TSSN - 快速指南

TSSN - 简介

自从人类进化以来，世界已经发生了许多变化。例如，信息交换最初以符号和声音的形式进行。这转变为具有先进发明的语言和文字形式。从一个地方到另一个地方的交流需要人与人之间保持距离，这是通过信件进行的。由鸽子通过鼓声或信号量在两组之间发送。人们过去常常长途跋涉传递信息。

当今世界更是一个沟通的时代。通信技术的进步提高了信息传输的速度。这一发展过程并不轻松。在通信系统发明之初，电话的发明和使用是最重要的。电话系统从一个基本系统发展成为当今重要的多用途友好小工具，让人们惊讶地发现，在当时可用的微薄资源中实现了创新。

电信

两个或多个个体之间的信息交换称为沟通。tele这个词是希腊语，意思是距离。因此，电信意味着两个遥远地方之间的信息交换。

电信代表信息从一地实体到另一地实体的传输，而信息可以是数据、语音或符号的形式。这些实体可以是人、计算机、传真机、电报机、电话等。在电话通话中，发起呼叫的一方称为主叫用户，而呼叫的目的地称为被叫用户。在信息传输的其他情况下，通信实体分别称为源和目标。

1876 年 3 月，亚历山大·格雷厄姆·贝尔发明并展示了他的电话机以及长途语音通信的可能性。他演示了点对点通信，其中主叫用户选择适当的链路来与被叫用户建立连接。该系统还需要某种信令模式来提醒被叫用户有来电，并且当被叫用户正忙于另一个呼叫时需要一个信号来指示主叫用户。

需要切换交易所

用于建立通信的点对点连接需要使用电线连接电话机。如果电话机数量或存在的用户数量较少，则连接类型会有点复杂。然而，如果这个数字很高或适中，那么连接就会导致混乱。为了理解这个复杂性，让我们考虑一个由 5 个用户组成的网络。

下图显示了五个用户（电话机）的点对点连接：

在点对点连接中，对于n个实体，我们需要n(n-1)/2个链接。所有这些链接形成一个网络。所有实体之间具有点对点链接的网络称为全连接网络。即使n值适中，全连接网络中所需的链路数量也会变得非常大。

因此，需要在这些用户之间切换网络的系统。亚历山大·格雷厄姆·贝尔 (Alexander Graham Bell) 建议使用维护电话连接的交换局在用户之间进行交换。

切换系统

这种网络连接不能简单地用电话机和一堆电线来建立，而是需要一个好的系统来建立或断开连接。该系统称为交换系统或交换局或交换机。随着交换系统的引入，用户不再直接相互连接，而是连接到交换局，然后连接到所需的用户。

下图将帮助您了解交换系统。

随着交换系统的引入，用户之间传统连接的需求减少了。所有用户都需要与交换系统建立连接，该系统根据主叫用户的请求建立或断开任何连接。交换系统也称为电话交换机，负责建立呼叫。因此，此类链路的总数等于连接到系统的用户数量。

交换系统需要信令来建立或释放连接。它还应该使得交换系统能够检测被叫用户是否忙，如果是，则向被叫用户指示相同的情况。交换系统在建立和释放连接时执行的功能称为控制功能。

早期的系统需要手动操作才能建立电话呼叫。用于接收来自主叫用户的呼叫，然后将呼叫连接到被叫用户的操作员。后来，该系统实现了自动化。

电话型号

下图将帮助您了解电话发明早期的模型。

当你看到上图中的电话时，拨号器部分和麦克风都连接到一块固定的木板上；和听的扬声器是通过侧面的电线连接的。电话的顶部连接了两个铃 - 当有来电时这些铃就会响。这是电话的早期型号之一。

主叫用户和被叫用户的电话机通过交换系统或电话交换机连接，以便建立所请求的呼叫。

在下面的章节中，我们将详细了解交换系统。

TSSN - 交换系统

在本章中，我们将了解交换系统的工作原理。交换系统可以理解为以在任意两个远距离点之间建立公共路径的方式布置和控制的交换元件的集合。交换系统的引入降低了布线的复杂性，使电话变得无忧无虑。

交换系统的分类

在电信系统的早期阶段，交换的过程和阶段对于建立或断开连接起着重要作用。在最初阶段，开关系统是手动操作的。这些系统后来实现了自动化。以下流程图显示了交换系统是如何分类的。

早期的切换系统是手动操作的。连接是由电话交换机的操作员进行的，以建立连接。为了最大限度地减少手动操作的缺点，引入了自动切换系统。

自动切换系统分为以下几类 -

机电开关系统-此处，机械开关是电动操作的。
电子开关系统-这里，使用二极管、晶体管和 IC 等电子元件来实现开关目的。

机电开关系统

机电开关系统是机械和电气开关类型的组合。其中部署了电路和机械继电器。机电开关系统进一步分为以下几类。

一步步

步进式切换系统也称为Strowger切换系统，以其发明者 AB Strowger 命名。Strowger 系统中的控制功能由与系统中的开关元件相关的电路执行。

横杆

纵横开关系统具有使用继电器和锁存器的硬连线控制子系统。这些子系统的功能有限，实际上不可能对其进行修改以提供额外的功能。

电子开关系统

电子开关系统在控制开关时间的处理器或计算机的帮助下进行操作。这些指令被编程并存储在控制操作的处理器或计算机上。这种将程序存储在处理器或计算机上的方法称为存储程序控制（SPC）技术。通过改变控制程序，可以将新设施添加到SPC系统中。

