JPH0744741B2 - 中継交換方式 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔概要〕 本発明はPCM信号（パルス符号変調信号）を低ビットレ
ートに符号化し、複数の高速ディジタル回線の間をディ
ジタル交換機で多リンク接続する際の中継交換方式にお
いて、 低ビットレート符号化信号とPCM信号との間の符号化，
複合化を行なわないで、PCM信号の代りに低ビットレー
ト符号化信号と残りのビットを空きとした符号をディジ
タル交換機により中継交換することにより、 情報品質を劣化させることなく、多リンク接続ができる
ようにしたものである。

〔産業上の利用分野〕

本発明は中継交換方式に係り、特にPCM信号の代りに低
ビットレート符号化信号をディジタル交換機により中継
交換する方式に関する。

遠距離の本社，支社，事業者間を高速ディジタル回線で
結ぶ企業内ネットワークにおいて、高速ディジタル回線
をより一層経済的に利用するために、低ビットレート符
号化信号を伝送する符号化装置が導入される傾向にあ
る。このため、そのような低ビットレートの符号化装置
を使用した場合でも、ディジタル交換機により情報品質
の良好な多リンク接続ができる中継交換方式が必要とさ
れる。

〔従来の技術〕

一般的な多リンク接続の概念を第６図に示す。同図中、
１−１〜１−５は高速ディジタル回線、２−１〜２−４
は多重分離装置（MUX）、３−１〜３−４は中継交換機
能と端末交換機能を備えた構内交換機（PBX）、４とＡ
とＢは各々加入者（電話機）である。

多リンク接続の場合、高速ディジタル回線１−１〜１−
５のいずれかより多重分離装置２−１〜２−４のいずれ
かに入力されたPCM信号、例えば64kbpsのPCM音声データ
は、必ず構内交換機３−１〜３−４のいずれかに入り、
それから再び対応する多重分離装置２−１〜２−４を通
して高速ディジタル回線１−１〜１−５のいずれかへ送
信される。

例えば、加入者Ａから加入者Ｂへ電話をかける場合、Ａ
→３−１→２−１→１−２→２−２→３−２→２−２→
１−３→２−３→３−３→２−３→１−４→２−４→３
−４→Ｂという経路をたどる。

このような多リンク接続における多重分離装置２−１〜
２−４と構内交換機（PBX）３−１〜３−４との接続形
態は、構内交換機がアナログ交換機の場合は第７図に示
す如くになり、ディジタル交換機の場合は第８図に示す
如くになる。第７図において、多重分離装置2a内にはア
ナログ音声信号と、64kbpsPCM信号との相互変換を行な
うA/D・D/A変換部５が設けられており、多重分離装置2a
とアナログ交換機3aとの間の音声信号はアナログ信号で
やり取りされる。なお、６はデータ端末を示す。

一方、第８図に示す接続形態においては、ディジタル交
換機3b内にA/D・D/A変換部７が設けられており、多重分
離装置2bとディジタル交換機3bとの間の音声信号はディ
ジタル信号でやり取りされる。

第７図に示す接続形態で多リンク接続を行なう場合、中
継交換の度に、A/D・D/A変換部５にてA/D変換やD/A変換
を行なうことになるので、A/D変換による量子化ノイズ
の発生、アナログ部でのノイズの混入等により、リンク
数が増せば増すほど音声品質が劣化する。

これに対し、第８図に示す接続状態で多リンク接続を行
なった場合は、ディジタル信号のまま中継交換されるの
で１リンクの場合に比べても音声品質は殆ど劣化しな
い。よって、多リンク接続の場合はアナログ交換機より
もディジタル交換機の方が優れていることがわかる。

ところで、従来の多リンク接続における高速ディジタル
回線を伝送される信号のうち、PCM音声信号は１チャン
ネル当りのサンプリング周波数8kHzで、量子化ビット数
８ビットの信号であり、その伝送ビットレートは64kbps
と高速である。

また、近年、既存の高速ディジタル回線を更に経済的に
利用するため、音声１チャンネル当りの伝送ビットレー
トを32kbps,16kbps、又は8kbpsというように、上記の64
kbpsのPCM音声信号の1/2,1/4、又は1/8に圧縮する音声
符号化方式が実用化されつつある。

