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一组交换元件，这些元件的排列和控制方式可在任意两个远距离点之间建立一条公共路径。交换系统的引入降低了布线的复杂性，使电话变得轻松无忧。
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。在初始阶段，交换系统是手动操作的。这些系统后来实现了自动化。以下流程图显示了交换系统的分类方式。
早期的交换系统是手动操作的。接线员在电话交换机处进行连接以建立连接。为了最大限度地减少手动操作的缺点，引入了自动交换系统。
自动交换系统分为以下几类 −
机电交换系统 − 在这里，机械开关是电动操作的。
电子交换系统 − 在这里，使用二极管、晶体管和 IC 等电子元件进行切换。
机电交换系统
机电交换系统是机械和电气交换类型的组合。其中部署了电路和机械继电器。机电交换系统进一步分为以下几种。
分步式
分步式交换系统也称为斯特罗格交换系统，以它的发明者 A B 斯特罗格命名。斯特罗格系统中的控制功能由与系统中的交换元件相关的电路执行。
纵横式
纵横式交换系统具有使用继电器和闩锁的硬接线控制子系统。这些子系统的能力有限，几乎不可能对其进行修改以提供额外的功能。
电子交换系统
电子交换系统在控制交换时序的处理器或计算机的帮助下运行。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。可以通过更改控制程序将新设施添加到 SPC 系统。
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，在整个通话期间，在呼叫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输。
时分交换可以是模拟的或数字的。在模拟交换中，采样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。如果编码值在从输入到输出的相同时间间隔内传输，则该技术称为空间交换。如果值以时间间隔存储并传输到输出，则该技术称为时间交换。时分数字交换机也可以通过结合使用空间和时间交换技术来设计。
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。此类交换系统可以分组以形成电信网络。交换系统使用称为中继线的线路连接。通向用户场所的线路称为用户线路
下图显示了电信网络。
从 20 世纪早期到晚期(1900-80 年)，当一个人需要拨打远距离电话时，首先会将电话转接至最近的交换中心的接线员，然后记下被叫用户的号码和位置。此时，接线员的工作是与远程交换中心建立呼叫，然后重新呼叫呼叫用户以建立连接。这种拨打电话的系统称为中继呼叫系统。
例如，海得拉巴的一个人可以预订到孟买的中继呼叫，并等待接线员通过中继线和交换系统建立连接后回电。
交换系统基础知识
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。交换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，出口用M表示。因此，交换网络有 N 个入口和 M 个出口。
交换矩阵
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。此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，它与上面提到的电信网络不同。
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。
- 用户与出局中继之间的出局呼叫连接。
- 入局中继与本地用户之间的入局呼叫连接。
- 入局中继与出局中继之间的转接呼叫连接。
折叠网络
当交换网络的入口数等于出口数时，这种网络称为对称网络，即 N=M。出口连接到入口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。尽管如此，交换网络仍根据需要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。
由于每次只能为一条线路提供一个连接，因此折叠网络的 N 个入口只能建立 N/2 个连接。这样的网络可以称为无阻塞网络。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。在通话过程中，没有机会拨打另一个电话，因此只建立了一个连接。因此，对于 N 个入口，只有 N/2 条线路连接。
有时，可能会发生入口和出口连接仅用于通过中继线进行转接呼叫，而不是在本地用户之间进行。如果入口和出口连接用于局间传输，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。这种交换网络称为非折叠网络。如下图所示 −
阻塞网络
如果网络中没有可用的交换路径，则请求的呼叫将被拒绝，此时用户被称为阻塞，网络称为阻塞网络。在阻塞网络中，同时交换路径的数量小于可以同时进行的最大通话数量。用户可能被阻塞的概率称为阻塞概率。良好的设计应确保较低的阻塞概率。
流量
呼叫速率与平均保持时间的乘积定义为流量强度。流量密度高的连续六十分钟时段称为繁忙时段。当流量超过交换系统设计的限制时，用户将遇到阻塞。
Erlang
电信网络中的流量由国际公认的流量密度单位 Erlang (E) 来衡量。如果交换资源在给定的观察期内持续被占用，则称其承载了 1 Erlang 的流量。
