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TST交换网络设计

. . . .*******************实践教学*******************兰州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:张天昆学号: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、传输三部分构成,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基本的交换单元电路。

单独的T接线器和S接线器,只适用于容量比较小的交换机,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基础上利用时分交换芯片MT8980及空分交换芯片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网络及其组成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)组成如图所示,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(单元号码),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,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进行交换,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(A→B)和来话(B→A)两个方向的通话路由。

交换过程如下:(1)A→B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—空闲内部时隙,现假设找到的空闲内部时隙为TS7,处理机控制话音存储器2单元的话音信息在TS7读出,则TS2的话音信息交换到了TS7,这样输入T接线器就完成了TS2→TS7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,将内部时隙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TS7→TS31的时隙交换。

(2)B→A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内部时隙,现假设找到的空闲内部时隙为TS23处理机控制话音存储器31单元的话音信息在TS23读出,则TS31的话音信息交换到了TS23,这样输入T接线器就完成了TS31→TS23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,将内部时隙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TS23→TS2的时隙交换。

为了减少链路选择的复杂性,双方通话的内部时隙选择通常采用反相法。

所谓反相法就是如果A→B 方向选用了内部时隙x,则B→A方向选用的内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内部时隙数相差半帧。

例如在图1-3中,A→B 方向选用内部时隙TS7,x=7,则B→A方向选用的内部时隙为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章设计内容2.1 目的及意义一个完整的通信系统由终端、交换、传输三部分构成,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基础课程。

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基本的交换单元电路。

单独的T接线器和S接线器,只适用于容量比较小的交换机,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。

本设计要求学生在学习现代交换原理的基础上,掌握T接线器和S接线器的功能,以及构成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,这对学习和分析电话通信网、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 训练任务及要求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及空分交换芯片MT8816。

其中,时分交换芯片MT8980是8线×32信道数字交换电路,输入和输出均链接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8×16模拟交换矩阵,有8条COL线(L0—L7)和16条ROW线(ROW0~ROW15),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、性能及使用方法。

第3章设计所需元器件3.1 时分交换芯片MT8980MT8980由串-并变换器、数据存储器、帧计数器、控制寄存器、控制接口单元、接续存储器、输出复用器与并-串变换器等部分构成。

串行PCM数据流以2.048Mb/s速率(共32个64kb/s,8比特数字时隙)分八路由STI0~STI7输入,经串-并变换,根据码流号和信道(时隙)号依次存入256×8比特数据存储器的相应单元内。

控制寄存器通过控制接口,接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内容(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2.048Mb/s串行码流,从而达到数字交换的目的。

如果不再对控制寄存器发出命令,则电路内部维持现有状态,刚才交换过的两时隙将一直处于交换过程,直到接受新命令为止。

接受存储器的容量为256×11位,分为高3位和低8位两部分,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位的内容作为数据直接输出到相应时隙中去。

电路内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、控制寄存器和接续存储器的内容,并可向控制寄存器和接续存储器写入指令。

此外,还可置电路于分离方式,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MT8980是8线×32信道数字交换电路,输入和输出均链接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体现在对内部存储器的读写操作,控制格式为:地址线(A5~A):若A5=0,选择控制寄存器,所有操作均针对控制寄存器。

若A5=1,则由A4~A0选择输出码流的信道号(时隙号)。

MT8980共有8条2.048Mb/s 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(片内有256个8比特的数据存储器)。

MT8980共有8条2.048Mb/s 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。

控制寄存器通过控制接口,接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内容(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2.048Mb/s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内容,则电路内部维持现有状态,刚才交换过的两时隙将一直交换下去,直到接受新命令为止。

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8×16模拟交换矩阵,有8条COL线(L0—L7)和16条ROW线(ROW0~ROW15),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。

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