第９図はこの低ビットレート音声符号化方式を導入した
多重分離装置と交換機との接続形態の一例のブロック図
を示す。第９図は１チャンネル分の接続形態を示してお
り、多重分離装置2c内にコーデック（CODEC）８が設け
られている。上記のCODEC8は高速ディジタル回線１より
の低ビットレート符号化音声信号を64kbpsPCM音声信号
に変換（復号化）してディジタル交換機3bへ供給し、ま
たディジタル交換機3bよりの64kbpsPCM音声信号を低ビ
ットレート符号化音声信号に変換（符号化）して高速デ
ィジタル回線１へ出力する。

なお、構内交換機（PBX）はアナログ交換機でもよく、
その場合は多重分離装置内にCODECの他にA/D・D/A変換
部が設けられる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記の低ビットレート音声符号化方式を導入して多リン
ク接続を行なうと、上記のように構内交換機（PBX）に
対して64kbpsPCM音声信号、又は64kbpsPCM音声信号をD/
A変換して得られたアナログ音声信号を伝送する必要が
あるため、多重分離装置2c内にCODEC8が必要となり、中
継交換の度に低ビットレート符号化音声信号と64kbpsPC
M音声信号との間で符号化や復号化を繰り返すこととな
るため、ディジタル交換機3bを使用したとしても、音声
品質が劣化するという問題点があった。この音声品質劣
化の傾向は16kbpsより8kbpsというように、ビットレー
トが低くなるほど顕著になる。

このため、16kbpsや8kbpsのような低ビットレート音声
符号化方式では、リンク数に制限があったり、１リンク
でしか使用できなかった。

本発明は上記の点に鑑みて創作されたもので、低ビット
レート符号化信号を多リンク接続しても品質の劣化を少
なく中継交換できる中継交換方式を提供することを目的
とする。

〔問題点を解決するための手段〕

第１図は本発明の原理ブロック図を示す。同図中、端末
交換機11は、複数の端末12−１〜12−ｎより供給される
アナログ信号又は該アナログ信号をパルス符号変調して
１タイムスロットがＮビットからなるPCM信号を中継交
換機15に供給し、中継交換機15より供給されるアナログ
信号又はPCM信号をパルス符号復調したアナログ信号を
所定の端末に供給する。

多重分離装置13は、端末交換機11より供給されるアナロ
グ信号又はPCM信号を１タイムスロットがＭビット（た
だし、Ｍ＜Ｎ）からなる低ビットレート符号化を行なっ
て所定のチャネルで中継交換機15に供給し、中継交換機
15から供給される所定のチャネルの低ビットレート符号
化信号を前記アナログ信号又はPCM信号に復号化して所
定のチャネルで端末交換機11へ供給する符号化・復号化
部14を有し、中継交換機15から所定のチャネルで供給さ
れる低ビットレート符号化信号を高速ディジタル回線16
−1,16−２へ送出し、また、高速ディジタル回線16−1,
16−２から入来する低ビットレート符号化信号を所定の
チャネルで中継交換機15へ供給する。

中継交換機15は、多重分離装置13と端末交換機11との間
に設けられ、チャネルに応じた中継交換行なう。

多重分離装置13は前記高速ディジタル回線16−1,16−２
より入来する低ビットレート符号化信号を、その１タイ
ムスロットを構成するＭビットに（Ｎ−Ｍ）ビットの空
きを付加して１タイムスロットがＮビットからなるディ
ジタル信号として所定のチャネルで中継交換機15へ送出
し、中継交換機15を経由した所定のチャネルの１タイム
スロットがＮビットからなるディジタル信号からＭビッ
トを分離して１タイムスロットがＭビットの低ビットレ
ート符号化信号を前記高速ディジタル回線16−1,16−２
へ送出して中継交換を行なう。

〔作用〕

複数の高速ディジタル回線16−1,16−２の間を端末交換
機11及び中継交換機15よりなるディジタル交換機で多リ
ンク接続の中継交換を行なう場合、高速ディジタル回線
16−１又は16−２より入力された低ビットレート符号化
信号は、多重分離装置13により１タイムスロットを構成
するＮビットのうち、Ｍビットは入力低ビットレート符
号化信号で、残りの（Ｎ−Ｍ）ビットは空きとしたディ
ジタル信号とされて中継交換機15へ送出され、更にこの
中継交換機15を経由して再び多重分離装置13に供給され
る。

