（通信与信息系统专业论文）电话网中交换等技术的研究.pdf

创 含 文摘要 重a t- -*健 询 :义换 矩 阵 、双音 多 预 、用户 接 口电 路 、数 宋 交j 奥、月 永 冲 编码 调 制 本文对电话网 中文换、远程控制等有关技木问题进行了研究，并结合具体系 统 讲 述 了 这 雀 t- 技 术 的 卫 乙 用 。 一妞 笋 一 部 分 所 述 的 是 与j k - 1 0 0 微 波 通 ， 系 统 配 套 使 用 的 智 能 电 话 、 中 器 系 统 的 实 验 系统 。 之是 我们 与 天津 津 科公 司 联 合 开 发的 一个 项 目。它的 主 要 甩 想 是 利 用 棋 拟 交 换 技 术 扩 展 微 波 信 道 机 电i 舌用 户 的 数 蚤 。 系 统 分 为 局 端 和 用 户 端 两 部 分。它们在单片机的挽制下根据用户和局端的 申请以及信道资源的利用情况 。将 有限的信道资源统一分配。这个实验系统 已经调试成功 ，达到了预期的要求。 出于改进这个系统的 目的 . 我对程控交换机 中的用户电路以及双音多频接收 花片做了研究，在此基础上设计了一个利用电话网实现远程控制的系统。这个系 统能够检侧电话线上的铃流和双音多频信号 ， 作为一个实用的系统还设计了密码 识别程序。 目前迄个系统的调试 已经基本完成.实现了设计的要求。 因为微波通信系统本身就是数字系统， 如果能够将现在 已经非常成熟的数字 交换技术应用到我们的信道机系统，那无疑将大大扩展系统的适应范 围。下面对 数字交换中最重要的器件 t型时分接线器 8 9 8 0作了研究。并且设计出基本上能 够使 8 9 8 0系统和编解码 电路配合工作的时序电路.最后提 出了一个初步的改进 方 案 。) abs tract k e y wo r d s : e x c h a n g e a r r a y , d t mf , s l i c , d i g i t a l s w i t c h , p c m t h i s t h e s i s i s a b o u t t h e t e c h n o l o g y s u c h a s s w i t c h a n d r e m o t e c o n t r o l i n t e l e p h o n e n e t w o r k , a n d a b o u t t h e a p p l ic a t i o n a b o u t t h i s t e c h n o l o g y . f i r s t w e s h a l l d e s c r i b e a n i n t e l l i g e n t t e l e p h o n e - c o n n e c t i o n s y s t e m u s e d t o g e t h e r w i t h t h e j k - 1 0 0 m i c r o w a v e c o m m u n i c a t i o n s y s t e m . i t i s t o m a k e m o r e c u s t o me r s a t t a c h e d t o t h e c o m mu n i c a t i o n s y s t e m. t h e l i m i t e d m i c r o w a v e r e s o u r c e w a s d i s t r i b u t e d t o g e t h e r a c c o r d in g t o t h e a p p l y f r o m t h e o f f i c e p a r t a n d c u s t o m e r p a r t , a n d a c c o r d i n g t o t h e n u m b e r o f t h e f r e e mi c r o w a v e c h a n n e l s . t h e e q u i p m e n t h a s b e e n s u c c e s s f u l c o m p l e t e d . t o i m p r o v e t h e s y s t e m , s l i c a n d d t mf r e c e i v e r i n p b x s y s t e m h a v e b e e n s t u d i e d a n d b a s e d o n t h i s , a r e mo t e c o n t r o l s y s t e m i n t e l e p h o n e n e t w o r k h a s b e e n d e s i g n e d a n d m a d e . n o w t h e e x p e r i me n t a b o u t t h i s s y s t e m h a s n e a r l y b e e n fi n i s h e d . s in c