时分交换实验报告.docx
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时分交换实验报告.docx
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时分交换实验报告
实验报告
课程名称:
实验项目:
姓名:
专业:
班级:
学号:
程控交换原理时分交换(mt8980)实验网络工程网络
计算机科学与技术学院
实验教学中心
2014年5月5日
一、实验目的
1.掌握程控时分交换网络的基本原理;
2.了解mt8980芯片的工作原理和使用方法。
二、实验内容
1.理解时分交换原理,利用时分交换网络进行两部电话单机通话,记录工作过程。
三、实验步骤
1.在关电的情况下,确认发送增益跳线k301、k401等均设置为1-2相连左侧;交换网络接口插上“时分mt8980”交换模块,保管好其它模块;
2.打开实验箱右侧电源开关,电源指示灯亮,系统开始工作;
3.通过薄膜开关将交换工作方式设置在“时分mt8980”进行实验;
4.以电话a、电话b为例,分别接上电话单机;
5.四路数字电话用户的pcm编码输出测试点,即时分网络输入信号;
tp304:
电话a的pcm编码输出测试点,同步时隙脉冲测试点tp02;
tp404:
电话b的pcm编码输出测试点,同步时隙脉冲测试点tp03;
tp504:
电话c的pcm编码输出测试点,同步时隙脉冲测试点tp04;
tp604:
电话d的pcm编码输出测试点,同步时隙脉冲测试点tp05;
四路数字电话用户的pcm译码输入测试点,即时分网络输出信号。
tp305:
电话a的pcm译码输入测试点,同步时隙脉冲测试点tp02;
tp405:
电话b的pcm译码输入测试点,同步时隙脉冲测试点tp03;
tp505:
电话c的pcm译码输入测试点,同步时隙脉冲测试点tp04;
tp605:
电话d的pcm译码输入测试点,同步时隙脉冲测试点tp05。
注意:
现每个pcm收发测试点测得的波形已是时分复用后波形,测量时注意对比各路pcm数据输出的同步时隙脉冲。
6.双踪示波器同时测试tp304、tp405两点或tp305、tp404两点,是否有波形,按键说话时是否有变化;
7.示波器两探头放在tp304、tp405两点上。
电话a摘机,拨号49,同时观察示波器,哪个探头能测到波形;
8.两路电话用户间的正常呼叫,两路电话正常通话。
此时,按键或说话,同时观察示波器,哪个探头测到的波形,波形是否一样;
9.更换其它电话呼叫组合,根据步骤5中列出的测量点说明,验证时分交换网络mt8980的工作情况;
10.测试波形时,注意时隙脉冲与数据的时隙位置对比,时隙脉冲与时隙脉冲的位置对比,数据与数据的对比。
四、实验结果
tp304tp404tp504tp604
拨号前无拨号后有信号出现交错篇二:
实验六程控交换时分交换实验
实验六程控交换时分交换实验
一、实验目的
1、掌握程控交换中时分交换基本原理与实现方法。
2、通过对mt8980芯片的实验,熟悉时分交换网络的工作过程。
3、通过自己动手连接实验线,增强对电话通信自动交换的感性认识,体会程控交换技术的优越性。
二、预习要求
认真预习《程控交换原理》教材中的相关内容。
三、实验仪器仪表
1、程控交换系统实验箱一台
2、电话单机二台
3、20mhz示波器一台
4、万用表一台
5、逻辑分析仪一台(选用)
四、实验电路工作过程
电信系统中的程控交换机的时分交换网络是利用控制存储器存取的原理进行pcm各话路时隙间数字信息的交换,因此又将其称为数字交换网络或时隙交换器(tsi,timeslotinterchanger)。
时分连接网络主要由话音存储器与控制存储器两部分组成。
它首先将输入的pcm复用码流以时隙(8bit)为单位按顺序写入话音存储器,然后根据呼叫的要求,将来自微处理器的接续命令存入控制存储器,这样,控制存储器按要求的顺序从话音存储器中读出有关时隙信息,并构成输出复用码流。
这种方式一般称为“顺序写入、控制输出”或者“顺序写入、随机读出”,简称为“输出控制”方式。
当然,若改为“控制写入、顺序读出”或“输入控制”方式,也可以实现同样的时隙交换功能。
由于输入、输出复用码流与各实际用户有固定的时隙关系,因而通过上述的时隙信息转移的过程,可以完成呼叫用户间话音信息的交换。
目前除小容量程控数字交换机可能采用一般的ram构成数字交换网络外,中大容量的程控数字交换机一般都已利用专用数字交换集成电路或模块,以扩大容量、提高效率、增强可靠性与降低成本。