このディジタル信号は上記のＮビットを８ビット、Ｍビ
ットを２ビットとした場合、その１タイムスロットの信
号フォーマットは第２図に示す如くになる。第２図にお
いて、b₁,b₂は低ビットレートPCM信号で、６ビットは各
々値が“0"で、空きとされている。従って、上記の低ビ
ットレート符号化信号は１タイムスロットが８ビット
で、見掛け上、PCM信号と同一のビットで多重分離装置1
3と中継交換機15との間を伝送される。

多重分離装置13は１タイムスロットが８ビットのディジ
タル信号からb₁,b₂の低ビットレートPCM信号部分だけを
分離して高速ディジタル回線16−２又は16−１へ送出す
る。

このように、低ビットレート符号化信号は符号化・復号
化部14により符号化や復号化をされることなく、（Ｎ−
Ｍ）ビットの空きのビットが付加及び分離されることに
より、そのまま中継交換される。

〔実施例〕

第３図は本発明の一実施例のブロック図を示す。同図
中、第１図と同一構成部分には同一符号を付してある。
第３図において、18は端末交換機11と中継交換機15の両
機能を併せ持った交換機（TLS）である。また、多重分
離装置13内の符号化・復号化部14は、本実施例では64kb
psPCM音声信号と16kbps符号化音声信号との相互変換を
行なう。

また、多重分離装置13は音声データだけではなく、各種
データの方路の設定をしたり、多重化，分離を行なう回
線制御部19と、64kbpsPCMデータと16kbps符号化音声信
号とを64kbps×30チャネルのデータに多重化したり、そ
の逆の分離を行なう多重分離部20と、インタフェース部
（INF）21とを各々内蔵しており、一般のデータ端末22
が外部接続されている。

更に多重分離装置13は回線23を介して交換機18内のイン
タフェース部（INF）24に接続されている。交換機18内
には上記のインタフェース部24の他、64kbpsPCMデータ
を64kbps×30チャネルのデータに多重化し、またその逆
の分離を行なう多重分離部25と、64kbps単位で交換処理
を行なう交換部26と、A/D・D/A変換部27−１〜27−ｎと
が設けられている。

多重分離装置13と交換機18との間は2Mbpsの１本の回線2
3で接続されているが、論理的なパスは第１図と全く同
じである。この回線23のフレームフォーマットの一例を
第４図に示す。１タイムスロットは８ビットからなり、
32タイムスロットで１フレームが構成される。１フレー
ムは8kHzで構成されるので、回線23の伝送速度は８ビッ
ト×32×8kHz＝2048（kbps）となる。

第４図において、先頭のタイムスロットTS1は同期ビッ
トやシグナリング等に使用され、17番目のタイムスロッ
トTS17は使用しない。またタイムスロットTS2〜TS16とT
S18〜TS32とは、音声チャネルCH1〜CH30として使用さ
れ、１チャネル当り64kbps（＝８ビット×8kHz）の伝送
ビットレートである。

上記の音声チャネルはＡ局内用と、Ａ局Ｂ局間用とＡ局
Ｃ局間用とに分けられ、更にＡ局内用のチャネルは64kb
psPCM音声信号用と16kbps符号化音声信号用とに分けら
れる。ここでは、一例として、第５図（Ａ）に示すよう
にＡ局内の64kbpsPCM音声信号用のチャネルをCH1〜CH5
に割当て、同図（Ｂ）に示すようにＡ局内の16kbps符号
化音声信号用のチャネルとしてCH6〜CH10の５チャネル
を割当てられる。また、Ａ局Ｂ局間用の音声チャネルは
第５図（Ｃ）に示すようにCH11〜CH20の10チャネル、Ａ
局Ｃ局間用音声チャネルは同図（Ｄ）に示すように、CH
21〜CH30の10チャネルに各々割当てられる。第５図
（Ｂ）〜（Ｄ）に示す各音声チャネルのデータフォーマ
ットは、８ビットのうち最初の２ビットのb₁,b₂が16kbp
sPCM音声信号データで、残りの６ビットは空きであり、
値は常に“0"をとる。

