话路子系统

2．1．1　话路子系统

话路子系统主要是以交换网络为核心组织起来的，包括模拟用户电路、用户集中级、数字用户电路、中继器、信令设备、数字交换网络等部件，是以话音信号为主的用户信息的传送和交换通路。

1．模拟用户电路

模拟用户电路（Analog Line Circuit，ALC）简称用户电路，是程控数字交换机连接模拟用户线的接口电路。模拟用户电路具有BORSCHT七大基本功能，实现BORSCHT功能的用户电路框图如图2．2所示。

（1）馈电B（Battery Feeding）。为用户线提供通话和监视电流。程控数字交换机的馈电电压为DC－48V或DC－60V，在通话时的馈电电流保持在18～50mA。

图2．2　模拟用户电路的总体框图

（2）过压保护O（Over Voltage Protection）。用户电话到交换机之间的连线称做用户线，用户线一般裸露在外部环境中，有可能受到雷电袭击，也有可能和高压线并行。如果高压从用户线进入交换机，就会毁坏交换机内的集成电路组件。为防止外来各种高电压的袭击，交换机一般采用两级保护措施：第一级保护是在总配线架上安装避雷器和放电管，使得进入的电压可降低到上百伏，这样的电压仍然能对交换机内的集成电路产生致命的损伤；因此，还要采取第二级保护措施，即在用户电路中采用过压保护。

（3）振铃R（Ring）。程控交换机的信号发生器通过用户电路的振铃开关电路向电话机馈送振铃电压。由于振铃电压为AC90V±15V（我国规定为75V±15V）、频率为25Hz，当铃流高压送往用户线时，就必须采取隔离措施，使其不能流向用户电路的内线，否则将引起内线电路的损坏。

（4）监视S（Supervision）。监视功能通过用户直流回路的通断来判定用户线回路的接通和断开状态，及时将用户线的状态信息送给中央处理机处理。

（5）编译码C（Codec）。编译码电路完成模拟话音信号以及模拟信令信号的PCM编码和译码。在每个用户接口电路内都设计了滤波器和编译码器，模拟话音信号首先经滤波器限频，消除带外干扰，再进行抽样、量化，最后用编码器编码并暂存，待指定的时隙到来时以64kbit／s的基带速率输出。由交换网络返回的PCM基带信号进入译码器，完成模拟话音的恢复。

（6）混合H（Hybrid Circuit）。由于连接模拟用户话机的环线是2线，而连接数字交换网络的是4线，因此信号在编码前和译码后要由混合电路完成2／4线转换。

（7）测试T（Test）。测试功能主要用于及时发现用户线、中继线和局内设备等环节可能发生的混线、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。

2．用户集中级

用户集中级用来进行话务量的集中（或分散）。一群用户经用户集中级后能以较少的链路接至交换网络，从而提高链路的利用率。用户集中级通常采用单T交换网络，集中比一般为2∶1～8∶1。

用户集中级和用户电路还可以设置在远端，常称为远端模块。其与母局之间用PCM链路连接，链路数与远端模块容量及话务负荷有关。远端模块的设置带来了组网的灵活性，节省了用户线的投资。

3．数字用户电路

数字用户电路（DigitalLine Circuit，DLC）是数字用户终端设备与程控交换机之间的接口电路，其实现的功能如图2．3所示。

图2．3　数字用户电路的总体框图

（1）过压保护、馈电和测试功能的作用及实现与模拟用户电路类似。当用户终端本身具有工作电源时，还可以免去馈电功能。

（2）数字电话机内通常都装有电子铃流发生器，因此，数字用户电路免去了振铃功能。

（3）由于数字用户终端和数字交换网络运行的都是数字信号，因此数字用户电路不需要进行A／D转换，同样免去了编译码电路。

（4）收发器。数字用户电路的收发器有两个作用：一个是实现用户环线传输信号与交换机内工作信号之间的转换和匹配；另一个是实现数字信号的双向传输。

（5）信令插入。在呼叫建立阶段和消息传输阶段，往往需要发送各种信令。信令的插入一般是利用时分复用技术在专门的信道（TS₁₆）中进行的，因此，信令的插入与分离过程也就是信令和消息的时分复接与分接的过程。

