第7章 交換技術 ７.１ 交換機の機能と構成 ７．２ ディジタル交換機 ７．３ ＡＴＭ交換設備 ７．４ ＩＰネットワーク交換技術

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1 第7章 交換技術 ７.１ 交換機の機能と構成 ７．２ ディジタル交換機 ７．３ ＡＴＭ交換設備 ７．４ ＩＰネットワーク交換技術
第7章　交換技術 ７.１ 交換機の機能と構成 ７．２ ディジタル交換機 ７．３ ＡＴＭ交換設備 ７．４ ＩＰネットワーク交換技術 ７．５ 高速スイッチング ７．６ トラヒック ７．７ 番号計画

2 ７．２ ディジタル交換機 ７．２．１ 構成 ７．２．２ 機能と動作 ７．２．３ 制御方式 ７．２．４ 通話路方式 ７．２．５ 信号方式
７．２　ディジタル交換機 ７．２．１ 構成 ７．２．２ 機能と動作 ７．２．３ 制御方式 ７．２．４ 通話路方式 ７．２．５ 信号方式 ７．２．６ 交換ソフトウェア技術

3 ７．２．１ ディジタル交換機の構成 （１）ディジタル交換機とは
７．２．１　ディジタル交換機の構成 （１）ディジタル交換機とは 完全コンピュータ制御方式の電話交換機である。 日本で1990年代半ばからすべてこの形式の交換機に移行している。 ① ディジタル交換機では，音声信号はディジタル変換され， スイッチ動作はソフトウェア的に行われる。 ② ディジタル交換機では，アナログ用の交換機と異なり， 回線ごとの応答や終話信号等を検出するトランク回路はなく， 回線の監視は信号装置で行われる。

4 （２）ディジタル交換機の構成 ディジタル交換機は，次のような装置から構成される。 ① 通話路スイッチ網 ② 制御装置 ③ 加入者回路
　 ② 制御装置 　 ③ 加入者回路 ④ 信号装置 回線(他交換機へ) 加入者回路 通話路 スイッチ網 加入者回路 交換機 信号装置 制御装置 交換用ソフトウェア

5 通話路スイッチ網 制御装置からの指示で発呼側と被呼側の通話路を形成，切断，復旧を行う。 交換機では，この部分が中核である。
回線(他交換機へ) 加入者回路 通話路 スイッチ網 加入者回路 交換機 信号装置 制御装置 交換用ソフトウェア

6 制御装置 監視信号や選択信号を分析し，被呼者の識別，出線選択， 必要な選択信号等の送出，通話路形成の動作指示等を行う。 回線(他交換機へ)
加入者回路 通話路 スイッチ網 加入者回路 交換機 信号装置 制御装置 交換用ソフトウェア

7 加入者回路 発呼信号や終話信号による加入者線の状態を監視する。 回線(他交換機へ) 加入者回路 通話路 スイッチ網 加入者回路 交換機
信号装置 制御装置 交換用ソフトウェア

8 信号装置 端末機器や多交換機との発信音，選択信号等の送受信を行う。 回線(他交換機へ) 加入者回路 通話路 スイッチ網 加入者回路 交換機
制御装置 交換用ソフトウェア

9 ＢＯＲＳＣＴ（ボルシュト） ディジタル交換機では，スイッチが電子部品で構成されているので，
通話路スイッチ網内に呼出し信号のような大電力信号を 流すことができない。 そこで，次のような７機能を持たせている。 Ｂ： Battery feed（通話電流供給機能）　－４８Ｖ Ｏ： Over-voltage protection（過電圧保護機能） Ｒ： Ringing（呼出し信号送出機能） Ｓ： Supervision（Ｏｎ／Ｏｆｆの監視機能） Ｃ： Codec/Decodec（アナログ/ディジタル信号変換機能） Ｈ： Hybrid（２線４線変換機能） Ｔ： Test（試験引込み機能） これらの機能は略してBORSCHT(ボルシュト)と呼ばれる。

10 ７．２．２ ディジタル交換機の機能と動作 （１）基本機能
７．２．２　ディジタル交換機の機能と動作 （１）基本機能 ① 通話要求検出 利用者の加入者線を常時監視しており，発呼者が端末機の受話器を上げると 加入者線に電流が流れるので，この電流を検出して（発呼検出）， 通話要求発呼者を識別する（発呼者識別）。 ② 要求内容分析 発呼者がダイヤルした相手先番号(選択信号)を受信して， 通話を希望する相手を識別して被呼者の回線を選択する。 ③ 伝送路つなぎ替え 通話路形成の準備を行い，伝送路をつなぎ替える。 ④ 伝送路開放 伝送路を切断し復旧する。

11 要求内容分析 要求内容分析機能は，以下のようなサブ機能に分かれる。 ① 選択信号受信機能
被呼者の電話を促すための発信音(ダイヤルトーン)を送出し， 発呼者から送られてきた選択信号を受信して記憶する。 ② 翻訳機能 選択信号を接続に適した情報に変換し，被呼者が接続されている 加入者線の収容位置を識別する。 他交換機に接続されている場合，その交換機への回線を選択して， 被呼者の電話番号を相手の交換機に送出する。 ③ 出線選択機能 選択信号により，他交換機に接続された回線のルートを識別（ルート識別）し， そのルートにつながる回線群から空いている1回線を選択する（出線選択）。

