时分交换

有线通信术语

时分交换,利用时分复用原理,通过时隙交换网络完成话音的时隙搬移,从而做到入线和出线间话音交换的交换方式。

简介
时分交换是把时间划分为若干互不重叠的时隙,由不同的时隙建立不同的子信道,通过时隙交换网络完成话音的时隙搬移,从而实现入线和出线间话音交换的一种交换方式。
时分交换的关键在于时隙位置的交换,而此交换是由主叫拨号所控制的。为了实现时隙交换,必须设置话音存储器。在抽样周期内有n个时隙分别存入n个存储器单元中,输入按时隙顺序存入。若输出端是按特定的次序读出,这就可以改变了时隙的次序,实现时隙交换。
原理
时分交换的概念主要有:
①脉冲抽样。根据抽样定律,不论连续信号或非连续信号,均可周期性地抽样,用抽样脉冲传送原有信息。抽样脉冲的频率为信号最高传输频率的两倍以上,对于音频信号,抽样频率为8kHz(抽样周期125μs)已足够,抽样脉冲信号可以恢复为原信号。进行时分交换的信号首先要抽样。
②脉幅调制和脉码调制。抽样脉冲幅度随着信号幅度的变化而变化称脉幅调制(PAM)。脉幅调制的信号经低通滤波器即可以恢复原信号。采用脉幅调制信号的时分交换称脉幅时分交换。如果将脉幅信号经过编码器变为二进制码,则称为脉码调制。例如7位二进制码可以代表127个等级幅度,足以代表幅度的变化。脉码信号在接收端经过译码器将二进制码恢复为脉冲幅度信号,最后经低通滤波器恢复为模拟信号,采用脉码调制的时分交换机称为脉码时分交换机或数字时分交换机。其他方式的脉冲调制(例如脉宽调制)在时分交换机中很少采用。
③时分复用。话音的周期为125μs,可传递多路信号,每路占据一时隙。例如32路PCM(30路话路和2路用于同步和复帧信号)。抽样周期内传送256bit。时分交换中广泛采用同步信号,同步信号使时钟保持正确同步,时钟用来激励各电路以抽取必要的信号。
④时分交换。由于电子电路的单向性,时分交换不像空分那样可以二线交换,必须四线交换。图1(a)表示用户A的信号交换到用户B,用户信号已经时分复用。每一用户在固定时隙上发送,也在该时隙上接收。图中用户A的信号位于时隙1,发送后进入时隙交换电路,在用户B的接收端,A的信号已移动到时隙2,B用户在时隙2位置接收。同理,B的发送信号位于时隙2,经时隙交换后,到达A处时已移动到时隙1为A所接受。可见时分交换的要点在于时隙位置的交换,交换的控制显然是由主叫拨号所决定。图1(b)说明了时隙交换原理。为了实现时隙交换,必须设话音存储器。在抽样周期内有n个时隙分别存入n个存储器单元中。输入按时隙次序顺序存入。如果输出端按特定的次序读出,即可改变时隙的次序。图中交换控制信息收集主叫拨号信息,由软件存入控制信息存储器。该存储器记录读出时隙的次序,例如信号B的时隙应交换到A,则B在A的时隙处读出。因此,由控倒存储器控制话音存储器的读出次序。输出时隙已达到时隙交换的要求。以上控制是加于输出端,如果加于输入端,即输入时按交换的要求存入信息,输出时顺序取出信号,也能达到交换目的。不论何种方式均须有话音存储器和控制信息存储器。
应用
脉幅时分交换的技术简单,成本也低,多应用于1000门以下的程控交换机。当时分交换时隙数增加时,抽样脉冲变窄,频宽增加,故很难大幅度扩大交换容量。典型的数字程控交换机用时-空-时(TST)交换级,还有TSSST交换级,用来扩大交换级容量。采用这一原理组成的选组级可交换十万用户的电话,图2(a)表示输入两个时分脉码流A和B,每一抽样周期包含4个时隙。输出也是两串脉码流X和Y,但X、Y中不但能改变时隙次序,而且可以接受A或B的时隙,即在空间位置上产生交换。图中交叉的箭头表示空间交换。第一级时分接线器A和B,第三级也是时分接线器K和Y,中间一级为空分,用交叉点矩阵表示。A和B经输入端顺序写入话音存储器,输出由控制存储器决定读取时隙次序。例如,A的读出次序为A1、A3、A2、A4。X和Y在输入端受控制存储器作用而写入,例如X要求写入时隙的次序为2,3、1、4,Y为顺序读出,见图2(b)。空分的交叉点也在每一时隙控制下改变动作,由空分控制存储器控制。例如第一时隙为AX、BY动作,将A1信息传送到X,写入到X的第二位话音存储器。当X读出时,4个时隙信息为B3、A1、A2、B2。因此,TST交换实现了时隙和空间的交换,对于大型程控数字交换机一般包含两个交换级,即用户级和选组级。用户级多为纯时分,选组级采用TST。
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