李衛(wèi) 劉寶明 (西安通信學(xué)院西安710106)
摘 要 介紹了2M信號(hào)調(diào)度系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思路、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及完成的主要功能，重點(diǎn)介紹了數(shù)字交換網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)方法及應(yīng)用前景。
關(guān)鍵詞 PCM 交叉連接 時(shí)隙
1研制的目的及意義
由于通信線路的大量增加，線路調(diào)度工作量也隨之增大，老式人工跳線的配線方法已不適應(yīng)現(xiàn)代通信的要求，他不僅要消耗大量的人力物力，而且存在著調(diào)度速度慢、效率低、容易造成線路接續(xù)錯(cuò)誤和接觸不良等人為故障。無法滿足軍事通信快速準(zhǔn)確的要求。部隊(duì)各大、中型通信樞紐站在做戰(zhàn)訓(xùn)練、維穩(wěn)平亂、搶險(xiǎn)救災(zāi)、首長視察等應(yīng)急通信保障中通信線路調(diào)度頻繁，迫切需要改進(jìn)落后的人工調(diào)線方式，希望研制一種用計(jì)算機(jī)控制的線路自動(dòng)調(diào)度系統(tǒng)，能夠快速、準(zhǔn)確、靈活、可靠地進(jìn)行線路調(diào)度，以適應(yīng)現(xiàn)代通信的要求。
2技術(shù)方案及主要功能
2.1設(shè)計(jì)思想和總體結(jié)構(gòu)
根據(jù)2M信號(hào)調(diào)度系統(tǒng)的功能要求和技術(shù)特點(diǎn)，設(shè)計(jì)中應(yīng)做到整個(gè)系統(tǒng)的實(shí)用性、可靠性和先進(jìn)性的相互結(jié)合，既要實(shí)現(xiàn)快速、準(zhǔn)確、可靠的線路交換，又要采用先進(jìn)的技術(shù)和大規(guī)模集成電路，提高系統(tǒng)的科技含量。總體設(shè)計(jì)主要考慮了以下幾個(gè)方面：
(1)對外接口符合國際國內(nèi)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和建議。
(2)技術(shù)先進(jìn)：采用先進(jìn)的設(shè)計(jì)方法和超大規(guī)模集成電路。技術(shù)上力爭達(dá)到國內(nèi)領(lǐng)先水平。
(3)安全可靠：由于本系統(tǒng)需要連續(xù)不間斷的運(yùn)行，為了提高其可靠性，一些共用部分（如CPU控制模塊、交換網(wǎng)絡(luò)模塊、電源模塊等）要采用雙重冗余技術(shù)，以增強(qiáng)其可靠性。
(4) 簡潔實(shí)用：系統(tǒng)提供管理用接口與PC機(jī)相連，并提供良好的人機(jī)界面，管理員通過中文菜單操作可方便地進(jìn)行線路的調(diào)度管理和系統(tǒng)維護(hù)。
2.2主要功能
(1)話路調(diào)度（即交叉連接）
采用無阻塞的單級(jí)時(shí)隙交換部件，可以完成120條話路及相應(yīng)通道的交叉連接。交接是完全數(shù)字式的，不需要進(jìn)行數(shù)/模或模/數(shù)轉(zhuǎn)換。
(2)傳輸設(shè)備的性能監(jiān)視
系統(tǒng)能連續(xù)地監(jiān)視進(jìn)入系統(tǒng)的PCM基群信號(hào)，收集各種網(wǎng)絡(luò)性能數(shù)據(jù)，并能在PC機(jī)屏幕上實(shí)時(shí)顯示有關(guān)信息，系統(tǒng)可以檢測到以下告警條件：
· 滑碼（Slip）
· 丟失信號(hào)（Loss of signal）
· 失幀（Loss of frame）
· 丟失信令復(fù)幀（Loss of signalling multiframe）
· 丟失CRC復(fù)幀（Loss of CRC multiiframe）
(3)管理與維護(hù)功能
系統(tǒng)提供了用于管理員進(jìn)行管理的異步接口，通過標(biāo)準(zhǔn)的RS-232串行接口與PC機(jī)相連，并在PC機(jī)上提供了良好的菜單式的人機(jī)界面，管理員通過簡單地操作即可對數(shù)字線路進(jìn)行自動(dòng)調(diào)度，并且可以詢問系統(tǒng)的狀態(tài)，對調(diào)度系統(tǒng)本身或傳輸線路進(jìn)行監(jiān)視。
為了完成以上的各項(xiàng)功能，本系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)可以分成以下幾個(gè)功能模塊：
· 數(shù)字交換網(wǎng)絡(luò)模塊
· 基群接口電路模塊
· 同步時(shí)鐘電路模塊
· 處理器控制電路模塊
3各功能模塊電路介紹
