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1、第 1 页程控交换技术实验总结程控交换原理及实验箱简介1、程控交换原理介绍交换技术经历了人工交换、电路交换、X.25的分组交换、帧中继、信元中继、IP交换的发展历程。任何交换系统在呼叫处理方面均有五项基本要求：能随时发现呼叫的到来；能接收并保存主叫发送的被叫号码；能检测被叫的忙闲以及是否存在空闲通路；能向空闲被叫用户振铃，在被叫应答时与主叫建立通话电路能随时发现任何一方用户的挂机；交换系统的基本功能：连接、信令与终端接口、控制。连接功能就是提供一条通路，空分的连接由半电子的金属接点和全电子的电子接点构成，时分连接由时分复用方式完成。时分复用方式有脉幅调制（PAM）、增量调制（M）和脉冲编码调制
2、（PCM）3种方式。目前采用PCM方式的数字交换网络得到广泛的应用。交换网络除了提供用户间的连接通路外，还应提供必要的传送信号的通路，如信号音的发送、控制接续的信号的接收等。信令与终端接口功能包括监视（呼出监视、应答与接收监视）、号码（脉冲接收、双音多频信号接收）、信号音（拨号音、铃流、回铃音、忙音等）。数字程控的终端接口除了信令配合的功能外，还有编译码或码型转换等功能控制功能分低层控制（对连接和信令的控制，处理器发指令由硬件完成）和高层控制（呼叫控制，如号码分析、选空闲通路等）。2、程控交换实现技术介绍程控交换机的实现在硬件上可分成用户接口模块、PCM的编解码模块、交换网络模块（空分交换模块
3、或时分交换模块）、中央控制模块、通信模块。软件上分操作系统和应用程序，应用程序可分成呼叫处理、维护处理、管理三部分。空分交换模块第 2 页由交叉点矩阵和控制存储器构成，中央处理器通过控制存储器的地址变化来打通不同的电子开关。时分交换模块的实现可以用顺序写入、控制读出的方式，也可采用控制写入、顺序读出的方式来实现时隙的交换。也可采用TST或STS的时分交换网络。3、JH5003交换实验箱模块及功能介绍实验箱由话机（4只）、模拟用户电路（4块）、数字用户电路（4块）、交换网络、交换控制单元、信号音产生单元、时钟信号与人工话务台单元、通信单元、局间通话、外线、信号音检测、DTMF解码、直流输出、A/
4、D采样、显示模块和键盘模块（PC版中显示和键盘由PC机完成）构成。同时，本系统配有+5V、-5V、-48V等三组电源。该实验系统的原理框图如图11所示；图12是该实验系统的模块图。图11实验系统的原理框图图12实验系统模块图1）、交换实验箱模块及功能介绍用户电路由模拟用户线接口电路和数字用户接口电路构成，完成BORSCHT七大功能。B（馈电）、O（过压保护）、R(振铃)、S（监视）、C（编译码）、H（混合）、T（测试）模拟用户接口模块：模拟用户线接口电路完成BORS功能、混合电路完成二/四线转换（模拟二线双向信号与四线单向信号的转换）功能；本实验系统中，用户线接口电路包括向用户话机恒流馈电、向
5、被叫用户话机馈送铃流、用户摘机后自行截除铃流、摘挂机的检测、语音信号的二四线转换。数字用户接口模块：由滤波器和PCM/ADPCM编译码器构成，完成模拟话音与数字编码的转换；本实验系统中，数字用户接口电路可完成64kbps速率的PCM编解码、32kbps速率的ADPCM编解码、24kbps速率第 3 页的ADPCM编解码及16kbps速率的ADPCM编解码，可以比较不同编解码速率时的编解码效果；交换网络由空分交换网络、时分交换网络组成。本实验系统中，对模拟的话音信号进行空分交换，对音频信号编解码后的数字信号进行时分交换；信号音产生模块完成模拟用户信令的产生功能，即产生在用户话机与局间传递控制信息
