《现代交换技术》实验指导书.doc
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1、现代交换技术编撰闽江学院计算机实验教学中心印制目 录第一章 程控交换系统模块实验1实验一 用户线接口模块实验1实验二 信令信号的产生与观测7实验三 双音多频(DTMF)接收与检测12实验四 话路PCM编译码19实验五 呼叫处理与线路信号的传输过程22实验六 二/四线变换与回波返损测试25第二章 交换机参数设置实验30实验七 系统时间参数设置30实验八 话机参数设置33第三章 交换状态与显示实验37实验九 信号交换方式与状态显示37第四章 空分交换实验41实验十 空分交换的过程与分析41实验十一 模拟中继接口实验47第五章 数字时分交换实验50实验十二 时分交换网络基本原理50实验十三 数字时分
2、(T)接线器编程方法54实验十四 局内数字交换实验60实验十五 时间调度表与事件调度66第六章 数字中继接口实验72实验十六 帧同步插入与提取72实验十七 信令插入与提取77实验十八 信令与话音的混合传输80第七章 综合设计实验84实验十九 新服务功能及编程调试84实验二十 程控交换系统指标测试86实验二十一 系统联调综合实验92实验二十二 来电显示的接收和发送98实验二十三 仿真电话及信令状态监视103实验二十四 外线接口实验108第八章 系统管理实验114实验二十五 话务监视实验114实验二十六 计费实验117实验二十七 程控交换原理120 第一章 程控交换系统模块实验实验一 用户线接口模
3、块实验一、实验目的1、 全面了解用户线接口电路功能(BORST)的作用及其实现方法;2、 通过对用户线接口电路的学习与实验,进一步加深对BORST功能的理解。二、实验内容1、 了解用户模块AM79R70的主要性能与特点;2、 熟悉用AM79R70组成的用户线接口电路;3、 用示波器分别观测TP301、TP302、TP303在摘挂机时的工作电平。三、实验仪器1、 LT-CK-02E程控交换实验箱一台;2、 电话机两台;3、 数字示波器一台;4、 数字万用表一台。四、实验原理1、 用户线接口电路工作原理用户线接口电路(Subscriber Line Interface CircuitSLIC)有时
4、也可以简称为用户电路,在本实验指导书中两者为同一概念。任何交换机都具有用户线接口电路。根据用户电话机的不同类型,用户线接口电路(SLIC)分为模拟用户接口电路和数字用户接口电路两种。模拟用户线接口电路应能承受馈电、铃流和外界干扰等高压大电流的冲击,过去一般采用晶体管、变压器(或混合线圈)、继电器等分立元件构成。在实际中,基于实现和应用上的考虑,通常将BORSHCT功能中过压保护由外接元器件完成,编解码器部分另单成一体,集成为编解码器(CODEC),其余功能由集成模拟SLIC完成。在布控交换机中,向用户馈电,向用户振铃等功能都是在绳路中实现的,馈电电压一般是-60V,用户的馈电电流一般是20mA
5、30mA,铃流是25Hz,90V左右,而在程控交换机中,由于交换网络处理的是数字信息,无法向用户馈电、振铃等,所以向用户馈电、振铃等任务就由用户线接口电路来完成,再加上其它一些要求,程控交换机中的用户线接口电路一般要具有B(馈电),R(振铃)、S(监视)、C(编译码)、H(混合)、T(测试)、O(过压保护)七项功能。图1-1为模拟用户线接口功能框图。模拟用户线接口电路的功能可以归纳为BORSCHT七种功能,具体含义是:a) 馈电(B-Battery feeling)向用户话机送直流电。通常要求馈电电压为48伏或24伏,环路电流不小于18 mA;b) 过压保护(OOvervoltage prot