e t h e m i c r o w a v e s y s t e m i s a d i g i t a l c o m m u n i c a t i o n s y s t e m , w e c a n a p p l y t h e p r a c t i c e d d i g i t a l s w i t c h t e c h n i q u e t o t h e s y s t e m . i n d i g i t a l s w i t c h s y s t e m, t h e m o s t i m p o r t a n t d e v i c e一 t d i g i t a l s w i t c h w a s s t u d i e d c a r e f u l l y. f i n a l l y i p u t f o r w a r d a m e t h o d t o i m p r o v e o u r s y s t e m b y t h i s . 第一章j i n 第一章 己i -2 - - 了 万杯 习 程控交换技术是现代电信传输的基础， 随着大规模集成电路豹发展， 1 it 控交 换机日 益向小型化， 大容i， 灵活， 适应性强的方向发展。 我的论文对这一领域 的某些技术要点进行了 研究，并探讨它们的具体应用。 程控交换分空分交换和时分交换。 空分交换机又称为模拟交换机， 一般是用 程序控制空分交换芯片内部电 子交叉点的通和断来实现在空间上的电路连接。 时 分交换机因其传输和交换的话音信息均属数字形式， 所以又称数字交换机。 数字 交换机的通话回路是以p c m话路为基础，使用数字交换接续网络对时分复用话 路进行时隙交换。 由于时分交换机比空分交换机体积更小， 配线较少， 交换容r . 大， 又由 于它便于构成综合业务数据网， 所以 时分交换的 发展潜力要比 空分交换 大得多。但是由于空分交换机在小容量的交换系统如p b x中还具有 定优势， 它控制简单，a试方便，因此模拟式的空分交换机仍有一定的应用价俊。 去年我们与天津津科通讯公司合作开发了程控用户集线器系统的实r系 统。 这可以看作程拧交换技术的一个应用， 因为这个系统虽然简单， 但是却用到 了 程控交换的儿乎所有方面的知识。它是用模拟交换芯片 m t 8 8 1 6作为交换矩 阵， 采用比较成熟的电路作为局端、 用户端和信道机端的接口电路。 这个系统已 经可以 看作是一个比 较简单的小交换机了。 在此基础上， 我查阅了大量资料， 对用于交换机上的一些电路芯片做了 一些 研究， 它们是用于模拟交换的 用户电路片m h 8 8 5 0 0 , 用于接收按键话机d t m f 信号的 接收器m t 8 8 7 0 。 对于这些电路都做了 大量的 实验， 在对芯片的性能比 较 清楚的前提下， 我设计了一个在电话网上实现自 动控制的系统。 这个系统的主要 思想是把由电话线传来的双音多频信号转换成数字信号， 用 c p u接收，实现自 动控制。 对于目 前比较普遍的数字时分交换机， 限于条件的限制， 只能对它的很基本 的原理进行研究。 我这里研究了用于时分交换的t型交换器mt 8 9 8 0 ， 并且以这 个芯片为基础设计了一个简单的数字交换系统。 这个系统的 难点是如何ca 计能使 第一章弓 言 交换矩阵和p c m芯片协调 1 . 作的时序电路，必须十分注意控制信号t 的相位关 系。 第二珍程控电话集线器系统 第二章程控电话集中器系统 这一章主要介绍我们在津科通信公司研制开发的- 验系统。 第一节简介 个电话集中器系统的实 一问题的提出 这个集中器系统是与j k - 1 0 0 微波通讯系统配套使用的。j k - 1 0 0 微波通讯系 统采用t d ma时分复用方式实现多用户通信，由于在时隙的使用上采用特殊的 方法， 发和收使用同一个本振， 从而降低了成本， 但是用户的数量也随之减少了 。 当 用一次群和一般p c m芯片编解码时， 理论分析证明用户的 数量不会超过 1 6 个， 事实上它的第一代产品， 采用1 . 5 7 9 m晶振， 用户数仅为s 个。 后来采用2 m 晶振和用 a d p c m 芯片进行编解码，用户数可以达到2 4 个。为了使这个系统能 够接入更多的用户，提高微波系统的利用率，进一步降低用户的单路安装成本， 我们设计了程控电话集中器系统的实验系统。 研制这个集中器系统是基于这样的考虑，同一时刻市内电话申请通话的用户 数，一般不会超过总用户数的 1 / 6 ， 所以一般程控交换机的用户线与中继线之比 一般为 6 : 1 9当然这是用户数量比较多的情况一 的结果。但是考虑到本系统的 使用范围， 是在城市远郊和农村， 一般话务量不会很高， 所以把用户线与中继线 之比 控制在4 : 1 应该是可行的。 也就是说，可接入2 4 路电话的微波系统， 经扩 展后，最多可以接% 门电话用户，这在经济_ l 是相当可观的。 我们的实验系统只是使用了微波信道机的2 路微波传输线路，它是一个b - 2 - 8 的扩展系统可以接入 8 路电话用户。图2 - 1 是这个集线器系统的小意图，它 的各个部分将在后面详细加以介绍。 