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1、word*实践教学*理工大学计算机与通信学院2010年春季学期交换原理课程设计题 目：T-S-T数字交换网络设计 专业班级：通信工程3班 姓 名：天昆学 号：07250318 指导教师： 蔺 莹 成 绩：摘要一个完整的通信系统由终端、交换、传输三局部构成，交换是通信系统的核心。其中，时分接线器( T型) 和空分接线器( S型)是程控交换技术中最根本的交换单元电路。单独的T接线器和S接线器，只适用于容量比拟小的交换机，而对于大容量的交换机通常选用空分交换芯片和时分交换芯片构成TST交换网络，完成多语音用户间的交换。TST时分-空分-时分交换网络是在电路交换系统中经常使用的一种交换网络，它是三级交
2、换网络，两侧为T接线器，中间一级为S接线器，S级的出入线数决定于两侧T接线器的数量。第1级T接线器：负责输入母线的时隙交换。S接线器：负责母线之间的空间交换。第2级T接线器：负责输出母线的时隙交换。本次课程设计是在现代交换原理的根底上利用时分交换芯片MT8980与空分交换芯片MT8816构成TST交换网络。其中，输入级T型接线器为顺序写入、控制读出，中间级S型接线器为输入控制方式也可以是输出控制工作方式，输出级T型接线器工作方式为控制写入、顺序读出。关键字：交换网络 MT8980 MT8816 TST。第1章 TST网络与其组成1.1 时间接线器能。T接线器主要由话时间接线器简称T接线器，其作
3、用是完成一条时分复用线上的时隙交换功音存储器(SM)和控制存储器(CM)组成如下列图，话音存储器用来暂存话音数字编码信息，每个话路为8bit。SM的容量即SM的存储单元于时分复用线上的时隙数。控制存储器用来存放SM的地址码(单元)，CM的容量通常等于SM的容量，每个单元所存储SM图1.1 T接线器1.工作方式是针对SM而言CM总是输入控制2.话音存储器的位数总按8bit计算。3.话音存储器的容量等于输入母线上每帧的时隙数。4.控制存储器的容量等于话音存储器的容量，控制存储器每个单元的比特数决定于话音存储器的容量。1.2 空间接线器空间接线器简称S接线器，其作用是完成不同时分复用线之间在同一时隙
4、的交换功能，即完成各复用线之间空间交换功能。在S接线器中，CM对电子交叉点的控制方式有两种：输入控制和输出控制。图1-2中S接线器采用输入控制方式，S接线器完成了把话音信息b从入线PCM1上的TS1交换到出线PCM2上；同时完成了把话音信息a从入线PCM2上的TS3交换到出线PCM1上1.2 S接线器程控数字交换机，可采用小容量的程控数字用户交换机的交换网络采用单级T或多级T接线器组成。大容量的TST、TSST、甚至级数更多的数字交换网络。1.3 TST数字交换网络TST交换网络由三级接线器组成，两侧为T接线器， 中间为S接线器，其三级结构如图1-3所示。TST交换网络完成时分交换和空分交换，
5、时分交换由T接线器完成，空分交换由S接线器完成。S接线器的输入复用线和输出复用线的数量决定于两侧T接线器的数图1.3 TST交换网络假定PCM1上的TS2与PCM8上的TS31进展交换，即两个时隙代表 A、B两个用户通过TST交换网络建立连接，构成双方通话。由于数字交换采用四线制交换，因此建立去AB和来话BA两个方向的通话路由。交换过程如下：(1)AB方向，即发话是PCM1上的TS2，受话是PCM8上的TS31。PCM1上的TS2把用户A的话音信息顺序写入输入T接线器的话音存储器的2单元，交换机控制设备为此次接续寻找空闲部时隙，现假设找到的空闲部时隙为TS7，处理机控制话音存储器2单元的话音信