例如,mitel公司的mt8980d与sgs—thomson公司的m3488数字交换集成电路,可以实现8条输入pcm基群码流与8条输出pcm基群码流(各256个时隙)间任两路信息的无阻塞交换。
在本实验系统中用户话机的信号音(拨号音、回铃音、忙音、空号音、拥塞音)是通过空分交换网络送达的,与前面实验的相同,在此不再介绍。
pcm编译码器才用的是tp3057。
它是cmos工艺制造的专用大规模集成电路,片内带有输出输入话路滤波器,其引脚及内部框图如图6-1、图6-2所示。
引脚功能如下:
33
xi+
xi_
vfrgsx
fsrfsx
drbclkr
mclkr
图6-1tp3057引脚图
(1)v一接-5v电源。
(2)gnd接地。
(3)vfro接收部分滤波器模拟信号输出端。
(4)v+接+5v电源。
(5)fsr接收部分帧同信号输入端,此信号为8khz脉冲序列。
(6)dr接收部分pcm码流输入端。
(7)bclk/clksel接收部分位时钟(同步)信号输入端,此信号将pcm码
流在fsr上升沿后逐位移入dr端。
位时钟可以为
64khz到2.048mhz的任意频率,或者输入逻辑“1”
或“0”电平器以选择1.536mhz、1.544mhz或2.048mhz
用作同步模式的主时钟,此时发时钟信号bclkx同时
作为发时钟和收时钟。
(8)mclkr/pdn接收部分主时钟信号输入端,此信号频率必须为
1.536mhz、1.544mhz或2.048mhz。
可以和mclkx异步,
但是同步工作时可达到最佳状态。
当此端接低电平
时,所有的内部定时信号都选择mclkx信号,当此端
接高电平时,器件处于省电状态。
(9)mclkx发送部分主时钟信号输入端,此信号频率必须为
1.536mhz、1.544mhz或2.048mhz。
可以和mclkr异
步,但是同步工作时可达到最佳状态。
(10)bclkx发送部分位时钟输入端,此信号将pcm码流在fsx信号上升沿后
逐位移出dx端,频率可以为64khz到2.04mhz的任意频率,但必须与
mclkx同步。
(11)dx发送部分pcm码流三态门输出端。
(12)fsx发送部分帧同步信号输入端,此信号为8khz脉冲序
列。
(13)tsx漏极开路输出端,在编码时隙输出低电平。
(14)gsx发送部分增益调整信号输入端。
15)vfxi-发送部分放大器反向输入端。
34
(16)vfxi+
发送部分放大器正向输入端。
vfrr/pdn/clkselr
图6-2tp3057内部方框图
tp3057由发送和接收两部分组成,其功能简述如下。
发送部分:
包括可调增益放大器、抗混淆滤波器、低通滤波器、高通滤波器、压缩a/d转换器。
抗混淆滤波器对采样频率提供30db以上的衰减从而避免了任何片外滤波器的加入。
低通滤波器是5阶的、时钟频率为128mhz。
高通滤波器是3阶的、时钟频率为32khz。
高通滤波器的输出信号送给阶梯波产生器(采样频率为8khz)。
阶梯波产生器、逐次逼近寄存器(s·a·r)、比较器以及符号比特提取单元等4个部分共同组成一个压缩式a/d转换器。
s·a·r输出的并行码经并/串转换后成pcm信号。
参考信号源提供各种精确的基准电压,允许编码输入电压最大幅度为5vp-p。
发帧同步信号fsx为采样信号。
每个采样脉冲都使编码器进行两项工作:
在
8比特位同步信号bclkx的作用下,将采样值进行8位编码并存入逐次逼近寄存
器;将前一采样值的编码结果通过输出端dx输出。
在8比特位同步信号以后,
dx端处于高阻状态。
接收部分:
包括扩张d/a转换器和低通滤波器。
低通滤波器符合at&td3/d4标准和ccitt建议。
d/a转换器由串/并变换、d/a寄存器组成、d/a阶梯波形成等部分
35
构成。
在收帧同步脉冲fsr上升沿及其之后的8个位同步脉冲bclkr作用下,8比特pcm数据进入接收数据寄存器(即d/a寄存器),d/a阶梯波单元对8比特pcm数据进行d/a变换并保持变换后的信号形成阶梯波信号。
此信号被送到时钟频率为128khz的开关电容低通滤波器,此低通滤波器对阶梯波进行平滑滤波并对孔径失真(sinx)/x进行补尝。
在通信工程中,主要用动态范围和频率特性来说明pcm编译码器的性能。
动态范围的定义是译码器输出信噪比大于25db时允许编码器输入信号幅度的变化范围。