电子交换系统使用的交换方案可以是空分交换或时分交换。在空分交换中，在整个呼叫期间在主叫用户和被叫用户之间建立专用路径。在时分交换中，语音信号的采样值以固定间隔传送。

时分切换可以是模拟的或数字的。在模拟开关中，采样的电压电平按原样传输。然而，在二进制交换中，它们是二进制编码和传输的。如果编码值在同一时间间隔内从输入传输到输出，则该技术称为空间切换。如果以一定时间间隔存储值并将其传输到输出，则该技术称为时间切换。时分数字交换机还可以通过使用空间和时间切换技术的组合来设计。

电信网络

电信网络是一组建立远程呼叫的系统。交换系统是电信网络的一部分。

交换站提供不同用户之间的连接。这样的交换系统可以被分组以形成电信网络。交换系统使用称为干线的线路连接。运行到用户场所的线路称为用户线路。

下图所示为电信网络。

从20世纪初期到后期（1900-80年），当一个人需要拨打长途电话时，电话首先被路由到最近的交换中心的接线员，然后被叫用户的号码和位置被记录下来。在这里，操作员的工作是建立到远程交换中心的呼叫，然后召回主叫用户以建立连接。这种拨打电话的系统称为中继呼叫系统。

例如，在海得拉巴的人可以预订到孟买的中继呼叫，并在接线员通过中继线和交换系统建立连接时等待接线员回电。

交换系统的基础知识

在本节中，我们将了解交换系统中使用的不同组件和术语。

入口和出口

交换机的一组输入电路称为入口，一组输出电路称为出口。开关系统的主要功能是在给定的入口-出口对之间建立电气路径。

通常，N表示入口， M表示出口。因此，交换网络有N 个入口和M 个出口。

切换矩阵

用于在入口和出口之间建立连接的硬件称为交换矩阵或交换网络。该交换网络是在连接入口和出口的过程中形成的一组连接。因此，它与上述电信网络不同。

连接类型

电信网络中可以建立四种类型的连接。连接如下 -

系统中两个用户之间的本地呼叫连接。
用户和出局中继之间的出局呼叫连接。
呼入中继与本地用户之间的呼入连接。
呼入中继和呼出中继之间的转接呼叫连接。

折叠网络

当交换网络的入口数量等于出口数量时，这样的网络称为对称网络，即N=M。出口与入口相连的网络称为折叠网络。

在折叠网络中，作为出口的 N 个入口再次折叠回入口。然而，交换网络根据要求提供与入口和出口的连接。下图将帮助您了解交换网络的工作原理。

由于一次可以为一条线路提供一个连接，因此对于折叠网络的N个入口仅建立N/2个连接。这样的网络可以称为非阻塞网络。在无阻塞网络中，只要被叫用户空闲，主叫用户就能够与被叫用户建立连接。

在上图中，只考虑了 4 个用户 - 其中线路 1 忙于线路 2，线路 3 忙于线路 4。当呼叫正在进行时，过去没有机会进行另一个呼叫，因此，只有一个建立了单一连接。因此，对于 N 个入口，仅连接 N/2 条线路。

有时，可能会发生这样的情况：入口和出口连接持续用于仅通过干线进行转接呼叫，而不是在本地用户之间进行转接呼叫。如果入口和出口连接用于交换机间传输，使得交换机不支持本地用户之间的连接，则称为转接交换机。这种类型的交换网络称为非折叠网络。如下图所示 -

封锁网络

如果网络中没有空闲的交换路径，则所请求的呼叫将被拒绝，此时用户被称为被阻塞，并且该网络被称为阻塞网络。在阻塞网络中，同时切换路径的数量小于可以发生的同时对话的最大数量。用户可能被阻止的概率称为阻止概率。好的设计应该确保低阻塞概率。

交通

呼叫率与平均保持时间的乘积定义为话务强度。交通强度较高的连续六十分钟时段为繁忙时段。当流量超过交换系统设计的限制时，用户就会遇到阻塞。

埃尔兰

电信网络中的流量通过国际公认的流量强度单位Erlang (E) 来衡量。如果在给定的观察期内连续占用交换资源，则称其承载 1 Erlang 的流量。

TSSN - 交换系统的要素

在本章中，我们将讨论交换系统的要素。尽管有从手动到自动的不同类型的开关系统，但一些基本元件对于开关系统的功能起着至关重要的作用。除了交换网络外，还有控制子系统、信令系统、干线和用户线接口、分配器单元、操作员控制台、枢纽电路等不同的子系统，这些子系统对整个交换系统的运行至关重要。