12 伝送路つなぎ替え 伝送路つなぎ替え機能は，以下のようなサブ機能に分かれる。 ① 呼出信号送出機能
被呼者に呼出し信号(リンギングと呼ぶ)を送出して着信を通知し， 発呼者には，呼び出し中であることを示す呼出し音（リングバックトーン）を 送出し，話中の場合は話中音（ビジートーンと呼ぶ）を送出する。 ② 応答検出機能 被呼者に呼出し信号を出している間，被呼者の加入者線状態を監視し， 被呼者が受話器を上げると，これを応答信号として検出する。 ③ 通話路形成機能 応答検出により交換機の通話路を形成して通話を可能にする。

13 伝送路開放 伝送路開放機能は，以下のようなサブ機能に分かれる。 ① 終話検出機能 加入者線に電流が流れなくなることで通話の終了を検出する。
② 通話路切断機能 通話路を切断して復旧する。

14 （２）基本機能と動作 基本機能と交換動作の関係 発呼側 被呼側 交換機の機能 [発呼監視] [発呼信号]→ 発呼検出 (発呼者の識別)
発信音 ←[発信音] 発信音送出 [選択信号 (相手先番号)]→ 選択信号受信 翻訳 (被呼者の識別) 呼出し信号 出線選択 呼出し音 ←[呼出し音] [呼出し信号]→ 呼出し信号送出 (呼出し音送出) [応答監視] ←[応答信号] 応答検出 通話路形成 [終路監視] [終話信号]→ ←[終話信号] 通話路形成 通話路切断 (復旧)

15 ① 通話要求検出 基本機能と交換動作の関係 発呼側 被呼側 発呼者が端末機の受話器を上げると 加入者線に電流が流れる。
交換機の機能 [発呼監視] 発呼者が端末機の受話器を上げると 加入者線に電流が流れる。 この電流を検出して（発呼検出）， 通話要求発呼者を識別する（発呼者識別） [発呼信号]→ 発呼検出 (発呼者の識別) 発信音 ←[発信音] 発信音送出 [選択信号 (相手先番号)]→ 選択信号受信 翻訳 (被呼者の識別) 呼出し信号 出線選択 呼出し音 ←[呼出し音] [呼出し信号]→ 呼出し信号送出 (呼出し音送出) [応答監視] ←[応答信号] 応答検出 通話路形成 [終路監視] [終話信号]→ ←[終話信号] 通話路形成 通話路切断 (復旧)

16 ② 要求内容分析 基本機能と交換動作の関係 発呼側 被呼側 発呼者がダイヤルした 相手先番号を受信し， 通話を希望する相手を識別して
交換機の機能 発呼者がダイヤルした 相手先番号を受信し， 通話を希望する相手を識別して 被呼者の回線を選択する。 呼出音，呼出信号を両者に送出する。 [発呼監視] [発呼信号]→ 発呼検出 (発呼者の識別) 発信音 ←[発信音] 発信音送出 [選択信号 (相手先番号)]→ 選択信号受信 翻訳 (被呼者の識別) 呼出し信号 出線選択 呼出し音 ←[呼出し音] [呼出し信号]→ 呼出し信号送出 (呼出し音送出) [応答監視] ←[応答信号] 応答検出 通話路形成 [終路監視] [終話信号]→ ←[終話信号] 通話路形成 通話路切断 (復旧)

17 ③ 伝送路つなぎ替え 基本機能と交換動作の関係 発呼側 被呼側 被呼者が受話器を取ったら， 通話路を形成して通話を可能にする。 交換機の機能
[発呼監視] [発呼信号]→ 発呼検出 (発呼者の識別) 発信音 ←[発信音] 発信音送出 [選択信号 (相手先番号)]→ 選択信号受信 翻訳 (被呼者の識別) 呼出し信号 出線選択 呼出し音 ←[呼出し音] [呼出し信号]→ 呼出し信号送出 (呼出し音送出) [応答監視] ←[応答信号] 応答検出 通話路形成 [終路監視] [終話信号]→ ←[終話信号] 通話路形成 通話路切断 (復旧)

18 ④ 終話の検出と切断 基本機能と交換動作の関係 発呼側 被呼側 いずれかが受話器を置いたら， 通話路切断・復旧を行う。 交換機の機能
[発呼監視] [発呼信号]→ 発呼検出 (発呼者の識別) 発信音 ←[発信音] 発信音送出 [選択信号 (相手先番号)]→ 選択信号受信 翻訳 (被呼者の識別) 呼出し信号 出線選択 呼出し音 ←[呼出し音] [呼出し信号]→ 呼出し信号送出 (呼出し音送出) [応答監視] ←[応答信号] 応答検出 通話路形成 [終路監視] [終話信号]→ ←[終話信号] 通話路形成 通話路切断 (復旧)

