第二是单位时间内发生的呼叫次数越多，话务量就越大。第三是每次呼叫占用的时间越长，话务量越大。话务量是经常变化的，以同一天来说，一般来讲，上、下午各有一个繁忙阶段，而在深夜电话负载就很轻。如果我们将一昼夜24小时之内话务量最大的一小时称为最忙小时或简称忙时，该小时的平均话务量叫做“忙时话务量”。通常如果不另加说明，所指的话务量均指忙时话务量，严格的说，应该叫做话务量强度（单位小时内的话务量），只是习惯上省去“强度”二字。那么为了能够准确地用数量表示话务量，可以给话务量下一个严格的定义：单位时间内平均发生的呼叫次数与每次呼叫的平均占用时长的乘积。A：表示话务量，K：表示单位时间内发生的平均呼叫次数，S：一次呼叫的占用时长A=K·S单位：爱尔兰，用符号e表示。例如：K=3600呼叫/小时=60呼叫/分钟=1呼叫/秒S=1分/呼叫=60秒/呼则A=K·S=1呼叫/秒X60秒/呼=60e用户级的主要任务是集中用户话务量，然后通过用户级和选组级间的数字中继线送至选组级。如果将用户级的设备放到用户集中点，形成一个“远端模块”（或叫模块局）模块局和母局（选组级）之间也通过数字中继线相连。这样可以提高设备线路的利用率，也就是说连接模块局和母局的中继线可以被模块局所连得多个用户共用。83.2用户模块的组成83.2.1用户模块基本结构组成部分：(1））用户级交换网络：由下一级T（time）接线器组成。(2）信号提取和插入电路：负责把处理机通信信息从信息流中提取出来（或插入进去)。(3)网络接口：用于和数字交换网络的接口。(4)扫描存储器：暂存从用户电路读取的信息。(5）分配存储器：用于暂存从用户电路发出的命令信息。结构如书P26图3.2所示。83.2.2用户电路由某些信号不能通过电子交换网络，因此就把过去有功用设备实现的功能转移到电子交换网络以外的用户电路来实现。用户级话路由用户电路和用户集线器组成。用户电路是用户线与交换机的接口电路，若用户线连接的终端是模拟话机，则用户线称为模拟用户线，其用户电路称为模拟用户电路，应有模/数（A/D）转换和数/模（D/A）转换的功能。目前在数字交换机中用户电路的功能可以归纳为BORSCHT七个功能，具体是：B(Batteryfeeding）馈电；O(Overvoltageprotection)过压保护：R(Ringingcontrol)振铃控制：S(Supervision)监视：C(CodeC&filters)编译码和滤波；H(Hybridcircuit)混合殿禄：T(Test)测试。1.馈电B21
21 第二是单位时间内发生的呼叫次数越多，话务量就越大。 第三是每次呼叫占用的时间越长，话务量越大。 话务量是经常变化的，以同一天来说，一般来讲，上、下午各有一个繁忙阶段，而 在深夜电话负载就很轻。如果我们将一昼夜 24 小时之内话务量最大的一小时称为最忙 小时或简称忙时，该小时的平均话务量叫做“忙时话务量”。通常如果不另加说明，所 指的话务量均指忙时话务量，严格的说，应该叫做话务量强度（单位小时内的话务量）， 只是习惯上省去“强度”二字。 那么为了能够准确地用数量表示话务量，可以给话务量下一个严格的定义：单位时 间内平均发生的呼叫次数与每次呼叫的平均占用时长的乘积。 A：表示话务量，K：表示单位时间内发生的平均呼叫次数，S：一次呼叫的占用时长 A=K·S 单位：爱尔兰，用符号 e 表示。 例如：K=3600 呼叫/小时=60 呼叫/分钟=1 呼叫/秒 S=1 分/呼叫=60 秒/呼 则 A=K·S=1 呼叫/秒×60 秒/呼=60e 用户级的主要任务是集中用户话务量，然后通过用户级和选组级间的数字中继线送 至选组级。 如果将用户级的设备放到用户集中点，形成一个“远端模块”（或叫模块局）模块 局和母局（选组级）之间也通过数字中继线相连。