第4章 程控数字交换机的接口与外设,4.1 程控数字交换机的接口 4.2 程控数字交换机的外设,4.1 常用车床控制电路程序设计,4.1 程控数字交换机的接口,图4-1 程控数字交换机的接口种类,4.1.1 模拟用户接口 1. 模拟用户接口的功能 交换机接口电路的设计不仅要考虑与它所直接连接的传输系统的特性，还应考虑传输系统另一端所连接的通信设备的特性。模拟用户接口的设计与它所连接的话机以及连接话机的传输线的性能有关。CCITT为模拟用户接口规定了7项功能，这7项功能用英文名称的缩写表示为BORSCHT，它们的含义如下：, B(Battary feed)馈电； O(Over-voltage)过压保护； R(Ring)振铃； S(Supervision)监视； C(CODEC)编/译码； H(Hybrid)混合； T(Test)测试。 BORSCHT功能的关系如图4-2所示。,图4-2 模拟用户接口的BORSCHT功能,2. 模拟用户接口的电路设计 1) 馈电(B)电路 程控交换机通过用户接口的馈电电路向电话机提供通话用的-48V馈电电压。 用户接口的馈电电路如图4-3所示。 话机所需的电流通过限流电阻R1和R2提供。,2) 过压保护(O)电路 过压保护电路是为保护交换机的内部电路不受外界雷击、工业高压的损害而设置的。由于外线进入交换机前，配线架已做了一次保护，因此用户接口中的过压保护电路又叫做二次保护电路。 用户接口的过压保护电路如图4-4所示。,图4-3 用户接口的馈电电路,图4-4 用户接口的过压保护电路,3) 振铃(R)电路 程控交换机的信号发生器通过用户接口的振铃开关电路向电话机馈送振铃电流。 用户接口的振铃电路如图4-5所示。,图4-5 用户接口的振铃电路,由信号发生器输出的振铃信号一般为25 Hz，70110 V，这么高的电压用电子器件发送比较困难，因此采用振铃继电器，由继电器的接点转换来控制铃流发送。另外，铃流信号送到用户线时，考虑到较高的振铃电压，必须采用隔离措施，以免损坏内线电路，所以应将振铃电路设计在二次过压保护电路之前。,4) 监视(S)电路 用户接口的监视电路用来监测环路直流电流的变化，以此判断用户摘/挂机状态和拨号脉冲信号，并向控制系统输出相应的信息。 用户接口的监视电路如图4-6所示。 可通过测量比较电阻R内、外两端引出信号的压降来获得信息。如果两路信号一样，说明回路是通的；如果不一样，说明回路是断的。,图4-6 用户接口的监视电路,5) 编/译码(C)电路 编/译码电路完成模拟话音信号以及模拟信令信号的PCM编码和译码。在每个用户接口电路内都设计了滤波器和编/译码器，模拟话音信号首先经滤波器限频，消除带外干扰，再进行抽样量化，最后用编码器编码并暂存，待指定的时隙到来时以64kb/s的基带速率输出。由交换网络返回的PCM基带信号进入译码器，完成模拟话音的恢复。 编/译码的电路如图4-7所示。,图4-7 用户接口的编/译码电路,6) 混合(H)电路 由于连接模拟用户话机的环线是2线，而连接数字交换网络的是4线，因此信号在编码前和译码后一定要进行2/4线变换。2/4线变换由用户接口的混合电路来实现。 用户接口的混合电路如图4-8所示。 目前，该功能一般由专用集成电路来实现。,图4-8 用户接口的混合(H)电路,7) 测试(T)电路 通过用户接口的测试电路可实现对用户线、中继线和局内设备各个环节的测试，及时检测出混线、断线、接地等问题。 用户接口的测试电路如图4-9所示。,7) 测试(T)电路 通过用户接口的测试电路可实现对用户线、中继线和局内设备各个环节的测试，及时检测出混线、断线、接地等问题。 用户接口的测试电路如图4-9所示。,图4-9 用户接口的测试电路,在计算机软件控制下，由可控硅开关将用户线接至测试电路。 随着VLSI技术的发展，目前许多程控交换机的模拟用户电路将BRSH功能集成在一块芯片中(如MC3419)，而编/译码功能采用专用集成芯片MC145503来实现，如图4-10所示。 