19 （４） 付加機能 （ａ）迂回制御機能 発信交換機と着信交換機の間に複数のルートを設定することで，
伝送路が切断されても通信可能になるようにしている。 したがって，複数のルートから１つのルートを選定する機能が必要となる。 たとえば，ルートＡのトラヒックが多い場合，ルートＢを選択する等の 迂回制御機能が必要である。 被呼者 発呼者 中継交換機 着信交換機 発信交換機 ルートA 中継交換機 ルートB

20 （ｂ）ふくそう制御機能 災害やイベントの電話リクエストなどで大量の呼が集中的に発生したり，
中継用伝送路の切断等により，特定の交換機にとって処理能力を超える トラヒックが発生することがある。これをふくそう状態と呼ぶ。 ひとつの交換機がふくそう状態になると， 迂回制御機能により，周辺の交換機にも影響を及ぼし， ネットワーク自体がまひ状態になってしまう危険性がある。 予想以上のトラヒックが発生したら， ネットワーク全体への影響をおさえるための処置を行う。 これをふくそう制御と呼ぶ。

21 ふくそう制御の種類 ① 発信規制 交換機の処理能力を超えるような膨大な呼の発生を防ぐため， 通話確保が必要な緊急回線を除き，
発信呼を受け付けないよう規制する。 ② 入呼規制 入呼の待合せの増加を防ぐため， 他交換機からの入呼を受け付けないよう規制する。 ③ 出接続規制 特定地域や利用者へのトラフィック集中により， 他の地域や利用者への呼に影響を及ぼさないよう， 特定地域または利用者への呼を規制する。

22 （ｃ）課金機能 交換機は，発信されるすべての呼に対して， 発信箇所と着信箇所の特定，またその時間を知ることができるので，
料金データを収集・蓄積する課金機能は交換機の機能となる。 この課金機能によって得られた通話距離・時間に応じた通話度数を元に， 1度数当たりの単位料金を乗じて通話料金を算出する。

23 （ｄ）各種サービス機能 交換機のつなぎ替えの処理に，さまざまな機能を追加することで 各種のサービス機能が提供されている。
NTTの交換機におけるサービスには，以下の例がある。 ① 発信サービス　（可変短縮ダイヤル，国際自即） ② 着信サービス　（自動通知案内，でんわばん，自動着信転送） ③ 通話サービス　（キャッチホン）

24 ７．２．３ 制御方式 （１）制御方式の種類 ① 共通制御方式 通話スイッチ網を構成する複数スイッチに対して共通の制御装置を設ける。
７．２．３　制御方式 （１）制御方式の種類 ① 共通制御方式 通話スイッチ網を構成する複数スイッチに対して共通の制御装置を設ける。 現在では，コンピュータとほぼ同様の蓄積論理回路で制御する 蓄積プログラム制御方式(stored program control)方式による ディジタル交換機が採用されている。 ② 個別制御方式 スイッチごとに制御回路を付ける 　　（個別制御方式は制御面で融通性がないため，最近はほとんど使用されない）

25 （２） 制御装置の方式 共通制御方式と個別個別制御方式 端末機器 加入者回路 通話路スイッチ網 スイッチ スイッチ スイッチ 信号装置
制　　御　　装　　置 (a)共通制御方式 端末機器 加入者回路 通話路スイッチ網 スイッチ スイッチ スイッチ 制御回路 制御回路 ・・・ 制御回路 (ｂ)個別制御方式

26 ７．２．４ 通話路方式 （１）通話路スイッチ 通話路スイッチの基本単位（１本の入選に対する基本スイッチ）
７．２．４　通話路方式 （１）通話路スイッチ 通話路スイッチの基本単位（１本の入選に対する基本スイッチ） 入線１ 交差点閉成 A E 交差点開放 B C D 出線 入線が複数の場合，入線に対して，出線を共用させ，マトリックス状に構成する。 任意の入線から任意の出線を選択・接続することができるようにする。 １ 各交差点の開閉スイッチは， ・ リレー接点 ・ ＬＳＩによる電子ゲート 等による。 2 入 線 3 N 1 2 3 N 出線

27 交差点の使い方によるスイッチ方式 ① 空間分割(SD：Space Division)方式 ひとつの交差点を1つの呼で使用する場合，
各交差点を空間的に配置することで呼を識別する。 ② 時分割(TD：Time Division)方式 ひとつの交差点を複数の呼で共用する場合，PCM多重伝送により 各交差点を時分割的に多重使用する。

28 多接点封止形スイッチ（SMM：Sealed Multi-Contact Matrix)
（ａ） 空間分割形スイッチ ＳＭＭスイッチ 多接点封止形スイッチ（SMM：Sealed Multi-Contact Matrix) ディジタル交換機の場合，ＬＳＩ等電子回路によるゲート素子が使われるが， 考え方が単純な多接点封止形スイッチ（SMM）を示す (a) 1接点組の構成 (b) 接点バネ #1 #8 X1 X8 X駆動線 A1 通話線A B1 #1 SMM 通話線B Y1 Y1 (電磁石） Y駆動線 スイッチ素子 (2×8接点を金属筐体に封入) 通話線b 通話線a A8 X駆動線 B8 #8 SMM Y8 Y8 通話線 X駆動線 b1 a1 X1 b8 a8 X8

