程控交换技术课程设计.doc

引言程控交换机，全称为存储程序控制交换机（与之对应的是布线逻辑控制交换机，简称布控交换机），也称为程控数字交换机或数字程控交换机。通常专指用于电话交换网的交换设备，它以计算机程序控制电话的接续。程控交换机是利用现代计算机技术，完成控制、接续等工作的电话交换机。数字程控交换机分为长途交换机，本地交换机等。另外还有专用于信令网和智能网的类型。数字程控交换机的基本功能为：用户线接入，中继接续，计费，设备管理等。 程控交换机的优越性：1、技术上的优越性（1）能够提供许多新的用户服务功能，如缩位拨号、来电显示、叫醒业务、呼叫转移等业务，不再是单一的语音业务。（2）维护管理方便，可靠性高。程控交换机可以通过故障诊断程序对故障进行检测和定位，以发生故障时紧急处理迅速及时，因此它在维护管理上和可靠性上带来了好处。（3）灵活性大。为适应交换机外部条件的变化，增加的新业务往往只需要改变软件（程序和数据）就能满足不同外部条件（如市话局、长话局等的不同需求）的需要。（4）便于利用电子器件的最新成果，使整机技术上的先进性得到发挥。2、经济上的优越性（1）交换设备方面。体积小，采用电子器件大减小了交换机的体积，这样占用机房的面积小；耗电省，用电子器件代替机械部件，大大减低了能量消耗；成本低，随着集成电路价格的减低，可以大幅度减低交换机成本。（2）线路设备方面。可以通过采用远端用户模块方式节省用户线，降低线路设备费用。（3）维护生产方面。由于检测和诊断故障的自动化，减少了维护工作量，节省了维护人员。由于制造工艺简单了，生产效率也提高了。设计的目的及要求一、 设计目的数字程控交换技术课程是通讯类专业的基础课程之一。本课程设计以行业的主流设备ZXJ10程控交换机为设备实例，通过本课程设计，学生不仅可以掌握数字程控交换的基本原理，了解当今现网的应用。同时，还可以获得实训操作的机会，真正达到提高技能，培养职业素养的目的。二、 设计要求1、画出交换机硬件组成图，分别表示出控制部分，交换部分，接口部分。2、必须了解设备的开关机顺序。开机顺序为：先开机架总电源，再开各外围单元层电源，接着开交换网络层电源，主控层电源，最后开MP电源。关机顺序为：最后开的最先关，最先开的最后关。3、必须熟悉交换机的单板位置。4、必须能规划及配置本局数据。5、了解程控交换机商务群的功能原理及使用方法，以主校区为模型，利用程控交换机商务群的功能完成一个用户交换机的配置计划，实现校园内的用户内线及外线的拨打已及配置简易话务台。6、撰写论文，要求阐述ZXJ10的基本概况，要求把系统配置、用户数据和商务群三部分的数据规划表格填写好，把配置内容写清楚，并把关键部分配置抓图放到论文里。第一章 交换原理1.1 程控交换机的基本构成程控交换机的主要任务是实现用户间通话的接续。基本划分为两大部分：话路设备和控制设备。话路设备主要包括各种接口电路(如用户线接口和中继线接口电路等)和交换 (或接续)网络；控制设备在纵横制交换机中主要包括标志器与记发器，而在程控交换机中，控制设备则为电子计算机，包括中央处理器(CPU),存储器和输入 /输出设备。程控交换机实质上是采用计算机进行“存储程序控制”的交换机，它将各种控制功能，方法编成程序，存入存储器，利用对外部状态的扫描数据和存储程序来控制，管理整个交换系统的工作。1.1.1 交换网络交换网络的基本功能是根据用户的呼叫要求，通过控制部分的接续命令，建立主叫与被叫用户间的连接通路。在纵横制交换机中它采用各种机电式接线器 (如纵横接线器，编码接线器，笛簧接线器等),在程控交换机中目前主要采用由电子开关阵列构成的空分交换网络，和由存储器等电路构成的时分接续网络。1.1.2 用户电路用户电路的作用是实现各种用户线与交换之间的连接，通常又称为用户线接口电路。根据交换机制式和应用环境的不同，用户电路也有多种类型，对于程控数字交换机来说，目前主要有与模拟话机连接的模拟用户线电路 (ALC)及与数字话机，数据终端(或终端适配器)连接的数字用户线电路(DLC)。模拟用户线电路是适应模拟用户环境而配置的接口，其基本功能有:1. 馈电(Battery feed): 交换机通过用户线向共电式话机直流馈电；2. 过压保护(Overvoltage Protection): 防止用户线上的电压冲击或过压而损坏交换机。3. 振铃(Ringing)：向被叫用户话机馈送铃流。4. 