切换系统

在本节中，我们将了解交换系统的结构。我们还将了解不同元素如何在其中发挥作用。下面给出的交换系统框图显示了交换系统的基本元件。

上图包含交换系统的不同模块。下面讨论这些块。

交换网络

它提供被叫用户和主叫用户之间的交换路径。

控制子系统

这是切换系统的关键部分，它通过识别入口和出口线路并解释在这些线路上接收到的信号信息来主动建立切换路径。

该控制子系统通过感测线路上的信号传输来控制连接的建立和断开。控制子系统向用户和连接到出局中继线的其他交换机发送信令信息。

信令

用户、干线和子系统的信令格式和要求有很大不同。因此，交换系统提供三种不同形式的信令 -

用户环路信令
交换局信令
交换局内或寄存器信令

交换系统由执行交换、控制和信令功能的元件组成。

中继接口

用于交换系统之间连接的中继线在此端口终止。Trunk 接口是中继线连接到系统的点。

用户线路接口

用于用户和交换系统之间连接的用户线终止于该端口。用户线路接口是用户线路连接到系统的点。

行扫描单元

行扫描单元感测并获取各行的信令信息。从这些管线获得的信息被提供给控制子系统以识别入口和出口。

经销商单位

分配器单元用于在各线路上分配或发送信令信息。通过干线的信息分发是通过分发单元完成的。

操作员控制台

操作员控制台允许与交换系统交互以进行维护和管理。

服务电路接口

服务电路接口提供电路之间的交互以用于维护和测试目的。

接合点

连接点是为本地用户和服务电路提供折叠连接的连接点。如果被叫用户和主叫用户都是本地的，则折叠连接有助于建立到本地呼叫的连接，而中继线将不被使用。

直接和间接

交换系统有以下两种类型 -

直接控制开关系统
间接控制开关系统

直接控制切换系统

控制子系统构成网络的组成部分的交换系统称为直接控制交换系统。例如，Strowger 交换系统。

间接控制切换系统

控制子系统位于交换网外部的交换系统称为间接控制交换系统或公共控制交换系统或寄存器控制交换系统。该系统的示例包括纵横交换系统、电子交换系统或交换系统的存储程序控制方法。

TSSN - Strowger 切换系统

在本章中，我们将讨论 Strowger Switching 系统的工作原理。第一个自动电话交换是由 Almon B Strowger 开发的。由于手动电话交换机的接线员是竞争对手的妻子，并且正在转移所有业务，斯特罗格想到开发一种不需要接线员的交换系统。这导致了斯特罗格开发的自动切换系统的发明。

Strowger交换系统也称为逐步交换系统，因为连接是逐步建立的。

自动切换系统

手动交换系统需要操作员在收到请求后拨打电话。在这里，运营商是唯一负责建立或释放连接的人。通话的隐私以及被叫用户和主叫用户的详细信息都受到威胁。

自动切换系统克服了手动切换系统的缺点，具有以下优点 -

语言障碍不会影响连接请求。
保持更高程度的隐私。
更快地建立和释放呼叫。
可以增加给定时间段内拨打的电话数量。
无论系统负载或一天中的时间如何，都可以进行呼叫。

现在让我们简单介绍一下如何拨打电话以及如何在没有接线员帮助的情况下完成拨号。

拨号

与手动交换系统不同，自动交换系统需要正式的编号计划或寻址方案来识别用户。编号方案是用号码标识订户的方式，比通过字母数字字符串标识订户的寻址方案使用更广泛。因此，需要有一种机制将被叫用户的身份传输到交换机。

该机制应该存在于电话机中，以便将呼叫自动连接到所需的用户。为此目的流行的方法是脉冲拨号和多频拨号。其中，脉冲拨号是迄今为止最常用的拨号形式。

脉冲拨号

顾名思义，用于识别订户的数字由脉冲串表示。序列中的脉冲数等于其表示的数字值，但零的情况除外，零是由 10 个脉冲表示的。数字中的连续数字由一系列脉冲串表示。这些脉冲具有相同数量的时间间隔，并且产生的脉冲数量将根据拨打的号码而定。

两列连续的列车通过它们之间的停顿（称为数字间间隙）来区分。通过交替断开和接通用户和交换机之间的环路来产生脉冲。下图显示了一个脉冲序列示例。

上图显示了脉动模式。脉冲率通常为每秒 10 个脉冲，容差为 10%。数字之间的间隙（称为“数字间间隙”）至少为 200ms。

近来的脉冲拨号模式采用脉冲的占空比(脉冲宽度与波形的时间周期之间的比率)名义上为33％，并且数字间间隙存在上限。

旋转拨号电话

在本节中，我们将了解什么是旋转拨号电话及其工作原理。首先，我们将讨论旋转拨号电话发明之前普遍存在的缺点。

脉冲拨号技术是建立和断开用户环路的地方。这可能会干扰并影响电话中扬声器、麦克风和铃声的性能。此外，拨号时序不应影响脉冲串的时序，因为这会导致拨打错误的号码。

旋转拨号电话的出现是为了解决当时普遍存在的问题。麦克风和扬声器组合在一起放置在接收器组中。该装置有一个指板，其布置使得拨号时间合适。下图显示了旋转拨号盘的外观。

通过将手指放入与要拨打的数字相对应的孔中来操作拨号盘。现在，将指板沿顺时针方向拉动至手指停止位置，并通过撤回手指来释放拨号盘，即可拨打号码。指板和相关机构现在在弹簧的影响下返回到静止位置。拨号盘已准备好输入下一个号码。