这样可以提高设备线路的利用率，也 就是说连接模块局和母局的中继线可以被模块局所连得多个用户共用。 §3.2 用户模块的组成 §3.2.1 用户模块基本结构 组成部分： （1） 用户级交换网络：由下一级 T（time）接线器组成。 （2） 信号提取和插入电路：负责把处理机通信信息从信息流中提取出来（或插入进 去）。 （3） 网络接口：用于和数字交换网络的接口。 （4） 扫描存储器：暂存从用户电路读取的信息。 （5） 分配存储器：用于暂存从用户电路发出的命令信息。 结构如书 P26 图 3.2 所示。 §3.2.2 用户电路 由某些信号不能通过电子交换网络，因此就把过去有功用设备实现的功能转移到电 子交换网络以外的用户电路来实现。 用户级话路由用户电路和用户集线器组成。用户电路是用户线与交换机的接口电 路，若用户线连接的终端是模拟话机，则用户线称为模拟用户线，其用户电路称为模拟 用户电路，应有模/数（A/D）转换和数/模（D/A）转换的功能。 目前在数字交换机中用户电路的功能可以归纳为 BORSCHT 七个功能，具体是： B(Battery feeding)馈电；O(Overvoltage protection)过压保护；R(Ringing control)振铃控制； S(Supervision)监视； C(CodeC&filters)编译码和滤波；H(Hybrid circuit)混合殿禄；T(Test) 测试。 1． 馈电 B
向用户的话机馈电就是采用-48V（或-60V）的直流电源供电。在馈电电路中串联着电感线圈。如P27图3.3所示。电感线圈的话音信号呈高阻抗，对直流视为短路，这样可防止用户间经电源串活。通话时的馈电电流应控制在18~50mA之间，使送话器特性处于最佳的工作状态，因此，环路电阻应小于1900欧。2过压保护0在用户电路中有二次过压保护。一次是指在配线架上安装保安器（气体放电管），它能够保护交换机免遭高压袭击，但是从保安器输出的电压仍可能上百伏，这个电压若进入交换机也会使交换机的一些部件烧毁，这主要是因为在数字交换机内采用了大量的集成电路，它们对电压非常敏感，极易受电压的冲击而损坏，所以采用了二次过电压保护电路。图34是由热敏电阻R二极管构成的二次过压保护电路，图中四个二极管构成了一个桥式钳位电路。图中热敏电阻R的作用是抑制电流增加。因为当外来电压作用的时间较长时，他的阻值随电压的增加而增加（可由10欧增加到2000欧）。当电流过大时烧毁，造成短路，这样可保护交换机的安全。当电线电压低于-V（-48V）时则D导通，在R上产生压降，是内线电压保持不变。当外线电压高于地电位时，则D2导通，使A点钳制在地电位上，在R上产生压降，使内线电压为O，从而保护了交换机。3振铃控制R向被叫用户振铃，其铃流电压是比较高的。国内规定是90+-15V，频率为25Hz，这样的铃流高压在送往用户线时，必须采取隔离措施，使其不能流向用户电路的内线。否则会引起干扰或损坏内线电路。而且成本也高。一般采用振铃继电器，用继电器的转换接点来控制铃流的发送。振铃继电器的启动是由用户处理机的软件控制的。当需要向用户送振铃信号时，由呼叫处理机发出控制信号，至用户处理机的信号分配存储器，在用户处理机的软件控制下，从信号分配存储器读出向被叫用户振铃的信息，控制相应的振铃继电器R吸动（见P27图3.5）使接点2-3接通，铃流通过继电器R的接点2-3，话机电铃，隔直流电容器到电源地，形成振流环路。振铃控制信息为1秒续，4秒断，从而使继电器R是1秒吸动，4秒释放。吸动时，2-3点闭合，送铃流：释放时，2-1点闭合，铃流中断，使话机与a、b线接通。若被叫用户听到铃声摘机，则由振铃开关，送出截铃信号，停止振铃。现在有些交换机，已将这部分功能由高压电子器件来实现，从而取消了振铃继电器。4监视S监视功能主要是监视用户线的通/断状态，及时将用户线的状态信息送给处理机处理。