電路交換單元名詞解釋

電路交換單元就是通信的過(guò)程中維持的是實(shí)際的電子電路（物理線路），這條電子電路建立后用戶始終占用從發(fā)送端到接收端的固定傳輸帶寬。

每部電話都連接到交換機(jī)上，而交換機(jī)使用交換的方法，讓電話用戶之間可以很方便地通信。一百多年來(lái)，電話交換機(jī)雖然經(jīng)過(guò)了多次更新?lián)Q代，但交換的方式一直都是電路交換單元。當(dāng)電話機(jī)數(shù)量增多，就使用彼此連接起來(lái)的交換機(jī)來(lái)完成全網(wǎng)的交換工作。注意，是這種交換機(jī)采用了電路交換單元的方式，后來(lái)的分組交換也是采用了一樣的電信網(wǎng)，只是不一樣類型的交換機(jī)（當(dāng)然協(xié)議也不同）。

從通信資源 的分配角度來(lái)看，“交換”就是按照某種方式動(dòng)態(tài)地分配傳輸線路的資源。在使用電路交換單元打電話之前，先撥號(hào)建立連接：當(dāng)撥號(hào)的信令通過(guò)許多交換機(jī)到達(dá)被叫用戶所連接的交換機(jī)時(shí)，該交換機(jī)就向用戶的電話機(jī)振鈴；在被叫用戶摘機(jī)且摘機(jī)信號(hào)傳送回到主叫用戶所連接的交換機(jī)后，呼叫即完成，這時(shí)從主叫端到被叫端就建立了一條連接。通話過(guò)程。通話結(jié)束掛機(jī)后，掛機(jī)信令告訴這些交換機(jī)，使交換機(jī)釋放剛才這條物理通路。這種必須經(jīng)過(guò)“建立連接--通信--釋放連接”三個(gè)步驟的連網(wǎng)方式稱為面向連接的。電路交換單元必定是面向連接的。

用戶到交換機(jī)之間的叫用戶線，歸電話用戶專用。交換機(jī)之間、許多用戶共享的叫中繼線，擁有大量的話路，正在通話的用戶只占用其中的一個(gè)話路，在通話的全部時(shí)間里，通話的兩個(gè)用戶始終占用端到端的固定傳輸帶寬。

以電路聯(lián)接為目的的交換方式是電路交換單元方式。電話網(wǎng)中就是采用電路交換單元方式。我們可以打一次電話來(lái)體驗(yàn)這種交換方式。打電話時(shí)，首先是摘下話機(jī)撥號(hào)。撥號(hào)完畢，交換機(jī)就知道了要和誰(shuí)通話，并為雙方建立連接，等一方掛機(jī)后，交換機(jī)就把雙方的線路斷開(kāi)，為雙方各自開(kāi)始一次新的通話做好準(zhǔn)備。因此，我們可以體會(huì)到，電路交換單元的動(dòng)作，就是在通信時(shí)建立(即聯(lián)接)電路，通信完畢時(shí)拆除(即斷開(kāi))電路。至于在通信過(guò)程中雙方傳送信息的內(nèi)容，與交換系統(tǒng)無(wú)關(guān)。

一個(gè)交換單元從外部看，主要由四個(gè)部分組成：輸入端口、輸出端口、控制端與狀態(tài)端。交換單元的輸入端口又稱為入線，輸出端口稱為出線，一個(gè)具有M條入線，N條出線的交換單元稱為M*N的交換單元，入線編號(hào)為0-M-1，出線編號(hào)為0-N-1?？刂贫酥饕脕?lái)控制交換單元的動(dòng)作，可以通過(guò)控制端的控制將交換單元的特定入線與特定出線連接起來(lái)，使信息從入線交換到出線而完成交換的功能。狀態(tài)端用來(lái)描述交換單元的內(nèi)部狀態(tài)，不同的交換單元有不同的內(nèi)部狀態(tài)集，通過(guò)狀態(tài)端口讓外部及時(shí)了解工作情況。

從內(nèi)部看交換單元，其構(gòu)成是多種多樣的，它可以是一個(gè)時(shí)分總線或是一個(gè)空分的開(kāi)關(guān)陣列。無(wú)論交換單元內(nèi)部構(gòu)成如何，它都應(yīng)該能夠完成最基本的交換功能，即能把交換單元任意入線的信息交換到任意出線上。

交換單元有多種分類方法，從不同角度對(duì)交換單元進(jìn)行分類，一般有四種分類方法、

（1）按照入線與出線上信息傳送的方向是單向還是雙向可以把一個(gè)交換單元分為有向交換單元和無(wú)向交換單元。

（2）按照交換單元入線與出線的數(shù)量關(guān)系，可以吧一個(gè)M*N的交換單元分為集中型、連接型和擴(kuò)散型 。

（3）按照交換單元的所有入線和出線之間是否共享單一的通路，可以把交換單元分為時(shí)分交換單元與空分交換單元。

（4）按照交換單元所接收的模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào)，可以把交換單元分為數(shù)字交換單元與模擬交換單元。

