现代交换原理.doc

现代交换原理实训指导书实验性质：综合性设计性学时学分：2周/4学分开设学期：第七学期适用专业：通信工程编 制: 黄越 刘猛 姚忠勇审 核: 王洪源2007年9月目 录实训一 JSQ4000程控交换机硬件分析30实训二 用户模块过压、过流保护线路分析34实训三 电话分机参数设置35实训四 数字程控交换机系统参数设置37实训五 系统编程操作42实训六 用户线路故障与维护43实训七 组建电话网46实训八 信号音和铃流实验49实训一 JSQ4000程控交换机硬件分析一、实验目的了解JSQ4000数字程控交换机的系统结构、硬件结构的组成，并了解系统结构、硬件结构的作用及相互关系。二、实验设备JSQ4000数字程控交换机三、实验内容划分各系统结构及硬件电路。1 JSQ4000系统结构认识首先认清系统结构的组成：系统由交换、控制和外围三部分组成。 （1）交换网是一个复式T结构无阻塞时分接线器，该交换网分别与用户中继端口、双音多频收发号器、信号音发生器、测试电路和会议电话汇接器相接，可完成各类呼叫的接入及呼叫处理过程中所需公用设备的接入。用户或中继端口均按固定时隙分配方式接入交换网，与其它模块通路为1条PCM总线(32话路)，模块间的话音通路对用户传输实现41收敛，对中继实现11传输。交换网络结构: 交换网络结构如图二所示：（略） 系统交换网络分别由在每个模块内部的5片MT8980时分接线器组成，可实现12801280无阻塞交换。对每个模块子系统，与其它模块子系统的话音通道有1条出PCM和32条入PCM。子系统内部的资源分配如下： 用户中继端口4条PCM 公共资源1条PCM 会议电话1条PCM控制部分采用双CPU任务分担工作方式， 由一片呼叫处理机和一片通信处理机组成。呼叫处理机负责管理本模块128端口、公共资源及交换网络。通信处理机通过串行位总线与其它模块及网管处理机进行通信，网管处理机则通过422接口与话务台、维护台、计费台通信。（2） 控制结构： 控制结构如图三所示：（略） 本交换系统采用全分散控制方式，每个模块的控制部分只负责本模块 128个用户中继端口的控制，对每个模块而言，其控制方式实质上是一种任务分担的多微处理器控制系统。该系统的最大优点是实时性强，可靠性高，从而使整个系统具有很强的呼叫处理能力。每个模块的控制器按功能划分可分为呼叫处理机和通信处理机。呼叫处理机由实时性极高的8位单片机80C320实现， 负责对本模块内部的用户中继端口、时分交换网络、双音多频收发码器、信号音发生器、测试电路及会议电话电路进行管理与控制，并完成基本的呼叫进程管理。通信处理机由支持HDLC协议的高级单片机8344实现，通过双端口RAM 与呼叫处理机进行通信，根据从呼叫处理机收到的信息进行号码分析和功能分析，同时通过具有HDLC协议的串行位总线与其它模块及网管处理机进行通信。 网管部分由一片8344和一片80C320处理机组成。前者负责从串行位总线上收集系统的各种信息，并对其进行分析处理，同时负责对系统的令牌进行最高级的管理。后者通过8个串行接口分别与后台的话务台、维护台和计费台进行通信。后台机负责任务的转接，系统的管理维护以及计费管理。2、了结系统控制方式根据实验设备，确定系统的控制方式。系统控制方式基本分为：集中控制、分布控制、分散控制。3、系统硬件认识 根据JSQ4000数字程控交换机了解其硬件种类及完成的功能JSQ4000系统的硬件设计追求高集成度，以便于生产和维护。为达到这一目标。全部数字逻辑均采用FPGA芯片，用户接口采用先进的厚膜专用电路，二次电源及铃流发生器均采用专用模块电源，所有其它芯片均采用大规模先进的CMOS集成电路。由此，一方面可大大提高系统的可靠性，另一方面可大大降低功耗。