吴艳美
75842部队广东广州510510
摘要：由于我国通信技术的发展势头十分迅猛，以电路交换和数字程控交换技术为基础的电话网更是在整个军事通信网中占据着重要的地位。针对数字程控交换机的交换原理进行了研究，尤其对系统的工作过程进行了细致的分析，并在此基础上进行了小型数字程控交换机的硬件和软件的设计。
关键词：小型数字程控交换；双用户线语音处理单元（DSLAC）；用户线接口电路（SLIC）；通信
一、小型数字程控交换机的系统结构设计
1语音处理单元DSLAC
此模块主要用于编解码、语音滤波及与SLIC接口，其功能主要通过集成电路芯片AM79C03完成，该芯片是一种可编程、高性能、双向编解码滤波器件，其包含时隙分配器、控制接口、信号处理模块及用户电路接口等。AM79C03芯片具有的可编程数字滤波器，可为用户电路及PCM编解码的阻抗匹配设计基本参数，且能同时驱动形成两路独特的片选信号。编解码是把模拟语音信号合成为PCM码流，然后将PCM码转换为模拟信号。数字滤波器可对语音信号实施带限。为保证转换及时可选用A率编码，各路量化编码后的速率需保持在64kb/s，可将8kHz的帧首脉冲和2.048MHz的位时钟作为实现定位信号，利用软件将用户话音分配至0～31的任意时限中。
2用户线接口电路SLIC
用户电路利用电话机与双绞线进行连接，为保证通常顺畅，用户电路需具备基本的BORSCHT功能，也就是其能提供人机的交互式接口。当用户想打电话时需进行摘机，局端依据直流馈电功能可反馈用户的摘机过程进而获取用户的呼叫请求；当用户被呼叫时，则局端可利用振铃给予用户通知；用户扫描是利用对用户线通断的监控过程来实现对用户挂机、摘机、拨号脉冲等用户线信号的检测，随后系统将信号传输至中心控制单元，以反映用户的接续要求及空闲状态；因电话线受到雷击等强电瞬时干扰的概率较大，因此需在线路上设置过压保护电路，以防止用户线上的过压和电压冲击破坏交换机；数字交换网络需采用用户语音的编译码，而混合电路应开展用户线的2/4转换，以符合数字交换与编译码所需的4线传输标准。此外，为强化对用户线的测试，在用户电路恰当位置应设置测试端口。
二、中心控制单元及交换网络
此模块主要包含定时单元、用户电路驱动与扫描、控制微处理器单元及信号音等过程。
1信号音是指交换机向用户输送的忙音、拨号音及回铃音等信号。在主叫实施摘机时，需听取拨号音后才可拨号；在主叫拨完号码后，若被叫闲置则会收到来自交换机的回铃音，否则收到忙音。信号音可采用数字信号音与模拟信号音两类，在不同时间段的忙音、拨号音及回铃音，可采用相同的450Hz单品信号利用软件或硬件控制其接通或挂断。
2用户驱动是指对用户线的送忙音、振铃、通话等状态进行控制；用户扫描是指对用户线的通断状态进行监控，并由此确定用户话机的摘挂及进行脉冲拨号检测。
3定时单元用于提供交换网络的时钟、用户电路的编解码及帧首信号。
4交换网络用于完成话音的无障碍交换，交换的主要介质为数字信号；数字交换网络主要由数字接线器构成，当前主要采用的有空间接线器与时间接口线器两种，空间接线器通常用于完成母线交换，时间接线器通常用于完成时隙交换。PCM采用四线传输，其信号接收与发送相互分离，所以数字交换网也应将收、发分隔。
三、小型数字程控交换机的设计与应用
1程控交换系统的用户电路设计
用户电路的作用是实现各种用户线与交换网络之间的连接，通常又称为用户线接口电路。根据交换机制式和应用环境的不同，用户电路也有多种类型，对于程控数字交换机来说，目前主要有与模拟话机连接的模拟用户线电路（ALC）及与数字话机、数据终端（或终端适配器）连接的数字用户线电路（DLC）。模拟用户线电路是为适应模拟用户环境而配置的接口，在程控数字交换机中用户电路应具有七大功能。
数字用户电路是数字交换机和数字话机之间的接口电路，其线路上传输的是数字信号。它可以用2线U接口，也可以用标准的4线S接口，使用2B十D信道传送消息。其中2B是两个64kb/s速率的信道，用来传送两个用户的信息，用户信息可以是话音，也可以是计算机数据。D信道是一个16kb/s速率的信道，它用来传送控制信号，信号方式使用HDLC规程。
2程控交换系统的交换网络设计
交换网络的基本功能是根据用户的呼叫要求，通过控制部分的接续命令，建立主叫与被叫用户间的连接通路。本文中采用芯片MT8980D实现话音交换功能，MT8980D是Mitel公司生产的PCM时分复用时间变换器，图3为8×32信道（路）数字交换集成电路MT8980D的内部功能框图。它可在可控制信号作用下，实现8条PCM基群（30/32路）各时隙话音或数据的无阻塞数字交换。电路由串并转换器、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、输出单元与并串转换器等部分构成。STi0～STi7和STo0～STo7分别是8条输入和8条输出码率均为2.048Mb/s的串行总线，可以同时提供256个信道的输入和256个信道的输出，即实现256个信道的无阻塞交换。微处理器接口包括8位数据总线D0～D7，地址总线A0～A5，片选/CS，数据选通DS，数据应答DTA，读写信号R/W。微处理器通过读写信号和数据总线对MT8980D进行访问和控制。控制寄存器的数据由模式控制位、存储器选择位和数据流地址位组成，存储器选择位允许接续存储器的高位或地位或数据存储器被选中。
3数字程控交换系统的分析处理设计
程控交换机的软件系统可分为运行软件和支持软件两大部分。分析处理就是对输入的各种信息进行分析，以决定下一步应执行的任务。分析程序没有固定的执行周期，因此属于基本级程序。按照要分析的信息可分为去话分析、号码分析、来话分析和状态分析。去话分析去话分析主要是对摘机（主叫）用户类型（优先用户或普通用户）、话机类别（脉冲话机或双音频按钮话机）等数据进行分析，以决定下一步的任务和状态。号码分析的数据来源是主叫用户所拨的号码，其功能是判断此号码是否合法。来话分析主要是根据被叫用户的忙闲状态做出判断，以确定下一任务及状态号。状态分析的数据来源是稳定状态和输入信息。当用户处于某一稳定状态时，CPU一般不予理睬，在外部输入信息提出处理要求是，CPU才能根据当前的稳定状态来决定下一步的任务。状态分析的主要任务是分析在各种稳定的接续状态下，又发生了新的输入信号时，确定下一步应转移到哪种状态。
四、结束语
目前程控交换技术在很多方面得到了飞速发展，小型数字程控交换机的诞生不仅使电话交换跨上了一个新的台阶，而且对开通非电话业务，如用户电报、数据通信业务等提供了有利条件。程控交换机在军事通信系统中有着极其重要的作用，特别是小型程控交换机有着较好的军事应用前景。小型程控数字交换机在军事通信中应用广泛，在设计过程中采用一些较先进的集成电路芯片可以有效提高系统的性能。
参考文献：
[1]张中荃，程控交换与宽带交换，人民邮电出版社，2003年，第1版.
[2]韩晓霞．电力通信用小型数字程控交换机的设计[D]．河北大学，2010．