监视(Supervision)：借助扫描点监视用户线通断状态，以检测话机的摘机，挂机，拨号脉冲等用户线信号，转送给控制设备，以表示用户的忙闲状态和接续要求。5. 编解码(CODEC)：利用编码器和解码器(CODEC),滤波器，完成话音信号的模数与数模交换，以与数字交换机的数字交换网络接口。6. 混合(Hybrid)：进行用户线的2/4线转换，以满足编解码与数字交换对四线传输的要求。7. 测试(Test)：提供测试端口，进行用户电路的测试。这7种功能常用第一个字母组成的缩写词(BORSCHT)代表。对于模拟程控交换机，不需要编解码功能；而在数字程控交换机中，除某些特定应用的小型交换机利用增量调制方式外，其它大部分均采用PCM编解码方式。数字用户线电路是为适应数字用户环境而设置的接口，它主要用来通过线路适配器(LAM)或数字话机(SOPHO-SET)与各种数据终端设备(DTE)如计算机，打印机，VDU,电传相连。1.1.3 出入中继器出入中继器是中继线与交换网络间的接口电路，用于交换机中继线的连接。它的功能和电路与所用的交换系统的制式及局间中继线信号方式有密切的关系。对模拟中继接口单元(ATU),其作为是实现模拟中继线与交换网络的接口，基本功能一般有：1. 发送与接收表示中继线状态(如示闲，占用，应答，释放等)的线路信号。2. 转发与接收代表被叫号码的记发器信号。3. 供给通话电源和信号音。4. 控制设备提供所接收的线路信号。对于最简单的情况，某一交换机的中继器通过实线中继线与另一交换机连接，并采用用户环路信令，则该模拟中继器的功能与作用等效为一部“话机”。若采用其它更为复杂的信号方式，则中继器应实现相应的话音，信令的传输与控制功能。数字中继线接口单元(DTU)的作用是实现数字中继线与数字交换网络之间的接口，它通过PCM有关时隙传送中继线信令，完成类似于模拟中继器所应承担的基本功能。但由于数字中继线传送的是PCM群路数字信号，因而它具有数字通信的一些特殊问题，如帧同步，时钟恢复，码型交换，信令插入与提取等，即要解决信号传送，同步与信令配合三方面的连接问题。数字中继接口单位的基本功能包括帧与复帧同步码产生，帧调整，连零抑制，码型变换，告警处理，时钟恢复，帧同步搜索及局间信令插入与提取等，如同模拟用户电路的BORSCHT,也可将数字中继单元的上述8种功能概括为GAZPACHO。1.1.4 控制设备控制部分是程控交换机的核心，其主要任务是根据外部用户与内部维护管理的要求，执行存储程序和各种命令，以控制相应硬件实现交换及管理功能。程控交换机控制设备的主体是微处理器，通常按其配置与控制工作方式的不同，可分为集中控制和分散控制两类。为了更好的适应软硬件模块化的要求，提高处理能力及增强系统的灵活性与可靠性，目前程控交换系统的分散控制程度日趋提高，已广泛采用部分或完全分布式控制方式。1.2 信令系统 在交换机内各部分之间或者交换机与用户，交换机与交换机间，除传送话音，数据等业务信息外，还必须传送各种专用的附加控制信号(信令)，以保证交换机协调动作，完成用户呼叫的处理，接续，控制与维护管理功能。按信令的作用区域划分，可分为用户线信令与局间信令，前者在用户线上传送，后者在局间中继线上传送。如果按信令的功能划分，则可分为监视信令，地址信令与维护管理信令。1.2.1 用户线信令用户线信令是在用户与交换机之间用户线上传送的信令。对于模拟电话用户线，这种信令包括：1. 监视信令此信令反映直流用户环路通断的各种用户状态信号，如主叫用户摘机(off-hook)(呼出占用),主叫用户挂机(on-hook)(正在清除或拆线)及被叫用户摘机(应答),被叫用户挂机(反向清除或拆线)。交换机检测到这些信号时便会执行相应的软件，产生有关的动作，如交换机向主叫用户发拨号音或忙音，回铃音等，或向被叫用户馈送振铃信号等。2. 地址信令(被叫号码)此信令为主叫用户发送的被叫号码，交换机识别后控制交换网络进行接续。目前广泛应用的模拟话机有两类：脉冲式话机与双音频式话机。直流脉冲信号拨号盘话机或脉冲式按键式话机发送直流脉冲信号，通过话机拨号控制用户环路电路断续而产生直流脉冲串。双音多频信号程控交换机的快速多频按键话机所发送的拨号信号，不再用脉冲而用同时发送的“双音”表示一个数字。1.2.2  局间信令局间信令是在交换机或交换局之间中继线上传送的信号，用以控制呼叫的接续。由于目前使用的交换机制式和中继传输信道类型很多，组网涉及面广，因而局间信令比较复杂。为保证通信网中交换机互通，必须建立统一的国际与国内标准。