6、的各种信号音。包括拨号音、忙音、回铃音、摧挂音、空闲音、长途通知音等。本实验系统中，由信号发生器产生各种正弦信号和断续比不同的信号音，来满足用户信令的要求。交换控制模块完成对用户状态的检测、控制及用户之间的信号交换功能。本系统由单片机发送控制字和检测监视线路状态，按照15类25个实验的需要，对交换矩阵及本实验系统中相应模块进行控制和操作。时钟信号及人工话务模块提供实验箱的工作时钟及人工话务台的音频信号的输入和输出。本系统中所需要的几组工作时钟信号，分别由晶振或晶体直接提供或经分频后提供。本模块还可提供数字的总线，收、发时隙，音频输入、输出的测试和人工话务台的耳机插孔及话筒。通信模块完成实验箱与
7、PC机串口之间的通信或实验箱与LCD屏控制器之间的通信。在通信单元中，通过自定义的通信协议，将实验过程中产生的数据可靠的发送到后台，同时也要将后台的指令正确的送给实验箱的交换控制单元。；局间通话模块完成交换实验箱之间模拟交换局间的通信功能。本实验系统中，为了模拟交换局间的通信，通过实现两个实验箱之间的通话，来模拟两个不同局号的用户之间的通信。而局间信令中国采用的有“中国1号”和“7号信令”两种，第 4 页由于太复杂，在本实验箱中暂由自定义的简单信令完成。外线模块完成本小交换机内线与外线之间的通信，并具有回音抑制的功能。本实验中设置了外线模块，在打外线时加拨一个出局号，听到拨号音后再拨外线号码；
8、如外线打内线则采用先接入11号话机，遇忙后转入下一部话机的方式，且设置了回音抑制电路。（若有语音提示，则可拨分机号。该版本实验箱无语音功能）。信号音检测模块完成对外线信令信号的检测。在与外线通信时必须检测外线的信号音，以使实验箱的交换控制单元了解外线的状态（如外线“忙”或“闲”）。DTMF解码模块对双音多频信号进行收号和解码的工作，并将解码的结果分别用7段数码管显示十进制数，L11、L12、L13、L14四个发光管显示BCD码，PC或LCD屏显示三种显示方式；直流输出模块，提供可调整大小的直流输出。本实验中提供可调电位器，通过调整电阻值的大小来调整直流电压的输出，供PCM编码。直流编码的效果可
9、最直观的反映PCM编码的结果:在本系统中选用LCD显示屏显示实验数据和状态或通过通信模块发到PC机显示。A/D采样模块，通过实时的采样，将实验的结果和中间过程中数据的波形送到后台显示；在本实验系统中，对信道上的音频信号进行实时的采样，将采样后转化成数字信号的信息送到后台显示，这样可以动态的反映实验的过程，加深实验者的理解。显示模块：由640x320的LCD显示屏构成，完成无PC版时实验介绍、实验状态和实验数据的显示功能；键盘模块完成无PC版时屏幕菜单、实验状态的选择和控制。在本实验系统中共设置了21个按键。2）、交换实验箱工作过程：在本实验系统中，当系统交换控制单元检测到用户摘机后，信号音产生
10、单元在中央处理单元的控制下产生第 5 页并发送拨号音。用户听到拨号音后进行拨号，交换机的中央处理器控制收号并对被叫号码进行分析，再控制信号音产生单元向主叫送回铃音、向被叫送振铃音。被叫听到振铃并摘机后，双方通过交换矩阵通话。一方挂机后，交换机检测到挂机信息后，控制信号音产生单元向另一方送催挂音。由此完成了一个实验箱局内用户之间的通话。此外，当用户与外线通信时，需经交换矩阵与外线交互；当局间用户通话时，需经交换网络、局间通话模块与对方话局通信。整个系统工作时钟由时钟信号单元控制。用户与系统的交互通过显示模块和键盘模块完成。显示模块与交换控制模块通过串行通讯单元进行交互，键盘模块则直接输入命令给中
11、央处理器。要全面具体实现上述过程，则要有软件支持，该软件程序流程图见图13。篇二：程控交换技术实验报告。福建农林大学计算机与信息学院信息工程类课程名称：姓名：系：专业：年级：学号：指导教师：职称：实验报告程控交换技术电子信息工程电子信息工程20*年11月20日实验项目列表福建农林大学计算机与信息学院信息工程类实验报告系：电子信息工程专业：电子信息工程年级：姓名：学号：实验课程：程控交换技术实验室号：_通信实验室实验设备号：实验时间：指导教师签字：成绩：实验一数字程控交换系统基本组成1、实验目的和要求目的：本次实验主要是让同学们通过对本实验系统的初步使用，对数字程控交换系统的基本构成和工作过程有
