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模拟交换是从入线到出线对模拟信号进行交换的一种交换方式。 [1]


中文名:模拟交换

外文名:analog switching

领 域:计算机通讯

定 义:入线到出线对模拟信号进行交换

对应概念:数字交换

优 点:占用频带窄

定义

数字交换与模拟交换是有不同的,数字交换用的是时分交换技术,而模拟交换用的是空分交换技术。数字交换是无阻塞的交换技术,而模拟交换会受到通话绳路的限制。

模拟交换机

在机电制交换时代,发展的代表有步进制及纵横制交换机。纵横制交换机解决了步进制中继电器节点易磨损、资源占用严重等问题。当交换机由机电制刚发展到程控制时,在接续部分方面还是延续了纵横制中的纵横接线方式。甚至在准电子式交换机中,接续部分还是使用机械节点式的纵横接线方式。但控制方式由原来的布控发展为程控。

在模拟交换机发展的初期,由于没有大规模的集成电路,所以纵横接线架仍使用机械节点式的。在大规模集成电路出现后,机械节点式的纵横接线架才改为电子式的。这一项改进大大减小了设备的体积,而且使维护更为方便。但它也仅仅只是改进了接续的方式,而不是改变接续的本质。这种技术的改进形象的说∶就是造纸术的发明解决了以往用竹简记载文字的方式,但并设有改变人手书写的本质。所以,直到数字交换机发明之前,用以交换的一直是模拟信号。也就是因为交换信号的不同造成了模数交换机本质区别。

在模拟交换机中,多数采用空分接线方式,即每一个用户在纵横接线架上都有一个固定的空间位置。在完成接续工作时只要在纵横接线架上选通这个位置就行了,而被用来进行交换的信号一直是没经任何处理的模拟话音信号。当然这种方式有它的优点,用户线路简单、话音音色好。但在以这种系统构成的交换机中有它的先天不足,由于采用的是纵横制接线架,在组成大规模交换网络时会有一个非常大的纵横接线网络,这给维护带来了不方便。而且由于通道中交换的是模拟的话音,所以在容量一大后干扰和串扰现象就很严重,这使话音的质量急剧下降。随着新技术的不断产生,人们对交换机的要求越来越高。在组网及新业务功能方面,模拟的交换方式已不能满足要求。


数字交换机

在数字交换机中,用来交换的信息是数字的,可我们最终听到肯定是模拟的话音。所以,这就要求在交换设备中必需有一个器件进行模数、数模转换。就像这样∶主叫说出来的模拟话音经模数转换后调制成数字信号,这个数字信号被交换到被叫用户端口,再经被叫用户端口的数模转换又被解调成模拟的话音信号。那么,现在的问题是∶既然两方听到的都是模拟话音,为何还要增加一个模数转换呢?前面我们讲到模拟交换机有两个缺点∶其一,话音容易受干扰。其二,容量不能做的很大。而对于数字信号来说,这两个缺点就比较容易解决。

在数字信号中,只有两种表达方式,就是高低电平。就算在传输回路中高低电平受到了一定的干扰,只要它的值还能满足高低电平的判断阀值,它还将被作为原先的值来处理,这就是所谓的数字再生技术。所以,就算数字传输回路中有干扰,只要它的于扰不是很大,最终被还原的模拟语音都只有很小的失真度。

在数字交换机中,采用的是多路复用的时分接线方式,即每一条数字传输链路都均分成若干个等分,每一个用户只占用其中的一个等分,用时间的方式来表示该用户所处那一位置,这样大大增加了数据传输量,使接线结构更为简单。

在国际贸易中,我们常将各自国家的货币转换成美元再进行贸易。它的优点是∶美元通用性强、相对比较稳定。那么,对语音进行数字编码也有这一方面的优点。首先编码的方式是全球约定的,其次编码后的数据传输量可以做的很大。所以,有数字编码的设备在组网上就非常灵活。 [2]

数字信号与模拟信号相比较后的优缺点:

1、具有较强的抗干扰能力,而且还可以再生,这是模拟信号无法比拟的。

2、保密性强。在数字信号中很容易加密,只要收、发双方事先约定某种逻辑运算规则,在发方按约定的逻辑运算规则,通过逻辑电路就可变成加密信号发至对方。接收端再按约定的逻辑运算规则,通过相同的逻辑电路进行翻译而变成原码。第三者是很难破译的,而且加密电路还可以经常改变,使信号有极高的保密性。

3、由于便于采用大规模集成电路和超大规模集成电路,因而设备便于小型化,重量轻,耗电省,成本也不断下降。

4、由于话音信息和非话音信息均可进行数字化,这样可使各种通信业务都纳入一个综合业务数字网ISDN中。

缺点:

1、占用频带较宽。在电话传输中,为了减少频带,提高线路利用率,将语音的频带限制在300~3400Hz范围,便可保证能听清讲话的内容及讲话者的语音特征。所以,模拟话音信号占的频带只有4KHz左右。而将话音信号变成数字信号,其所占的频带将为20~60KHz。如在JSY-2100系统中,数字编译码系统每秒对话音进行8K次抽样,每一次抽样被编码成8位数字信号,故数据的频带宽度为8K×8=64KHz。

2、设备复杂,技术要求高。数字通信设备比模拟通信设备保密性强,通话质量清晰,保真。[2]


参考文献

  1. [况家林, 张朝金. S1240数字交换机与模拟交换机联网实例[J]. 通信与信息技术, 1993(2):33-35.]
  2. [Erhan Kudeki, David C. Munson Jr..模拟信号和系统:科学出版社,2012]