根据信令通道与话音通路的关系，可将局间信令分为随路信令与共路信令;若按信道与信号的形式，又可分为直流，交流与数字型信令。如同用户线信令，也可将局间信令按功能分为监视信令，地址信令与管理信令。1. 随路信令将话路所需要的控制信号由该话路本身或与之有固定联系的一条信令通道来传送，即用同一通路传送话音信息和与其相应的信令。2. 共路信令将一组话路所需的各种控制信号集中到一条与话音通路分开的公共信号数据链路上进行传送。CCITT No.7号信令是一种目前最先进，应用最广泛的国际标准化共路信令系统，由于它将信令和话音通路分开，可采用高速数据链路传送信令，因而具有传送速度快，呼叫建立时间短，信号容量大，更改与扩容灵活及设备利用率高等特点，最适用于程控数字交换与数字传输相结合的综合数字网和未来综合业务数字网。第二章 单板原理（1）主处理机MP 模块处理机 MP 是交换机各模块的核心部件，它位于 ZXJ10（V10.0）交换机的控制层，作为ZXJ10机中央控制部分、完成呼叫处理及系统管理功能。 图2-1 MP板原理框图（2）共享内存板SMEM为主、备MP提供可同时访问的4KB的双端口RAM，MP可利用它作消息/数据交换通道 ,电路原理框图如图 ：图2-1 SMEM板原理框图（3） 通信板COMM通信板是MP 的通信辅助处理机。完成 MPMP 通信、MPSP 通信、七号信令、V5 等的链路层。最多可同时处理32 个HDLC 信道。物理层为2MHW 线。每个逻辑链路（信道）可在4 条HW 中任意选择132 个TS，但总的时隙数不超过32。电路原理框图如图：图2-3 COMM板原理框图(4)交换网板TNET TNET 板是时间交换网板，用于紧凑型4K 网模块，是一个单T 结构时分无阻塞交换网络，容量为4K×4K 时隙，PCM 总线速度为8Mb/s,采用双入单出热主备用工作方式。同时单板本身带有同步时钟，可以接收四路来自数字中继板DTI 和光接口板FBI 平衡传送过来的8kHz 时钟基准信号。电路原理框图如图所示 图2-4 TENT板原理框图（5）多功能环境监控板PMONPMON 通过三个传感器采集环境参数，上报MP， MP 可以通过PMON 对三个传感器的供电进行控制，电路原理框图如图 ： 图2-5 PMON板原理框图（6）模拟信令板(ASIG)模拟信令板ASIG的主要功能：DTMF 信号的接收和发送、 MFC 多频互控信号的接收与发送、 信号音及语音通知音的发送、 会议电话功能、忙音检测功能。电路原理框图如图 图2-6 ASIG功能框图（7）数字中继板DTIDTI 板是数字中继接口板，用于局间数字中继，ISDN 基群速率接入（PRA），RSM或者RSU 至母局的数字链路，以及多模块内部的互连链路。每个单板提供4 路2Mbps 的PCM 链路。DTI 板可插于中继框、BRMI 或者BRMT 内.电路原理框图如图 ： 图2-7 DTI功能框图（8）用户处理板SPSP 板是用户处理器板。SP 板向用户板及测试板提供8MHZ，2MHZ，8KHZ 时钟；提供2 条双向HDLC 通讯的2M HW；还提供2 条双向话路使用的8M HW 线；另留4 条2MHW 供四块MTT 高阻复用，提供测试板和一些资源板的功能。SP 还提供2 条双向8MPCM 链路至T 网。SP 能自主完成用户单元内的话路接续。由于用户单元超过128 路用户，SP 与驱动板都实行主备用。SP 板插于交换机用户框BSLC、BALT 或BAMT、BRUD 内.电路原理框图如图 :图2-8 SP板功能框图(9)多功能测试板MTTMTT 为多功能测试板，位于ZXJ10 V10.0 交换机的用户层。主要用于单元内模拟用户内线、外线及用户终端的测试，另外在远端用户单元自交换时可提供音资源及50 路DTMF 收号器.电路原理框图如图 ：图2-9 MTT板功能框图(10)模拟用户板ASLCASLC 用户电路的作用是连接模拟用户与交换网，故又称为用户接口电路，完成用户电路基本的BORSCHT 功能，即馈电（B-Battery feed），过压保护（O-Overvoltage protection），振铃（RRinging），监视（SSupervision），编解码（C-Codec），二/四线混合（H-Hybrid），测试（T-Test）等七项功能。电路原理框图如图 图2-10模拟用户板功能框图第三章 数据配置ZXJ10交换机的局数据包括：局容量数据、交换局数据、交换机物理配置数据、局码数据、号码分析数据。