3.1數(shù)字交換網(wǎng)絡(luò)模塊
數(shù)字交換網(wǎng)絡(luò)是由T接線器構(gòu)成的單級(jí)時(shí)分交換網(wǎng)絡(luò)，它主要完成各話路之間的連接。在本次設(shè)計(jì)中，由于交換容量不算太大，我們選用了Mitel公司生產(chǎn)的專用數(shù)字交換芯片MT8980構(gòu)成數(shù)字交換網(wǎng)，該芯片具有以下特點(diǎn)：
·具有8條PCM32路輸入和8條PCM32路輸出
·可實(shí)現(xiàn)256 × 256通道無阻塞交換
·ST - BUS接口
·具有與Motorola微機(jī)兼容的接口
·單電源+5 V供電
芯片功能方框圖如圖2所示。
由于2M信號(hào)調(diào)度系統(tǒng)需要處理120個(gè)話路，即4條PCM 2 Mb/s通路，加上反方向的4條PCM 2Mb/s通路，剛好需要一個(gè)256×256交換網(wǎng)絡(luò)來完成，也就是說，在此系統(tǒng)中，話音交換用一片MT8980就能完成。
考慮到在本系統(tǒng)中，我們把每個(gè)話路的隨路信令也變成了與話音相同的傳輸格式，這樣，信令的交換也需要一片MT8980。整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的組成如圖3所示。
值得注意的是：MT8980內(nèi)部存儲(chǔ)器的讀寫受同步時(shí)鐘C4i的控制，而C4i = 4096 MHz是固定的。因而微處理器的運(yùn)行速度不能太高，本系統(tǒng)中的振蕩頻率選為4 MHz。
3.2基群接口電路模塊
基群接口電路模塊為本調(diào)度系統(tǒng)提供與外部的PCM線路相連的接口以及本模塊與數(shù)字交換網(wǎng)絡(luò)模塊間的接口，主要完成線路碼（HDB3）與系統(tǒng)內(nèi)部的不歸零碼的碼型變換和反變換、時(shí)鐘提取與幀定位、信令提取與插入、傳輸線路監(jiān)視等功能。每個(gè)基群接口電路的框圖如圖4所示。
3.3處理器控制電路模塊
處理器控制電路模塊是本系統(tǒng)的控制中心，主要完成以下功能：
·處理從PC機(jī)輸入的各種命令和內(nèi)部中斷操作
·控制交換網(wǎng)絡(luò)的時(shí)隙連接（即線路調(diào)度）
·通過基群接口電路對各PCM通路進(jìn)行測試
處理器控制電路的結(jié)構(gòu)框圖如圖5所示。
4主要技術(shù)進(jìn)步點(diǎn)和創(chuàng)新點(diǎn)
4.1集中交換，節(jié)約資源
系統(tǒng)采用時(shí)分?jǐn)?shù)字交換矩陣，能夠完成任意方向64 kb/s的時(shí)隙交換，可集中替代以往機(jī)房多臺(tái)PCM端機(jī)及跳線配線架，節(jié)約設(shè)備投資，避免機(jī)房內(nèi)多方向多臺(tái)PCM端機(jī)占地面積大和投資大等弊端。
4.2可靠性高，穩(wěn)定性好
本系統(tǒng)的供電采用交流和直流雙供電方式，且任何一電源模塊（交流供電模塊或直流供電模塊）的損壞、撤換均不會(huì)影響系統(tǒng)的正常工作。單片機(jī)的程序運(yùn)行采用硬件看門狗和軟件看門狗相結(jié)合的防護(hù)措施，即使在單片機(jī)受到某些干擾而死機(jī)的情況下，也能在小于600 ms的時(shí)間內(nèi)自動(dòng)恢復(fù)，對線路的調(diào)度連接不會(huì)產(chǎn)生任何影響。
4.3自動(dòng)監(jiān)測，方便維護(hù)
本系統(tǒng)的基群接口電路采用了大規(guī)模專用接口芯片MT9075B，在單片機(jī)的控制下，能夠?qū)γ恳宦? Mb/s信號(hào)實(shí)現(xiàn)幀同步的檢測、誤碼檢測、CRC-4在線監(jiān)測等功能，其測試結(jié)果能實(shí)時(shí)的在計(jì)算機(jī)屏幕上顯示出來。
4.4造價(jià)低廉，經(jīng)濟(jì)實(shí)用
本系統(tǒng)的硬件電路采用的是大規(guī)模專用集成電路，技術(shù)成熟，性能穩(wěn)定，造價(jià)低廉，每套120路自動(dòng)調(diào)度系統(tǒng)的成本在1萬元左右，只相當(dāng)于一個(gè)高檔配線架的費(fèi)用。
4.5操作簡單，易學(xué)易用
本系統(tǒng)使用普通微機(jī)作為操作維護(hù)臺(tái)，全漢化圖形界面，交互式人機(jī)操場作方式，簡單明了，易于掌握。
5結(jié)語
2M信號(hào)自動(dòng)調(diào)度系統(tǒng)與傳統(tǒng)的配線架跳線調(diào)度方式相比，實(shí)現(xiàn)了線路調(diào)度由手工到自動(dòng)的飛躍。減輕了大量調(diào)線工作的勞動(dòng)強(qiáng)度，使線路調(diào)度準(zhǔn)確、快捷、可靠。克服了手工跳線方式工作煩瑣、效率低、速度慢，易引發(fā)故障的缺點(diǎn)。