29 空間分割形スイッチ ［例］空間分割形スイッチ接続例 接続状態 A―E B－F C－D 交差点閉成 交差点開放 C A E D F A E B

30 （ｂ） 時分割形スイッチ 各入線，出線ごとに 個々の時間位置(タイムスロット)を割り付け， 入線のタイムスロットを出線のタイムスロットに
入れ替えることで交換動作を行う。 符号化 多重化 時間順序入替え 分離 D A A1A0 C1C0 # 2 # 1 # 0 # 2 # 1 # 0 B E B1B0 C B A F E D 時分割形 スイッチ A1A0 接続状態 A―E B－F C－D C F B1B0 C1C0

31 （２）通話路スイッチ網 ひとつの格子スイッチで 大規模通話路スイッチを構成するのは 一般に，個々の利用者の
コスト面や実現性の面で効率的ではない。 一般に，個々の利用者の 電話の使用頻度が低い。 トラヒックを集めて(集束)，群に振り分け(分配)， どの利用者も利用できるように展開する。 スイッチの数を節約することができる。

32 収束・分配・展開 通話スイッチの収束・分配・展開の階梯（ハイアラーキ） 呼の方向 群 集束階梯 展開階梯 分配階梯 1 8 2 7 3 6
4 加入者線 (着信端子) 加入者線 (発信端子) 5 5 4 6 3 7 2 8 1

33 通話スイッチの収束・分配・展開のハイアラーキ
［基本的な構成］ 他交換機へ 他交換機から 展開 階梯 集束 階梯 分配階梯 分配階梯 分配階梯の 入線と出線の数はほぼ同じ であり， 集束階梯と展開階梯の 呼の流れは逆であることから， 実際には，集束階梯と展開階梯を以下のように共用する。 実際のスイッチ網の構成 他交換機へ 集束・ 展開 階梯 分配階梯 他交換機から

34 （ａ） 空間分割形スイッチ網の構成（その１）
① ひとつの格子スイッチで構成する場合，100×100＝10,000個 接点数＝10,000個 100 100 99 99 98 98 入線数＝100個 3 3 出線数＝100個 2 2 1 1

35 空間分割形スイッチ網の構成（その２） ②多段（３段）接続の場合（接点数＝３段×10個×（10×10）＝3,000個） 1次スイッチ
2次スイッチ 3次スイッチ 100 100 10 10 10 10 10 10 91 91 入線 100 出線 100 (10個) (10個) (10個) 10 10 10 10 10 10 10 10 1 1

36 （ｂ） 時分割形スイッチ網の構成 ハイウェイ(HW：High way) 時分割多重された音声信号の伝送路は，ハイウェイと呼ばれる。
　時分割多重された音声信号の伝送路は，ハイウェイと呼ばれる。 ① 時間スイッチだけで大容量通話路スイッチ網を作るのは，コスト的に困難である。 ② 空間スイッチだけでは，時分割多重されたタイムスロットの入替えができない。 との理由から，時分割形通話路スイッチ網は，次のスイッチを組み合わせて 構成される。 ［時分割型スイッチ網を構成するスイッチ］ ① 時間スイッチ(TSW：Time Switch，ハイウェイ上の時間位置を入れ替える) ② 空間スイッチ(SSW：Space Switch，音声信号をハイウェイ間で入れ替える)

37 書込み制御メモリ(内容は通話メモリの番地)
A. 時間スイッチ ハイウェイ(HW：High way) 　ハイウェイ上のタイムスロットを入れ替えるスイッチ ① 通話メモリ，書込み制御メモリ，順番読出しカウンタから構成されている。 ② 書込み制御メモリを書き換えることで，自由にタイムスロットを変更することが できる。ディジタル交換機ではこれをソフトウェアで制御している。 書込み制御メモリ(内容は通話メモリの番地) 通話メモリ 1番地へ n 0番地：C 順番読出し カウンタ 1 2番地へ 1番地：A 2 0番地へ 0番地から 順番に読み込む 2番地：B 番地はタイムスロット (TS)番号に対応 TS n 2 1 TS n 2 1 ･･･ C B A ･･･ C B A 入ハイウェイ 出ハイウェイ

38 ランダム書込み・シーケンシャル読込み ［用語］ 書込み制御メモリで通話メモリに書込み， 順番読み出しカウンタでメモリから読み出しているので，
ランダム書込み・シーケンシャル読出し方式 あるいは ランダムライト・シーケンシャルリード方式 と呼ばれる。 逆に入ハイウェイでは， シーケンシャルカウンタで通話メモリに書込み， 読出し制御メモリでランダムに出ハイウェイに乗せる方法もあり，これを シーケンシャルライト・ランダムリード方式 と呼ぶ。

