现代交换技术实验指导书(上).doc
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1、 目 录实验需求设备说明1第一章 系统模块单元实验1实验1 交换系统组成与结构1实验2 电话用户接口模块实验5实验3 电话用户信令的产生与观测实验10实验4 双音多频(DTMF)接收与检测实验14实验5 程控交换状态设置实验18实验6 用户话路PCM编译码实验22实验7 呼叫处理与线路信号的传输过程实验27实验8 二/四线变换与回波返损测试实验30实验9 用户终端电话信号电平调整实验33第二章 信令交换与信息交换35实验10 人工交换实验35实验11 空分交换(MT8816)实验37实验12 时分交换(MT8980)实验39实验13 时分交换(CPLD)实验42实验14 时分交换(DSP)实验
2、45实验15 数字时分中继自环通信实验48实验16 PC机控制的时分复用与时分交换实验52实验17 局间交换系统实验54实验18 电信网通信实验*57第三章 与计算机联机通信实验59实验 19 IP电话呼叫与VOIP网关配置实验59实验20 交换网络控制程序在线下载实验66实验21 示教软件操作与费率统计实验69第四章 七号信令分析实验76实验22 七号信令系统介绍实验76实验23 TUP信令单元分折实验85实验24 TUP电话呼叫信令流程分析实验101第五章 二次开发实验114实验25 字符型液晶显示编程调试114实验26 薄膜键盘扫描编程调试118实验27 空分交换(MT8816)在线编程
3、调试121实验28 时分交换(MT8980)在线编程调试126实验29 时分交换(CPLD)在线编程调试130实验30 时分交换(DSP)在线编程调试134实验31 电话会议功能开发实验137实验32 电话呼叫接续开发实验139实验33 电话接口电路的硬件设计141附 录142附录1 液晶显示驱动模块HD 44780的指令集142附录2 数字交换网络芯片MT8980介绍148实验需求设备说明实验1 交换系统组成与结构 电话单机2部实验2 电话用户接口模块实验 电话单机2部、示波器1台实验3 电话用户信令的产生与观测实验 电话单机2部、示波器1台实验4 双音多频(DTMF)接收与检测实验 电话单
4、机2部、示波器1台实验5 程控交换状态设置实验 实验6 用户话路PCM编译码实验 电话单机2部、示波器1台实验7 呼叫处理与线路信号的传输过程实验 电话单机2部、示波器1台实验8 二/四线变换与回波返损测试实验 电话单机2部、示波器1台实验9 用户终端电话信号电平调整实验 电话单机2部、示波器1台实验10 人工交换实验 电话单机2部、示波器1台、铆孔连接线2根实验11 空分交换(MT8816)实验 电话单机2部、示波器1台实验12 时分交换(MT8980)实验 电话单机2部、示波器1台实验13 时分交换(CPLD)实验 电话单机2部、示波器1台、铆孔连接线1根实验14 时分交换(DSP)实验
5、电话单机2部、示波器1台实验15 数字时分中继自环通信实验 电话单机2部、示波器1台实验16 PC机控制的时分复用与时分交换实验 电话单机2部、USB接口线1根实验17 局间交换系统实验 电话单机2部、铆孔连接线2根、示波器1台实验18 电信网通信实验* 电话单机1部、示波器1台、市话接口(选配)、市话线实验 19 IP电话呼叫与VOIP网关配置实验 电话单机1部、实验箱、网关、软交换中心等实验20 交换网络控制程序在线下载实验 电话单机2部、示波器1台、USB接口线1根、计算机1台实验21 示教软件操作与费率统计实验 电话单机2部、示波器1台、USB接口线1根、计算机1台实验22 七号信令系
6、统介绍实验 七号信令测试仪表实验23 TUP信令单元分折实验 七号信令测试仪表实验24 TUP电话呼叫信令流程分析实验 七号信令测试仪表实验25 字符型液晶显示编程调试 示波器1台、计算机1台、MS-51仿真器1台实验26 薄膜键盘扫描编程调试 示波器1台、计算机1台、MS-51仿真器1台实验27 空分交换(MT8816)在线编程调试 电话单机2部、示波器1台、USB接口线1根、计算机1台、MS-51仿真器(选)实验28 时分交换(MT8980)在线编程调试 电话单机2部、示波器1台、USB接口线1根、计算机1台、MS-51仿真器(选)实验29 时分交换(CPLD)在线编程调试 电话单机2部、