在保护方面，采用了世界上最先进的可恢复的过压过流保护器件。全系统硬件种类共13种： （1）MCPU板(模块CPU板) 负责监视管理本模块内128用户中继端口及公共资源，控制各种电路的接续及与系统进行通信。该板完成控制和交换两大功能。 （2）TONE板(公共资源板) 负责产生各种信号音，音乐及其它设备通知音，具有11个 DTMF收码器和4个DTMF发码器，并且可提供用户和中继的测试电路。另外，有一片M116电路会议芯片实现多方会议功能。 （3）SLU板(用户接口板) 提供交换机与电话机之间的模拟硬件接口。具有馈电、过压保护、振铃监视、编译码和滤波、24线转换以及测试等功能。每板设计有8 个用户电路，每用户可任意选用双音多频或脉冲话机。过压过流保护电路采用目前世界上最先进的可恢复保护器件。 （4）ATU_CO板(环路中继接口板) 提供交换机与本地网端局之间的模拟硬件接口，具有信号的发送、检测、编码、滤波和过压保护等功能，并设有信号音检测电路，令模拟中继可识别信号音，有利于有效计费。 （5）ATU_CW板(载波中继接口板) 四线载波中继板，每板2路，支持用户信令和中国NO.1局间信令。 （6）ATU_EM板(E.M中继接口板) E.M中继板，每板2路，支持二线和四线EM工作方式。 （7）ATU_LB板(磁石中继接口板) 磁石中继板，每板8路，提供与磁石交换机间的接口。 （8）DTU板(数字中继接口板) 数字中继板，每板提供2路2MB数字接口，支持中国NO.1局间信令。 （9）MFC板(多频互控板) 支持数字中继，采用中国NO.1信令的多频互控信号，可提供前向信号和后向信号的发码及解码电路，每板具有4路MFC收发码器，采用超大规模集成专用芯片M976实现。 （10）CLK板(系统时钟板) 系统时钟板为整个交换系统提供统一的基准时钟信号，由该板产生4.096MHZ时钟信号用于交换，1.096MHZ、2.048MHZ时钟信号用于串行位总线的时钟。同时还通过电源模块将48V直流转换成12V直流电源送给话务台。另外还设有4路语音信号服务于全系统。为保证系统工作的可靠性，该板在系统中采用主热备份双板并行工作。当时钟出现故障时，自动导换。 （11）NCPU板(网管CPU板) 网管CPU板负责模块间通信的监测、管理及局数据的传递，与模块间通过HDLC协议进行可靠的通信，同时还负责管理与后台相连的8个串行接口。另外，该板设有8M位快闪存贮器区，用于计费话单的缓存。最多可缓存4 万条计费话单，并保证在交换机断电后，话单永不丢失。为保证系统的可靠性，该板采用主热备份双机并行工作，出现故障后，可实现自动切换。 （12）PSU板(电源板) 电源板通过电源模块与铃流模块将48V直流电源转换成5V直流电源和75V铃流供模块使用。 （13）背板 分大、小两种背板，用于模块间控制总线PCM、总线及电源的连接，并提供各种功能板的插座，同时具有8路掉电转移功能。 4、系统软件结构认识 JSQ4000系统软件采用模块化结构设计，各模块程序相互独立。模块程序间按照模块数据结构进行信息交换。维护和计费系统软件采用C语言编程，其它系统软件采用PLM51语言编程。 全系统软件共分7大块： （1）模块呼叫处理软件：负责对模块内128 个用户中继端口进行状态扫描与管理、公共资源的管理、交换网络的管理及双机通信的管理等。 （2）模块通信软件：负责全局号码分析、双机通信管理及与位总线的通信管理等。 （3）网管前台通信软件：负责对串行位总线的最高级别管理、中继资源管理、语音资源管理及双机通信的管理等。 （4）网管后台通信软件：负责后台的8个串行接口的管理，计费缓存区的管理及双机通信的管理等。 （5）话务台软件：负责对话务台的显示，键盘与主机的通信进行管理。 （6）维护台软件：负责对全系统进行维护管理。 （7）计费台软件：负责对系统进行计费管理。 四、实验研究与思考题1、JSQ4000系统的控制方式是什么，并说出与其它及种控制方式的区别？2、中继板的功能？实训二 用户模块过压、过流保护线路分析一、 实验目的1、通过本实验了解为什么要对用户线路进行过压、过流保护2、通过本实验了解用户线的初级保护、次级保护的结构。二、 实验设备JSQ-4000数字程控交换机、配线架、陶瓷放电管、PTC、电缆线三、 实验内容1、 了解浪涌电压的产生及其表现形式。2、 了解浪涌电压对通讯线路的危害。3、 了解对通讯线路保护常用的几种防浪涌器件及电路形式。4、 了解陶瓷放电管和PTC的工作原理5、 了解为什么要对线路进行两极保护四、 实验研究与思考题1、请说明线路产生过压过流的原因？2、请说明关于通讯线路常用的防浪涌器件有哪些？ 实训三 电话分机参数设置一、 实验目的电话分机参数设置系统编程可在维护终端或指定的某一个电话分机上进行，我们假设选用特定电话机进行系统编程，通过系统编程达到交换机系统的基本要求。二、 实验设备JSQ4000数字程控交换机、JSQ4000维护台、双音频电话一部。三、 实验内容按JSQ4000维护台提示方式，进入电话机参数设置。1、 物理地址设置物理地址指该分机在整个系统中所占物理端口号，该项不可修改。2、 弹性编码设置根据本系统的物理地址，确定用户号码编码范围。按设备规定操作方法，确定分机号码14位。重新弹性编码时，分机号码恢复到原始状态；分机号码首位不能与出局字冠及呼叫话务台字冠相同；分机号码不能重复设置。3、使用状态设置 设置该分机端口是否可使用。4、分机呼叫权限设置按维护台规定操作方法进行设置，置用户服务等级，根据该分机使用者的情况可设置使用权限，用Page UpPage Down键选择。呼叫等级包括：只接听、内线、市话、国内长途、国际长途。4、 特服功能设置设置该分机特服功能中某些特服项目的开启情况，特服项目包括有转移呼叫、缩位拨号、热线服务、会议电话、呼出限制、闹钟服务、免打扰、缺席服务、呼叫等待、截接服务、遇忙回叫、恶意追踪、遇忙寄存等。6、局向占用设置设置该分机有权占用的出局局向，具体操作参考菜单提示。7、中继限拨设置在设置该分机可占用的出局局向同时，相应选择中继限拨号码是否对该分机有效。8、 分组类型设置在做用户特服功能时使用， 可选“用户组”和“连选组”等配合完成组内代答及号码连选等功能使用。9、 分组组号设置配合“h.”项使用，可选范围为0099。10、 计费类别设置该项目用于具数字中继的系统中，一般设01。11、 插入设置设置该用户在通话期间可否被强插。12、 反极信号设置设置该分机是否提供反极信号。13、拍叉设置选择该分机是否具有拍叉功能，只有当拍叉可识别时，该分机才可做某些特服功能。四、实验研究与思考题1、为什么编码时不能出现两个分机号码相同？2、在什么情况下需要设置反极信号功能？3、本设备能否实现会议电话功能？实训四 数字程控交换机系统参数设置一、 实验目的通过本实验掌握JSQ4000数字程控交换机系统参数设置的方法及其实现何种功能。二、实验设备JSQ4000数字程控交换机、JSQ4000 的维护台、双音频电话一部。三、实验内容本实验以JSQ4000数字程控交换机为例进行实践。按维护台提示方式，进入系统编程。 在DOS提示C：下操作： CCDJSQ(回车) CJSQJSQ(回车) 系统即提示“请输入口令”，敲入口令，进入维护台主菜单，其格式如下：系统设置话务记录端口参数系统参数 整机维护退出系统 用计算机键盘上的光标移动至系统参数菜单，完成各种操作和设置。 系统参数 该栏目子菜单如下： 本局号码 出局号码 话务号码 特服号码 数字中继 其它参数 密码长途 (1)本局号码 JSQ4000的本局分机号码长度可任意选为27位 。 