39 時間スイッチの場合の音声信号多重チャネル数
一般に，n 多重の時間スイッチは，n × n の格子スイッチに相当する。 音声1チャネルが 8 ビットで符号化される場合， ・ 音声信号の標本化周期 T， ・ スイッチアクセス回数 A ・ 同時に時間スイッチに書き込むことができるビット数 P ・ 通話メモリの動作周期　t c とするとき多重チャネル数は次の式で与えることができる。

40 Ｂ．空間スイッチ ハイウェイ相互間で情報の入替えを行うスイッチ。 ハイウェイスイッチとも呼ばれる。 TS はTS = 0 の状態 n 2 1
入ハイウェイ 入ハイウェイ #0 ･･･ C B A TS n 2 1 #1 ･･･ R Q P ・ 制御メモリより 出ハイウェイ TS n 2 1 TS #k ･･･ Z Y X n 2 1 ･･･ Z B P #0 TS 出ハイウェイ n 2 1 ･･･ R Y A #1 ・ 番地は タイムスロット (TS)番号に対応 TS n 2 1 ･･･ C Q X #k k 1 n n n 1 1 1 k 1 制御メモリの内容は， 入ハイウェイ番号に対応 2 2 1 2 k 制御メモリ番号は， 出ハイウェイ番号に対応 制御メモリ #k 制御メモリ #１ 制御メモリ #0

41 Ｃ．時間スイッチと空間スイッチの組合せ 時間スイッチと空間スイッチの組合せパターンは，ピラミッド型で表現できる
すなわち，T を時間スイッチ，S を空間スイッチとすれば ， TST 系列と STS 系列に分けることができる。 T TST (TT) STS STTS SSTSS TSST TSSST TST系列 STS系列 内部ふくそう率が低く，通話路制御が簡単 大容量の通話路 S：空間スイッチ T：時間スイッチ ① 多段接続の最も簡単な組合せパターンは，TSTとSTS系列である。 ② TSTは，多重化チャネルが増えるにつれて，入線と出線の組合せで選択可能な 経路数が増えるので，通話チャネルの使用効率が高まる。 ③ STSでは，ハイウェイの数の分だけが接続可能経路数となるので経路数が限定される。

42 Ｄ． ＴＳＴ構成の交換動作 ① 利用者 Ａ の音声信号は，時間スイッチT11によって，
送信用タイムスロット ＃０ から接続用タイムスロット＃３ に入替える。 ② 空間スイッチ（Ｓ）により，ハイウェイ ＃１ から利用者Ｂの接続ハイウェイ ＃２ に移す。 ③ 時間スイッチ Ｔ２２ によって，利用者Bのタイムスロット ＃５ に入替える 以下，ＨＷ：ハイウェイ が上記の交換動作の流れ (送話側) 利用者A (受話側) 時間 スイッチ (T) 空間 スイッチ (S) 時間 スイッチ (T) TS#0 TS#3 TS#2 TS#0 T11 T12 入ＨＷ #1 入ＨＷ #1 出ＨＷ #1 出ＨＷ #1 TS#5 TS#2 TS#3 TS#5 T21 T22 入ＨＷ #2 入ＨＷ #2 出ＨＷ #2 出ＨＷ #2 (送話側) 利用者B (受話側)

43 （Ｃ） 時分割集線方式 格子スイッチに入る入線数より出線数を少なくすることで，
通話路スイッチ網の規模を小さくし，スイッチ網のコストを低減することができる。 一般に，加入者線が一度にすべて使用されることはほとんどないので， 接続されている加入者回路より少ない通話メモリを用意し， 発呼した加入者線に順次メモリを割り当てる。 すべてに割り当てたら，それ以上の呼には接続しないようにすることで， 出線数を減らしている。 加入者回路 BORSCHT BORSCHT 時分割 集線段 時分割分配段 ・ 入線数より少ない通話メモリにし， 発呼加入者線に順次通話メモリを割り当てる。 用意した容量以上の呼は接続しない。 BORSCHT

44 ７．２．５ 信号方式 （１）ディジタル信号処理と信号処理装置
７．２．５　信号方式 （１）ディジタル信号処理と信号処理装置 PB（Push Button）信号：加入者線信号 MF（Multi-Frequency）信号：局間信号 ディジタル交換機では，端末機器からのPB信号や交換機間のMF信号は， ディジタル信号に変換されて送られてくるので， ディジタル信号のまま演算することで選択信号を求めている。 これをディジタル信号処理と呼ぶ。 ディジタル交換機に使用されるディジタル信号技術は， 送信系と受信系に分けることができる。 ① 送信系技術(ディジタル信号発生技術) ： PB信号発生器，MF信号発生器 ② 受信系技術(ディジタルフィルタ技術) ： PB信号受信機，MF信号受信機