12、一个总体而直观的认识。在实验过程中，要注意理解数字程控交换系统的核心交换网络的工作原理和工作过程，观察从用户摘机到链路拆除整个局内呼叫过程中数字程控交换系统硬件和软件的基本动作。第 6 页2实验原理或方案原理:一个数字程控交换系统通常由交换网络、接口子系统和控制子系统三个部分组成。其中接口子系统的作用是将来自不同终端（如电话机，计算机等）或其他交换系统的各种传输信号转换成统一的数字程控交换系统内部的工作信号，并按信号的性质分别将信令传送给控制系统，将消息传送给交换网络。交换网络的任务是实现输入输出线上的信号的传递或接续。控制系统则负责处理信令，按信令的要求控制交换网络完成接续，通过接口发送必要
13、的信令，协调整个数字程控交换系统的工作以及配合协调整个电信网的运行等等。各个模块之间的关系如图1-1所示：本实验系统通过X86和PENTIUM主板上的打印口与本实验系统相连，由并口通信控制部分产生系统所需的地址总线、数据总线和控制总线信号，从而实现对相应口地址进行译码控制的功能。控制模块通过对地址信号进行译码产生出控制具体电路动作所需要的片选信号。上层控制程序还可通过对相应地址进行读写来输入或输出所选择I/O口地址所对应的硬件电路寄存器中的数据。此外，控制系统还给每一部电话分配了一个时隙，以便用户电路接口在固定的时隙接入到PCM话音总线，或从PCM总线的固定时隙取出它所需要接收的话音信号编码。
14、当某一路话机摘机后，话机的两根用户环路由直流断开变成直流连通，用户接口电路将向控制程序送出一个摘机消息。当控制软件接收到这个摘机消息后，将根据具体用户接口当前所处的“主叫用户空闲”状态，调用相应的呼叫状态转移函数，此函数将根据用户接口所处的状态和所接收到的主叫用户摘机消息调用主叫用户摘机处理函数。在主叫用户摘机处理函数中将根据话机的端口号和话机号判断该话机的的各种服务特性数据和话机接口的物理特性数据，进行一系列处第 7 页理。如：见图1-2如果该路话机为合法用户，则向此路话机送拨号音，并连接该路话机对应的收号器。当用户拨号后，控制程序将根据收号器所收到的数据进行号码分析，得到被叫用户所对应的本
15、局内用户端口或局间中继群号。如果被叫用户是本局内合法用户，控制系统软件将向控制向被叫用户接口电路送振铃控制信号，控制向被叫用户振铃，同时控制交换网络，连接回铃音到主叫用户接口电路的单向交换链路，向主叫用户送回铃音。当被叫摘机后，控制系统软件将停止主叫方回铃音并停止向被叫用户振铃，同时连接主叫用户到被叫用户的双向通信链图1-1数字程控交换实验系统各模块关系路。此时这两路话机可以进行通话直至任何一方挂机。当其中一路挂机后，控制系统软件将向另一路送忙音。如果另一方在忙音监视时间之后仍未挂机，则送出催挂音。如果双方均正常释放挂机，则控制软件正常完成了对此次呼叫从呼叫建立到通话直至呼叫释放的完整的呼叫控
16、制过程。3主要仪器设备（实验用的软硬件环境）仪器:1数字程控交换实验系统2PC机两台3电话机两台4操作方法与实验步骤实验步骤：实验者可根据以上的系统配置数据，确定要拨叫的局内分机号码。然后根据分机号码打电话，具体步骤如下：（1）首先由实验者摘机，此时可以观察到接在用户线两端的发光二极管变亮，表示该话机已从挂机状态转为摘机状态，然后实验者可以听到拨号音，为连续的450Hz的单频声音。（2）用户开始拨号，此时拨号音停止，用户所拨的号码在数码管上显示出来，如果所拨的号码为系统允许的合法号码，实验者将听到被叫电话发出振铃声，振铃信号为25Hz，通断比为1秒通、4秒断的低第 8 页频振荡信号，同时系统将向主叫用户送回铃音，回铃音是频率为450Hz，通断比为1秒通、4秒断的单频信号音。（3）被叫摘机，被叫的振铃声和主叫的回铃音都将停止，同时这两路电话可以开始进行正常通话。（4）当某一方挂机后，通话完毕，此时系统将拆除这两路的连接，并向未挂机的一方送出