次に、第３図に示す実施例の動作につき説明する。ま
ず、第３図に示すＡ局から図示しないＢ局（Ｂ局及び後
述のＣ局も構成は第３図と同様である。）への通話につ
いて説明するに、端末（ここでは電話機）12−１〜12−
ｎのうち任意の端末からのアナログ音声信号は、交換機
18内のA/D・D/A変換部27−１〜27−ｎのうち対応する一
のA/D・D/A変換部によりアナログ−ディジタル変換され
て64kbpsPCM音声信号に変換された後、交換部26でCH1〜
CH5のいずれかの音声チャネルに接続される（ここで
は、一例としてCH1に接続されたものとする）。

CH1の64kbpsPCM音声信号は多重分離部25で多重化された
後インタフェース部24を介して回線23へ送出され、イン
タフェース部21にて受信され、更にこれより多重分離部
20に供給され、ここで音声チャネルCH1の64kbpsPCM音声
信号が分離される。分離されたこの64kbpsPCM音声信号
は符号化・復号化部14で復号化され、この復号化された
信号が16kbps符号で符号化されて16kbps符号化音声信号
（16kbps符号）に変換された後、音声チャネルCH6で多
重分離部20により多重化され、更にインタフェース部21
を介して回線23へ送出され、交換機18に到る。

ここで、多重分離部20では2Mbps回線23の１チャネルが
８ビットであることから、16kbps符号化音声信号の２ビ
ットをビット1,ビット２に挿入し、残りのビット３〜ビ
ット８を空白（“0"）として多重化して第５図（Ｂ）に
示したフォーマットのCH6のディジタル信号８ビットを
得る。このCH6のディジタル信号は多重分離部25で分離
されて交換部26に供給され、ここで第５図（Ｃ）に示し
たフォーマットのＡ局Ｂ局間用の音声チャネルCH11〜CH
20のいずれか（仮にCH11とする）に接続され、再び多重
分離部25に戻されて今度は多重化された後、再びインタ
フェース部24を介して2Mbps回線23へ送出される。

インタフェース部21により受信された上記CH11のPCM音
声信号は多重分離部20で第５図（Ｃ）に示す信号フォー
マット中、ビット１とビット２の必要な２ビットのみが
分離抽出されて16kbps符号化音声信号にされた後、回線
制御部19で他のデータ等と多重化されてから高速ディジ
タル回線16−１へ送出され、Ｂ局に到る。

以上のＡ局からＢ局への通話時の信号経路について整理
すると、 となる。

Ｂ局からＡ局への通話時の信号経路は上記の矢印の方向
が反対になる。また、Ｂ局も同様の経路を経てＡ局とＢ
局の両電話機が接続される。

次に、Ｂ局からＣ局への通話のため、Ａ局で中継交換を
行なう場合について説明する。Ｂ局により前記したＡ局
とＢ局間での通話時の説明と同様にして生成された、16
kbpsに符号化されたPCM音声信号が、他のデータ等と共
に高速ディジタル回線16−１を経てＡ局の多重分離装置
13に入来する。Ａ局の多重分離装置13では回線制御部19
でＢ局からの16kbps符号化音声信号を他のデータから分
離抽出するが、その16kbps符号化音声信号はCH11〜CH20
のいずれか一方の音声チャネル（ここでは仮にCH12とす
る）に入っている。

回転制御部19よりのCH12の16kbps符号化音声信号は、多
重分離部20により、そのデータ２ビットに、更に空白の
６ビットを付加されて全体として８ビットの第５図
（Ｃ）に示す信号フォーマットされてから多重化された
後、インタフェース部21を通して2Mbps回線23へ送出さ
れて交換機18に到る。

上記CH12のPCM音声信号は、インタフェース部24を通し
て多重分離部25に供給され、ここで分離抽出されて交換
部26によりＡ局Ｃ局間用音声チャネルCH21〜CH30のいず
れか一のチャネル（仮にCH21とする）に接続された後、
再び多重分離部25に戻されて今度は多重化される。多重
分離部25により多重化された音声チャネルCH21の第５図
（Ｄ）に示す如き信号フォーマットのPCM音声信号は他
のデータと共にインタフェース部24を経て2Mbps回線23
へ送出され、更にこれよりインタフェース21を経て多重
分離部20により第５図（Ｄ）に示すＡ局Ｃ局間用音声チ
ャネルCH21の信号フォーマット中、ビット１とビット２
の必要な２ビットのみ分離抽出されて16kbps符号化音声
信号とされる。

