程控交换机概述

程控交换机，全称为存储程序控制交换机(与之对应的是布线逻辑控制交换机，简称布控交换机)，也称为程控数字交换机或数字程控交换机。通常专指用于电话交换网的交换设备，它以计算机程序控制电话的接续。程控交换机是利用现代计算机技术，完成控制、接续等工作的电话交换机。

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。

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，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。

话路设备交换网络

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。

接口设备

接口设备是数字程控交换机与外围环境的接口，其功能是完成外部信号与交换机内部信号的转换。数字程控交换机的接口设备主要有用户电路、中继电路和信令收发设备。

(a)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 [3] (SLIC,Subscriber Line Interface Circuit)。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，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)。模拟用户线电路是适应模拟用户环境而配置的接口，其基本功能 [4] 有：. 馈电(Battery feed):在电话通信中，交换机通过用户线向共电式话机直流馈电;. 过压保护(Overvoltage Protection):由于用户线是外线，所以可能会遭到雷电或高压电等的袭击，交换机内是严禁高压进入的，这会损坏交换机内部设备。为了防止用户线上的电压冲击或过压而损坏交换机，其必须具备过压保护功能。. 振铃(Ringing)：向被叫用户话机馈送铃流，铃流电压一般是通过继电器控制或高压电子器件向话机提供。. 监视(Supervision)：为完成电话呼叫，交换机必须能够正确判断出用户线上的以下3种情况。a)用户话机的摘挂机状态。b)用户话机(号盘)发出的拨号脉冲。c)投币、磁卡等话机的输入信号。上述用户线的几种情况的判断可通过监视用户线上直流环路电流的通/断来实现。用户挂机空闲时，直流环路断开，没有馈电电流;反之，用户摘机后，直流环路接通，有馈电电流。. 编解码(CODEC)：利用编码器和解码器(CODEC),滤波器，完成话音信号的模数与数模交换，以与数字交换机的数字交换网络接口。.

混合(Hybrid)：进行用户线的2/4线转换，以满足编解码与数字交换对四线传输的要求。. 测试(Test)：提供测试端口，进行用户电路的测试。这7种功能常用第一个字母组成的缩写词(BORSCHT)代表。对于模拟程控交换机，不需要编解码功能;而在数字程控交换机中，除某些特定应用的小型交换机利用增量调制方式外，其它大部分均采用PCM编解码方式。数字用户线电路是为适应数字用户环境而设置的接口，它主要用来通过线路适配器(LAM)或数字话机(SOPHO-SET)与各种数据终端设备(DTE)如计算机，打印机，VDU,电传相连。(b) 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，其功能是完成外部信号与交换机内部信号的转换，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：(1).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。(2).转发与接收代表被叫号码的记发器信号。(3).供给通话电源和信号音。(4).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。(c)信令系统信息系统(Signalling System)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。1 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。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。