标题：程控交换技术
简介
自动电话交换由“机电”方式向“程控”方式演变，是20世纪电话通信的又一次重大变革。程控电话交换机就是电子计算机控制的电话交换机。它是利用电子计算机技术，用预先编好的程序来控制电话的接续工  作。
发展历史
1965年5月，美国贝尔系统的1号电子交换机问世，它是世界上第一部开通使用的程控电话交换机。但这还不是时分数字式的，而是所谓“空分”的。什么叫“空分”？空分就是用户在打电话时要占用一对线路，也就是要占用一个空间位置，一直到打完电话为止。过去机电式的交换机都是空分方式的。从1965年到1975年这10年间，绝大部分程控交换机都是空分的、模拟的。为什么不直接实现数字化呢？这是因为交换机中的两大部分，即公共控制设备部分和通话电路接续部分中，随着电子器件、集成电路和电子计算机技术的发展解决公共控制设备的电子化、实现计算机控制比较顺利；而想要把通话接续部分的金属接点换成电子接点却比较困难，因为没有一种电子接点的开关性能（即开关断开时的电阻与接通时的电阻之比）能比得上金属接触点。
1970年，法国开通了世界上第一部程控数字交换机，采用时分复用技术和大规模集成电路。随后世界各国都大力开发。进入80年代，程控数字电话交换机开始在世界上普及。  程控数字交换与数字传输相结合，可以构成综合业务数字网，不仅实现电话交换，还能实现传真、数据、图像通信等的交换。程控数字交换机处理速度快，体积小、容量大，灵活性强，服务功能多，便于改变交换机功能，便于建设智能网，向用户提供更多、更方便的电话服务。因此，它已成为当代电话交换的主要制式。
程控用户交换机功能
用户交换机是机关工矿企业等单位内部进行电话交换的一种专用交换机，其基本功能是完成单位内部用户的相互通话，但也装有出入中继线可接入公用电话网的市内网部分和网中用户通话（包括市通话，国内长途通话和国际长话）。由于这类交换机系单位内部专用，故可根据用户需要增加若干附加性能以提供使用上的方便。因此这类交换机具有较大的灵活性。用户交换机是市话网的重要组成部分，是市话交换机的一种补充设备，因为它为市话网承担了大量的单位内部用户间的话务量，减轻了市话网的话务负荷。另外用户交换机在各单位分散设置，更靠近用户，因而缩短了用户线距离，节省了用户电缆。同时用少量的出入中继线接入市话网，起到话务集中的作用。从这些方面讲，使用用户交换机都有较大的经济意义。因此公用网建设中，不能缺少用户交换机的作用。用户交换机在技术上的发展趋势是采用程控用户交换机，采用新型的程控数字用户交换机不仅可以交换电话业务，而且可以交换数据等非话业务，做到多种业务的综合交换，传输。为各单位组建综合业务数字网（ISDN）创造了条件。目前已可接入ISDN用户。SOPHO是世界上首部能处理ISDN业务的综合信息交换机，无论是提供的接口还是信令方式完全符合ISDN的规范。可以坚信，在未来的ISDN网中程控数字用户交换机将发挥巨大的作用。
程控用户交换机的类型
程控用户交换机有很多种类型，从技术结构上划分为程控空分用户交换机和程控数字用户交换机两种。前者是对模拟话音信号进行交换，属于模拟交换范畴。后者交换的是PCM数字话音信号，是数字交换机的一种类型。
如果从使用方面进行分类，可分为通用性程控用户交换机和专用型程控用户交换机两大类。
通用型适用于一般企业、事业单位、工厂、机关、，学校等以话音业务为主的单位。容量一般在几百门以下，且其内部话务量所占比重较大，一般占总发话话务量的70%左右。目前国内生产的200门以下的程控空分用户交换机均属此种类型，其特点是系统结构简单，体积较小，使用方便，价格便宜，维护量较少。
专用型适用于各种不同的单位，根据各单位专门的需要提供各种特殊的功能。  下面分别说明几种专用型程控用户交换机：
一.宾馆型 宾馆型程控用户交换机出入局话务量大，不需要直接拨入功能（DID），为此话务台功能要强。为满足客人打长途电话的需要，应具有PAMA(Private Automatic Message Accounting）计费功能。为满足宾馆客房管理软件，提供了以下功能：
1）.房间控制：客人离店结帐电话自动闭锁。
2）.留言中心：对临时外出的客人的来话呼叫，提供留言服务。
3）.客房状态：随时提供客房占用，空闲，是否打扫的情况。
4）.自动叫醒：按客人需要，准时叫醒客人。
5）.请勿打扰：为客人提供安静环境，客人在电话输入指令后，任何电话不能呼入，但超过一定时限失效。6）.综合话音和数据系统：使商务办公人员通过个人计算机从远处计算机或数据库，取得重要商业信息及资料。
二. 医院型：这是装有医院特点软件的专用程控交换机。软件功能中除具有宾馆功能外，还具有呼叫寄存，呼叫转移，病房紧急呼叫，热线电话及配合救护车的移动通信接口的功能。
三.银行型：银行型专用软件包括总行和分行间的通信联络，呼叫代答，警卫线路，外线保留等。同时具备办公自动化PABX的功能。
四.办公自动化型：（OA)
1.办公室人员需要最现代化的话音通道程控交换机完成一流的话音通信要求。呼出要求快速自动直拨，即缩位拨号功能。呼入要求全自动呼入，即DID(Direct Inward Dialling）功能，避免话务员介入，提高效率。
2. 要解决办公桌的微机通过程控交换机使用内部的数据资源和外部的数据库。目前程控用户交换机能提供传输速率为144kb/s的用户线数字传输通道。即2B+ D（64kb/s传输话音，64kb/s传输数据，16kb/s传输信令）。并且通过异步，同步适配器传输方式，传输电报，传真，文字及固定图象等。先进的第四代程控交换机可提供2Mb/s的传输通路，还可开展宽带非话业务，传输动态图象和电视电话等。