第二章 程控电1 4 集线器系统 局 端 图2 一 1 1 户集中器电路不意图 _二 、 模拟交换矩阵mt 8 8 1 6 本实验系统的关键是采用了 模拟交换矩阵集成芯片m t 8 8 1 6， 图2 - 2 是该芯 片的原理枢图。 从图中我们可以着出， 该芯片是由7 -1 2 8 译码器， 锁存电路， 8 x1 6 交又点矩阵三部分组成的。地址信号a x o -a x 3 . a y o -a y 2 分别选择x 路的1 6 条线和y路的8 条线，那么当这7 个地址信号选定以后，所要控制的交 又点也就选定了。 这些地址信息确定后经过7 1 2 8 译码器，存放在有1 2 8 个存 储单元的存储器中，以控制交叉点的通与断。 cs s t r obena 下a r e s e t vdd ve e vs s i/o肠 x，厂 . axo ax1 ax2 ax3 ayo ayi ay2 7一 1 2 8 译码器 锁存电路 y i 1 1 0 ( i = 0 . .7 ) n 2 - 2 mt 8 8 1 6 功能框图 下面是一些控制信号的定义: ( 1 ) c s片选信号，高电平选通该芯片。 第二章程控电话集线器系统 ( 2) s t o r b e使能控制，高电 平有效 在它的上升沿，地址信号必须已 经准备好:在它的下降沿，d a t a信号必须已经保持稳定 招) d a t a决定该交叉点的通与断，1 为通，0为断。 ( 4) r 巨 s e t当它为高电平时，不论s t o r 13 e和c s为什么状态，都使 该芯片的所有交义点断开。 其控制时序如图2 一 3 所示 、ha- 一 res f r r 5 丁robe / addres s汉_二 _ data 又 _一 犷- -一- 一 5 、 v i tch吧 t 卜f - - - - -一 几 三 二 汉 阂 一 - 一 一 义三二 薩_ 冲 ， 一 t d 图2 一 3 8 8 1 6 的控制时序 在使用芯片 8 8 16 之前，我们对该芯片做了大量实验，弄清楚了以卜 几 个问 题: ( 功 当对某个交叉点进行控制时，不会影响其他交叉点豹状态。 ( 2 可以 对 一 条线建立多条连接， 如可以 使y s 与x o 、 x 卜x z 建立连接， 此时y s 、 x o 、 xl 、x z就好象彼此相连一样，这对于集线器的意义是很大的，此时 8 8 场不仅 仪是一个模拟开关， 还可以建立内部通路， bjl付， 对于电话会议的实现足很方便 的。 第二章程控电话集线器系统 第二节系统硬件构成 一 系统功能 在前面提到的图2 - 1 可以 看出，系统可分为局端和用户端两部分。在局端包 括局端接日电路， 交换矩阵， 与微波信道机的接口电路和局端控制电路等: 在用 户端包括用户电话 线接口电路， 交换矩阵， 与微波信道机的接日电路和用广 端控 制电路等;下面举两个例子具体说明一下这两部分的功能。 假设外地用户呼叫本地电话用户，那么本地电话用户在本地局端的电话线 上，就会有铃流信号 产生 7 5 v以上，2 5 h z 交流)，局端接u电路能够检测到 这种铃流信号 、 铃流检测)， 并且转化成能够为处理机读取的数字信号丁 s a( 低 电平有效)。 局端控制电路接收到接口电路送来的数字信号， 把该用户局端的申 请信息通知微波信道机。 微波信道机把有关的信息插入特定的时隙， 通过微波传 送到用户端的微波信道机， 再通知用户端的系统。 用户端的控制系统根据此时用 户的状态作出判断，如果用户空闲， 并且有空闲的微波信道 ( 时隙)， 那么用户 端控制电路作出连线命令， 连接用户端的交换矩阵( 把该路用户电话与某一路空 闲的微波信道相连) ，同时把连线命令通过与信道机的接门电路， 经微波的特定 时隙通知局端， 然后局端控制相应的交换矩阵建立连接。 这样局端和用户端就通 过交换矩阵和微波通道联系起来了。 当木地用户呼叫外地用户时， 用户端接口电路能够检测到由于用户摘机形成 问路所引起的变化 ( 摘机检测)并转化成数字信号t s a送到c p u ., 如果此时有 空闲的微波通道 ( 时隙) 时， 用户端就控制交换矩阵， 将该路电话与相应的微波 信道建立连接，并目 _ 将连线命令通知局端。局端接收到用户端的命令后建立连 接， 由于 连接使局端的线路形成回路， 在局端形成摘机状态， 这样用户端与 电话 局就连接起来了。 如果用户摘机后没有空闲的微波通道 ( 时隙) ， 控制电路就向 用户送忙音。以上主要叙述了建立连接的过程， 当用户挂机后， 系统也能够拆除 连接，释放空闲微波通道，这个过程与前面的过程完全相同。 第二章程控电话集线器系统 二 硬件实 现 ( 一)局端用户端接口电路 我们采用的局端电路板具有以下功能: 扮 检测局端电话线上的铃流信号 ( 铃流检测) c 2 )把用户端的线路变化反映到局端电话线上 ( 例如，当用户端 摘机时， 局端也能够在数字信号的控制下要形成回路; 用户挂机时， 局端的回路 断开) ( 3 )把双向的二线的话音信号转换成四线制的，能够为数字微波系统使 用的单向信号 ( 二四转换) c 4 )能够根据需要调节语音信号的衰减 1 . 