6、息在TS7读出，如此TS2的话音信息交换到了TS7，这样输入T接线器就完成了TS2TS7的时隙交换。S接线器在TS7将入线PCM1和出线PCM8接通，使入线PCM1上的TS7交换到出线PCM8上。输出T接线器在控制存储器的控制下，将部时隙TS7中话音信息写入其话音存储器的31单元,输出时在TS31 时刻顺序读出，这样输出T接线器就完成了TS7TS31的时隙交换。(2)BA方向，即发话是PCM8上的TS31，受话是PCM8上的TS2。PCM8上的TS31把用户B的话音信息顺序写入输入T接线器的话音存储器的31单元，交换机控制设备为此次接续寻找一空闲部时隙，现假设找到的空闲部时隙为TS23处理机控
7、制话音存储器31单元的话音信息在TS23读出，如此TS31的话音信息交换到了TS23，这样输入T接线器就完成了TS31TS23的时隙交换。S接线器在TS23将入线PCM7和出线PCM0接通，使入线PCM8上的TS23交换到出线PCM1上。输出T接线器在控制存储器的控制下，将部时隙TS23中话音信息写入其话音存储器的2单元,输出时在TS2时刻顺序读出，这样输出T接线器就完成了TS23TS2的时隙交换。为了减少链路选择的复杂性，双方通话的部时隙选择通常采用反相法。所谓反相法就是如果AB 方向选用了部时隙x，如此BA方向选用的部时隙号由下式决定：x+n/2式中n为PCM复用线上一帧的时隙数，也就是说
8、将一条时分复用线的上半帧作为去话时隙，下半帧作为来话时隙，使来去话两个信道的部时隙数相差半帧。例如在图1-3中，AB 方向选用部时隙TS7，x=7，如此BA方向选用的部时隙为7+32/2=23，即TS23。此外，个别程控数字交换机采用奇、偶时隙法安排双向信道。第2章 设计容2.1 目的与意义一个完整的通信系统由终端、交换、传输三局部构成，交换是通信系统的核心，因此，“现代交换原理是通信专业的重要专业根底课程。其中，时分接线器( T 型) 和空分接线器( S型)是程控交换技术中最根本的交换单元电路。单独的T接线器和S接线器，只适用于容量比拟小的交换机，而对于大容量的交换机通常选用空分交换芯片和时
9、分交换芯片构成TST交换网络，完成多语音用户间的交换。本设计要求学生在学习现代交换原理的根底上，掌握T接线器和S接线器的功能，以与构成TST交换网络的方法，正确理解接线器的组成、工作方式和工作原理，这对学习和分析通信网、程控交换机是非常有益的。通过该课程设计的训练，培养和提高学生的综合设计能力和实际动手能力，为今后的学习和工作积累经验。2.2 训练任务与要求1、掌握T接线器和S接线器的工作原理，TST交换网络构建的方法。2、利用时分交换芯片和空分交换芯片构成TST交换网络，画出原理图。其中，输入级T型接线器为顺序写入、控制读出，中间级S型接线器为输入控制方式也可以是输出控制工作方式，输出级T型
10、接线器工作方式为控制写入、顺序读出。要求该网络能够实现任何时隙语音和数据间的交换。3、可选用的芯片有时分交换芯片MT8980与空分交换芯片MT8816。其中，时分交换芯片MT8980是8线32信道数字交换电路，输入和输出均8条PCM集群30/32路数据线，在控制信号作用下，可实现240/256路数字语音或数据的无阻塞数字交换。空分交换MT8816芯片为CMOS大规模集成电路芯片，是一片816模拟交换矩阵，有8条COL线L0L7和16条ROW线ROW0ROW15，形成一个模拟交换矩阵，它们可以通过任意一个交叉点接通。查阅以上芯片的资料，熟悉各芯片的工作原理、性能与使用方法。第3章 设计所需元器件