6、ection)防止过压过流冲击和损坏电路、设备。c) 振铃控制(RRinging Control)向用户话机馈送铃流;d) 监视(S-Supervision)监视用户线的状态,检测话机摘机、挂机与拨号脉冲等信号以送往控制网络和交换网络;e) 编解码与滤波(C-CODEC/Filter)在数字交换中,它完成模拟话音与数字编码间的转换。通常采用PCM编码器(Coder)与解码器(Decoder)来完成,,统称为CODEC。相应的防混叠与平滑低通滤波器占有话路(300Hz-3400Hz)带宽,编码速率为64kb/s;f) 混合(HHyhird)完成二线与四线的转换功能,即实现模拟二线双向信号与PCM
7、发送,接收数字四线单向信号之间的连接。过去这种功能由混合线圈实现,现在改为集成电路,因此称为“混合电路”;g) 测试(TTest)对用户电路进行测试。2、用户线接口电路:在本实验系统中,用户线接口电路选用的是AM79R70集成芯片。它包含向用户话机恒流馈电、向被叫用户话机馈送铃流、用户摘机后自行截除铃流,摘挂机的检测及音频或脉冲信号的识别,话音信号的2/4线混合转换,外接振铃继电器驱动输出。AM79R70用户电路的双向传输衰耗均为1dB,供电电源为+ 5 V和5 V,AM79R70还将输入的铃流信号放大以达到电话振铃工作的要求。其各项性能指标符合邮电部制定的有关标准。铃流发生器馈电电源模拟用户
8、线过压保护电路测试开关振铃继电器馈电电路混合电路编码器解码器低通平衡网络低通发送码流接收码流(编码信号)ab测试总线振铃控制信号用户线状态信号 图1-1 模拟用户线接口功能框图1、电路的基本特性A、 向用户馈送铃流;B、 向用户恒流馈电;C、 过压过流保护;D、 被叫用户摘机自截铃;E、 摘挂机检测;F、 音频或脉冲拨号检测;G、 振铃继电器驱动输出;H、 话音信号的2/4线转换;I、 无需耦合变压器。2、用户线接口电路主要功能内部电源稳压电路输入控制译码二/四线接口摘机检测馈电与平衡电路话音通道传输振铃控制控制信号1控制信号2状态指示语音发送支路语音接收支路振铃控制/电话接口1)、 向用户话
9、机供电,AM79R70可对用户话机提供恒流馈电,馈电电流由VBAT以及VDD供给。具体如下:A、 供电电源VBAT采用-48V;B、 在静态情况下(不振铃、不呼叫),-48V电源通过继电器静合接点至话机;C、 在振铃时,-48V电源通过振铃支路经继电器动合接点至话机;D、 用户挂机时,话机叉簧下压,馈电回路断开,回路无电流流过;E、 用户摘机后,话机叉簧上升,接通馈电回路(在振铃时接通振铃支路)回路。2) 、AM79R70内部具有过压保护的功能,可以抵抗TIPRING端口间的瞬时高压,如结合外部的压敏电阻保护电路,则可抵抗250V左右高压。3) 、振铃电路可由外部的振铃继电器和用户电路内部的继
10、电器驱动电路以及铃流电源向用户馈送铃流:当继电器控制端 (RC端) 输入高电平,继电器驱动输出端 (RD端) 输出高电平,继电器接通,此时铃流源通过与振铃继电器连接的15端 (RV端) 经TIPRING端口向被叫用户馈送铃流。当控制端 (RC端) 输入低电平或被叫用户摘机都可截除铃流。用户电路内部提供一振铃继电器感应电压抑制箝位二极管。4) 、监视用户线的状态变化即检测摘挂机信号,具体如下:A、 用户挂机时,用户状态检测输出端输出低电平,以向CPU中央集中控制系统表示用户“闲”;B、 用户摘机时,用户状态检测输出端输出高电平,以向CPU中央集中控制系统表示用户“忙”;C、 若用户拨电话号码为脉