铃流检测与控制电路 交换局铃流标准为7 5 v一 4 0 v , 2 5 h z 的交流信号，经过传输衰减.到达用r j 应能保持在 3 5 v以上，铃流检测电路的原理就是把这个信号进行隔直，衰减， 限压，最后使光揭导通，输出铃流检测的数字电平 丁 s a信号 ( 低电平有效). t s a信号 作为局端对微波信道机的m信令，通过微波传输到用户端，作为用户 端的e信令;t s a信号1-1 时为c p u接收，判断局端的线路状态。 为了在局端能够反映用户端的线路变化 ( 是否摘机)，电路板上 还有控制电 路，当局端接收到用户端经微波传来的e信令 ( 表示用户已经摘机)，系统在局 端的用户板上控制信号r s a ，这个信号控制继电器的开合，当r s a为低电平， 继电器吸合，局端接土一个假负载 ( 相当于话机)，线路形成回路。 这样就好象 用户直接在局端摘机一样。 2 ，二四转换，消侧音及放大电 路 从图2 - 1 可以看出，当继电器吸合后，电话线就与后面的二四转换电路连接 起来了，二四转换的原理图如图 2 - 4所示。电路采用的是相位抵消消侧音的方 式。 接收信号时， 信号由四线制的收端进入， 信号除发送到用户线土 _ 外， 路经 幅度调整电路输出，另一路经反相放大电路输出，这两个输出信号的相位相反 调整幅度调整网络，使二者的幅度基本相同，则在图中a点，两信号相力 _ 抵消， 从而不会使输入信号再从四线制的发端发回去。 在每一路单向信号的后面还有放大电路，可以根据需要调节衰减的大小 (_ ) 用户端接口电路 用户端接口电路与局端类似， 也具有二四转换、 消侧音和放大的功能， 所不 同的是它能够检测用户端电话线的状态 ( 摘机检测)， 它的控制电路还能够给用 第二章程控电话集线器系统 户送铃流。 四线制收用户线 巾 a 度调整 反相放大电路 四线制发 反相放大电路 图2 - 4 2 / 4 转换及消侧音电 路原理图 当用户摘机时，电话线上相当于加上一个 6 0 0 5 2 的电阻，这时用厂 端构成通 路，光祸导通， 输出摘机检测信号t s a( 低电平有效)。t s a信号有份个作用: ( 1 )为 c p u接收，根据用户的状态作出判断，控制交换矩阵建立连接。 ( 2 ) 控制用户接口板上 _ 的继电器吸合， 使用户端的电话线与后面的二四转换等电路相 连。 (3)经过用户端的e / m转换，作为用户端的m信令， 送到微波信道机， 经过微波传输， 到局端形成e 信令。 e 信令经e / m转换， 变成局端接口 板的r s a 控制信号， 使接口板的继电器吸合， 连上假终端和语音继电器。 经过以上 的过程， 局端和用户端就真正建立起连接。 与局端相似， 用户端接口电路也有自己的r s a信号线， 不过， 它的作用与局 端的不一样。 前面说过， 局端的铃流检测信号在用户端形成e 信令， 它对应用户 接口板的r s a信号。这个信号控制用户端铃流继电器的闭合，向用户输出高压 交流的铃流信号。当然， 如果用户在铃流期间摘机，也有相应的判断电路，使继 电器断开，停止送铃流。 ( 二) 与微波信道机的接口 局端和用户端与微波信道机的接口是相同的，它包括两个方面的内容。 一 个 是微波接口板， 它对应微波信道; 再一 个是集线器系统与微波信道机系统的数据 第二章程控电话集线器系统 交换。 微波接口板的功能有两个，一个是为语音信号提供通道，另一个功能是产生 信令。 前面接口电 路产生的t s a和r s a信号 都是数字电平， 在微波接日 板_ h 对 它进行e / m转换，提升它的电平 ( 4 8 v )，变成e / m信令。e / m信令相当于 - 端 局端或用户端)的耳朵 ( e a r )和嘴c . ( m o u t h )，e为接收，m为发送，言 们都是低电平有效。 集线器系统与微波信道机系统进行数据交换的功能是在控制板上实现的，其 实它的主要目的是在局端和用户端能够保持信息联系。 数据线的数量比 较多， 共 3 2根，再加上与信道机通信时的 5 个控制信号，用一个扁平线连接。因为集线 器系统与信道机的距离不很远，用这种方法通信是可行的。 ( 四)交换矩阵 经过前面的二四 转换， 交换矩阵 所要连接的通道变成四个，再加上 f s a和 r s a信号电路， 一次所要连接的通道达到6 个。 系统的交换矩阵由6 个m t 8 8 1 6 构成。 6 个m t 8 8 1 6 的控制线( c s , s t r o b e , d a t a和r e s e t ) 和地址线( a x o - x 3 , a y o -a y 2 ) 都是并联的，可同时控制 6 个mt 8 8 1 6 的通断。 具体电路见图 2 - 5( 交换矩阵电路)。 ( 五)忙音发生器电路 忙音的信号音是4 5 0 1 2 5 h z 的正弦波 ( 拨号音)，信号电平应为一 1 0 1 3 d b o 经换算应为峰峰值0 ,7 v ,其时间结构如下图所示 0 350 . 3 5 这个信号 在要求不高的情况下当 然可以 用c p u实现， 但这无疑会加重c p u 的负担， 我设计的忙音发生器由两个5 5 5 实现， 其具体电路如图2 - 6所示， 其信 号发生部分的频率为4 5 1 h z ， 在允许范围之内。 