程控交换机基本构成原理是什么？

程控交换机作为现代通信网络的核心设备，其基本构成和系统原理是理解电话交换与数据传输的关键，程控交换机采用计算机程序控制交换接续过程，具有高效率、高可靠性和灵活扩展等特点，广泛应用于电信运营商、企事业单位及专网通信系统中。

程控交换机的基本构成

程控交换机由硬件系统和软件系统两大部分组成，两者协同完成呼叫接续、信号处理和业务管理等功能。

硬件系统

硬件系统是程控交换机的物理基础,主要包括以下核心模块：

• 控制设备：由中央处理器（CPU）、存储器（ROM、RAM）和外围设备组成，负责运行交换软件,处理呼叫逻辑和系统管理。
• 交换网络：采用时分复用（TDM）或时分+空分（TDM+SDM）技术，实现用户话音或数据信息的实时交换,是接续通路的核心。
• 用户接口电路：连接用户终端的接口模块，包括模拟二线接口（Z接口）用于普通电话，数字接口（V接口）用于数字终端，具备馈电、监视、编译码等功能。
• 中继接口电路：连接其他交换局或传输系统的接口，如E1/T1数字中继、模拟中继等,实现局间信令和话路传输。
• 信令设备：处理随路信令（如R2）或共路信令（如No.7、PRI），确保呼叫建立、释放等控制信息的正确传递。
• 维护终端：提供人机交互界面，用于系统配置、故障诊断和性能监控。

软件系统

软件系统是程控交换机的“大脑”，采用分层模块化设计,主要包括：

• 操作系统：基于实时操作系统（RTOS）开发，提供任务调度、进程管理和内存分配等基础功能。
• 数据库系统：存储用户数据、路由表、计费信息等静态数据,支持快速查询和动态更新。
• 应用软件：包括呼叫处理程序（负责号码分析、接续控制）、维护管理程序（系统监控、故障处理）和业务逻辑程序（如来电显示、呼叫转移等增值业务）。

程控交换系统的工作原理

程控交换系统的工作流程可分为呼叫建立、话音传输和呼叫释放三个阶段,其核心原理如下：

1. 呼叫建立阶段
   当用户摘机拨号后，用户接口电路检测到 off-hook 信号，向控制设备发送占用请求，CPU 响应后，通过数据库分析被叫号码，确定路由并选择空闲出中继或内部资源，随后，交换网络建立双向话音通路,并向主被叫用户发送振铃或回铃音。

2. 话音传输阶段
   双方摘机应答后，话音信号经用户接口电路编译码（如PCM编码）后，通过交换网络实现时分复用传输，交换网络根据时隙分配表（TST或S-T-S结构），将主叫发送时隙与被叫接收时隙动态连接,完成双向实时通信。

3. 呼叫释放阶段
   任一方挂机后，用户接口电路检测到 on-hook 信号，控制设备释放交换网络中的相关资源，更新资源占用状态，并生成计费话单（如适用）。

程控交换机的关键技术指标

FAQs

Q1: 程控交换机与传统机电交换机的主要区别是什么？
A1: 程控交换机采用计算机程序控制，而机电交换机依赖继电器等机械部件，前者具有更高的接续速度（毫秒级）、更强的业务扩展能力（如支持数据业务）和更低的维护成本，后者则因机械结构存在体积大、速度慢、功能单一等缺点。

Q2: 程控交换机如何支持IP电话功能？
A2: 现代程控交换机通常通过内置VoIP网关或SIP协议栈实现IP电话功能，将传统模拟话音信号打包为IP数据包，通过以太网传输，支持与SIP终端、软客户端互通,实现语音与数据网络的融合。