11、3.1 时分交换芯片MT8980MT8980由串-并变换器、数据存储器、帧计数器、控制存放器、控制接口单元、接续存储器、输出复用器与并-串变换器等局部构成。串行PCM数据流以s速率(共32个64kbs，8比特数字时隙)分八路由STI0STI7输入，经串-并变换，根据码流号和信道(时隙)号依次存入2568比特数据存储器的相应单元。控制存放器通过控制接口，承受来自微处理器的指令，并将此指令写到接续存储器。这样，数据存储器中各信道的数据按照接续存储器的容(即接续命令)，以某种顺序从中读出，再经复用、缓存、并-串变换，变为时隙交换后的八路s串行码流，从而达到数字交换的目的。如果不再对控制存放器发出命令
12、，如此电路部维持现有状态，刚刚交换过的两时隙将一直处于交换过程，直到承受新命令为止。承受存储器的容量为25611位，分为高3位和低8位两局部，前者决定本输出时隙的状态；后者决定本输出时隙所对应的输入时隙。另外，由于输出多路开关的作用，电路还可以工作于消息模式(message mode)，以使接续存储器低8位的容作为数据直接输出到相应时隙中去。电路部的全部动作均由微处理器通过控制接口控制，可以读取数据存储器、控制存放器和接续存储器的容，并可向控制存放器和接续存储器写入指令。此外，还可置电路于别离方式，即微处理器的所有读操作均读自于数据存储器，所有写操作均写至接续存储器的低8位。时分交换芯片MT8
13、980是8线32信道数字交换电路，输入和输出均8条PCM集群30/32路数据线，在控制信号作用下，可实现240/256路数字语音或数据的无阻塞数字交换。微处理器对电路的控制主要表现在对部存储器的读写操作，控制格式为：地址线(A5A0)：假如A50，选择控制存放器，所有操作均针对控制存放器。假如A51，如此由A4A0选择输出码流的信道号时隙号。MT8980共有8条速率的PCM串行输入码流，每个码流中共有32个8比特数字时隙信道，输入的各信道数据经串并转换后存入该信道对应的数据存储器中片有256个8比特的数据存储器。MT8980共有8条速率的PCM串行输出码流，每个码流中共有32个8比特数字时隙信
14、道，每个输出信道时隙都有一个11位的接续存储器和它对应。控制存放器通过控制接口，承受来自微处理器的指令，并将此指令写到接续存储器。这样，数据存储器中各信道的数据按照接续存储器的容即接续命令，输出信道的数据来自哪个输入码流的哪个时隙，以某种顺序从中读出，再经复用、缓存、并串变换，变为时隙交换后的8路串行码流,从而达到数字交换的目的。如果不再改写接续存储器中的容，如此电路部维持现有状态，刚刚交换过的两时隙将一直交换下去，直到承受新命令为止。3.2 空分交换MT8816空分交换MT8816芯片为CMOS大规模集成电路芯片，是一片816模拟交换矩阵，有8条COL线L0L7和16条ROW线ROW0ROW
15、15，形成一个模拟交换矩阵，它们可以通过任意一个交叉点接通。该实验系统是由话路单元和控制单元两大局部组成，其中话路单元由用户电路、自动交换网络、音信号产生电路、供电系统电路等组成,如图3.1。图3.2是空分交换网络芯片MT8816功能图。图实验系统的交换网络结构方框图图3.2 空分交换网络芯片MT8816功能图。图3.3 MT8816交换矩阵示意图表3.1 MT8816地址译码真值表MT8816工作原理MT8816是一片816模拟交换矩阵CMOS大规模集成电路芯片，如图3.2所示，图中有8条COL线COL0COL7和16条ROW线ROW0ROW15，形成一个模拟交换矩阵。它们可以通过任意一个交叉点接通。芯片有保持电路，因此可以保持任一交叉接点处于接通状态，直至来复位信号为止。CPU可以通过地址线ACOL2ACOL0和数据线AROW3AROW0进展控制和选择需要接通的交叉点号。ACOL2ACOL0管COL7C