11、冲拨号方式时,该用户状态输出端应能送出拨号数字脉冲。回路断开时,送出低电平,回路接通时送出高电平(注:本实验系统不选用脉冲拨号方式,只采用DTMF双音多频拨号方式);5)、 在TIPRING端口间传输的话音信号为对地平衡的双向话音信号,在四线VR端与VX端传输的信号为收发分开的不平衡话音信号。AM79R70可以进行TIPRING端口与四线VTX端和RSN端间话音信号的双向传输和2/4线混合转换。6)、 AM79R70可以提供用户线短路保护:TIP线与RING线间,TIP线与地间,RING线与地间的长时间的短路对器件都不会损坏。7)、 AM79R70提供的双向话音信号的传输衰耗均为40dB。该传
12、输衰耗可以通过AM79R70用户电路的内部调整,也可通过外部电路调整。8)、 AM79R70的四线端口可供话音信号编译码器或交换矩阵使用。五、实验步骤1、 阅读AM79R70资料和这部分电路,理解这部分电路的工作原理;2、 通过电源线接通电源,打开实验箱电源开关,准备好电话机开始实验;3、 “甲方一路”接上话机,分别摘机和挂机,在摘机和挂机时用万用表测量TP301,TP302,TP303的电压值;4、 “甲方一路”分别摘机和挂机,利用示波器观察TP306的波形。注意,此时示波器设为直流耦合,探针衰减设为1;5、 通过键盘和液晶显示,选择时分交换方式,“甲方一路”呼叫“甲方二路”,利用示波器观察
13、TP301的波形。示波器推荐设置:交流耦合,电压因子设为100mV,时基设为500uS。探头衰减设为1;6、 实验结束,关掉实验箱电源开关,整理实验数据,制作实验报告。六、实验报告要求1、 画出本次实验的电路方框图,叙述其工作过程;2、 填表写出TP301,TP302,TP303在摘挂机时的电平,并简述这三个测试点的意义;TP301TP302TP303摘机前摘机后摘机前摘机后摘机前摘机后电 平(V)摘机时的波 形3、 理解AM79R70通过C1、C2两根控制线完成有铃流信号的摘挂机检测和没有铃流信号的摘挂机检测原理。分别画出主、被叫摘挂机检测的程序流程框图。实验二 信令信号的产生与观测一、实验
14、目的 1、了解常用的几种信令信号音和铃流发生器的电路组成和工作过程;2、熟悉这些信号音和铃流信号的技术要求。二、实验内容1、用万用表测量各测量点拨号音、忙音、回铃音及铃流控制信号的电压;2、用示波器测量各测量点拨号音、忙音、回铃音及铃流控制信号的波形;3、各测量点说明如下:TP04:回铃音信号TP05:铃流控制信号TP06:拨号音信号TP07:忙音信号三、实验仪器1、 LT-CK-02E程控交换实验箱一台;2、 电话机两台;3、 数字示波器一台。四、实验原理在用户话机与交换机之间的用户线上,要沿两个方向传递语言信息。但是,为了实现一次通话,还必须沿两个方向传送所需的控制信号。比如,当用户想要通
15、话时,必须首先向交换机提供一个信号,能让交换机识别并准备好有关设备,此外,还要把指明呼叫的目的地的信号发往交换机。当用户想要结束通话时,也必须向交换机提供一个信号,以释放通话期间所使用的设备。除了用户要向交换机传送信号之外,还需要交换机向用户传送信号,如交换机要向用户传送关于交换机设备状况,以及被叫用户状态的信号。由此可见,一个完整电话通信系统,除了交换系统和传输系统外,还应有信令系统。用户向交换机发送的信号有用户状态信号(一般为直流信号)和号码信号(地址信号)。交换机向用户发送的信号有各种可闻信号与振铃信号(铃流)两种。A、 各种可闻信号:一般采用频率为500Hz(或者450Hz)的交流信号
16、(本实验箱采用500Hz交流信号)。例如: 拨号音:(Dial tone)连续发送的500Hz信号; 回铃音:(Echo tone)1秒送,4秒断的5秒断续的500Hz信号; 忙音: (busy tone)0.35秒送,0.35秒断的0.7秒断续的500Hz信号; 催挂音:连续发送响度较大的信号与拨号音有明显区别。B、 振铃信号(铃流)一般采用频率为25Hz,以1秒送,4秒断的5秒断续方式发送。拨号音由U201(EPM3256)产生,频率为500Hz,幅度在2V左右。测量点为TP06;回铃音由U201(EPM3256)产生,为1秒通、4秒断的重复周期为5秒的信号。测量为TP04;忙音由U201
