1.2　電路交換原理

1.2.1　電路交換的基本原理與功能

前面已經提及，電路交換方式是指兩個用戶在相互通信時使用一條物理鏈路，在通信過程中自始至終使用該條鏈路進行信息傳輸，同時不允許其他用戶終端設備共享該鏈路的通信方式。

1.2.1.1　電路交換的基本原理

在電路交換過程中，主叫終端發出呼叫請求，交換機根據網絡的資源情況，按照主叫的要求連通被叫終端，檢測被叫終端狀態，并征求被叫用戶意愿。如果被叫用戶同意接受呼叫，交換機就在主、被叫之間建立一條連接通路，供通信雙方傳送消息，該連接通路在通信期間始終保持，直到通信結束才釋放建立的連接。

1.2.1.2　電路交換系統的基本功能

電路交換系統中兩個用戶終端間的每一次成功的通信都包括嚴格的三個階段：呼叫建立、傳送信息、呼叫拆除。在不同的階段，用戶線或中繼線中所傳輸的信號的性質是不同的，在呼叫建立和釋放階段，用戶線和中繼線中所傳輸的信號稱為信令，而在消息傳輸階段的信號稱為消息。下面是一個完整呼叫的電話交換過程。

（1）呼叫建立

用戶摘機，向交換機發出通信請求信令，交換機向用戶送撥號音，用戶撥號，告知所需被叫號碼，如果被叫用戶與主叫用戶不屬于一個交換機，則由主叫方交換機通過中繼線向被叫方交換機或中轉匯接交換機發電話號碼信令，如被叫空閑，向被叫振鈴。

各交換機在相應的主、被叫用戶線之間建立起一條用于用戶通信的通路。

（2）消息傳輸

主、被叫終端間通過用戶線及交換機內部建立的通路和中繼線進行通信。

（3）話終釋放

任何一方掛機表示向本地交換機發出終止通信的信令。使通路涉及的各交換機釋放其內部鏈路和占用的中繼線，供其他呼叫使用。在早期的電路交換中，不同的階段，用戶線或中繼線中所傳輸的信號的性質是不同的，在呼叫建立和釋放階段，用戶線和中繼線中所傳輸的信號稱為信令，而在消息傳輸階段的信號稱為消息。電路交換的基本過程如圖1-15所示。

電路交換采用在終端之間建立連接通路后才能通信，如用戶有呼叫請求，但因網絡中無空閑路由或被叫占線，則會造成呼叫失敗，稱為呼損。在電路交換技術中，交換系統的基本功能應包含連接、信令、終端接口和控制四大功能。

（1）連接功能

連接功能是為了實現通信雙方語音信號的交換。對于電路交換而言，呼叫通話的用戶之間建立一條通路，這就是連接功能。連接功能由交換機中的交換網絡實現。交換網絡可在處理機控制下，建立任意兩個終端之間的連接。

（2）信令功能

在呼叫建立的過程中，要求交換設備能隨時發現呼叫的到來和結束；向主、被叫發送各種用于控制接續的可聞信號音；能接收并保存主叫發送的被叫號碼。

（3）終端接口功能

接口是為了連接不同種類和性質的終端設備。用戶線和中繼線均通過端接口而接至交換網，終端接口是交換設備與外界連接的部分，又稱為接口設備或接口電路。終端接口功能與外界連接的設備密切相關，因而，終端接口的種類也很多，主要劃分為中繼側接口和用戶側接口兩大類。終端接口還有一個主要功能就是與信令的配合，因此，終端接口與信令也有切的關系。

（4）控制功能

控制功能是為了檢測是否存在空閑通路以及被叫的忙閑情況，控制各電路完成接續。連接功能和信令功能都是按接收控制功能的指令而工作的。人工交換機由話務員控制，程控交換機由處理機控制。控制功能可分為低層控制和高層控制。低層控制主要是指對連接能和信令功能的控制。連接功能和信令功能都是由一些硬件設備實現的。因此低層控制實際上是指與硬牛設備直接相關的控制功能，概括起來有兩種：掃描和驅動。掃描用來發現外部事件的發生或信令的到來。驅動用來控制通路的連、信令的發送或終端接口的狀態變化。高層控制則是指與硬件設備隔離的高一層呼呼叫控制，例如，對所接收的號碼進行數字分析，在交換網絡中選擇一條空閑的通路等。