拨号脉冲是在指板返回行程期间产生的，从而消除了脉冲定时中的人为因素。下图显示了表盘孔和指挡。

旋转拨号电话使用以下内容来实现脉冲拨号 -

指板及弹簧
轴、齿轮和小齿轮
棘爪和棘轮机构
脉冲凸轮和抑制凸轮或触发机构
冲动接触
离心调速器和蜗轮
发射器、接收器和响铃旁路电路

内部机制

凸轮机构或触发机构有助于拨号。该机构用于操作脉冲触点。让我们考虑一下使用凸轮机构的旋转拨号电话的操作。下图将帮助您了解内部机制。

抑制器凸轮有助于使脉冲凸轮远离脉冲触点。当旋转转盘处于静止位置时，脉冲触点远离脉冲凸轮。当拨打号码时，将手指放入拨号孔中，这意味着拨号盘偏离其位置，然后脉冲触点靠近脉冲凸轮。指板的旋转引起主轴的旋转。

当表盘沿顺时针方向旋转时，棘爪在顺时针旋转期间在棘轮上滑动。在表盘顺时针运动过程中，棘轮、大齿轮、小齿轮和调速器均保持静止。当转盘返回时，棘爪接合并旋转棘轮。

所有的大齿轮、小齿轮、调速器都旋转，并且通过调速器来维持旋转速度的均匀性。连接到小齿轮轴的脉冲凸轮现在断开并形成脉冲触点，进而在电路中产生脉冲。脉冲凸轮的形状使得断开和闭合周期的比例为 2:1。当转盘即将到达静止位置时，抑制器凸轮再次将脉冲触点移离脉冲凸轮。这种返回到静止位置并等待拨打另一个号码的动作会产生一个称为“数字间间隙”的间隙，由于人类的拨号习惯，该间隙的时间与两个连续数字之间可能发生的停顿无关。。通过抑制器凸轮设计的微小变化，在拨打第一个数字之前也可以提供此间隙。

然后，通过该机制生成的脉冲被传输到交换系统，在交换系统中建立与所拨号码的连接。切换系统的过程将在后续章节中讨论。同时，让我们了解一下用于指示订户状况的信令音。

信号音

在本节中，我们将了解什么是信号音以及它们如何工作。由于人工交换机被取代，用于向主叫用户传达有关被叫用户情况的操作员需要用指示不SymPy况的不同音调来代替。

考虑以下五个由运营商执行的与订户相关的信令功能 -

响应主叫用户系统已准备好接收被叫方的标识。
通知主叫用户呼叫正在建立。
按被叫方的铃。
如果被叫方正忙，则通知主叫用户。
如果被叫方线路由于某种原因无法接通，请通知主叫用户。

Strowger 开关系统中不会发出功能 2 信号。信令功能1是通过向主叫用户发送拨号音来实现的。

拨号音

拨号音是信令音，表明交换机已准备好接受用户拨打的数字。仅当听到此信号时才应拨打该号码。否则，将不考虑该信号之前拨打的数字。这将导致拨打错误的号码。

拨号音一般为 33 Hz 或 50 Hz 或 400 Hz 连续音，如下所示。

铃声

拨打被叫方的号码后，接通被叫方的线路后，交换控制设备向被叫方的电话机发出振铃电流，这就是我们熟悉的双振铃模式。

同时，控制设备向主叫用户发出振铃音，振铃音的模式与振铃电流的模式相似。两个环双环图案间隔0.2s的时间间隔，两个双环图案间隔2s的时间间隔，如下图所示。

忙音

拨打所需号码后，如果被叫用户或局内线路没有空闲拨打电话，则主叫用户听到忙音，表示线路或用户正忙；这称为忙音。

400Hz 信号的浑厚音调，其间有静默期。突发和静音持续时间具有相同的值，即 0.75 秒或 0.75 秒。

号码无法接通提示音

如果被叫方出现故障或断线，或者拨号错误导致选择备用线路，则使用连续的 400Hz 信号来指示这种情况，称为“号码无法获取”音。下图显示了连续的 400Hz 信号。

路由音或通话中音

当用户呼叫通过多个不同类型的交换机路由时，当呼叫通过不同的交换机进行时，人们会听到不同的呼叫进行中音。这样的信号是 400Hz 或 800Hz 间歇模式。该信号在不同的系统中具有不同的模式。

在机电系统中，通常为 800Hz，占空比为 50%，ON/OFF 周期为 0.5s。
在模拟电子交换中，它是一个 400Hz 模式，具有 0.5s ON 周期和 2.5s OFF 周期。
在数字交换中，它是具有 0.1 秒开/关周期的 400Hz 信号。