交換單元的基本功能就是要在入線和出線之間建立一定的連接，使信息能從入線交換到出線。交換單元的連接特性反映出交換單元從入線到出線的連接能力，是交換單元的基本特性。交換單元的連接特性有集合和函數(shù)兩種描述方式。

對(duì)于交換單元，通過(guò)下述幾個(gè)指標(biāo)來(lái)描述其特性。

（1）容量

（2）接口

（3）功能

（4）質(zhì)量

舉例來(lái)說(shuō)，我們假設(shè)有A、B兩個(gè)城市，每個(gè)城市都有一部交換機(jī)并有一千個(gè)用戶，兩個(gè)交換機(jī)之間用100條中繼線連接著。那么，如果我們說(shuō)：在A城的兩個(gè)用戶之間建立一條電路，我們指的是把兩條用戶線路通過(guò)A城的交換機(jī)聯(lián)接起來(lái)。但當(dāng)我們說(shuō)：在A城的一個(gè)用戶和B城的一個(gè)用戶之間建立一條電路時(shí)，我們指的就是由A城的用戶線路經(jīng)A城交換機(jī)聯(lián)接到A、B城之間的一條中繼線路，在經(jīng)B城交換機(jī)聯(lián)接到B城的用戶線路上。由于經(jīng)濟(jì)上的原因，中繼線路總是大大少于用戶線路，并且為所有用戶所共享。那么，當(dāng)我們占用了一條中繼線路以后，即使我們不傳送信息，別人也不能使用，這就是電路交換單元最主要的缺點(diǎn)。在電話通信中，由于講話雙方總是一個(gè)在說(shuō)，一個(gè)在聽(tīng)，因此電路空閑時(shí)間占大約50%。

從電路交換單元的工作原理看出，電路交換單元會(huì)占用固定帶寬，因而限制了在線路上的流量以及連接數(shù)量，電路交換單元常于分組交換進(jìn)行比較。其主要不同之處在于：分組交換的通信線路并不專用于源與目的地間的信息傳輸。在要求數(shù)據(jù)按先后順序且以恒定速率快速傳輸?shù)那闆r下，使用電路交換單元是較為理想的選擇。因此，當(dāng)傳輸實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)時(shí)，諸如音頻和視頻；或當(dāng)服務(wù)質(zhì)量（QOS）要求較高時(shí)，通常使用電路交換單元網(wǎng)絡(luò)。分組交換在數(shù)據(jù)傳輸方面具有更強(qiáng)的的效能，可以預(yù)防傳輸過(guò)程（如e-mail信息和Web頁(yè)面）中的延遲和抖動(dòng)現(xiàn)象。

變頻電路直接變頻電路

直接變頻電路是指不經(jīng)過(guò)任何中間環(huán)節(jié)，直接將一種頻率的交流電轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪环N頻率的交流電的電路。一般還可同時(shí)控制輸出電壓。直接變頻電路應(yīng)用于變頻調(diào)速裝置、感應(yīng)加熱裝置、不停電電源等場(chǎng)合。與間接變頻電路相比，直接變頻電路僅進(jìn)行一次電能變換，變換效率較高。按變頻電路的輸出頻率和輸入頻率的關(guān)系分，可分為直接降頻電路、直接升頻電路和直接升降頻電路。

直接變頻電路又稱周波變流電路。它由兩組反并聯(lián)的相控整流電路（正極組和負(fù)極組）組成。三相橋式相控整流器組成的直接降頻電路。正極組和負(fù)極組整流器交替地工作，即可輸出一個(gè)低頻的交流電壓。直接降頻電路按控制方式可分為定比式周波變流器和連續(xù)式周波變流器兩種。①定比式周波變流器它的輸出電壓波形。電路的輸出頻率與輸入頻率有一定的比例關(guān)系，不能連續(xù)變化，輸出電壓的低次諧波較大，但控制方式簡(jiǎn)單，可用于頻率精度要求不高的場(chǎng)合。②連續(xù)式周波變流器 它可連續(xù)改變正極組和負(fù)極組的觸發(fā)滯后角，通過(guò)改變觸發(fā)滯后角的變化周期改變輸出頻率，改變觸發(fā)滯后角改變輸出電壓。它的輸出頻率和電壓都是連續(xù)可調(diào)的。連續(xù)式周波變流器的輸出電壓波形。為使輸出電壓波形更接近于正弦波，各整流器的觸發(fā)滯后角按余弦規(guī)律變化。連續(xù)式周波變流器的輸出電壓中包含有分?jǐn)?shù)次諧波。當(dāng)輸出頻率和輸入頻率之比大于三分之一時(shí)，這種分?jǐn)?shù)次諧波會(huì)對(duì)負(fù)載產(chǎn)生惡劣的影響（見(jiàn)高次諧波抑制）。在周波變流器中，同一組中晶閘管換相與相控整流電路的換相相同（見(jiàn)相控整流電路），而在負(fù)載電流過(guò)零時(shí)進(jìn)行從正極組工作到負(fù)極組工作的轉(zhuǎn)換。轉(zhuǎn)換的方式有兩種，一種是有環(huán)流式，另一種是無(wú)環(huán)流式。有環(huán)流式控制較簡(jiǎn)單，但需要在兩組整流電路之間增設(shè)限流電抗器限制環(huán)流。無(wú)環(huán)流式控制是按照檢測(cè)出的負(fù)載電流的正負(fù)有選擇地使正極組或負(fù)極組中的一組整流器工作，不產(chǎn)生環(huán)流。這種方式因無(wú)須設(shè)置限流電抗器，功率因數(shù)和效率都有所提高。但存在負(fù)載電流在過(guò)零點(diǎn)不連續(xù)的缺點(diǎn)。 直接降頻電路主要應(yīng)用于交流電動(dòng)機(jī)低速傳動(dòng)。它的優(yōu)點(diǎn)無(wú)須換相電路；可以由負(fù)載向交流電源回饋電能；變流效率較高。缺點(diǎn)是晶閘管用量多，控制電路較復(fù)雜；輸出頻率變化范圍較小，一般低于輸入頻率的三分之一。