7、示波器1台、CPLD下载线1根、计算机1台实验30 时分交换(DSP)在线编程调试 电话单机2部、示波器1台、计算机1台、DSP仿真器实验31 电话会议功能开发实验 电话单机实验32 电话呼叫接续开发实验 示波器1台、PC机1台、USB下载线1根实验33 电话接口电路的硬件设计 电话单机、示波器、计算机、PCB板制作、烙铁、元器件、万用表等第一章 系统模块单元实验实验1 交换系统组成与结构一、实验目的了解交换系统的组成与结构,为以后的实验打基础。二、交换系统总体介绍 图1-1是程控交换实验系统方框图。编译码编译码编译码编译码交换网络模块接口电话用户接口电路电话用户接口电路电话用户接口电路电话用
8、户接口电路电话电话电话电话记发器单元交换控制器中央处理器液晶、键盘双音多频检测双音多频检测USB接口存储器电话、拨号(共享)电话、拨号(共享)时序与控制器电路用户摘挂机交换状态指示VOIP网关WAN口图1-1 交换系统组成与结构方框图程控交换系统由11个主要功能电路模块组成,各模块的组成及主要作用如下:1电话用户接口电路提供了路电话用户接口电路,其中电话B、D设计成可插拔的模块结构。用户接口电路使用的主芯片为PBL 38710,可实现馈电(B)、二/四线变换(H),摘挂机检测(S)和铃流驱动(R)等功能。另外,用户接口电路对发送信号可进行放大、衰减调节。四路电话的呼叫号码分别为48、49、68
9、、69。2编译码和滤波器C(Codec & Filters)使用的主芯片为TP3057,主要实现单路语音的语音滤波、PCM编译码功能。3双音多频(DTMF)检测电路使用的主芯片为MT8870,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信号的4比特二进制码(D1D4),再送给记发器进行号码识别以便控制交换网络接通被叫用户话路。电话A,B共享一路DTMF检测器,电话C,D共享另一路DTMF检测器。4信令处理器和记发器电路(中央处理器)它是U101(AVR单片机)及
10、外围电路构成,在系统软件的作用下,完成键盘扫描和液晶显示、工作状态指示和接收计算机数据。同时完成对话机状态的监视、信号音及铃流输出控制、电话号码的识别、交换命令发送等功能。具体叙述如下:(1)用户状态检测电路:接收各个用户线接口电路输出的用户状态检测信号DETX(X是话路的序号),可以是A、B、C、D,例如DETA是第一话路的用户状态检测信号(下面文字说明中标号的X含义与此处相同),信号直接送入CPU的PE口,以识别主、被叫用户的摘挂机状态。(2)电话用户信令音控制电路:主要由单片机U101及电子开关CD4066组成,在单片机U101的作用下,分别分时地将上述EPM240产生拨号音、忙音、回铃
11、音等三种信号通过电子开关CD4066送入主叫用户。(3)铃流控制电路:自动交换时,在单片机U101作用下,EPM240输出的铃流音信号(RING),由PBL38710提升铃流信号电压,使其有效值达到75V左右,送往电话机。(4)DTMF接收控制电路:当MT8870收到电话号码后,便发出使能信号向单片机U101申请中断,同时将译码的电话号码数据(DTMFD14)送给单片机U101进行处理。5时序与控制器电路主要由CPLD可编程数字逻辑器件EPM240及外围电路构成,它产生并输出下列信号:(1)500Hz连续方波(即拨号音信号)(2)忙音脉冲,即0.35秒通、0.35秒断的周期方波(3)回铃音脉冲
12、,即1秒通、4秒断的周期方波(4)25Hz周期方波(振铃信号)(5)PCM编译码器的时序、时钟信号。(6)各接口电路间的控制片选信号。6交换网络控制器主要由单片机U103和片外存储器U109构成,完成交换网络模块的交换控制工作。片外存储器U109可下载存储学生的二次开发程序。7交换网络模块(1)人工交换:各电话用户发送、接收端信号通过铜铆孔开放出来,可通过手动连线完成电话信息的交换工作。(2)空分交换网络:主要由MT8816芯片构成,完成空分路由选通。(3)数字时分程控交换网络:分别由MT8980、CPLD、DSP等芯片构成三种不同实现方式的时分交换模块。(4)VOIP网关,支持SIP协议,完