用户接口除了上述七个基本功能之外，有的程控交换机还设计了极性倒换、衰减控制、收费脉冲发送等功能。,图4-10 采用VLSI技术的模拟用户接口电路,4.1.2 数字用户接口 数字用户接口是数字用户终端与交换网络之间的接口，包括数字电话接口、数字数据接口、数字传真接口、结合话音与图像通信的可视电话接口、结合话音与数据传输的2B+D接口等。 数字用户接口又叫V接口，具体分为V1、V2、V3、V4、V5接口。其中，V1接口连接用户终端；V2接口连接数字远端模块(远端集线器)；,V3接口连接PABX的30B+D接口； V4接口接多个2B+D的终端，支持ISDN接入； V5接口支持n E1(n 2048 kb/s)的接入网。V5接口包括V5.1接口和V5.2接口。对于V5.1接口来说，n = 1；对于V5.2接口来说，1n16。,1. 数字用户接口的功能 数字用户接口的功能如图4-11所示。,图4-11 数字用户接口的功能,1) 馈电电路 当数字用户终端本身不具有工作电源时(如数字电话接口)，数字用户接口的馈电与模拟用户接口类似。当数字用户终端本身具有工作电源时(如计算机数据接口)，数字用户接口可免去馈电电路。 2) 过压保护和测试电路 数字用户接口的过压保护、测试电路与模拟用户接口类似。,3) 振铃电路 数字电话机内通常都装有电子铃发生器，因此，数字用户接口不设计振铃电路。 4) 编/译码电路 由于数字用户终端和数字交换网络运行的都是数字信号，因此数字用户接口不需要进行模/数转换，同样免去了编/译码电路。,5) 收/发器 数字用户接口的收/发器有两个作用：一个是实现用户环线传输信号与交换机内工作信号之间的变换和匹配；另一个是实现数字信号的双向传输。,7) 多路调制和解调 交换网络以64 kb/s的数字信道为一个接续单元，而用户环线的传输速率根据数字终端的不同可能高于或低于64 kb/s，这就要求在数字用户接口与交换网络之间插入一个速率匹配电路，将环线速率高于64 kb/s的信号分离成若干条64 kb/s的信道，或将若干路低于64 kb/s的信号复用成一条64 kb/s的信道。数字用户接口除应具有图4-11所示的功能外，还应有回波消除、均衡、扰码和去扰码等功能。,8) 回波消除 回波消除是实现二线数字传输的一种有效方法。数字用户的数字信息虽然也可以像数字中继一样采用四线方式进行传输，但是不能有效利用现有的普通二线用户线路。为了在普通的一对用户线上进行数字双向传输，就需要采用一些特殊的技术处理，如回波消除法。,9) 扰码和去扰码 在数字信号传输中，常常要利用扰码来实现信号加密。具体来说，就是在发送序列中加入一个伪随机序列，以破坏传送数据中可能出现的全1、全0或某种周期重复的数据；在接收端使用去扰码器去除伪随机序列，恢复提取用户原来发送的实际数据。 10) 均衡 实际的传输信道不可能具有理想的频率特性，可能会引起传输信号的码间干扰，从而影响信号的正确接收。为此，需要对信道的频率特性进行补偿，其补偿的方法称为均衡。均衡的实现可利用自适应判决反馈均衡器来完成。,2. 2B+D接口 用户环线系统的标准数字传输速率为144 kb/s。为了满足综合业务数字网(ISDN)对用户环线数字化的传输要求，根据CCITT的建议，将144 kb/s划分成两个用于传输话音或数据的64 kb/s的基本信道(分别记做B1和B2)与一个用于传输信令和其他低速数据的16 kb/s的数据信道(记做D)。,4.1.3 模拟中继接口 模拟中继接口又叫C接口，它是数字交换网络与模拟中继线之间的接口电路，包括C1、C2、C11、C12、C21、C22接口。其中， C1接口接四线音频接口； C2接口接二线音频接口； C11接口接四线FDM的载波设备； C12接口接四线模拟实线电路； C21接口接数字转接局的二线模拟接口； C22接口接数字本地局的二线模拟接口。