时间分割
交换机内部采用数字信号后,信号之间的交换也改变了原来那种靠物理接触来传递信号的方式。如步进制的弧刷的滑动接触,纵横制的金属接点的接触等,信号与信号之间的交换采用了电子开关,电子开关比以前的物理接触有许多的优越性,比如开关接通速度(即从开关断开到开关接通的时间)很快,没有磨损等等。
为了充分发挥电子开关动作快速的性能,经济有效地利用电子器件来构成交换机的交换导流,人们采用了一种“时间分割”技术。
所谓“时间分割”简称时分制,是每一用户在指定时间内接通信道, 其他时间为别的用户所接通。如下图:
上面是一个三路的时分制通信,线路两侧的取样开关在时间 t1 同时连在 a 点上,这时第一路的两个用户可以进行通信,这时第二路和第三路的用户不能通信;在时间 t2 同时连在 b 点上,第二路的两个用户可以进行通信,当然此时第一路和第三路的用户不能进行通信;在时间 t3 同时连在 c 点上,第三路的两个用户可以进行通信,此时第一路和第二路的用户无法进行通信,这就是时分制的原理。在同一物理线路上,不同时刻传递的是不同路的信息,这条物理线路就好像是被时间分割开来一样。
在时分制中,取样开关以一个固定的频率在各个用户话路间进行切换,在每个用户话路上停留一小段时间(称之为时隙)。
看到这里,你会不会有疑问:既然时分制是各个话路轮流依次通话, 会不会引起话音信息的丢失,使听者觉得说话者语音不连贯呢?信息论的一个著名定理,奈奎斯特取样定律证明:当取样开关的频率为 8000 赫兹,即取样开关每隔 125 微秒就回到同一点,如 a 点、b 点、c 点时,就绝对不会有哪怕是一丁点的信息丢失,8000 赫兹的取样速率将保证能将说话者的声音准确无误地传到听者的耳朵中。
我们目前使用的程控交换机绝大部分都使用这种时分制方式,时分信号的交换可通过两个取样开关的配合来完成。例如在时间 t,一侧的取样开关指向 a,同时,另一侧的取样开关指向 b,则在时间 t 内就完成了第一路到第二路的交换。
采用以上的时分交换方式不但能使交换机的成本大幅度下降,而且为将来综合业务数字通信网的发展打下了一个良好的基础。