ZXJ10交换机的局数据是ZXJ10交换机其它数据的基础，在对ZXJ10进行开局数据制作时，首先要进行局数据配置。3.1 局容量数据在一个交换局开通之前必须根据实际情况进行整体规划，确定局容量。ZXJ10局容量数据是对前台MP内存和硬盘资源划分的指示，关系到MP能否正常发挥作用。 图3-1局容量配置3.2 交换局数据ZXJ10交换机作为一个交换局在电信网上运行时，必须和网络中其他交换节点联网配合才能完成网络交换功能，因此这将涉及到交换局的某些数据配置情况。 图3-2 交换局配置3.3 物理配置数据ZXJ10(V10.0)交换机物理配置数据描述了交换机的各种设备（如交换网板、用户处理器板、用户电路板等）连接成局的方式。在本系统中这种关系共分为两种：兼容物理配置和物理配置，由于ZXJ10(V10.0)交换机可以兼容ZXJ10(V4.X)版本，因此在物理配置中提供这种兼容配置功能，习惯上称之为兼容物理配置。 图3-3 物理配置3.4 号码管理在ZXJ10交换机中，对所有本局局号进行统一编号，称为本局局码。一个本局局号对应的本局电话号码长度是确定的，不同本局局号对应的本局电话号码长度可以不等长。 图3-4 号码管理3.5号码分析交换机的一个重要功能就是网络寻址，电话网中用户的网络地址就是电话号码。号码分析主要用来确定某个号码流对应的网络地址和业务处理方式。 图3-5 号码分析3.6 号码修改在某些特殊情况下，对于已经放号的用户线，可能需要改变其用户号码，或者需要修改某号码对应的用户线。为了满足这一要求，ZXJ10(V10.0)提供了用户线改号和用户号改线功能，此外还提供了一机多号功能。 图3-6 号码修改3.7 用户群数据ZXJ10交换机的用户群是指由ZXJ10交换机的若干本局用户构成的一个逻辑单位。用户群可分为四种类型：小交换机用户群（PABXG即PABXgroup）、小交换机数字用户群（ISPBX群）、特服群以及商务群（CENTREX群）。 图3-7 用户群数据第四章 设计总结随着国家信息基础网络建设及电信经营的逐步开放，电信运营商面临着经营、管理和技术的全面转轨，其中具备超强的服务水平是未来竞争立于不败之地的必要条件，而拥有先进的信息网络是网络经营的根本。交换作为信息网络的核心，现已融入更多先进技术。现代交换机必须具备全方位的开放性、组网的灵活性以及多类业务、多种网络的相互融合性，最终应能实现综合化与宽带化的交换平台。中兴通讯的ZXJ10作为国产第2代数字程控交换机具备上述诸多要求，代表着现代交换技术的发展趋势。课程设计是培养学生综合运用所学知识,发现,提出,分析和解决实际问题,锻炼实践能力的重要环节,是对学生实际工作能力的具体训练和考察过程. 课程设计，一方面是为了检查我们一个学期来我们学习的成果，另一方面也是为了让我们进一步的掌握和运用它，同时也让我们认清自己的不足之处和薄弱环节，加以弥补和加强。通过课程设计，使我加强对程控交换机的理解，让我学会了查寻资料、数据配置等环节。进一步提高了我分析解决实际问题的能力，为我创造了一个动脑动手锻炼分析解决程控交换机技术问题的实际本领，真正实现由课本知识向实际能力的转化，加深对基本原理的了解，增强了我的实际能力。致谢为期两周的课设就在大家的共同努力下进入了尾声。在这一段时间内我们学会了许多东西，同时也复习了许多其他的东西，对大家来说获益匪浅。在课设的同时对所学的知识进行了巩固，提高了能力，我相信在下一次课程的时候我们可以做地更好，能够在更短的时间内完成老师布置的任务，以最短的时间掌握技术要点，做的更好。同时我也要由衷的感谢两位老师的大力帮助，课设的成功与老师的教导是分不开的，没有老师的指导我们在完成课设的时候将摸不着头脑。正是在她们的帮助下我们才可以少走好多弯路，圆满的完成任务。在实际的动手操作中即学习了知识又培养了动手能力，同时也培养了团队精神，这对我们以后的工作和学习都有帮助。我相信在这样的情况下我们一定会有所提高，对将来的发展大有好处。 参考文献1 、朱世华. 程控数字交换原理与应用.西安交通大学出版社，19932 、叶敏. 程控数字交换与交换网.北京邮电大学出版社，19993 、桂海源.骆亚国. NO.7信令系统.北京邮电大学出版社，19994 、熬志刚. 现代高速交换局域网及其应用.国防工业出版社，20015 、商书明. 数字程控交换技术与应用. 理工大学出版社，2007