13、美支持ELASTIX1.6及ELASTIX1.6以上版本系统;支持的语音编码:G.729、G.726、G.723、G.711(u-lawa-law);支持号码设定、来电显示、音量调节、回音抑制、T.38传真,支持转接、热线、免打扰、闹铃、号码簿等功能。(5)除人工交换外,其它交换方式的实验需通过更换相应的实验模块来完成。8液晶键盘由字符型液晶和薄膜键盘电路组成:它们共同完成交换功能设置,和对话路交换状态的同步显示、话路时隙分配设置等功能。9电源供给分别提供-12V、+5V、+12V、-48V、-5V、-24V、3.3V等直流电源。其中前四组直流电源的通断,通过平台左上角的发光二极管指示。10接
14、口电路时分中继接口、数字光纤通信接口和计算机通信接口,分别完成数字时分局内通信、数字时分的局间通信与计算机的通信等功能。11LAN接口每个实验箱的LAN接口和软交换中心相连,在拔打IP电话时LAN口通过网线和软交换中心交互SIP协议和IP包;LAN口也可和学生终端相连,配置VOIP网关IP地址等参数;三、实验内容及实验设备1小电话单机2部;2熟悉本实验平台的组成与结构;3. 熟悉各组成模块的构成元器件及其完成的作用。四、实验步骤1. 在关电情况下,交换网络接口上插上“空分交换模块(MT8816)”。2打开实验箱右侧的总电源开关,电源输入电路加电,电源指示灯(左上角的LED发光二极管)亮。3按一
15、下薄膜开关的“复位”键,系统复位一次,液晶显示“欢迎使用”。4按“开始”键,进入菜单的主要工作状态选择,分“人工交换”,“空分MT8816”,等多种工作方式。具体设置说明请参见实验5。5选择空分交换方式“空分MT8816”,“空分”指示灯亮。6. 分别给电话A、B接上电话单机,正常呼叫。注意液晶显示及其他一些指示灯的变化,熟悉信令程控交换与话音信号通信交换的全过程。7电话A默认电话号码为:48,电话B默认电话号码为:49。注:本实验平台上的跳线开关K301、K501默认设置:跳线1-2脚连。五、实验报告要求根据对实验的初步认识,对系统结构方框图做简要叙述。实验2 电话用户接口模块实验 一、实验
16、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通过对用户模块电路PBL 387 10电路的学习与实验,进一步加深对BORST功能的理解。 二、电路工作原理(一)基础原理介绍用户电路也可称为用户线接口电路(Subscriber Line Interface CircuitSLIC)。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在实现上的最大压力是应能承受馈电、铃流和外界干扰等高压大电流的冲击,过去都是采用晶体管、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
17、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20mA30mA,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承担完成,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馈电(B),振铃(R)、监视(S)、编译码(C)、混合(H)、测试(T)、过压保护(O)等七项基本功能。图
18、2-1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: (1)馈电(B-Battery feeling)向用户话机送直流电流。通常要求馈电电压为-48伏或-24伏,环路电流不小于18m A.(2)过压保护(OOvervoltage protection)防止过压过流冲击和损坏电路、设备。(3)振铃控制(RRinging Control)向用户话机馈送铃流,通常为25Hz/90Vrms正弦波。(4)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。(5)编解码与滤波(C-CODEC/Fi
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