路由音或通话中音的信号如下所示。

为了克服那些不熟悉电话信号和很少打电话的人识别这些音调差异的问题，后来引入了语音记录消息。

TSSN - 切换机制

在本章中，我们将讨论电信交换系统和网络中的交换机制。

在前面的章节中，我们讨论了电话机中的机制。现在让我们看看当电话机向交换系统发送信号时会发生什么。交换机的交换系统应该能够自动将线路连接到被叫用户。在Strowger切换系统中，有两种类型的选择器；这些选择器构成了交换系统的构建块。

单选器
二运动选择器

这两种选择器均采用机电旋转开关构造。单选择器具有单个选择器杆和多个投掷，以到达每个拨打的号码的触点组。双运动选择器有两个旋转开关，用于垂直和水平步进运动，以到达触点组。

单选器切换

单选择器开关机构由电磁体、带弹簧的电枢、棘爪、带有刮水器的棘轮和制动器组成。使擦拭器沿顺时针方向在组触点上移动。当雨刮器朝一个方向移动时，这一过程称为单选择器切换。游标移动到的触点称为组触点，因为许多触点被放置在这种弧形形状中。

下图显示了Uni-selector Strowger开关系统的驱动机构。

当输入电压为电磁体通电时，电枢被向下拉向磁铁。现在，当电枢被电磁体吸引时，棘爪会从棘轮中的前一个位置下降一个位置。棘爪防止棘轮移动。

一旦电磁铁断电，衔铁就会释放，这一动作会使棘爪向上移动，从而进一步将棘轮移动到上方的一个位置。因此，擦拭器向下移动一个位置或沿顺时针方向移动一个位置，以进行接触。如果电磁体通电和断电五次，则通过施加五个脉冲，雨刮器移动五个触点。通常，三组（或更多）擦拭器与单选择器的组相关联，每个组一组。这些装置牢固地安装在雨刮器组件上，只要棘轮旋转，雨刮器组件就会移动。断续器弹簧释放磁铁并使其能够迈出另一步。

下图显示了实用的单选择器 Strowger 切换系统。

这里讨论的切换机构类型被称为反向驱动类型，因为当电枢返回到其静止位置时，棘轮移动。如果布置成使得轮在电枢向前运动期间移动，则其被称为向前驱动类型。反向驱动型机构在单选择器中普遍存在，而正向驱动型机构在双运动选择器中普遍存在。

有一个与单选择器相关的断续器触点，常闭。当电枢通电时，断续器触点打开并允许电枢移动，这有助于电枢在断开电枢通电电路后返回到其静止位置。

二运动选择器

与单选择器不同，这些选择器中的运动是双向的，垂直和水平。垂直和水平方向向上运动；垂直运动中没有发生任何接触。然而，银行联系是在水平移动中进行的。如果二运动选择器具有10级，每一级具有10个触点，则通过二运动选择器开关系统的垂直和水平移动可访问100个触点。

下图显示了二动作切换选择器的内部结构。

当拨打第一个数字时，脉冲在棘轮和棘爪机构的帮助下根据拨打的号码对垂直磁铁进行通电和断电。这称为垂直步进。
当拨打第二个数字时，拨号脉冲在继电器的帮助下转移到水平磁铁，其中脉冲在棘轮和棘爪机构的帮助下根据拨打的号码对水平磁铁进行通电和断电。这称为水平步进。

通常，垂直位置有11个，每个垂直位置有11个水平触点。每垂直层中的最低垂直位置和第一个水平触点为起始位置，其余为实际切换位置。因此，二运动选择器中的擦拭器可以使用 100 个开关触点。下图显示了一个实用的二运动切换选择器。

因此，雨刮器组件建立了呼叫；完成后，它会返回到起始位置。为此，旋转磁体由电流操作，因此擦拭器组件移动穿过水平仪的其余触点。复位弹簧迫使擦拭器组件垂直下降，然后水平返回到原始位置。

逐步切换

步进切换系统是一种非常流行且广泛使用的切换系统，其可以使用单选择器或双运动选择器或两者的组合来构造。在这种切换中，雨刮器向前步进一个触点，然后根据拨打的脉冲数或根据信号条件向前移动，因此得名“逐步切换”。

逐步切换也称为直接控制系统，因为相关的信令音由切换元件或选择器在适当的切换阶段发送给用户。该系统具有三个主要配置阶段。下图显示了不同的阶段。

现在让我们看看这些块是如何工作的。

选择器猎人

一旦主叫用户准备好拨打号码，通过从电话上拿起听筒，就会听到拨号音。我们已经了解到，除非听到拨号音，否则不会接受号码。但要获得拨号音，必须在拿起听筒时建立线路。选择器猎人电路在主叫用户拿起听筒拨打电话时立即建立线路以拨打电话。

选择器猎人寻找选择开关矩阵部件。通常，24 出口单选择器用作选择器搜索器。因此，这可以称为用户单选择器方案，因为系统中的每个用户都有一个专用的单选择器。这些也可以使用双运动选择器来构建。