有关的电阻电容数值的选择是基 于下面的公式: f = 0 . 7 2 2 / r c或t = 1 3 8 6 r c 信号 发生部 分 r = 1 6 k c = 0 . 1 u 故 f = 4 5 1 .2 5 h z 控制部分r = 5 1 o k c = 1 u故 t = 0 .7 0 7 5 c 2是隔直电容，后面的电路包括分压和滤波。这个电路是在理论分析和实 第二章程控电话集线器系统 户 吮 .-一- 一-. . 一一. 一 一一卜 一 峋-一 一 一一一， 一州 一 -一 验调整的基础上设计的， 与一般的电话系统的信号差不多， 在示波器上也能够得 到很好的波形。 ( 六)控制电路 控制电路如f 2 - 7所示，它是以5 0 3 1 系统为核心设计的。在局端和al j 户端 的电 路基本相同 u 7 p a q -p a 7 接收用户端 ( 或局端) 接口电路送来的摘机检 测 ( 或铃流检测) 信号t s a . 为了控制8 8 1 6 交换矩阵， u 1 3 输当地址信号， u1 4 输出控制信号;u 8 和u 9 . u 2 7 和u 2 8 担负与微波信道机进行通佑的功能 以前的系统， 在忙音发生器的控制部分， 用了4 个模拟升关4 0 6 6 我改迸了 这一部分的电 路， 忙音发生器直按引 入8 8 1 6 交换矩阵的一 个输入端，占 用8 8 1 6 的一个模拟通道，忙音发生由8 8 1 6 建立连接实现。这样做节省了许多芯片， 简 化了系统。 第二i 程控电话集线器系统 髓_攒_ 淤 拜翼妻 只 二 二 份 马 麟附瓢特 一 洲 7 j 1 =i -r 鑫 眠辈 泛 黔 一瞥 一臀 - 成 黔蒸 n m 滑 一一拼 铆 居 琳 淤 i1 ., 龚 一 蒸 一黝 脑黔笼 蕊不 嗦 一 不 可离 蕊景 哪 姗沙匕 产激欺斋 飞勺尸飞 节 td 砚a 望比巨 匕 1 拨圈 笃 料罕 图 2 _ 5 交换矩阵电路 第二章程控电话集线器系统 获 巴 箱 广f卜卜1卜一 汁 宁，陌 材川 厂奋4、!1. 一-亡丁 澹 理 p. 一 1 川 寡 重 il、 e c 。尸俞 别 口断 节协弱。 一陈一。曰翻 . - n i iti 二二 一to f. 习曰 斋 子 门如们 仁 艾冈介r 习4hc口书 寸 m n 黔土下 口 犷 - - 一作 幸 军 段 一曰州曰 力备 樱阴健匕 甲 飞 月 图2 一 6 忙 一 音发生电路 t 2 ;鉴 一花 里倦 叮书 上儿j式 叶且羽 伙丰 公.三 叼 . b r a 吸 l凡 f 三 = 到 一 川帅汗 件日闷万吓 心歼丁 一盯川日口日日 十价 钾牡 之) 伏 一沐 乞 , 淤 1 月j i - 1 于一_ _ 当 盯 黔 阶 一; 献 1 体 三 目 二 盆 气 邵 了 j p 加 琳 撇案 一 洲作 麒黝 h :, 氛 居 、 “宁 朽性 皿泞一 认卜卜扮 二 门 闷 于 蔽 圈27 集中雄控制电洛 书 3 第二章程控电话集线器系统 第三节系统软件设计 . 系统软件功能 1 .局端和用户端应当完成的工作 局端和用户端的硬件是基本类似的，他们的地位应当是平等的。但是，考虑 到用户端需要判断更多的状态变化， 所以我们把用户端作为主端， 就更容易集中 控制。作为从端，局端所要完成的工作有: ( 1 )接收铃流检测信号t s a ，判断 局端电话线的状态。 c 2 )如果局端的线路有什么变化，要通知用户端。 ( 3 )按 照用户端的命令进行相应的处理， 例如， 使交换矩阵建立连接或断开连接 而用 户端作为主端，除了以上的功能以外，还得根据局端的中请，该路用厂 1 的状态， 和系统总的资源状况，统一指挥局端和用户端的工作。 2 .微波信道状态表 上文所说的资源， 指的是信道机所能够提供的微波传输线路， 即t d ma系统 中可用的时隙。 为了标识微波传输信道 时隙) 的占用情况， 每 一 路微波信道( 时 隙) 都用 一 个字节 来表示它的占用情况。 信道状态字的初始为0 0 1-1 , 如果已经占 用就变为o f f h 。这样就可以通过查找微波状态表来确定哪一路微波信道是空闲 的了。 3 摘扫 l 挂机及铃流检测 在局端和用户端都需要对电话线的状态进行扫描，扫描时间为 l m s 。下而将 具体说一下怎样识别用户的状态。 在用户端，由于摘机使用户环路闭合， 此时读入t s a = o ，如果能够保存 卜一 次的扫描结果，就可以通过异或来判断用户的状态如果卜 次的结果是l ,那么 说明用户刚刚摘机，引起状态变化，需要进一步处理;如果上次结果是0 ,那么 说明用户原来就处于摘机状态，这时不需要进行处理。 卜 表列出可能的组合方 式。 第二章程控电话集线器系统 _ 仁 一次t s a本次t s a 状态说明 1 1 没有申请，不引起状态变化 1 0 摘机申请，引起状态变化 01 挂机申请，引起状态变化 00 正在通话，不引起状态变化 对于局端来说，情况要稍微复杂一些。因为局端铃流是1 秒通4 秒断的，如 果在铃流的间歇检测到 t s a = 1 ，并不能据此判断局端没有中请，这时不能轻易 解除连接。 