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。