用户摘机，用户线就有直流电流；用户挂机，用户间就没有直流电流。所以处理机可根据用户线电流的有/无，也就是用户线的通/断来判断用户摘机或挂机。对于号盘话机，拨号时话机发出拨号脉冲，这种脉冲表现在用户线上就是一串通/断的直流信号，若用户拨“3”，话机就发出三个脉冲，线路中电流就断了三次，故监视电路可检测拨号脉冲。接书通过监视用户线回路的通/断状态可以检测以下各种用户状态：（1）～（4）。对于（2），对于号盘话机，拨号时话机发出拨号脉冲，这种拨号脉冲表现在用户线上就是一串通/断的直流信号，若用户拨“3”，话机就发出三个脉冲，线路中电流就断了三次22
22 向用户的话机馈电就是采用-48V（或-60V）的直流电源供电。在馈电电路中串联着 电感线圈。如 P27 图 3.3 所示。电感线圈的话音信号呈高阻抗，对直流视为短路，这样 可防止用户间经电源串活。通话时的馈电电流应控制在 18~50mA 之间，使送话器特性 处于最佳的工作状态，因此，环路电阻应小于 1900 欧。 2 过压保护 O 在用户电路中有二次过压保护。一次是指在配线架上安装保安器（气体放电管）， 它能够保护交换机免遭高压袭击，但是从保安器输出的电压仍可能上百伏，这个电压若 进入交换机也会使交换机的一些部件烧毁，这主要是因为在数字交换机内采用了大量的 集成电路，它们对电压非常敏感，极易受电压的冲击而损坏，所以采用了二次过电压保 护电路。图 3.4 是由热敏电阻 R 二极管构成的二次过压保护电路，图中四个二极管构成 了一个桥式钳位电路。图中热敏电阻 R 的作用是抑制电流增加。因为当外来电压作用的 时间较长时，他的阻值随电压的增加而增加（可由 10 欧增加到 2000 欧）。当电流过大 时烧毁，造成短路，这样可保护交换机的安全。当电线电压低于-V（-48V）时则 D1 导 通，在 R 上产生压降，是内线电压保持不变。当外线电压高于地电位时，则 D2 导通， 使 A 点钳制在地电位上，在 R 上产生压降，使内线电压为 0，从而保护了交换机。 3 振铃控制 R 向被叫用户振铃，其铃流电压是比较高的。国内规定是 90+-15V，频率为 25Hz，这 样的铃流高压在送往用户线时，必须采取隔离措施，使其不能流向用户电路的内线。否 则会引起干扰或损坏内线电路。而且成本也高。一般采用振铃继电器，用继电器的转换 接点来控制铃流的发送。 振铃继电器的启动是由用户处理机的软件控制的。当需要向用户送振铃信号时，由 呼叫处理机发出控制信号，至用户处理机的信号分配存储器，在用户处理机的软件控制 下，从信号分配存储器读出向被叫用户振铃的信息，控制相应的振铃继电器 R 吸动（见 P27 图 3.5）使接点 2-3 接通，铃流通过继电器 R 的接点 2-3，话机电铃，隔直流电容器 到电源地，形成振流环路。振铃控制信息为 1 秒续，4 秒断，从而使继电器 R 是 1 秒吸 动，4 秒释放。吸动时，2-3 点闭合，送铃流；释放时，2-1 点闭合，铃流中断，使话机 与 a、b 线接通。 若被叫用户听到铃声摘机，则由振铃开关，送出截铃信号，停止振铃。现在有些交换机， 已将这部分功能由高压电子器件来实现，从而取消了振铃继电器。 4 监视 S 监视功能主要是监视用户线的通/断状态，及时将用户线的状态信息送给处理机处 理。用户摘机，用户线就有直流电流；用户挂机，用户间就没有直流电流。所以处理机 可根据用户线电流的有/无，也就是用户线的通/断来判断用户摘机或挂机。 对于号盘话机，拨号时话机发出拨号脉冲，这种脉冲表现在用户线上就是一串通/断的直 流信号，若用户拨“3”，话机就发出三个脉冲，线路中电流就断了三次，故监视电路可 检测拨号脉冲。 接书 通过监视用户线回路的通/断状态可以检测以下各种用户状态：（1）~（4）。 对于（2），对于号盘话机，拨号时话机发出拨号脉冲，这种拨号脉冲表现在用户线上就 是一串通/断的直流信号，若用户拨“3”，话机就发出三个脉冲，线路中电流就断了三次
