정보통신공학과 통신학과, 정보처리기사 등 정보통신시스템 요약정리 29. 디지털 교환의 개요

29. 디지털 교환의 개요

 

가. 교환기의 역할과 기능
다수의 단말이 서로 통신을 하기 위해서는 최소의 비용과 효율적인 구성으로 상호
연결되어야 한다. 일반적으로 n개의 단말이 서로 연결하는 완전한 망형망으로 구성하
게 될 때, 각 단말에서 교환(단말 선택)을 수행한다면, 전송로의 수(N)는“N=n(n-
1)/2”가 되어 단말수가 증가함에 따라, 전송로의 수는 급격히 증가하여 경제성 면에서
매우 나쁘고 실현하기가 어려워진다.
따라서, 각 단말 간에 상호 연결시키기 위한 장치(센터교환기)를 중심에 설치하고,
각 단말과 센터교환기 간을 직접 연결하는 성형망으로 구성하게 되면, 단말의 수와 전
송로의 수가 같아져서(N=n) 경제성이 향상된다. 즉, 센터교환을 수행하는 것이 교환
기이며, 회선 절체기능이 있어 교환기에 연결된 단말들 상호간을 연결시켜 주는 역할
을 담당한다. [그림 3-17]은 단말이 5개인 경우에 단말교환이 이루어지는 망형망에서
는 10개의 회선이 사용되고, 센터교환이 이루어지는 성형망에서는 5개의 회선이 사용된다.

단말 상호간의 접속법

한편, 단말수의 증대와 서비스 지역의 확대에 따라 이들을 하나의 교환기에 접속하
기에는 기술적으로나 경제적으로 불가능하기 때문에, 현실적으로는 중계선(trunk)을 사용하여 다수의 교환기들을 서로 결합시키는 교환망을 구성하게 된다.

 

나. 전자교환기의 구성 및 동작과정
전자교환기는 기계식 교환기에 사용된 스위치 등의 기계류 소자와 전자회로를 반도
체 전자부품(IC 등)과 프로세서(컴퓨터) 등으로 대체한 경우로서, 모든 교환절차가 프
로세서에 입력된 프로그램에 의해 이루어지고, 가입자에 대한 새로운 서비스의 제공과
교환기의 운용이 아주 쉽게 이루어지고 있다.

전자교환기의 기본적인 구성은 [그림 3-19]와 같이 크게 통화로부(speech part)와
제어부(control part)로 구분할 수 있으며, 통화로부는 음성 또는 데이터가 전달되는
경로를 제공해주며, 가입자 단말을 연결하는 가입자회선 연결단(가입자 정합장치)과
중계선을 연결하는 국간중계선 연결단(중계선 정합장치), 그리고 실제 회선 교환이 이
루어지는 스위치단(스위치네트워크)으로 크게 구분된다. 제어부는 프로그램에 의해 모
든 교환절차 및 교환기 내부관리를 제어하는 부분으로서, 다수의 프로세서 또는 컴퓨
터가 사용된다. 우리나라에서 개발된 TDX(Time Division Exchange) 계열의 전자교
환기는 최신의 기술을 사용하였으며, 초창기에는 음성 중심의 교환 서비스가 제공되었
으나, 이제는 데이터와 화상 등 멀티미디어 서비스까지 제공하고 있다.

시내 전자교환기 내부에서 외부의 다른 지역 교환기 가입자에게로 전화통화가 이루
어지는 발신호(originating call)인 경우, 전자교환기의 동작과정은 [그림 3-20]과 같
이 단계적으로 수행된다. 먼저 가입자가 전화기의 송수화기를 들 때(①), 전화국의 교
환기에서 가입자에게 항시 공급해 주는 전원(DC -48V)에 의해 교환기와 가입자 전화
기 간에 전류가 흐르게 되는데, 이를 제어부가 감지하여 가입자에게 발신음(dial
tone)을 들려준다(②). 발신음을 들은 후 가입자가 전화번호를 다이얼링 하면(③), 교
환기는 이를 수신하여 제어부에서 번호 분석을 수행한 후에 통화로부에 해당 회선의
접속 명령을 지시한다(④).
이때, 발신가입자가 다이얼링한 착신가입자의 전화번호가 발신가입자와 동일한 교
환기 내의 전화번호라면 통화로부에서 직접 해당 가입자 회선을 찾아 회선연결을 수행 하고, 다른 교환기 내의 전화번호라면 국간 중계선을 통해 해당 가입자의 전화번호를
보내주게 되는데, 그 교환기에서는 이를 받아서 번호 분석을 한 후에 해당 가입자 회
선을 찾아 회선을 연결하게 된다(⑤).
회선 연결이 완료되면 제어부의 호출음(ring back tone)을 들려주고, 착신가입자
(상대편 가입자)에게는 호출신호(전화 벨소리)를 들려주어(⑥) 착신가입자가 전화기의
송수화기를 들게 되며(⑦), 이에 따라 발신가입자와 착신가입자 상호간에 통화회선이
완전히 연결되어 통화가 이루어지고 이때부터 과금(charging)이 시작된다(⑧). 이후
통화가 완료되어 가입자가 송수화기를 내려놓으면 제어부가 이를 감지하여 통화로부
의 회선 연결을 원래 상태대로 복구시킨다(⑨).

이와같은 교환기 내부의 동작과정은 기본적으로 음성 정보서비스를 제공하는 전화
교환기를 기본으로 해서, 제공되는 정보서비스의 종류와 적용되는 데이터 교환방식(회
선교환 또는 축적교환) 등에 따라 관련 기능 및 장치가 추가되고 교환기의 명칭이 다
르게 불리어진다. 즉, 전화교환기, 데이터교환기, 패킷(packet) 교환기, 셀(cell) 교환
기, 메시지 교환기, ISDN 교환기, ATM(Asynchronous Transfer Mode) 교환기 등
으로 개발되어 사용되고 있다. 여기서 ATM 교환기는 광대역 종합정보통신망(B- ISDN)을 실현하기 위해 사용되며, 음성 이외에 데이터와 영상 등 다양한 속도의 멀티
미디어 서비스를 제공할 수 있다. 그리고 LAN과 같은 컴퓨터 네트워크에서도 다양한
스위치(switch)들이 사용되고 있는데, 이것도 교환기의 일종으로 기본적인 역할과 기
능은 유사하다.