變頻電路間接變頻電路

經(jīng)過(guò)兩次以上的變換，將一種頻率的交流電轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪环N頻率的交流電的電路。按變換的途徑可分為交流-直流-交流變頻電路和交流-直流-高頻-交流變頻電路。

先用整流器將輸入的交流電轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷麟?，再用逆變器將直流電轉(zhuǎn)變?yōu)樗桀l率的交流電。整流器采用不控整流電路或相控整流電路。在要求變頻器輸出電壓可變,而逆變器又無(wú)控制電壓的能力的場(chǎng)合。

相控整流電路

在逆變器能夠控制輸出電壓的場(chǎng)合，一般采用不控整流電路以降低成本。按換流方式不同，逆變電路可分為電源換流、負(fù)載換流和自換流3種。交流-直流-交流變頻電路

電源換流逆變電路

電路中的晶閘管利用電源電壓換流，晶閘管關(guān)斷條件好，它構(gòu)成的變頻器容量可以做得較大。主要應(yīng)用于線繞式異步電動(dòng)機(jī)串級(jí)調(diào)速，高壓直流輸電，大電網(wǎng)的聯(lián)接。

負(fù)載換流逆變電路

電路中的晶閘管利用負(fù)載電壓換流。主要用于同步電動(dòng)機(jī)調(diào)速和感應(yīng)加熱裝置中。用于同步電動(dòng)機(jī)調(diào)速的變頻電路輸出頻率不高，一般在幾赫到幾十赫范圍，可以采用普通晶閘管作為逆變器的開(kāi)關(guān)元件，成本較低。在啟動(dòng)時(shí)，同步電動(dòng)機(jī)反電動(dòng)勢(shì)為零，晶閘管不能利用負(fù)載電壓換流，常采用電源換流或輔助強(qiáng)迫換流。用于感應(yīng)加熱的變頻電路的輸出頻率較高，一般在幾百赫到幾萬(wàn)赫的范圍。它的逆變電路種類很多，有并聯(lián)逆變電路、串聯(lián)逆變電路、串并聯(lián)逆變電路、倍頻式逆變電路和時(shí)間分割式逆變電路。并聯(lián)逆變電路負(fù)載適應(yīng)性強(qiáng)，適用于熔煉和透熱。串聯(lián)逆變電路可以在逆變器內(nèi)部調(diào)節(jié)輸出電壓，啟動(dòng)比較方便，適用于淬火和釬焊。串并聯(lián)逆變電路、倍頻式逆變電路和時(shí)間分割式逆變電路適用于輸出頻率較高的應(yīng)用場(chǎng)合。

自換流逆變電路

主要用于異步電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速和恒壓恒頻裝置中。逆變器中的晶閘管需要專門的輔助換流電路換流，電路較復(fù)雜。為了簡(jiǎn)化電路，在中、小功率的自換流逆變電路中常采用功率晶體管等自關(guān)斷元件。在簡(jiǎn)單的控制下，自換流逆變電路本身不能控制輸出電壓，當(dāng)采用脈沖寬度控制時(shí)，自換流逆變電路不但能控制輸出電壓，還能改善輸出電壓的波形。

整流器將輸入交流電轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷麟?，逆變器再將直流電轉(zhuǎn)變成高頻交流-直流-交流變頻電路 交流電，經(jīng)變壓器隔離后用直接式降頻器再將高頻交流電轉(zhuǎn)變?yōu)樗桀l率的交流電。一般逆變器輸出的頻率大于2萬(wàn)赫,變壓器的體積小，重量輕且無(wú)噪聲。這種變頻電路適用于多路輸出，且要求各路輸出電壓互相隔離，又要求變換器體積小、重量輕的場(chǎng)合。2100433B