本局号码可设14位 (不足4位时前面添0)，可用PAGE UPPAGE DOWN 键显示已存在的本局号码，设置新 的本局号码请用数字键，任选一本局号码的，回车后出现子菜单。 号码字冠 02 号码级别 01 号码位数 03 计费功能 关闭 a. 号码字冠 与分机弹性编号设置配合使用，例如：分机弹性编号设为2008，本局号码设 为：8888，号码字冠选为：02，则该分机实际号码为8888008。b. 号码级别 此项目保留。c. 号码位数 可选13位，该位数是指不包括本局号码字头的分机号码位数，如上述分机号8888008，去掉本局号码字头8888，则位长为3位。d. 计费功能 用于选择用户打该号码是否计费。(2)出局号码 出局号码可设为14位(不足4位时，前面添0)，可用Page UpPage Down键 显示已存在的出局号码，设置新的出局号请用数字键。号码选定后，回车后出现子菜单： 组网局向：00 转发属性：不转拨 转发号码：* 转发位数：00 号码级别：00 计费功能：关闭 话单格式：无中继码 中继类型：DOD 释放控制：主叫 a. 组网局向 可选择范围为0014，与中继参数中“组网局向”配合。 b. 转收属性 用于选择中继是否转发号码，可选择“不转发”、“中继码”、“全转发”三种类型，该功能在交换机组网中使用。 c. 转发号码 该项在中继码转发时使用，可灵活设置中继码转发时的转发号码(如出局号码为“9”，转发号码为“678”，则拨“9”出局可转发“678”)。 d. 转发位数 该项在全转发时使用，可选范围从0015。 e. 号码级别 与分机参数中的呼叫权限配合使用，可灵活设置分机的出局权限，分机若想拨该出局号码出局，首先必须有权占有该号码出局局向，其次分机呼叫权限不小于该出局号码的号码级别。号码级别与权限对应关系为00接听、01内线、02市话、 03国内长途、04国际长途(如某一出局号码只限于有长途权限的分机用户使用，则此出局号码的号码级别应为03级) f. 计费功能 用于选择以该号码出局时是否计费。 g. 话单格式 用于选择话单中是否含中继码。 h. 中继类型 用于选择中继出局类型，包括DOD、DOD1、DOD2。 i. 释放控制 用于选择入中继释放控制方式，有三项选择，即“主叫”、 “被叫”和“互不”。(3)话务号码 光标移至该项，回车后出现： 选择话务号码 0000 用户可任意选择话务台号码，例： 输入1111，则话务台号码为1111； 输入0114，则话务台号码为114。(4)特服号码 号码范围从100199，用“Page Up”或“Page Down”键选定特服号码，选定后回车即有如下菜单： 分机号码：2000 特服属性：内部 使用状态：关闭 互控方式：主叫 计费功能：关闭 a. 分机号码 特服属性选为内部时，拨此特服号码后接通该分机(特服属性为出局时忽略分机号码)。b. 特服属性 可选内部或出局。内部是指本局内部特服分机，出局是指市话特服。c. 使用状态 可选择开启或关闭.d. 互控方式 可选择“主叫”、“被叫”、“互不控制”方式。e. 计费功能 选择拨打该特服号是否计费.(5)数字中继 该项用于选择配置数字中继时的有关参数，光标移至该项回车后，即拉下子菜单。 局向设置 MFC参数 a. 局向设置 光标移至该项回车后，即拉下“组网局向”选择菜单，可用“Page Up”或“Page Down”键选择组网局向。选定组网局向号码后回车，拉下子菜单， 其中包括有“局号标志(允许不允许)”、“汇接标志(允许不允许)”、“A6标志(允许不允许)”、“计费标志( 允许不允许)”、“汇接功能(开启关闭)”、“释放方式( 互不主叫被叫)”、“测试呼叫(开启关闭)”、“本局序号(可选0009)”。 