pcm编译码器的动态范围应大于图6-3所示的ccitt建议框架(样板值)。
当编码器输入信号幅度超过其动态范围时,出现过载噪声,故编码输入信号幅度过大时量化信噪比急剧下降。
tp3057编译码系统不过载输入信号的最大幅度为5vp-p。
由于采用对数压扩技术,pcm编译码系统可以改善小信号的量化信噪比,tp3057采用a律13折线对信号进行压扩。
当信号处于某一段落时,量化噪声不变(因在此段落内对信号进行均匀量化),因此在同一段落内量化信噪比随信号幅度减小而下降。
13折线压扩特性曲线将正负信号各分为8段,第1段信号最小,
第8段信号最大。
当信号处于第一、二段时,量化噪声不随信号幅度变化,因此当信号太小时,量化信噪比会小于25db,这就是动态范围的下限。
tp3057编译码系统动态范围内的输入信号最小幅度约为0.025vp-p。
-50
-40-30-20-100
图6-3pcm编译码系统动态范围样板值
常用1khz的正弦信号作为输入信号来测量pcm编译码器的动态范围。
语音信号的抽样信号频率为8khz,为了不发生频谱混叠,常将语音信号经截
止频率为3.4khz的低通滤波器处理后再进行a/d处理。
语音信号的最低频率一
般为300hz。
tp3057编码器的低通滤波器和高通滤波器决定了编译码系统的频率
特性,当输入信号频率超过这两个滤波器的频率范围时,译码输出信号幅度迅速下降。
这就是pcm编译码系统频率特性的含义。
图6-4为其原理框图,图6-5为本实验系统中的电路原理图
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图6-4pcm编译码原理方框图
图6-5pcm编译码模块电原理图
其中u1和和晶振构成分频器为四个pcm编译码器提供2.048mhz的时钟信号和8khz的时隙同步信号。
在实际通信系统中,译码器的时钟信号(即位同步信号)及时隙同步信号(即帧同步信号)应从接收到的数据流中提取。
此处将同步器产生的时钟信号及时隙同步信号直接送给译码器。
由于时钟频率为2.048mhz,抽样信号频率为8khz,故pcm的输出dx(sfax2)的码速率是2.048mb,一帧中有32个时隙,其中1个时隙为pcm编码数据,另外31个时隙都是空时隙。
pcm信号码速率也是2.048mb,一帧中的32个时隙中有29个是空时隙,第0时隙为帧同步码(×1110010)时隙,第2时隙为信号的时隙。
实验系统中的时分交换网络采用的是mitel公司的mt8980d,图6-6是其内部功能框图。
它可以在控制信号的作用下,实现8条pcm基群(30/32路)各
37篇三:
程控交换实验报告
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(δm)和脉冲编码调制(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/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1-1所示;图1-2是该实验系
统的模块图。
图1-1实验系统的原理框图
图1-2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)
⑴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。
⑵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;
⑶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;
⑷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。
⑸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。
⑹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。
⑺通信模块完成实验箱与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。
;
⑻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,由于太复杂,在本实验箱中暂由自定义的简单信令完成。