,模拟中继接口电路类似于模拟用户接口电路，但二者有一定的区别。与模拟用户接口电路比较，模拟中继接口电路少了振铃控制和对用户馈电的功能，但多了一个中继线忙/闲指示功能，同时把对用户线状态的监视变为了对中继线路信号的监视。还需要注意的一点是，对于用户接口只需要单向检测话机的直流通断状态，而中继接口除了需要检测来自对端的监视信号外，还必须将本端的监视信令插入到传输信道中以供对端检测。这一点对于二线中继传输的情况有一定难度。因此，常把中继接口设计成仅能从一端呼叫的单向中继接口，这就是我们经常说的出中继接口(仅能做主叫端的中继接口)和入中继接口(仅能做被叫端的中继接口)。,图4-12 模似中继接口的功能,4.1.4 数字中继接口 数字中继接口电路是数字中继线与交换网络之间的接口电路。数字中继接口包括A接口和B接口。其中，A接口是速率为2048 kb/s的接口，它的帧结构和传输特性符合32路PCM要求；B接口是PCM二次群接口，其接口速率为8448 kb/s。 数字中继接口由收/发电路、同步电路、信令的插入(提取)电路和报警控制电路四部分组成，其功能框图如图4-13所示。,图4-13 数字中继接口的功能,1) 收/发电路 收/发电路主要完成PCM线路码(HDB3码)和机内码(NRZ码)的变换。 2) 同步电路 同步电路主要包括帧同步信号的提取和帧同步信号的插入。我们已经知道，在PCM信号的传输过程中，帧位置是通过TS0中的帧同步字来确定的，帧同步字的检测原理如图4-14所示。,图4-14 帧同步字的检测原理,传输系统中的数字信号序列以串行码的格式进入移位寄存器的输入端，再以并行码的格式输出，然后将该并行码与同步字存储器中事先存储的帧同步字样本进行比较。每当接收序列中出现一个0011011序列段时，帧同步指示端将输出一个高电位，指示同步字的出现。因此，只要收/发两端的时钟频率在正常同步中，那么每250 ms就会检测到一个同步字。 实际工作中，收/发两端的时钟频率不可避免地存在一定的偏差。当f发f收时，将产生码元丢失；反之，当f收f发时，将产生码元重读。这两种现象都表示发生了“滑码”，即失步，滑码会造成网中信息流的传输发生畸变，从而使接收端不能正确地接收来自发送端的信号。克服滑码的办法是强制输入时钟和本地时钟的频率偏移为零，这种强制由弹性存储器来实现。,3) 信令的插入与提取电路 信令是不进入数字交换网络进行交换的，因此数字中继接口应在TS16时完成信令的提取与插入。 4) 报警控制电路 报警控制电路接收来自帧同步字检测电路的信号，对滑码的次数进行计数。当滑码的次数超过一定限度时，报警电路应向控制系统发出“失步”的告警信号。,4.1.5 用户模块与远端用户模块 1. 用户模块 一般情况下，用户的平均话务量非常低，如果每个用户都在交换网中占一条信道，势必造成网络资源的浪费。若把用户的话务量按21(两个用户的话务量共享一条交换网络信道)、41或81集中处理，便可以达到提高交换网络利用率的效果，如图4-15所示。,图4-15 用户与交换网络的关系,用户模块除了实现用户接口功能之外，还包含一个N1的集线器，可用来实现话务量的集中。 话务集中可由时间(T)接线器来实现，图4-16通过4个T接线器实现了41的话务集中。,图4-16 41的话务集中,设一用户模块外接128 个用户。将此128个用户分为四组，每组32个用户，分别专用于一条30/32 PCM，每个用户各有一个专用TS，我们称这个专用TS为用户时隙。 30/32 PCM各连接一个T接线器，每个T 接线器各完成30/32个TS入30/32个TS出的时隙交换。 30/32 TS出是一条公用的一次群母线，此公用的TS便是进入数字交换网络的输入TS，我们将其称为公用时隙。 用户时隙为每个用户专用，不论用户打电话与否，该时隙不被其他用户所占用。,公用时隙则不然，它被128个用户中有一个用户摘机呼叫时