この16kbps符号化音声信号は、回線制御部19で他のデー
タと多重化された後、高速ディジタル回線16−２へ送出
され、Ｃ局へ到る。

以上のＢ局からＣ局への通話時におけるＡ局での中継交
換の信号経路について整理すると、 となる。また、Ｃ局からＢ局への通話時のＡ局での中継
交換は上記の矢印方向が逆になるだけである。

このように、中継交換の際は、16kbps符号化音声信号と
64kbpsPCM音声信号との相互変換は行なわれず、16kbps
符号化音声信号のまま中継交換が行なわれる。

従って、多リンク接続をした場合は、16kbps符号化音声
信号と64kbpsPCM音声信号との相互変換のための符号
化，復号化は、所望着信局の符号化・復号化部14での１
回だけとなり、音声品質は１リンク接続と全く変らない
高品質が得られる。

なお、本発明は上記の実施例に限定されるものではな
く、伝送ビットレートはその他の値でもよく、また音声
信号以外に画像信号等の他の情報信号についても同様に
適用することができることは勿論である。

〔発明の効果〕

上述の如く、本発明によれば、低ビットレート符号化信
号はPCM信号との相互変換のための符号化・復号化をさ
れることなく、そのまま中継交換するようにしたので、
多リンク接続しても情報品質は１リンク接続と全く同じ
高品質が得られ、多リンク接続による品質劣化を無くす
ことができる等の特長を有するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の原理ブロック図、 第２図は本発明で中継交換される信号フォーマットの一
例を示す図、 第３図は本発明の一実施例を示すブロック図、 第４図はフレームフォーマットの一例を示す図、 第５図は第４図の各部のデータフォーマット図、 第６図は多リンク接続の概念図、 第７図は交換機と多重分離装置との接続形態の一例を示
す図、 第８図は交換機と多重分離装置との接続形態の他の例を
示す図、 第９図は低ビットレート音声符号化方式の一例を示す図
である。 図において、 11は端末交換器、 12−１〜12−ｎは端末、 13は多重分離装置、 14は符号化・復号化部（CODEC）、 15は中継交換機、 16−1,16−２は高速ディジタル回線、 20,25は多重分離部、 26は交換部である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】複数の多重分離装置間を高速ディジタル回
   線で多リンク接続した中継交換方式において、 複数の端末（12−１〜12−ｎ）より供給されるアナログ
   信号又は該アナログ信号をパルス符号変調して１タイム
   スロットがＮビットからなるPCM信号を中継交換機（1
   5）に供給し、該中継交換機（15）より供給されるアナ
   ログ信号又はPCM信号をパルス符号復調したアナログ信
   号を所定の端末に供給する端末交換機（11）と、 該端末交換機（11）より供給されるアナログ信号又はPC
   M信号を１タイムスロットがＭビット（ただし、Ｍ＜
   Ｎ）からなる低ビットレート符号化を行なって所定のチ
   ャネルで中継交換機（15）に供給し、該中継交換機（1
   5）から供給される所定のチャネルの低ビットレート符
   号化信号を前記アナログ信号又はPCM信号に復号化して
   所定のチャネルで該端末交換機（11）へ供給する符号化
   ・復号化部（14）を有し、該中継交換機（15）から所定
   のチャネルで供給される該低ビットレート符号化信号を
   高速ディジタル回線（16−1,16−２）へ送出し、また、
   高速ディジタル回線（16−1,16−２）から入来する低ビ
   ットレート符号化信号を所定のチャネルで該中継交換機
   （15）へ供給する多重分離装置（13）と、 該多重分離装置（13）と該端末交換機（11）との間に設
   けられ、チャネルに応じた中継交換を行なう中継交換機
   （15）とよりなり、 該多重分離装置（13）は前記高速ディジタル回線（16−
   1,16−２）より入来する該低ビットレート符号化信号
   を、その１タイムスロットを構成するＭビットに（Ｎ−
   Ｍ）ビットの空きを付加して１タイムスロットがＮビッ
   トからなるディジタル信号として所定のチャネルで該中
   継交換機（15）へ送出し、該中継交換機（15）を経由し
   た所定のチャネルの１タイムスロットがＮビットからな
   る該ディジタル信号からＭビットを分離して１タイムス
   ロットがＭビットの低ビットレート符号化信号を前記高
   速ディジタル回線（16−1,16−２）へ送出して中継交換
   を行なうことを特徴とする中継交換方式。