时分交换

脉幅时分交换的技术简单，成本也低，多应用于1000门以下的程控交换机。当时分交换时隙数增加时，抽样脉冲变窄，频宽增加，故很难大幅度扩大交换容量。典型的数字程控交换机用时-空-时(TST)交换级，还有TSSST交换级，用来扩大交换级容量。采用这一原理组成的选组级可交换十万用户的电话，图2(a)表示输入两个时分脉码流A和B，每一抽样周期包含4个时隙。输出也是两串脉码流X和Y，但X、Y中不但能改变时隙次序，而且可以接受A或B的时隙，即在空间位置上产生交换。图中交叉的箭头表示空间交换。第一级时分接线器A和B，第三级也是时分接线器K和Y，中间一级为空分，用交叉点矩阵表示。A和B经输入端顺序写入话音存储器，输出由控制存储器决定读取时隙次序。例如，A的读出次序为A1、A3、A2、A4。X和Y在输入端受控制存储器作用而写入，例如X要求写入时隙的次序为2，3、1、4，Y为顺序读出，见图2(b)。空分的交叉点也在每一时隙控制下改变动作，由空分控制存储器控制。例如第一时隙为AX、BY动作，将A1信息传送到X，写入到X的第二位话音存储器。当X读出时，4个时隙信息为B3、A1、A2、B2。因此，TST交换实现了时隙和空间的交换，对于大型程控数字交换机一般包含两个交换级，即用户级和选组级。用户级多为纯时分，选组级采用TST。

时分交换的概念主要有:

①脉冲抽样。根据抽样定律，不论连续信号或非连续信号，均可周期性地抽样，用抽样脉冲传送原有信息。抽样脉冲的频率为信号最高传输频率的两倍以上，对于音频信号，抽样频率为8kHz(抽样周期125μs)已足够，抽样脉冲信号可以恢复为原信号。进行时分交换的信号首先要抽样。

②脉幅调制和脉码调制。抽样脉冲幅度随着信号幅度的变化而变化称脉幅调制(PAM)。脉幅调制的信号经低通滤波器即可以恢复原信号。采用脉幅调制信号的时分交换称脉幅时分交换。如果将脉幅信号经过编码器变为二进制码，则称为脉码调制。例如7位二进制码可以代表127个等级幅度，足以代表幅度的变化。脉码信号在接收端经过译码器将二进制码恢复为脉冲幅度信号，最后经低通滤波器恢复为模拟信号，采用脉码调制的时分交换机称为脉码时分交换机或数字时分交换机。其他方式的脉冲调制(例如脉宽调制)在时分交换机中很少采用。

③时分复用。话音的周期为125μs，可传递多路信号，每路占据一时隙。例如32路PCM(30路话路和2路用于同步和复帧信号)。抽样周期内传送256bit。时分交换中广泛采用同步信号，同步信号使时钟保持正确同步，时钟用来激励各电路以抽取必要的信号。

④时分交换。由于电子电路的单向性，时分交换不像空分那样可以二线交换，必须四线交换。图1(a)表示用户A的信号交换到用户B，用户信号已经时分复用。每一用户在固定时隙上发送，也在该时隙上接收。图中用户A的信号位于时隙1，发送后进入时隙交换电路，在用户B的接收端，A的信号已移动到时隙2，B用户在时隙2位置接收。同理，B的发送信号位于时隙2，经时隙交换后，到达A处时已移动到时隙1为A所接受。可见时分交换的要点在于时隙位置的交换，交换的控制显然是由主叫拨号所决定。图1(b)说明了时隙交换原理。为了实现时隙交换，必须设话音存储器。在抽样周期内有n个时隙分别存入n个存储器单元中。输入按时隙次序顺序存入。如果输出端按特定的次序读出，即可改变时隙的次序。图中交换控制信息收集主叫拨号信息，由软件存入控制信息存储器。该存储器记录读出时隙的次序，例如信号B的时隙应交换到A，则B在A的时隙处读出。因此，由控倒存储器控制话音存储器的读出次序。输出时隙已达到时隙交换的要求。以上控制是加于输出端，如果加于输入端，即输入时按交换的要求存入信息，输出时顺序取出信号，也能达到交换目的。不论何种方式均须有话音存储器和控制信息存储器。

时分复用是指一种通过不同信道或时隙中的交叉位脉冲，同时在同一个通信媒体上传输多个数字化数据、语音和视频信号等的技术。电信中基本采用的信道带宽为 DS0，其信道宽为 64 kbps。 电话网络(PSTN)基于 TDM 技术，通常又称为 TDM 访问网络。电话交换通过一些格式支持 TDM:DS0、T1/E1 TDM 以及 BRI TDM。E1 TDM 支持2.048 Mbps通信链路，将它划分为32个时隙，每间隔为64 kbps 。T1 TDM 支持1.544 Mbps 通信链路，将它划分为24个时隙，每间隔为64 kbps，其中 8 kbps 信道用于同步操作和维护过程。E1 和 T1 TDM 最初应用于电话公司的数字化语音传输，与后来出现的其它类型数据没有什么不同。E1 和 T1 TDM 也应用于广域网链路。BRI TDM 是通过交换机基本速率接口(BRI，支持基本速率 ISDN，并可用作一个或多个静态 PPP 链路的数据信道)提供。基本速率接口具有2个64 kbps 时隙。TDMA 也应用于移动无线通信的信元网络。

时分复用器是一种利用TDM 技术的设备，主要用于将多个低速率数据流结合为单个高速率数据流。来自多个不同源的数据被分解为各个部分(位或位组)，并且这些部分以规定的次序进行传输。这样每个输入数据流即成为输出数据流中的一个"时间片段"。必须维持好传输顺序，从而输入数据流才可以在目的端进行重组。特别值得注意的是，相同设备通过相同 TDM 技术原理却可以执行相反过程，即:将高速率数据流分解为多个低速率数据流，该过程称为解除复用技术。因此，在同一个箱子中同时存在时分复用器和解复用器(Demultiplexer)是常见的。