故监视电路可检测拨号脉冲。还有（3）、（4），上述监视都是监视在用户线上是否形成直流通路，因此可以在直流馈电电路中串一小电阻，然后通过测量其直流压降来获得信息。（如图3.6所示）5编译码和滤波编译码和滤波功能是完成模拟信号和数字信号间的转换。由用户话机送话器送出的话音是模拟信号，在进入数字交换网络前，要有编码器将其变成数字信号。由于模拟信号在编码前要进行抽样，故需将模拟信号的频带限制在300~3400Hz，所以编码器前要加一个带通滤波器。从数字交换网络送出的数字信号要通过译码器变成脉冲幅度信号，在通过低通滤波器还原成模拟信号送至用户话机的听筒。所以在完成模/数转换和数/模转换时，编译码和滤波器是密不可分的。6混合电路混合电路的功能是用来进行二/四线转换。用户线上传送的是模拟信号，一般采用二线双向传输。而数字信号的传输必须是单向，即发送时要通过编码器，接收时要通过解码器，因此需要四线单向传输。所以二线和四县交接处必须要有二/四线转换接口。7测试测试功能主要是用来及时发现用户终端，用户线路和用户接口电路可能发出的混线、断线、接地，与电力线碰接以及元器件损坏等各种故障，以便及时修复和排除。所以在用户电路中提出了一些测试接点和开关，多用继电器控制。测试开关可以是电子开关，也可以是测试继电器的接点，它们由软件控制，测试功能示意图由图3.8所示，最后，图3.9给出了用户电路的功能框图。$3.3中继器中继器是数字交换机的接口电路，为适应不同的环境，中继器分为两种类型：模拟中继器和数字中继器83.3.1模拟中继器模拟中继器是数字交换机与模拟中继线之间的接口设备。他一端接到数字交换网络，另一端接到模拟中继线，因此模拟中继器的输入、输出信号形式完全不同（一端是模拟信号，另一端是数学信号。模拟中继器的基本功能与用户电路相似，但是没有振铃控制和馈电功能，而比用户增加了忙/闲指示以及信号配合等功能，并将对用户线的监视改为对信号线路的监视。83.3.2数字中继器数字中继器是数字交换机与数字中继线之间的接口设备。所以它的输入、输出都是数字信号，它连接其他数字交换机或远端用户集成器。数字中继器是用来解决信号传输、同步及信号配合等三个方面的连接问题。它的功能如图3.11所示（P29）数字中继器的主要功能有：（1）码型变换和反变换由于在PCM中继线上传输的数字码采用的是高密度双极性HDB3码，而数字交换系统内部的信号传输根据系统本身的特点，通常采用单极性不归零码NRZ码，因此必23
23 故监视电路可检测拨号脉冲。还有（3）、（4），上述监视都是监视在用户线上是否形成 直流通路，因此可以在直流馈电电路中串一小电阻，然后通过测量其直流压降来获得信 息。（如图 3.6 所示） 5 编译码和滤波 编译码和滤波功能是完成模拟信号和数字信号间的转换。由用户话机送话器送出的 话音是模拟信号，在进入数字交换网络前，要有编码器将其变成数字信号。由于模拟信 号在编码前要进行抽样，故需将模拟信号的频带限制在 300~3400Hz，所以编码器前要 加一个带通滤波器。从数字交换网络送出的数字信号要通过译码器变成脉冲幅度信号， 在通过低通滤波器还原成模拟信号送至用户话机的听筒。所以在完成模/数转换和数/模 转换时，编译码和滤波器是密不可分的。 6 混合电路 混合电路的功能是用来进行二/四线转换。用户线上传送的是模拟信号，一般采用二 线双向传输。而数字信号的传输必须是单向，即发送时要通过编码器，接收时要通过解 码器，因此需要四线单向传输。所以二线和四县交接处必须要有二/四线转换接口。 7 测试 测试功能主要是用来及时发现用户终端，用户线路和用户接口电路可能发出的混 线、断线、接地，与电力线碰接以及元器件损坏等各种故障，以便及时修复和排除。所 以在用户电路中提出了一些测试接点和开关，多用继电器控制。