b. MFC参数 光标移至该项回车，即出现MFC安装情况示意图。用户可随光标用F1来选择各MFC板上解码器的配置情况，按F10键确认。(6)其它参数 该项参数包括有语音参数和DTMF参数。 a. 语音参数 用于选择系统中四路语音信号的开启情况。 b. DTMF参数 用于选择各个模块信号音板上DTMF收、发码器的使用情况，用户可任意开启或关闭系统中所用的DTMF收、发码器。(7)密码长途 用于开启、关闭密码长途帐号。四、实验研究与思考题1、本局号码与出局号码的区别，请举例说明。2、说明特服功能中转移呼叫的设定3、SQ4000数字程控交换机局数据的设置，与加载？实训五 系统编程操作一、 实验目的系统编程可在维护终端或指定的某个电话分机上，我们假设选用特定电话机进行系统编程，通过系统编程达到交换机系统的基本要求。二、实验设备JSQ4000数字程控交换机、JSQ4000 的维护台。三、 实验内容按交换机提示方式进入编程。1、输入口令在DOS提示C：下操作，敲入口令，如输入错误口令则不能对交换机进行控制与维护，须重新输入口令。进入维护台主菜单后用计算机键盘上的光标移动键和回车键可选择不同的菜单，从而完成各种操作和设置。2、系统初始化设置用户在交换机使用环境、性质发生变动或对系统设置有变动时，可使用此设置。系统初始后，将清除系统内所有用户编程命令，恢复到原始状态。根据交换机提示方式确定是否进行系统初始化设置。3、系统日期设置根据交换机提示方式，输入年、月、日。5、 系统时间设置根据使用交换机提示方式，输入时、分、秒。再检查系统的其它编程内容。四、实验研究与思考题1、为什么要进行系统初始化设置？2、为什么要进行系统日期、时间的设置？3、系统初始化设置后，分机能否正常呼叫？实训六 用户线路故障与维护一、 实验目的1、通过本实验掌握电话线路故障的基本维修方法。2、能排除电话单机及附属设备的一般故障。二、实验设备卡线器、对号器、电缆线、接线子三、 实验内容1、 首先熟悉实验工具（1）卡线器的使用压线工具（又名卡线刀，卡接刀，接线刀，卡接工具，卡线工具，卡刀，卡接枪，卡接钳，卡线枪，卡线钳，卡钳，卡枪，压线工具，夹线刀，夹线枪，夹线工具，）适用于线缆、模块及配线架的连接作业；卡接式音频接配线及防护设备特点： a. 操作简单：卡接割线瞬间完成，不用电源。 b. .连接快速：卡接工具“咔嚓”一声，接线工作完成，卡接线径0.4-0.8mm。 c. 接触可靠：卡接簧片具有高强弹性，接触电阻小于2m，触点反复卡接100次，接触电仍小于3m，每根线接好后，拉脱力大于25N（芯线0.4mm）。 d. 安全可靠：选择过流、过压保护装置，确保无后顾之忧，阻燃塑料模块，性能GB4608-84/FV-0级的要求。 e. 走线整齐：上下左右四面走线，整齐有序，标示分明。（2）对号器使用 对号器适用于一般通信电缆信号电缆在施工维护过程中芯线排序对号寻找特定线对的操作.并且在使用过程中还能正确方便地判断电缆芯线是否存在断线混线接地等故障.技术指标蜂音对号信号输出电压：0.5-6V可调信号幅度交流有效值：8V空载蜂音对号振荡频率：基波约为220HZ含有多次谐波电池电压：6V直流电源消耗：信号电路，电流约10MA对号距离：約5公里（3）模块是应用最广泛的连接模块，也是最佳的语音和低速数据连接模块。它采用了IDC连接技术，提供线缆最可靠的连接，并且保证最佳的连接性能。这种模块的中央插入式设计可以方便的提供并联测试、监听、单向和双向隔离，也通过快速跳插线进行快速跳线，提供方便的跳线操作和跳线管理。并且在端接外部进线的模块上可加装保安单元、保安排和避雷子（气体陶瓷放电管），提供防雷保护，已保护人员及设备的安全。