正确的判断方法是用一个计数器计算时间， 如果铃流停止的时间超过 5 秒，就证明局端已经停止中请了。 为了提高效率，一次读入的用户数为 8 个， 卜 面我们举一个例子来说明。 本次扫描结果s c n 1 1 1 0 1 1 0 1 上次扫描结果l l 1 0 1 1 1 1 0 1 s c n o l l = 0 1 0 1 0 0 0 0 ，说明第二路和第四路有状态变化，需要进行处理 二. 状态字和状态变化 当用户摘机的时候，还要根据用户不同的状态作出不同的处理，因为假设用 户的摘机是由于局端呼叫铃流所致， 此时已经建立了连接， 如果再建立连接就将 使控制陷入混乱。 为了清楚地表示用户的状态， 我们用一个字节的状态字来表示 用户所处的不同状态。下面是用户状态表。 状态字说明 o o h用户端和局端都没有申请，也没有建立连接 oi h 局端和用户端已经建立连接 0 4 14局端中请失败 0 5 14用户被叫，正在通话 0 6 14用户被叫，尚未摘机 0 9 14 卞叫失败，尚未挂机 o dh局端申请失败， 但仍在申请， 此时用户又申请 第二章程控电话 集线器系纹 状态变化指的是由于不同的事件 ( 用户摘机，挂机，局端有铃流申请，计 数器到时间等) 引起以上 用户状态的变化。 对于软件来说， 当上述事件发生以后， 要按照不同的用户状态进行不同的处理，同时修改用户状态字， 使该用户处于新 的状态。读者可参照参考文献 5 的流程图。 第四节进一步调试和改进的设想 一 系统的进一步调试 这个系统的设计、 制板到后来的编程， 系统调试， 都是我们集体 r 一 作的结果， 最后的调试是由我完成的。下面把后面的调试工作介绍一下。 1 第二次布线的电路图 电路图主要改动了以前的一些错误。 ( 1 )在以前的电路图中，由于刘接口 板的各个引脚的含义认识不清， 交换矩阵部分的电路出现混乱， 经过与津科的老 师讨论，改正了这部分的错误。 ( 2 )在与 微波信道机的接口电路中，接收端用 了两个 3 7 3 ，由于一开始对这芯片的认识还不够深刻，在调试中出现了问 题。 着两个并联在c p u数据线上 的芯片没有设置成高阻态，干 扰了c p u数据线上的 其他工作。这次电路图改正了这个错误，用两个 2 4 4代替了3 7 3 a ( 3 )在一开 始的电路中没有注意到8 8 1 6 是c mo s 器件， 而一开始驱动8 8 1 6 的是t t l芯片， 这样 8 8 1 6 工作当然会不正常，后来把前面的芯片换成h c系列的，芯片才可以 正常工作。 这次的电路图还为后面的工作留有余地。 c p u不仅能够接收接口板上的t s a 信令，还为r s a信令增加了连接。这样，将节省两个传送信令的8 8 1 6 参见 后面的说明)。 2 .在以前的调试中，为了调试方便， 关于系统与信道机的通信端口并不是真的 连在信道机上， 而是通过扁平线使局端和用户端直接相连。 在这次调试中， 除了 重复从前的工作以外， 还把这部分电路按照实际的工作情况， 连在信道机的通信 接口 卜 。同时， 重新编了这部分电路， 经过调试发现这样的连接是可靠的， 这一 点以后还将提到。 第二章程控电 话集线器系统 3 .忙音发生器及其引入 忙音发生器部分的电路前面已经介绍过了， 这里还要说明一下。如果不接 卜 面的那个5 5 5 ，而由上面的5 5 5 连续工作，所发出的就是标准的拨号音。如果再 调整电阻电容的数值，还可以做催挂音发生器，当然须后接放大器。 另外忙音的引入也是很有意思的。 在对 8 8 1 6 功能的讨论中， 我们己经知道， 对一条线可以建立 _ 多条连接。 我在忙音控制部分的调试过程中，已经允分地利用 了这一功能， 不用4 0 6 6 模拟开关， 而直接把忙一音 引入 8 8 1 6 的一个1 / o端1 1 y1 5 , 忙音的接入由控制 8 8 1 6 交换矩阵建立连接来实现。这样就使得忙音控制部分的 电路十分简单。 二，系统改进的设想 这章我们介绍的程控集线器系统，实际上就是程控交换技术在特定条件 卜 的 一 个具体的应用 它具有程控交换机的很多特征， 它采用空分交换芯片实现线 路交换，它的用户接口电路具有一般 s l i c的大部分功能 ( b o r s h )， 它的软州 系统己经能够完成交换机用户级软件的大部分功能。 当然， 它和真正的交换机系 统还有很大的差距， 它的硬件和软件的规模都比一般的交换机系统要小得多， 囚 为从一开始就不想把它作成一个程控交换机， 而且它的一些功能又是 一 般交换机 系统所不能完成的。 但是即使利用现有的硬件条件， 还是有很多工作可以做， 对 这个系统可以做一些改动，使之更为完善。 1 .减少交换矩阵的数量 按照这样的方案， 传输一路电话信号， 在局端和用户端接日电路中要进行2 - 4 转换， 然后才能进入交换矩阵， 再加上用户信令信号t s a . r s a ， 一共需要6 个 8 8 1 6交换矩阵， 这在成本上和电 路板体积的开销，都是很大的 在仔细分析各 部分电 路的基础上， 我提出了以 下的设想。 ( 1 ) 可以 考虑去掉传递t s a , r s a 信令信号的交换矩阵。 