测试开关可以是电子开 关，也可以是测试继电器的接点，它们由软件控制，测试功能示意图由图 3.8 所示，最 后，图 3.9 给出了用户电路的功能框图。 §3.3 中继器 中继器是数字交换机的接口电路，为适应不同的环境，中继器分为两种类型：模拟 中继器和数字中继器 §3.3.1 模拟中继器 模拟中继器是数字交换机与模拟中继线之间的接口设备。他一端接到数字交换网 络，另一端接到模拟中继线，因此模拟中继器的输入、输出信号形式完全不同（一端是 模拟信号，另一端是数字信号。模拟中继器的基本功能与用户电路相似，但是没有振铃 控制和馈电功能，而比用户增加了忙/闲指示以及信号配合等功能，并将对用户线的监视 改为对信号线路的监视。 §3.3.2 数字中继器 数字中继器是数字交换机与数字中继线之间的接口设备。所以它的输入、输出都是 数字信号， 它连接其他数字交换机或远端用户集成器。 数字中继器是用来解决信号传输、同步及信号配合等三个方面的连接问题。它的功 能如图 3.11 所示（P29） 数字中继器的主要功能有： （1） 码型变换和反变换 由于在 PCM 中继线上传输的数字码采用的是高密度双极性 HDB3 码，而数字交换 系统内部的信号传输根据系统本身的特点，通常采用单极性不归零码 NRZ 码，因此必
须进行两种不同码型的互相转换。有些数字交换机除了码型变换，还需要进行码率变换。例如，S-1240交换机，系统内部传输码率为4Mb/s，而PCM30/32路传输码率2Mb/s，因此必须要进行码率变换。（2）时钟提取和顿同步时钟提取指的是从输入的PCM码流中提取收端用的时钟信号，作为输入时间基准。实现收端和发端定时的同步。顿同步指的是从输入码流中识别发端插入的顺同步码，经过比较和调整，达到发端和收端得正同步，以便能正确地接收各路信号。（3）提取和插入随路信号从输入的PCM码流中提取随路信号信息，并在输出码流的规定时隙中插入所要传送的随路信号信息。S3.4音频信号的产生、发送和接收交换机需要向用户发送各种信号音，如拨号音、忙音和铃音，也需要向其它交换机发送和接收各种居间信令，如多频信号。这些信号都是音频模拟信号。今天要讨论的就是关于音频模拟信号的产生、发送和接收问题。首先，由于信号设备是接在数字交换网络上的，它通过数字交换网络所提供的路由来传送。因此，这些模拟信号必须是“数字化了的”，即必须通过PCM调制了的音频信号才能在数字网络中通过。83.4.1数字音频信号的产生1单频信号的产生讨论500Hz的音频信号的产生原理数学音频信号可通过数学音频信号发生器直接获得。其基本原理是把模拟音频信号经过取样、量化、编码后按一定的顺序存到只读存储器ROM中，再利用控制电路在需要某种信号时，到相应的ROM中读取数学化的音频信号。先对500Hz模拟信号进行取样，取样频率8000次/秒，即每隔125μs取一次样值，如右图所示，频率为500Hz信号，周期2mS，这样在一个周期中要抽取样值的次数为：取样次数=音频信号周期/125μs=2ms/125μs=1将取得的这16个样值信号进行量化、编码后，存储到一个只读存储器中，如果说一个编码占用一个ROM的存储单元，那么需要16个存储单元。当需要这个音频信号时，从该ROM中依次读出所需的数字化音频信号。读取速度当然应该是每隔125s读出一个单元的内容，从第一个单元至读完第十六个单元所用时间为2ms，然后再复下一周期。音频信号的频率不同，每一信号周期所取的抽样数值多少不同，这是因为抽样频率都是8000次/秒。故频率不同，所需要的ROM容量也不同。24