选择器搜索机构也可以用寻线器机构代替，两者在结构上有很小的差异。在这里，我们将讨论选择器猎人机制。下图给出了其构造的想法。

当主叫用户拿起听筒进行呼叫时，选择器搜索器激活中断器机构，该中断器机构加速擦拭器，直到在出口处找到空闲的第一组选择器。此时，选择器搜寻器的银行触点之一感测第一组选择器是空闲还是忙碌。一旦感测到空闲的第一选择器，中断器就被禁用并建立连接，其中第一选择器向主叫用户发出拨号音。

线路查找器方法用于流量低且交换机较小的情况，而上述选择器搜索机制用于流量大的大型交换机，并且这种方法具有成本效益。

组选择阶段

组选择器级具有主交换网络。主叫用户听到拨号音后拨打号码。拨打的第一个号码将激活第一个选择器。更准确地说，组选择器由某些选择器阶段组成。我们过去有 5 个号码作为识别号码，用于陆地连接。因此，存在三个选择器阶段。

要拨打第一个号码，只需将手指放入根据用户号码指定的手指间隙中即可旋转号码牌。取出手指后，号码牌旋转回原来的位置，从而将拨号脉冲发送到第一选择器。然后，第一个选择器相应移动以放置联系人。

当用户开始拨号时，直到此时产生的拨号音停止，并且根据所拨打的号码接收脉冲序列。然后，第一选择器的刮水器组件根据拨打的号码垂直向上移动。然后，擦拭器在水平面中移动越过触点，直到它们遇到连接有空闲第二组选择器的触点。该水平步进是在大约 240ms 的数字间隙内完成的。从那里，第一组选择器将电路径连接到可用的第二组选择器。

同样，每个组选择器根据拨打的号码连接路径，然后将连接延伸到下一个选择器，直到最后一个选择器。最终选择器的操作有点不同。如上所述，存在三个选择器，第四和第五个数字通过最终选择器连接到矩阵。

最终选择者

最后两位数字由最终选择器处理。该选择器根据拨打的第四个数字垂直移动，然后根据最后一个数字水平移动，因为没有其他数字将其连接到其他连接器。最后拨打的数字与被叫用户建立电气连接。

由于与组选择器不同，最终选择器响应垂直和水平方向上的数字，因此该最终选择器也称为数字选择器。如果根据相应银行联系人处的信号检测到被叫用户空闲，则最终选择器向被叫用户发出振铃电流并向主叫用户发出振铃音。

当被叫用户拿起听筒时，之前提供的振铃电流和振铃音被切断，并且由与最终选择器相关的控制电路启用呼叫计量电路。否则，如果发现被叫用户在其他线路上忙，则最终选择器向主叫用户发出忙音。在切换的任何阶段，如果在下一阶段没有可用的空闲选择器，则向主叫用户返回忙音。

连接呼叫时用于垂直和水平旋转轴的磁铁和机械连杆将在呼叫完成时释放磁铁（通常称为释放磁铁）并且电枢释放轴。

TSSN - 通用控制子系统

在本章中，我们将讨论公共控制子系统如何在电信交换系统和网络中工作。

为了在不同交换机之间建立呼叫，可能进一步导致长途中继呼叫，Crossbar交换系统被开发出来，并于1915年获得第一个专利。然而，AT&T在1938年开发了第一个Crossbar交换系统。系统在其交换系统中引入了公共控制子系统。

为了理解这一点，让我们了解一下 Strowger 系统的多交换网络所产生的问题。

多交换网络

当必须联系属于特定网络的订户时，有多种方法可以帮助您联系特定的交换机；此外，该路线上不存在任何交换站。

在多交换网络中，用于与特定订户建立连接的路由有时会有所不同。在多交换机网络之后的Strowger交换机中，用户必须更加关心路由。订户应该拥有该路由中存在的所有交换机号码的详细信息。可能会出现要求订户在其他路由上建立连接的情况；这有时会变得很麻烦。

下图是多交换网络的拓扑示例。

该级别在每个 Strowger 交换机中保留，其中出局呼叫连接到相邻交换机。拨打电话时，将根据拨打的交换机号码联系这些交换机。

因此，在交换中实施多交换网络的缺点是 -

用户识别号码根据呼叫路由而变化。
用户必须了解网络拓扑以及其中存在的交换机数量。
被叫用户的数量和规模根据呼叫发起的交换机而变化。

为了克服这些问题，引入了公共控制子系统。

通用控制子系统

为了避免复杂化并使用户更容易拨打电话，公共控制子系统实现了两个主要思想。下面列出了这些想法 -

呼叫的路由应该由交换机完成，而不是由拨打的号码完成。
应向订阅者分配一个唯一的识别码。UIN包含用户的交换机号码和指示用户线路的号码。

应向订阅者分配一个唯一的识别码。UIN包含用户的交换机号码和指示用户线路的号码。

交换标识符 + 用户线路标识符

这是 STD（用户中继拨号）代码和用户号码的组合；将此视为物理行地址。每个用户都被分配一个逻辑号码，与物理线路号码无关。地址转换机制将逻辑地址转换为实际物理地址以建立连接。呼叫处理独立于交换网络进行。