17、(EPM3256)产生,为0.35秒通,0.35秒断的重复周期为0.7S 的500Hz的信号,测量点为TP07;铃流控制信号是由U201(EPM3256)产生的25Hz方波经RC积分电路后形成。铃流信号送入AM79R70后,需要向用户振铃时通过AM79R70的功率提升,向用户送出铃流,完成振铃,它的测量点为TP05。图2-1为它们各测量点工作波形图,依次为:回铃控制信号、铃流信号、拨号音信号、忙音信号。图2-1 各测量点工作波形图五、实验步骤1、 通过电源线接通电源,打开实验箱电源开关,准备好电话机开始实验;2、 用示波器观察各种信令信号输出波形:TP04:回铃音信号。示波器推荐设置:直流耦合
18、,电压因子设为500mV,时基设为0.5mS,探头衰减设为10;TP05:铃流控制信号。此时必须用甲方二路呼叫甲方一路。示波器推荐设置:交流耦合,电压因子设为500mV,时基设为10mS,探头衰减设为10;TP06:拨号音信号。示波器推荐设置:直流耦合,电压因子设为500mV,时基设为0.5mS,探头衰减设为10;TP07:忙音信号。示波器推荐设置:直流耦合,电压因子设为500mV,时基设为0.5mS,探头衰减设为10。3、 将两部话机分别接在甲方一路和乙方一路上;4、 甲方一路呼叫乙方一路,用示波器观察TP301的波形。示波器推荐设置:交流耦合,电压因子设为100mV,时基设为500uS,探
19、头衰减设为1;5、实验结束关掉电源,整理实验数据,完成实验报告。六、实验注意事项1、 此项实验必须要由两人合作完成;2、 在测量25Hz的铃流信号发生器输出的波形时,一定要注意万用表的量程和示波器的电压量程,防止损坏仪器。七、实验报告要求1、认真画出实验过程各测量点波形,并进行分析;2、画出电路组成框图;3、对在实验过程中遇到的其它情况作出记录,并进行分析;5、 画出主、被叫用户各种信号音顺序输出的程序流程框图。测 试 点波 形TP04回铃音信号TP05铃流控制信号TP06拨号音信号TP07忙音信号实验三 双音多频(DTMF)接收与检测一、实验目的1、 了解电话号码双音多频信号在程控交换系统中
20、的发送和接收方法;2、 熟悉该电路的组成及工作过程;3、 观测电话机发送的DTMF信号波形;4、 观测DTMF信号的接收工作波形和译码显示。二、实验内容1、用示波器观察并测量发送DTMF信号的波形,在用户线接口电路的输入端进行测量,即在甲方一路用户线接口电路的测量点TP301与TP302进行测量;2、用示波器观察并测量DTMF信号接收的波形,在MT8870电路输入端TP304 ,其中,TP309为DTMF译码有效状态测量点。三、实验仪器1、 LT-CK-02E程控交换实验箱一台;2、 电话机两台;3、 数字示波器一台。四、实验原理DTMF接收器包括DTMF分组滤波器和DTMF译码器,其基本原理
21、如图31所示。DTMF接收器先经高、低群带通滤器进行fL /fH区分,然后过零检测、比较,得到相应于DTMF的两路fL、fH信号输出。该两路信号经译码、锁存、缓冲,恢复成对应于16种DTMF信号音对的4比特二进制码(D1D4)。输入电路高频组带通滤波器过零检测器码变换锁存与缓冲过零检测器低频组带通滤波器信号输入图3-1 典型DTMF接收器原理框图18图3-2MT8870芯片管脚排列在本实验系统电路中,DTMF接收器采用的是MT8870芯片。图3-2的管脚排列图。 1、该电路的基本特性:A、 提供DTMF信号分离滤波和译码功能,输出相应16种DTMF频率组合的4位;B、 并行二进制码;C、 可外
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