24 须进行两种不同码型的互相转换。 有些数字交换机除了码型变换，还需要进行码率变换。例如，S-1240 交换机，系统 内部传输码率为 4Mb/s，而 PCM30/32 路传输码率 2 Mb/s，因此必须要进行码率变换。 （2） 时钟提取和帧同步 时钟提取指的是从输入的 PCM 码流中提取收端用的时钟信号，作为输入时间基准。 实现收端和发端定时的同步。 帧同步指的是从输入码流中识别发端插入的帧同步码，经过比较和调整，达到发端 和收端得正同步，以便能正确地接收各路信号。 （3） 提取和插入随路信号 从输入的 PCM 码流中提取随路信号信息，并在输出码流的规定时隙中插入所要传送的 随路信号信息。 §3.4 音频信号的产生、发送和接收 交换机需要向用户发送各种信号音，如拨号音、忙音和铃音，也需要向其它交换机 发送和接收各种居间信令，如多频信号。这些信号都是音频模拟信号。今天要讨论的就 是关于音频模拟信号的产生、发送和接收问题。 首先，由于信号设备是接在数字交换网络上的，它通过数字交换网络所提供的路由来传 送。因此，这些模拟信号必须是“数字化了的”，即必须通过 PCM 调制了的音频信号才 能在数字网络中通过。 §3.4.1 数字音频信号的产生 1 单频信号的产生 讨论 500Hz 的音频信号的产生原理 数字音频信号可通过数字音频信号发生器直接获得。其基本原理是把模拟音频信号 经过取样、量化、编码后按一定的顺序存到只读存储器 ROM 中，再利用控制电路在需 要某种信号时，到相应的 ROM 中读取数字化的音频信号。 先对 500Hz 模拟信号进行取样，取样频率 8000 次/秒，即每隔 125µs 取一次样值， 如右图所示，频率为 500Hz 信号，周期 2ms，这样在一个周期中要抽取样值的次数为： 取样次数=音频信号周期/125µs=2ms/125µs=1 将取得的这 16 个样值信号进行量化、编码后，存储到一个只读存储器中，如果说 一个编码占用一个 ROM 的存储单元，那么需要 16 个存储单元。 当需要这个音频信号时，从该 ROM 中依次读出所需的数字化音频信号。读取速度 当然应该是每隔 125µs 读出一个单元的内容，从第一个单元至读完第十六个单元所用时 间为 2ms，然后再复下一周期。 音频信号的频率不同，每一信号周期所取的抽样数值多少不同，这是因为抽样频率 都是 8000 次/秒。故频率不同，所需要的 ROM 容量也不同
000060125 .图3.1500Hz音频信号产生原理读出数据021~16循环计数器译码随脉冲:ROM器06图3.2信号发生器硬件结构图3.3为实现上述方法的信号发生器示意图。其工作原理如下：(1)开始时两个触发器F/F均为“0”。双向计数器进行加计数。同时ROM读出数据的D,位不倒相；(2)计数到4(即O,OO。=100)时，这时ROM已读至单元③，使得F/FI翻转，变为“1”。使双向计数器进入减计数。F/F2不受影响；(3)计数至0时（读出①)，F/FI又变为“0”，使计数器又变为加计数；(4)这时因O,由1变为0，使F/F2变为“1”O=0，使得ROM输出数据的D,位倒相。(5)计数器再为100时，计数器进行减计数，D,输出仍倒相；(6)计数器再回到000时，一切重新开始。25
25 图 3.1 500Hz 音频信号产生原理 图 3.2 信号发生器硬件结构 图 3.3 为实现上述方法的信号发生器示意图。其工作原理如下： (1)开始时两个触发器 F／F 均为“0”。双向计数器进行加计数。同时 ROM 读出数 据的 D7 位不倒相； (2)计数到 4(即 Q2Q1Q0 = 100 )时，这时 ROM 已读至单元⑤，使得 F／Fl 翻转， 变为“1”。使双向计数器进入减计数。F／F2 不受影响； (3)计数至 0 时(读出①)，F／F1 又变为“0”，使计数器又变为加计数； (4)这时因 Q2 由 1 变为 0，使 F／F2 变为“1”， Q ＝0，使得 ROM 输出数据的 D7 位倒 相。 (5)计数器再为 100 时，计数器进行减计数， D7 输出仍倒相； (6)计数器再回到 000 时，一切重新开始