公共控制子系统采用Director系统。一旦转换后的数字被传输，主管就可以自由地处理另一个呼叫，并且不参与维护对话电路。

下图为公共控制子系统框图，包括呼叫处理子系统、计费电路、操作控制、维护控制和事件监控等。

上面的框图是公共控制交换系统的简单表示。交换系统中的控制功能可分为以下几类。

事件监控

控制子系统的事件监控部分监控交换机外部发生的线路单元、干线连接点以及交换局信令和发送器/接收器单元上发生的事件。线路单元的事件是 - 呼叫请求和呼叫释放。控制继电器以建立与所需线路的连接是关键时刻的事件。交换机之间存在对中继的控制，用于连接以及向交换机间的发送器和接收器电路发送所需的音调。该事件监控可以是分布式的。

呼叫处理

呼叫处理单元包含数字接收器和存储寄存器，它们接收并存储来自主叫方的拨号号码。这些单元还包含初始和最终翻译器。初始转换器是办公室代码转换器，它确定通过网络的呼叫路由或计费方法或费率。最终转换器是用户代码转换器，它确定呼叫必须连接到的线路单元以及被叫线路的类别。注册发送方根据目的地交换机的要求，使用适当的信令传输路由数字和拨打的数字。

收费

这与拨打电话所收取的费用有关。这取决于订户的类型和订户的服务。例如，一些服务，例如紧急电话或故障维修是免费的；一些商业服务也可能提供免费服务。

操作与维护

交换网络的控制和操作采用两种主要技术，即内存映射和网络映射。

内存中的映射

该技术中的路径是通过根据定义路径的一组二进制数据标记不同级的开关元件来确定的，而控制单元提供数据。在此阶段，给出了路径实际连接的命令。这种内存映射技术出现在存储程序控制中。

网络地图

在该技术中，路径查找可以在公共控制单元的级别上进行，其中标记要连接的入口和出口，并且实际路径由交换网络确定。这种网络映射技术在使用标记进行控制的 Crossbar 交换中很常见。

交换系统的管理和维护涉及诸如将新用户线路和干线投入使用、修改用户服务权利以及根据网络状态改变路由计划等活动，这些活动是在控制系统的协调下执行的。维护人员进行维护活动，例如监督正常运行、执行测试和测量不同的线路参数。

TSSN - 按键式拨号电话

在本章中，我们将了解按键式拨号电话技术。当我们谈论电话机的技术发展时，最初阶段使用的是旋转拨号盘。拨号速度较慢是旋转拨号的一大缺点。在旋转拨号盘上拨打 7 位数字需要 12 秒。Strowger 开关系统的步进开关元件无法响应高于每秒 10-12 个脉冲的速率。

它使用 DTMF 技术，在此之前使用的是脉冲拨号技术。在脉冲拨号技术（也称为循环断开技术）中，重复连接和断开线路，就像点击开关一样；交易所根据点击次数将其解释为拨打的号码。

需要按键音

随着公共控制子系统引入交换交换机，更高的拨号速率成为可能。因此，电话技术中开发了一种称为按键式拨号的新系统来取代旋转拨号。这被认为可以以更高的速度使客户受益。这也消除了使用有限、信令容量有限以及速度较低的缺点。

脉冲拨号仅限于交换机和用户之间的信令，但不适用于两个用户之间的信令，这称为端到端信令。端到端信令是一种理想的功能，并且只有当信令处于语音频带中时才可能实现，以便信令信息可以被发送到电话网络中可以发送语音的任何点。

因此，为了取代使用旋转拨号盘的不便，推出了按键式拨号电话。按键式拨号电话的开发始于 1950 年左右。然而，它的使用始于 1964 年左右。下图显示了实用的按键式拨号电话。

上图将帮助您理解旋转拨号被替换为按钮键盘，其中的按钮，如果触摸“按下”按钮将产生与所拨打的号码相关的频率。无忧旋转已被替换，并且在此按钮键盘中添加了重拨号码的功能，所拨打的号码将被存储，直到拨打另一个号码为止。这简化了重新拨打 7 位数号码的过程。

按键式拨号电话如何操作？

按按键式拨号电话上的按钮会指示使用特定频率拨打的号码。“触摸”或轻按一个数字会产生一种“音调”，它是两个频率的组合，一个来自较低频段，另一个来自较高频段。

例如，通过按下按钮9，产生两个频率，例如852Hz的较低频率和1477Hz的较高频率。产生两个频率的按键式拨号的设计如下所示。

DTMF（双音多频）拨号可以通过如上所示的按键式拨号技术来完成。按键式拨号技术由于同时发送一较高一较低的两个频率，因此称为双音多频(DTMF)拨号。产生的两个信号持续时间为 100ms，通过按下的键从矩阵中选择，如上所示。通过选择与矩阵行相关联的四个较低频带频率之一以及选择与矩阵列相关联的三个较高频带频率之一来唯一地引用每个键。