⑼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;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)。
⑽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”)。
⑾dtmf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;
⑿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。
⒀a/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。
⒁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;
⒂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,信号音产生单元在中央处理单元的控制下产生并发送拨号音。
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1-3。
篇四:
现代交换技术实验报告
五邑大学
现代交换技术实验
院系专业指导教师学号学生姓名学号学生姓名学号学生姓名报告日期
一、实验要求
完成实验册的实验一、二、四,观察实验波形,学习理解相关信号传输的技术和实现方法。
二、实验仪器
1、程控交换系统实验箱一台2、电话机两台3、示波器一台4、万用表一台三、实验原理
1、实验一:
信号音及铃流发生器
(1)整个系统的原理框图如图1所示,
图
1系统原理框图
主要完成系统所需要的各种电源,本实验系统中有+5v、-5v、+12v、-12v、-24v、-80v六组电源,由箱内部的开关电源提供。
(2)用户模块电路
主要完成borscht七种功能(3)交换网络系统
主要完成信号音和话音信号的交换功能
图2实验系统原理、结构图
(4)信号音及dtmf电路
主要完成各种信号音的产生与发送以及dtmf编码的产生(5)cpu中央处理器控制电路
主要完成对系统电路的各种控制、信号检测、号码识别、键盘输入信息、输出显示信号
等各种功能。
(6)程控交换系统网络分成话路部分和控制部分两大类,在这次实验中,我们主要介绍控制部分,框图如图3所示。
cpu控制处理系统结构方框图
一个完整的电话通信系统,除了交换系统和传输系统外,还应有信号系统。
下面是本实验系统的传送信号流程,见图所示。
实验系统传送信号流程图
(7)拨号音及产生电路电路原理图。
图5450hz拨号音电路原理图
(8)回铃音及控制电路
回铃音信号由cpu中央处理单元控制送出,通知主叫用户正在对被叫用户振铃,回铃音信号所
用频率也同拨号音频率,断续周期为1秒通,4秒断,与振铃一致。
本实验系统的回铃音由ne556和cd4053一起产生的。
(9)忙音及控制电路
忙音表示用户处于忙状态,此时用户应挂机等一会再重新呼叫。
ccitt对于忙音信号的断续周期有关建议见表2所示,在实验系统中采用大约0.35秒断,0.35秒续的400hz~450hz的信号
(10)铃流信号发生器电路
铃流信号的作用是交换机向被叫用户发出,作为呼入信号,一般采用低频电流,如频率有16.67hz,25hz,33.3hz等几种。
它的断续周期同回铃音信号相同,因此,在本实验系统中采用大约4秒断、1秒通的断续信号。
电原理图见图
(10)信号音的数字方式产生
传统方式的正弦信号的取样、量化、编码均是由硬件来实现的,而数字方式中的正弦信号
的取样、量化、编码是用理论运算来实现的,而把理论运算的结果,即pcm数字信息码,存入eprom中,因此,实际上数字信号产生音信号的电路,在组成上只是从eprom中读取数据并把它输出来而已。
2、实验二:
用户线接口电路
(1)用户线接口电路及二/四线变换原理
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)或用户环路接口电路可分为模拟用户接口电路和数字用户接口电路两种。
在程控交换机中,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~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
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