3.提供X.25分组交换接口，提高与公用数据网及分组交换网并网能力。
4.具有话音邮递和电子邮箱等功能。
5.办公室自动化中的程控用户交换机需要更高的可靠性，否则影响将是十分严重的.为此必要的冗余度是重要的。SOPHO协作开放式办公自动化系统便是此类型产品的杰出代表，具备先进完善的办公自动化功能。
五.专网型：具有组网汇接功能的程控用户交换机应具有多位号码存储，转发能力，直达优先路由选择，自动迂回，外线呼叫等级限制，等位拨号，功能透明，远端集中维护管理及话务台集中设置等。对专网型程控交换机应着重考虑其中继接口，信令方式与传输系统的配合能力。还可能要求具有汇接，长途甚至与农话业务配合功能。随着技术的不断进步以及各单位业务增长的需要，还会出现更加新颖的机型。
SOPHO程控数字交换机以其尽善尽美的软硬件模块化设计，卓越的功能，高度的可靠性，能完全满足各种类型程控用户交换机的要求，并在世界各地组成了庞大的各类专用通信网。
程控交换机的基本构成
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。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），在程控交换机中目前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。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（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，目前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，其基本功能有： . 
馈电（Battery feed)：交换机通过用户线向共电式话机直流馈电； .
过压保护（Overvoltage Protection): 防止用户线上的电压冲击或过压而损坏交换机.. 
振铃（Ringing）：向被叫用户话机馈送铃流.. 
监视（Supervision）：借助扫描点监视用户线通断状态，以检测话机的摘机，挂机，拨号脉冲等用户线信号，转送给控制设备，以表示用户的忙闲状态和接续要求..
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。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，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。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，目前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。信令系统（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。
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：
一.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。
二.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。目前广泛应用的模拟话机有两类：脉冲式话机与双音频式话机。
1.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。
2.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。
局间信令此信令是在交换机或交换局之间中继线上传送的信号，用以控制呼叫的接续。由于目前使用的交换机制式和中继传输信道类型很多，组网涉及面广，因而局间信令比较复杂。为保证通信网中交换机互通，必须建立统一的国际与国内标准。根据信令通道与话音通路的关系，可将局间信令分为随路信令（CAS,Channel Associated Signalling）与共路信令（CCS,Common Channel Signalling）；若按信道与信号的形式，又可分为直流，交流与数字型信令。如同用户线信令，也可将局间信令按功能分为监视信令，地址信令与管理信令。各种机电式交换机都采用随路信令，虽然目前程控数字交换机仍多采用随路信令，但它一般具有采用共路信令的功能与潜力。为充分发挥程控数字交换系统的优点，采用先进的共路信令是当前程控交换技术的一个重要发展方向。
一. 随路信令 将话路所需要的控制信号由该话路本身或与之有固定联系的一条信令通道来传送，即用同一通路传送话音信息和与其相应的信令。
二.共路信令 将一组话路所需的各种控制信号集中到一条与话音通路分开的公共信号数据链路上进行传送。CCITT No.7号信令是一种目前最先进，应用最广泛的国际标准化共路信令系统，由于它将信令和话音通路分开，可采用高速数据链路传送信令，因而具有传送速度快，呼叫建立时间短，信号容量大，更改与扩容灵活及设备利用率高等特点，最适用于程控数字交换与数字传输相结合的综合数字网和未来综合业务数字网。