设计注意事项

设计考虑因素是

代码选择
带分离
频率选择
功率级别的选择
信令持续时间

用于按键音信号的代码的选择应该使得音乐和语音对代码信号的模仿一定是困难的。

考虑以下分离两个频率频带的原因 -

在接收器处，带通滤波用于分离频率组；这有助于以简单的方式确定特定频率。
轻松单独调节每个频率分量的幅度。
限制器可用于单独保护每个频率的动作。
错误响应的可能性降低了。

电话网络电路的衰减和延迟失真特性决定了频率的选择。具有非常低衰减的平坦幅度响应和具有低相对延迟值的均匀延迟响应是理想的。尽管设计的可靠性足够高，但应根据信道的衰减特性来规划功率级别的选择。信号持续时间虽然效率较低，但较长，有助于防止谈话。

内部机制

按键式接收器的内部机制可以通过一个简单的框图来解释，其中包含频带分离滤波器（BSF）、限制器（L）、选择器电路（S）和检测器（D），它们给出低频带频率（LBF）信号和高频带频率 (HBF) 信号，如下所示。

接收器处的频带分离滤波器用于分离频率组。这有助于单独确定特定频率。此外，滤波器还调节每个分量的幅度。然后信号到达限制器，其输入端有两个频率。它允许主导信号通过，绕过弱信号。如果两个信号具有相同的强度，则限制器输出远低于全部输出，并且两个信号都不占主导地位。

电路中的选择器设计用于识别信号，当信号落在指定的窄通带内且幅度在限幅器全输出的 2.5dB 范围内时。限制器和选择器电路都可以有效地识别按键音和语音信号之间的差异，以避免谈话中断。为了进一步改进，有时使用带阻滤波器代替带分离滤波器，因为它们允许宽频谱的语音通过滤波器。高频段和低频段频率信号分别通过检波器输出到达输出。

TSSN - 交叉开关

在本章中，我们将讨论交叉开关的概念。Crossbar 交换是在 20 世纪 40 年代开发的。它们通过 Crossbar 交换机和 Crossbar 交换机中使用的通用控制设备实现完全访问和无阻塞功能。称为交叉点的活动元素放置在输入线和输出线之间。在公共控制交换系统中，交换和控制操作之间的分离允许一组公共控制交换机使用交换网络来在共享的基础上同时建立多个呼叫。

纵横开关的特点

在本节中，我们将讨论交叉开关的不同功能。下面简要描述了这些功能 -

在处理呼叫时，公共控制系统有助于资源共享。
由于有线逻辑计算机，呼叫处理的特定路由功能是硬连线的。
灵活的系统设计有助于为特定开关选择适当的比率。
更少的移动部件简化了 Crossbar 交换系统的维护。

Crossbar交换系统使用公共控制网络，使得交换网络能够执行前面讨论的事件监控、呼叫处理、计费、操作和维护。公共控制还为大城市等多交换机区域中的用户提供统一编号，并使用相同的中间交换机将呼叫从一个交换机路由到另一个交换机。该方法通过其接收和存储完整号码以建立呼叫连接的独特过程，有助于避免与逐步切换方法相关的缺点。

纵横开关矩阵

交叉排列是由 MXN 组触点形成的矩阵，这些触点排列为垂直和水平条，并在它们相交处具有接触点。他们需要近 M+N 个激活器来选择其中一个联系人。Crossbar矩阵排列如下图所示。

Crossbar 矩阵包含下图中实线所示的水平和垂直导线阵列，它们都连接到最初分离的开关接触点。上图中虚线所示的水平和垂直杆通过机械方式连接到这些接触点并附着到电磁铁上。

放置在输入线和输出线之间的交叉点具有电磁体，当通电时，闭合两个条的交叉点的接触。这使得两根杆靠得更近并保持住。下图将帮助您了解交叉点处的联系。

一旦通电，电磁体就会拉动杆上的小磁板。列控制电磁铁拉动下杆上的磁铁，而行控制电磁铁拉动上杆上的磁铁。为了避免在同一电路中捕获不同的交叉点，需要遵循一个程序来建立连接。根据此过程，可以先对水平杆或垂直杆通电以进行接触。然而，要断开触点，首先要使水平杆断电；随后垂直杆断电。

由于只要被叫方空闲，就允许所有站与所有可能的连接进行连接，因此这种交叉开关称为非阻塞交叉开关配置，它需要为N个用户提供N2个交换元件。因此，交叉点将远远大于订阅者。例如，100 个订阅者将需要 10,000 个交叉点。这意味着该技术可以应用于具有少量订户的组。

有一个外部开关称为标记；这可以控制许多开关并为许多寄存器提供服务。开关决定诸如选择磁体和桥磁体之类的磁体的操作，应分别对它们进行通电和断电以连接和释放用户。

对角交叉点矩阵

在矩阵中，由于1,2,3,4表示输入线，1',2',3',4'表示同一用户的输出线，如果必须在第一个和第二个用户之间建立连接，然后 1 和 2' 可以连接，或者 2 和 1' 可以使用交叉点连接。同样，当需要在 3 和 4 之间建立连接时，可以使用 3-4' 交叉点或 4-3' 交叉点。下图将帮助您了解其工作原理。