信道机是采用随路信令的传递方式， 即每路电 话的信令信 息都是用专门的时隙来传递。我们的系统因为是采用 c p u控制，并目 _ 局端和用 户端有专门的通信通道， 可以认为我们是采用公共信道信令的方式 ( 也就是系统 与信道机的数据通信部分) 工作的。 而巨 根据前面的调试工作， 数据通信已 经可 以很可靠的进行，而巨由于用户数不多， 对传输速率的要求也不会很高 我认为 第二章程控电话集线器系统 再专门 用两个通道来传递信令信号是没有必要的，功能是重合的。因为c p u必 须接收 t s a信令，可以考虑 r s a信号由 c p u产生和接收也不见得麻烦( 2 ) 可以改动接口电路， 把二四转换部分的电路放到交换矩阵的后面， 也就是说， 8 8 1 6 交换的是两条线的信号。交换矩阵的数量将减少一倍。前两个改动设想参见图 ( 3 )改为共地，现在的系统连接一条线就需要一个交换矩阵。我个人认为电话 的路数不会很多， 而且交换矩阵所交换的信号的电压刁 、 很大 ( 我们的系统幅度在 士 5 v ，实际最高可以到士 1 2 v )，干扰不会很大，当然，这需要测试话路之间的隔 离度，看是否符合要求。系统共地后，又可以减少一半的交换矩阵 2 .充分利用交换矩阵的功能 前面说过在忙音控制部分的调试过程中， 不用4 0 6 6 模拟开关， 而自 接把忙音 引入8 8 1 6 的一个端u,忙音的接入由控制8 8 1 6 交换矩阵建立连接来实现。 3 .不用微波接口板 从前面的讨论中我们知道，交换后的电话语音信号还需要经过个接口板， 刁能与连到微波信道机。 在这个接口板中， 要把t s a和 r s a信号提升电压变为 e , m信令。事实上信道机和集线器系统的数据通信己经可以很可靠地传送信令 信号了。 所以， 如果把所有的语音信号集中在 一起， 用扁平电缆接入信道机， 应 该 是可行的。 以下经过改进的系统框图 第二章程控电话集线器系统 ( a )从前的系统框图 ( b )改进后的框图 图2 - 8 系统改进的设想 第三章对用户电路的研究 第三章对用户电路的讨论 上一章所介绍的集线器系统和真正意义上的交换机还是有区别的， 它在内部 还不能实现通信， 尽管8 8 1 6可以建立这样的连接， 但是还没有呼叫对方的电路。 它的用户电路价格低廉， 但是体积还是很庞大。 为了改进这个系统， 我仔细查阅 了有关资料。 在这 一 章， 将要介绍几种常用于交换机中的电路芯片， 己 们是用于 模拟交换机的用户电路复合片 ( s l i c ) m h 8 8 5 0 0 ，常用的双音多频信号接收芯 片mt 8 8 7 0 o除了有关的电路说明以外，还要介绍在实验调试的过程，最后将用 一定的篇幅介绍我们做的一个用电话线实现远程控制的实验系统 第一节 用户电 路片m h 8 8 5 0 0 一用户电路应当实现的功能 到目前为止，大多数用户仍然使用普通模拟电话机，所以在用户端仍以模拟 用户线接口电路为主， 运载诸如语音、 音频模拟数据和双音多频信号，向用厂 终 端 提 供直 流 馈电( b a tt e r y f e e d i n g ) ， 过电 压 保 护( o v e r v o l t a g e p r o t e c t io n ) ， 振 铃 ( r i n g in g ) ， 监视 ( s u p e r v i s i o n ) ， 测试 ( t e s t i n g ) ， 编解码和滤波 ( c o d e c a n d f i l t e r s ) ， 混合电 路 ( h y b r i d c i r c u i t ) 即 二四转换， 必要时对环路14 1 抗、 衰减 和对地平衡进行控制。 以上用户电路的功能可以写做 b o r s c h t ， 是一般数字交换机用户电路完成 的功能。 在上一章介绍的集线器系统使用的用户电路， 具有以上的b o r s h功能， 编解码和测试的功能由后面的电路实现。 下面要介绍的8 8 5 0 0 是主要用于模拟交 换机上的用户电路，加上其外围电路，具有b o r s t的功能。 mh 8 8 5 0 0 用户线接口电路为电话线和语音交换系统提供完全接口， 话音通道 只需一条双向交换线，它的后端可以只接一个模拟交换矩阵。8 8 5 0 0 提供如下功 能: 双向差分到单端接口的转换， 供给线路电 源， 铃流提供及控制， 摘机检测及 第三草刘用厂 1 电路的研究 拨号脉冲的检测。言 为薄膜封装，2 0 脚的单排电路片。 v a 2 v r v c i g n d a线 b线 活路 活音信号 铃流入 接正电源 馈电 振铃 静音拧制 继电器 电路 回路 检测 摘机检测 l e d 门q 良 调轶 图3 - 1 m11 8 8 5 0 0 的功能框图 二.功能描述 8 8 5 0 0的方框图如图3 - 1 所示，它包括三部分:馈电及铃流输入电路，语诌 转换电路， ( 铃流)继电器控制和环路检测电路 1 .语音电路: rt ng 丁1 p ri ng- 图3 - 2 用户电路与交换矩阵的连接 语音电路把在t i p 和r i n g 线 ( a 线和b 线) 两端的 语音信号转化成单端的 语 音 信号 ( 在j u n c t o r 弓 脚)， 注意在t ip 和r in g 线两端有2 4 v以 上的直 流电 压。 