务的综合业务交换机。

 4．宽带交换

目前，电话交换技术的发展方向是宽带交换。

国际上在80年代末就开始研究宽带交换异步转换模式（ATM）。

宽带交换可应用在视图像、点播电视、高清晰度电视、高速数据传输中。

同时，宽带交换对话音信号的电话通信业务也有积极的影响。

例如在交换局间采用频率较高的SDH传输方式时，如果运用ATM宽带交换，则更易于和SDH传输相结合，可以大大减少复接及反复接设备，进一步减少了交换设备的体积。

 5．移动交换

近年来移动通信业务需求在国内迅猛上升，推动了移动交换技术的发展。

其中，蜂窝式数字移动通信（GSM）在我国许多地方已经联网并可实现漫游通信。

中兴通讯开发了先进的移动通信系统ZXG10,它能提供蜂窝式数字移动通信网的交换功能。

ZXG10移动交换中心（MSC）是移动网路中的核心，它与其他MSC、公众电话交换网（PSTN）、综合业务数字网（ISDN）、公众分组交换网（PSPDN）等固定网之间均有接口相连。

因此，移动用户可通过MSC与移动用户、固定用户、ISDN用户及分组交换用户进行通信。

为处理移动用户呼叫，MSC还与本地用户位置寄存器（HCR）、访问用户位置寄存器（VLR）及鉴权中心（AUC）连接，使移动用户可访问这些数据库及修改数据。

6．光交换

光通信技术的发展同样迅速地改变人们的生活方式。

光通信技术的逐步发展和成熟，使光通信技术的先进成果可能应用于交换领域。

新一代光交换机正在研制过程中。

宽/窄带混合交换系统：

宽/窄带混合交换系统通常也称AISH系统（ATM/IP+STM/Mobile），最初源自于美国。

1993年前后一些主要从事Internet边缘接入设备、LAN、WAN网络产品及智能语音平台的制造商，在开发“计算机电话”的实践过程中就初步认识到“电路交换与分组（或信元）交换的业务性能之争不可能得出排它性的结论”，基于同样的原因认为“总线交换与非总线交换之间各具不可替代的优势”。

在GO-MVIP（全球多厂商集成协议）组织的推动下，LAN形态多媒体PBX系统的研发获得了令人注目的进展。

其基本思路是：

以通用计算机平台为基础，以局域网技术为支撑，以标准化程序较高的API、GUI等应用层编程接口为软界面，以MC-MVIP定义的多种标准网络接口为互联手段，以客户机/服务器方式为控制结构的基本形态，以PCI或VME总线扩展ATM、STM等资源板方式提供混合交换能力，以PC机或工作站上丰富的软件和工具实现面向客体（OOP）的编程设计，实现多种内置式网关功能。

六．我国程控交换的发展状况

1．人工、机电制时期

新中国成立前，我国电信事业极为落后：

电话交换机只有几十万门，以磁石式为主；其次是共电式人工交换机，少数市话交换机是进口的旋转制和步进制交换机，长途电话和电报收发全为人工方式，最先进的有线传输设备为3路明线载波机。

新中国成立后,我国人民自力更生、奋发图强，建立了自己的步进制自动电话生产线,并自行研制电话交换机、电报交换机、载波机和微波机等电信设备。

50年代成功研制了共电式市话、长话交换机，60年代成功研制了有我国特色的纵横制市话交换机、纵横制长话交换机、纵横制用户交换机和60路载波机等重要电信设备，70年代拥有了纵横制交换机批量生产能力，并研制成功和推广应用布线逻辑控制的长话、市话和农话准电子式自动电话交换机。

但是，由于长期闭关自守，我国电话交换技术已远远落后于国际水平。

70年代末80年代初，程控数字交换机在经济发达国家已经开始普及，而我国电话仍以纵横制为主，程控交换机只有2.67万门，仅占市话交换机总容量的0.9%。

以广州为例，在1979年，广州电信局的市话通信仅有机电式交换机2.3万门，市话用户1.4万户。

2．程控数字交换时代

改革开放后，国内落后的电话交换技术已不能适应市场经济的需求，为了迅速改变落后状况，国家决定大力发展程控数字电话交换技术。

从1982年起我国开始引进程控数字交换机，到1991年已引进600多万门，共七八种交换机，我国所有大城市的局用交换机全部被引进的交换机种所替代，而且国外公司一直在向我国广大中小城市市场倾销他们的产品，很长一段时间内我们并未注意保护自己的市场。

在引进外国交换机技术和机器时，并没有真正做到消化、吸收和创新，只能让国外产品占领我们的市场，这一时期被称之为“七国八制”时代。

邮电部于80年代初作出了引进比利时阿尔卡特贝尔电话制造公司S12程控数字电话交换设备生产线，合资生产程控交换机的重要决定。

1984年1月，中比合资、中方控股的上海贝尔有限公司应运而生，成为我国率先引进国外高新技术、生产数字程控交换机的第一家企业。

从此，我国交换机产业走上了一条“引进、消化、吸收、创新”的道路，中国交换机网络也实现了跨世纪的升级换代，成为世界上第二大交换机网络。

 3．国产程控交换机产业现状、存在问题

   国产程控交换机经历了十几年的发展，现已进入成熟阶段。

到目前为止，全国主要的程控交换机生产厂家有4家，并称为“巨大中华”，即：

巨龙、大唐、中兴、华为。

国内程控交换机市场占有率也由原来不到10%，增加到现在的50%以上。

可以说，以“巨大中华”为代表的程控交换机生产厂家的崛起，不仅结束了国外厂家对我国交换机市场的垄断地位，同时也提高了我国自主开发高科技产品的能力，增强了民族的自信心和自豪感。

国产程控交换机产业虽经艰辛发展，取得了巨大的成就，但我们应当看到，在发展的过程中，国产程控交换机产业依然存在很多问题。

国内自主开发的机型过多，各种机型规模过小。

程控交换机发展初期，我国自行开发生产的交换机多达上百种，生产线上千条。

90年代中期，经过市场初步的淘汰，主要交换机生产厂家只有十几家，平均每条生产线的生产能力仅为几十万门。

到现在，主要的局用交换机生产厂家主要有四大厂家，即巨龙、大唐、中兴、华为，而这4个厂家的年生产能力已经达到几百万门。

国产程控交换机技术与国外产品相比，仍有一些差距。

主要元器件依赖进口。

主要元器件依赖进口，不仅增加了国产交换机的成本，也使国产设备在技术、市场等多方面处于被动。

参考文献：

1．

2．

3．《程控数字交换与交换网》叶敏等编著北京邮电出版社2003年1月第2版