这种模块上还可以配备表识条，用于表识外线，便于管理。（4）快速接线子适用于中、小功率线路的导线快速连接。免剥线即能使通信线路导通，同时达到UL Category 5(网路线)以上宽频的传输效果它由带卡槽的卡接片及与之有相对位移关系的壳体和底座构成。它解决了螺钉压接式端子接线操作繁琐的问题。接线时，导线无须拔除绝缘层， 直接将线头插入接线子的接线孔，经按压或旋压一次性简单动作即可完成连接。故操作简便、快速，而且还能带电操作。其体积只有指头大小，可广泛应用于各种机电设备、家用电器、配电线路和照明线路中。（5）20芯电缆线2、使用对号器对电话线路进行检测，两人一组对不通的电话线路使用工具进行维修。四、实验研究与思考题1、了解常用电缆的分类、掌握常用电缆的规格型号。2、掌握常用电缆电缆的色谱、缆芯、端别。3、掌握常用电缆的电气性能要求及使用范围。实训七 组建电话网一、实验目的通过本实验掌握电信施工工程的基础知识以及相关的各项操作技术、技能等。二、 实验设备电话线、配线盒、对号器、卡线钳子三、 实验内容按照给定号码，安装调试一门电话。首先了解实验设备的使用，本实验用到两种分线盒及几种布线工具。1、分线盒1（1）用途分线盒主要用于通讯电缆网的电缆配线与用户皮线的分线交配，是一种用户分线设备， 可用于室内、室外安装。（2）特点进线电缆接线采用旋转卡夹式气密性接线方法，接续方便，接点接触可靠。配线接线采用螺进压卡式自剥线接线方法，操作方便，接点接触可靠，并配有大小双刀，可接续用户皮线和电缆配线。壳体采用合金铝板冷冲模压制作，表面喷塑处理，抗腐蚀性能优异，电缆进孔采用镀锌管制作，可用热缩管封口。用户皮线出口配有橡胶护线套，防止沙尘进入。2、分线盒2（内置卡接模块）背架式10对通讯模块 3、几种布线工具名称及说明（1）扁形电缆固定夹 （2）钢绞线卡子 （3）夹板（4）凹形钢 （5）UT线夹 主要用于架空电力线路或变电所固定导线和避雷线,并通过联结金具与耐张绝缘子相连;或将避雷线与杆塔相连.按结构和安装方法的不同分为螺栓型和压缩型楔型三种,压缩型又分为液压和爆压两种.。螺栓型耐张线夹的曲率半径不小于被安装导线直径的8倍。学会以上工具的使用，了解架空电缆建筑常识，十人一组，组建电话局域网，实现网内通话。四、 实验研究与思考题1.了解电信号的分类及电信传输特点。2.掌握电信号传输的基本过程。3.掌握电信网的基本构成。4、了解架空明线线路的主要器材。掌握杆路建筑的常用方法，要求及标准。5、了解杆线建筑施工的要求及标准。掌握各种避雷式地线的装置要求及标准。6、了解市话线路的维护内容、周期、标准要求。7、市内通信电缆的检验、对号及编成全塑电缆的色谱识别。8、掌握接线子的接续操作方法。9、了解模块卡接排按线子接续的操作方法。实训八 信号音和铃流实验一、 实验目的1、 了解电话通信中常用的几种信号音和铃流信号的电路组成与产生方法。2、 熟悉这些信号音实现方法。二、 实验仪器1、 程控交换实验箱 一台2、 电话单机 1台3、 20NHz示波器 一台三、 实验原理1、信号音定义信号音:局端交换机向终端设备发送的信号。通常电信局发送的信号音有拨号音、回铃音、忙音等等。拨号音: 用来通知用户端可以开始拨号,即交换设备已作好介绍数字信号的准备,等待数字信号的到来.一般是标准的450Hz的持续的“嗡”的标准音。等待终端设备开始拨号.回铃音: 通知主叫用户端,表示该次呼叫接续成功,被叫用户已接通,正在处于振铃状态. “嘟，嘟”的继续音（响1秒，停4秒）忙音: A挂机忙音 :双方通话中，其中一方挂机，交换机向另外一方发送的信号. “嘟，嘟”的继续音（响0.7秒，停0.7秒）。 B线路示忙:主叫用户拨出，对方用户占线，交换机向主叫用户发送的信号. “嘟，嘟”的继续音（响0.3