第三章 对用户电 路的研究 因为是应用于模拟交换机的用户电路， 这里不管是单端信号还是双端信号， 都还 是双向的。 它与第二章的用户电路的区别是不进行二四转换。 这样的用户电路同 样可以后接类似于8 8 1 6 的模拟交换矩阵如图3 - 2 所示 2 .环路检测: 当用户摘机的时候a 线和b线两端的电阻会降低到一定的数值，当然两端的 电压也会变化。 用户电路能够检测到这一变化， 主要是看两端的阻值是否降低到 门限值以下。这个门限值是可以进行调整的， ( 有专门的一个引脚 t h r e s h a d j )如果不调整， 系统认为门限值是5 .4 k q 。当有用户摘机或者脉冲拨号的时 候，8 8 5 0 0的o f h k引脚就出现一个低电平，这个电平可以驱动c mo s器件。 至于判断是用户摘机还是脉冲拨号，这主要取决于扫描时间，由程序判决 以下是直流脉冲话机的技术指标: ( 1 )脉冲速度3 一1 4脉冲/ 秒 ( 2 ) 脉冲断续比( 1 .3 -2 . 5 ) : 1 ( 3 )脉冲串il l 隔_ 3 5 0 m s 以上标准的信号用用户电路 ( 如上述 mh 8 8 5 0 0 )也可以检测，只要把扫描时 间定在 5 0 0 m s 以上，就不会与正常的摘机信号混淆。 3 .馈电及铃流输入电路 这 一 部分电路主要给用户 ( 在 a 线， b线两端)提供一 2 4 v ( 以上)直流电， 语h信 号 就是加在这个直流上，同时在有振铃的情况下给用户提供铃流信号 4 . ( 铃流)继电器驱动电路 这里介绍几个控制引脚 c d为继电器提供偏置电压 r d继电器控制输出，低电平使继电器吸合 r c控制信号输入，相当于第二章用户接口电路的r s a信号 r g n d 铃流继电器的接地端 下面说一下铃流信号送出的过程:当需要输出铃流信号的时候，需要外部控 制电路在8 8 5 0 0 的r c引肚 p 加一个高电平，则r d引脚出现一低电平，继电器线 圈有电流通过， 继电器吸合， r i n g f e e d引脚接通下面的铃流端， 铃流从r i n g f e e d弓 脚引入，在t i p 和r i n g两端输出交流的铃流信号 第三章对用户电 路的 研究 一 2 4 vdc 二 舀 二 、 图3 - 3 继电器控制电路 三. 在实验中要注意的问题 1 . mh 8 8 5 0 0 的典型应用 图3 - 4 是用8 8 5 0 0 作为用户电路s l i c的典型配置，我们的实验电路就是在 这个基础上设计的。 图中铃流控制相当于以前讨论的集线器系统中用户接口电路 的 r s a ，而环路检测相当于摘机检测 t s a ,静音控制是一个很有用的功能以 上三个信号都要连到控制接口 ，可由c p u检测或控制。 j u n c t o r引 脚是语音 通道，是相对于地的模拟信号，一般应后接交换矩阵其他都是电源接口。 一 2 4 vdc .i f n尸 静音控制 铃流控制 环路检测 _ 口 一p h o n e v 一n 接交换机 j unct or - 8 v - 2 4 v 图3 - 4 mh 8 8 5 0 0 的典型应用 第三章 对用户电 路的研究 z .电源电压的问题 为8 8 5 0 0 提供的电源有很多， 引脚2 v a i 、引脚 1 2 v a 2 接+ 7 v ，引脚 8 v o 接 - 8 v 。 资料中说可以对以上电源电压进行调整， 所以 开始是用的+ 5 v 、 - 5 v . 但 是在做实验的时候发现如果不是在典型的电源配置下，很难获得比较满意的效 果。所以，尽量不要改变电源的典型配置。电源是由土 1 2 v经过分压得到的 3 . 关于环路检测的门限值 下面说说环路检测门限值的调整方法前面说过如果不调整这个门限值， 系 统自 动把它设为5 .4 k q， 但是在实际调试时发现， 如果不调整这个门限值， 环路 检测可能无法完成。 调整的方法是在8 8 5 0 0 的1 1 脚t h r e s h a d j 加负载， 如图 3 - 5 所示。为了使环路检测能够可靠实现， 如采用图 ( a ) 所示的调整方法， 一 般 把调整电阻设置在 1 k q以下 gnd vc2 一匡 一 一 jm h 8 8 5 0 0 adj 图3 - 5 环路检测门限值调整电路 四. 8 8 5 0 0 的应用 1 .可以使用在集线器系统中 在上一章最后一节讲过对系统改进的设想，8 8 5 0 0就是能够满足图2 - 8 ( b ) 要求的用户电路。 它可以完成环路检测和 ( 铃流) 继电器控制， 而且输出一 线制 的双向信号 ( 对地)，后面只需要一个 8 8 1 6 交换矩阵。从而达到交换矩阵的最 合理应用。在这个电路中，忙音从 8 8 1 6的个端口引入，可以和任何 一 个用户 电路建立连接 2 .用8 8 5 0 0 和8 8 1 6 构成小规模的用户交换机系统 这时的集线器系统，己经可以看作一个简单的交换机系统了。图3 - 6 是 一 个 第三草对用户电路的研究 吏普遍意义上的空分交换机系统