时隙交换原理

2.1.5　时隙交换原理

程控数字交换机的根本任务是通过数字交换来实现任意两个用户之间的语音交换，即在这两个用户之间建立一条数字话音通道。

最简单的数字交换方法是给这两个要求通话的用户之间分配一个公共时隙（时分通路），两个用户的模拟话音信号经数字化后都进入这个特定的时隙（TS，Time Slot），这就是动态分配时隙的方法。实际的程控数字交换机能接很多用户，因此要求先对每个用户分配一个固定时隙，然后在两个用户（不同时隙）之间进行交换。

当话音信号变成数字信号后，每个用户的话音信息就在PCM（脉冲编码调制）复用线上占据一个固定的时隙，在这个固定的时隙上，周期地传送该用户的话音信息。例如，A用户占据的TS1时隙，则A用户的话音信息就每隔125μs在TS1时隙内以数字信号的方式向交换网络传递一次。由交换网络传送给A用户的话音信息也将每隔125μs时间在TS1时隙内送给A用户。所以TS1时隙就是固定给A用户使用的话路，无论发话还是受话，均使用这个TS1时隙的时间。当然发话回路和受话回路是分开的，但传递A用户话音信息的时间和A用户接收来话的话音信息的时间是在同一个时隙时间之内。30个话路就分别固定占用30个时隙，如A用户占用TS1，B用户占用TS2，C用户占用TS3，N用户占用TSN。

为了能够形象地说明时隙交换原理，用两个时序开关代替控制机构，控制话音信息的交换。如图2.8所示，图中有一个话音存储器，它有32个存储单元，每个单元都有单元地址，按0，1，2，3，…，31顺序排列，在其左侧（输入侧）有一个时序开关K_入，开关的接点有32个，分别按序号与相应的话音存储器的存储单元相连接；在其右侧（输出侧）也有一个时序开关K_出，开关的接点也有32个，但每个接点不是按顺序，而是按用户的要求来连接的，即TS1用户的话音信息a要送个TS2用户，则开关K_出的2＃接点就与话音存储器1＃单元的输出侧相连接；TS3用户的话音信息c要送给TSN用户，则开关K_出的N＃接点就与3＃存储单元的输出侧相连；若TS2用户话音信息b送给TS1用户，在K_出的1＃接点应与2＃单元相接；TSN用户的话音n送给TS3用户，则K_出的3＃接点就与N＃单元相接等等。

图2.8　用时序开关代替控制机构的表示方法

时序开关K_入和K_出每秒旋转8000周，每周所需的时间是125μs。在TS0时隙，开关与0＃接点接通；在TS1时隙，开关与1＃接点接通；TS2时隙，开关与2＃接点接通……在TSN时隙，开关与N＃接点接通，等等。K_入和K_出是同步旋转的。

在TS1时隙时，K_入和K_出分别和接点1＃_入和2＃_出相连，即K_入和1＃存储单元相连，K_出与2＃存储单元输出相连，此时在TS1时隙里传送来的a话音信息就存入话音存储器的1＃单元，而话音存储器的2＃单元内存放的b话音信息就在此时通过K_出的1＃接点送出，也就是输出端在TS1时隙送出b话音信息给TS1用户。在TS2时隙时，K_入和K_出分别与接点2＃_入和1＃_出相连接，使TS2时隙传来的b话音信息存入2＃单元，而使1＃单元内的a话音信息通过K_出的2＃接点送给TS2用户，这就实现了A用户和B用户的通话。其他时隙的信息交换也依此进行。

由于开关是周而复始的旋转，所以话音信息将不断地存入和送出。每个125μs，话音信息就变换一次，每次只传送话音信息的一个抽样值。

因此，在时分通路里，若A用户的话音通道占用TS1时隙，B用户的话音信道占用TS2时隙，TS1时隙和TS2时隙是互相错开的。要想交换这两个用户的信息，则只能采取暂存的办法，即A用户的话音在TS1时隙传送来时，先将其放在一个称为话音存储器的某个单元里，假如是1＃单元，等到TS2时隙时，再从1＃单元将A用户的话音信息取出来，送给B用户。而B用户的话音信息是在TS2时隙时发出，先将话音送到话音存储器并暂存在2＃单元里，等到TS1时隙时，再从2＃单元将其取出，送给A用户，这样就实现了时隙交换。

如图2.9所示，A用户的话音编码信息a在TS1时隙时，通过A用户的发送回路送至交换网络的话音存储器中的1＃单元暂存，在TS2时隙时将话音信息a从1＃单元取出，经交换网络的输出线送至B用户接收回路送给B用户。B用户的话音编码信息b在TS2时隙时，通过B用户发送回路送至交换网络的话音存储器中的2＃单元暂存，在TS1时隙时将话音信息b从2＃单元中取出，经交换网络的输出线送至A用户的接收回路送给A用户，完成了A用户和B用户之间的信息交换。

图2.9　时隙交换原理