45 （２）ディジタルフィルタ技術 （ａ） ディジタルフィルタ
ディジタルフィルタは，アナログフィルタと同様， 特定周波数の信号だけを選別して出力する。 ディジタル フィルタ 100Hz 100Hz+400Hz 入力ディジタル信号 400Hz

46 （ｂ）アナログＰＢ信号の発生 1 2 3 4 5 6 7 8 9 ＊ ＃ ① 端末機器でプッシュボタンの２を押すと，
PB（Push Button）加入者線信号 MF（Multi-Frequency）局間信号 ① 端末機器でプッシュボタンの２を押すと， 697 Hz＋1,336 Hz のアナログ信号が発生する。 ② コーダによって PCM 8 ビット 8 K サンプリングデータに変換され， ディジタル PB 信号受信機に送られる。 1209 1336 1477(Hz) PCM8ビット ８Ｋサンプリング PB信号 1 2 3 2 697 コーダ 4 5 6 770 697 Hz Hz 7 8 9 852 通話路 ＊ ＃ 941 (Hz) プッシュホン ディジタルPB受信機へ

47 （ｃ）ディジタルＰＢ受信機の構成例 PB受信機での信号発生の様子 バンドパスフィルタ (ディジタルフィルタ②) リミッタ
PB（Push Button）加入者線信号 MF（Multi-Frequency）局間信号 PB受信機での信号発生の様子 バンドパスフィルタ (ディジタルフィルタ②) リミッタ ディジタルフィルタ① 697 697 697Hz 770 770 高域 カット LM (L) 852 852 比 較 器 (例) Hz 低群 941 941 伸長器 高低 分離 1209 1209 PCM ８ビット ８Kサンプリング 1336Hz 1336 1336 低域 カット LM (H) 1477 1477 高群 1633 1633 出力

48 （ｃ）ディジタル信号発生技術 発信音や話中などの各種音源やMF信号をディジタル信号で発生する方法
PB（Push Button）加入者線信号 MF（Multi-Frequency）局間信号 発信音や話中などの各種音源やMF信号をディジタル信号で発生する方法 アドレス PCM符号

49 ２倍の周波数の信号発生 メモリを2アドレスごとに読み出すと2倍の速度で波形が変化するので
PB（Push Button）加入者線信号 MF（Multi-Frequency）局間信号 メモリを2アドレスごとに読み出すと2倍の速度で波形が変化するので 2倍の周波数のディジタル化されたPCM信号が得られることになる。

50 （ｄ）加入者回路 端末機器と交換機間のインターフェースとして基本的な機能 ① 通話電流供給機能 通話用の直流電流を加入者線に供給する。
　端末機器と交換機間のインターフェースとして基本的な機能 ① 通話電流供給機能 通話用の直流電流を加入者線に供給する。 ② 直流ループ信号機能 発呼，応答，切断，ダイヤルパルスなど加入者線のループ状態の断続， 反転などの信号送受信。 ③ 高レベル信号機能 呼出し信号などの高いレベルの信号を端末機器に送出。 ディジタル交換機では，通話路スイッチ網が電子化されており， 高レベルの信号や大振幅信号などは通せないので， 制御装置の指令に基づいて加入者回路が このための信号を発生する機能が必要である。

51 （ｅ）交換機間の情報伝送 交換機間で，電話番号，料金計算のための情報，ふくそう処理のための 情報交換を行う必要がある。
この方式には，前述したように以下の３種類がある。 ① 共通チャネル形信号方式 ② 共通線信号方式(CCS：Common Channel Signaling System) ③ 個別線信号方式

52 Ａ． 共通チャネル形信号方式 通話チャネルと同じ伝送路に多重化された別チャネルで 制御信号を送受信する方式。
① 代表例として，ISDNのDチャネル共通線信号方式がある。 ② 一般に，遠隔多重加入者線伝送装置(Remote Subscriber Line Model)や 内線電話交換機と加入者線交換機との間で用いられている。 ③ 同じ伝送路を用いるため低コスト化が可能であり， 多数の通話チャネルで制御チャネルを共用できるなどの利点がある。

53 共通線信号方式(CCS：Common Channel Signaling System)
Ｂ． 共通線信号方式 共通線信号方式(CCS：Common Channel Signaling System) 通話路とは物理的に別の伝送路で制御信号を送受信する方式。 ディジタル交換機で一般的な方式である。 ① 制御線が多数の通信路で共用できる。 ② 個別線信号方式に比べて多数の情報交換が可能となり， 多機能化に有利であること等の利点がある。 ③ 反面，通話路と別の伝送路を使用するので管理が複雑である。 ④ 通話路の断絶時でも接続操作が行われ，課金上問題が生じる可能性がある。 ⑤ 日本ではこの方式が一般的である。

54 Ｃ． 個別線信号方式 通話路と同一の伝送路で制御信号を送受信する方式。 旧来のアナログ式のクロスバ交換機や電子交換機等で用いられていた。
① 物理的に同一伝送路を用いるため管理が単純である。 ② 通話路断絶により接続操作も行われなくなる。 ③ 単純な情報のやりとりしかできない。 ④ 交換機などに対する不正操作が可能である。 ⑤ 現在，日本では使われていない。