（6）多路复用器／分路器。交换网络接续的是64kbit／s的数字信道，而用户环线的传输速率根据数字终端的不同可能高于或低于64kbit／s。因此，在数字用户电路和交换网络之间，需要插入一个多路复用器／分路器，以便将环线信号分离或合并为若干条64kbit／s的信道。

（7）当数字终端用户采用2线制的用户线与交换机连接时，需要采用混合电路进行2／4线的转换。在混合电路中有平衡网络，使收、发两端衰减很大。

4．中继器

市话交换机之间是由中继线连接的。中继线分为传递模拟信号的模拟中继线及传递数字信号的数字中继线。

1）模拟中继器

模拟中继器是交换机与模拟中继线之间的接口设备，主要完成忙闲控制、信号发送与接收、过压保护、发送与接收电平的调节、各种传输参数的分配、提供调试接口、完成话音信号的A／D和D／A转换等功能，如图2．4所示。

由于目前我国中继器已基本完成数字化改造，模拟中继器也相继退出通信系统，因此这里就不对模拟中继器进行介绍了。

图2．4　模拟中继器的功能框图

2）数字中继器

数字中继器是交换机与数字中继线之间的接口设备。数字中继器不需要馈电、振铃、2／4线转换和编译码功能。当采用主从或互控同步时，接口必须能从接收信号中恢复位时钟和同步信号，即数字中继器的主要功能是时钟提取、码型变换、帧同步和复帧同步等。数字中继器的功能框图如图2．5所示。

图2．5　数字中继器的功能框图

（1）时钟提取。时钟提取用于从接收的PCM码流中提取发送端送来的时钟信息，以便控制帧同步电路，使接收端和发送端同步。

（2）码型变换。码型变换是指将线路上传输的HDB3码型变成适合数字中继器内逻辑电路工作的NRZ码。

（3）帧同步和复帧同步。

①帧同步。帧同步用于从接收的PCM码流中获取帧定位信息，以便正确区分出已经被复用在一起的各个话路信息。PCM的偶数帧TS₀时隙中放置的是帧同步码组“0011011”，帧同步提取电路从接收PCM码流中，识别检测出该帧同步码组，并以该时隙作为一帧的排头，使接收端的帧结构和发送端完全一致，从而保证两个交换机能够同步工作，实现数字信息的正确接收和交换。

②复帧同步。一个复帧由16个PCM帧组成，复帧同步就是使接收端的复帧结构和排列与发送端完全一致。

③帧定位。帧定位使输入的码流相位和局内的时钟相位同步。

（4）信令的提取和插入。信令是不在数字交换网络中进行交换的。

①当数字中继器采用随路信令方式时，规定用复帧中的第1～15帧的TS₁₆传送30个话路的线路信令，各个话路传送MFC记发器信令。信令提取，就是将来话线路上通过第1～15帧的TS₁₆上传送的30个话路的线路状态信令接收和分离，并转送给交换机的控制系统。信令插入，就是将交换机控制系统对各个话路状态的控制命令转换成信令数据，并按照话路序号进行组合和插入到对应帧的TS₁₆中。

②在共路信令方式下，数字中继器中所有话路的状态和用户号码等信令都以数据分组方式进行传送，可以占用除TS₀外的任何时隙。这时，信令提取就是按字节从指定时隙接收信令分组消息并转发给No．7信令处理系统，信令插入则执行相反过程。

（5）帧和复帧定位信号插入。因为在交换网络输出的信号中，不包含帧和复帧的同步信号，故在发送时，应将帧和复帧的同步信号插入，这样就形成了完整的帧和复帧的结构。

5．信令设备

信令设备是交换机的必要组成部件，主要功能是收集来自各个接口的信令信号，并转换成适合交换控制系统处理的数据消息格式，或者将控制系统送出的数据消息格式信令转换成适配各个接口操作的形式。

6．数字交换网络

数字交换网络实质就是对话音在物理电路之间的交换，也就是说在交换网络的入端和出端两条电路之间建立一个实际的连接。为了便于信号的传输和处理，常将30或24条话路信号复用在一起，即数字信号采用时分复用的方式，每路话音信号占用一个时隙，然后将它们送入交换网络，这样要想对每路信号进行交换，就不能简单地将实际电路交叉连接起来，而是要对每一时隙进行交换。所以说，在数字交换网络中对话音电路的交换实际上是对时隙的交换。数字交换网络的详细内容见2．2节。