55 No.7共通線信号方式(Common Channel Signaling System No.7)
（ｆ） Ｎｏ．７共通線信号方式 No.7共通線信号方式(Common Channel Signaling System No.7) 共通線信号方式のうち，電話交換機間で電話番号，認証情報，課金情報など ネットワーク全体に関係するサービス管理情報をやり取りする方式。 ＳＳ７，Ｃ７等と略称される。 携帯電話と固定電話の間では，ユーザの位置情報などの情報もやり取りされる。 ① ＳＳ７で使われる第４層プロトコルは， ＩＳＵＰ（ISDN User Protocol ）と呼ばれる。 ② ＩＳＵＰは ＩＰ 上でも動作するが， メッセージ転送プロトコル（ MTP：Message Transfer Protocol ）でも動作する。

56 ＩＳＵＰにおける代表的なメッセージ ① ISUPアドレスメッセージ(IAM：ISUP Address Message)
② アドレス完了メッセージ(ACM：Address Complete Message) ③ 応答メッセージ(ANM：Answer Message) ④ 切断メッセージ(REL：Release Message) ⑤ 復旧完了メッセージ(RLC：Release Complete Message) ⑥ 中断メッセージ(SUS：Suspend Message) ⑦ 再開メッセージ(RES：Resume Message) ⑧ 呼経過メッセージ(CPG：Call Progress Message)　：呼が転送されることを示す。 ⑨ 課金情報メッセージ(CHG：Charging Information Message)

57 ISUPにおける接続シーケンスの基本接続例
ここで示す接続例は，あくまで1例であり， サービス内容によってはCPGやCHGが用いられることもある。 発呼側 着呼側 着呼側切断 SUS：Suspend Message IAM：ISUP Address Message T6タイム アウト RES：Resume Message ACM：Address Complete Message REL：Release Message ANM：Answer Message RLC：Release Complete Message 通　話　中 REL：Release Message RLC：Release Complete Message

58 （ｇ） 共通線信号網 共通線信号網は，NTT地域会社が共通信号線を一元管理しており， その他の会社とは信号用相互接続点で接続される。
新規第一種電気通信事業者等 SZC/GS NTT長距離会社 SZC/GS NCC 信号網等 NTT西日本 NTT東日本 共通線信号網 ：相互接続点(S-POI) STP STP ．．． STP GC(Group Unit Center) ： 加入者交換機 GS(Gateway Switch) ： 関門交換機 IGS(Interconnection Gateway Switch ) ： 相互接続用関門交換機 IC(Intra-zone Tandem Center) ： 区域内中継交換機 NCC(New Common Carrier) ： 新規第一種電気通信事業者 STP(Signal Transfer Point) ：共通線中継交換機 SZC(Special Zone Center) ： 特定中継局 26信号区域 IC/IGS IC/IGS GC GC ・・・ GC GC GC ・・・ GC

59 （ｈ） ＭＳＴＰ MTP（ Message Transfer Protocol ）
SCCP（ Signaling Connection Control Part ） マルチプロトコルSTP（ MSTP : Multi-protocol Signaling Transfer Point ） （ｈ） ＭＳＴＰ 信号サービスの高度化に伴い信号量が増大し，共通線信号網の大容量化， 高速化が求められるようになり，MSTPが開発され，運用が開始されている。 ① 従来のSS71型信号交換機に比べて，架数は1／10，収容リンク数， 処理信号数はそれぞれ３倍と性能が向上されている。 ② 最大3架構成で3,000信号リンク，2,000信号方路を収容可能である。 ③ MTPレベル３信号と SCCP 信号に対しては， 合計で毎秒100,000信号処理が可能になっている。 ④ 従来の信号リンク 4.8 kbps，48 kbps に加えて ATM 技術を採用して， 1.5 Mbps の信号リンクを収容可能とし， 従来の64 kbps 回線インターフェースに対して SDHインターフェースを採用して多重化し， 伝送設備コストを削減している。

60 ＭＳＴＰの構成 NE-OpS（Network Element Operation System）
NW-OpS（ Network Element Operation System） MSTP用のオペレーションシステムとしては，NE-OpS が開発され， 分散配置されたセンター間の自動切換機能で信頼性を確保している。 NE OpS MSTP 情報 転送網 システム管理 NW OpS MSTP 1.5 MLink S D H A T M 接 続 機 能 既存信号の プロトコル処理 1.5M/48k Link 同期 伝送路網 他STP S D H 48k/4.8 Link ATM信号の プロトコル処理 SEP

61 ７．２．６ 交換ソフトウェア技術 （１）求められる条件
７．２．６　交換ソフトウェア技術 （１）求められる条件 ① 任意に発生する多数の接続要求を即時に処理する必要があるので， 要求された多数の呼に対して効率よく処理する必要がある。さらに，リアルタイム処理が可能でなければならない。 ② 交換機は２４時間運転することが必要条件であるため，ソフトウェアでも高い信頼性を保つ必要がある。さらに故障発生，ハードウェアの追加・変更も連続運転できる機能を備える必要がある。 ③ プログラムの論理を変更することなく，交換局ごとの異なる設置条件に対応できなければならない。このため設置条件や加入者ごとのサービス条件等をデータ変更だけで定義できるようにしておく必要がある。 ④ 交換機は高価であり試用年数が長いので，開発後のさまざまな機能追加や変更に柔軟に対応できなければならない。

62 （２）実時間（リアルタイム）多重処理 交換機は多数の呼を同時に処理する必要がある。
ある時間においてそれぞれの呼の状態は，ダイヤル中，通話中，呼び出し中など， さまざまである。 これらの状態に対して，何らかのイベントが生じたとき， 速やかに処理する必要がある。 ① 一連の接続動作を短い処理単位に区切り， 多くの呼を時分割的に扱うことで， 見かけ上，並行的に処理する多重処理方式を採用する必要がある。 ② したがって，短い呼処理のためのプログラム群と， これらの起動のスケジュール管理を行う実行管理プログラムで 構成することで，実時間性を持たせている。

63 （３）レベル化と優先度 呼の流れを想定すると， ダイヤル中は状態が速く変化し，通話中はまったく変化しない。
① ダイヤル信号の受信のような処理の場合， 遅延は許されず，正確な時間間隔で処理する必要がある。 ② 送受話器を取り上げたり(オンフック)，戻す(オフフック)の情報検出のように １秒程度遅延しても支障の少ない処理もある。

64 優先度の設定 実時間に対する厳しさの違いにより，プログラムの実行レベルをグループ分けし， 優先度を設定している。
① クロックレベル(優先実行) ② ベースレベル(一般実行) 交換機の中央制御(CC：Central Control)装置は， 平常はベースレベルの処理を実行しているが， 一定周期（例：8 ミリ秒）ごとに中断して クロックレベルの処理を介入させる。 これをクロック割込みと呼ぶ。 クロックレベルの処理が終わるとベースレベルの処理が再開される。

65 （４） プログラム構成 呼の接続動作を行うための多重処理プログラムは， 一般に以下のプリミティブなプログラム群に分けられ，
さらにそれぞれの各群は個々の処理単位ごとのプログラムに分離される。 ① 入力プログラム 発呼，応答，切断，ダイヤルパルスなど，加入者線や回線の状態変化を検出し， 入力情報を得るためのプログラム。 周期的に起動されるクロックレベルのプログラムである。 ② 内部処理プログラム 入力情報を翻訳分析して，必要な出力情報を作成するプログラム。 入力プログラムからの起動要求で起動される非周期ベースレベルのプログラムである。 ③ 出力プログラム 出力情報によってスイッチ駆動や信号送出のための指令を出すプログラム。 ほとんどがクロックレベルのプログラムである。

66 （５） 故障処理 交換機の装置(ハードウェア)やソフトウェアに異常が生じたとき， 交換処理をできるだけ低下させないで持続させるための処理。
［必要な処理］ ① 故障原因を識別する。 ② 故障装置を切り離す。 ③ 故障処理を正常に戻す。 故障が検出された場合，一時的な故障であるか， それとも固定的な故障であるかを判断して， 固定的な場合は，予備装置に切り替えたり， 初期設定等により呼の接続処理を再開させる必要がある。

67 （６） 一般化 それぞれの交換機ごとにソフトウェアを開発するのは， 生産性・保守性の面から好ましくない。
そこで，一般に交換機ソフトウェアは， 交換処理本体であるシステムプログラム部分と 実行用の条件を示すデータ部分に分けられる。 ① データ部分は，システムデータ，局データ，加入者データに分離される。 ② 設置される交換局の設置条件は，局データと加入者データからなる。

68 （７） モジュール化 交換機の機能追加や変更を容易にするために，ソフトウェアは可能な限り
簡単に取り扱えるようモジュール化を図ることが必要である。 たとえば， NTTの交換機ソフトウェアにおけるモジュール化は以下のとおりである。 ① 監視・翻訳・接続制御など本質的な機能単位にモジュール化し， モジュール間のつながりをなるべく少ない形にして， モジュールの独立性を保っている。 ② サブシステム，機能ブロック，プログラム単位の順に 階層化を行っている。

69 サブシステムの例 ① 主制御サブシステム ： システム全体を実行制御 ② 呼制御サブシステム ： 呼の接続状態を管理
① 主制御サブシステム ： システム全体を実行制御 ② 呼制御サブシステム ： 呼の接続状態を管理 ③ 通話路サブシステム ： 分配段通話路装置の通話路管理・制御 ④ 加入者線サブシステム ： 発呼検出，ダイヤル数字受信，集線段通話路装置の制御 ⑤ 中継線サブシステム ： SR信号方式回線の監視，選択信号の送受信等 ⑥ 共通線サブシステム ： 共通線信号方式の回線と共通信号装置の制御 ⑦ 保守運用サブシステム ： 加入者データ，局データの変更，保守者への故障等の通報