CN1011468B

CN1011468B - 可变型电话交换机

Info

Publication number: CN1011468B
Application number: CN87107630.6A
Authority: CN
Inventors: 阿米尔卡里·伯沃; 鲁吉·卡纳托
Original assignee: Italtel SpA
Current assignee: Italtel SpA
Priority date: 1986-11-03
Filing date: 1987-11-02
Publication date: 1991-01-30
Also published as: EP0283596B1; IT1197942B; WO1988003737A1; IT8622211A0; BR8707846A; US4975946A; YU195487A; DE3769310D1; EP0283596A1; YU47051B; EP0329663A1; CN87107630A

Abstract

所述的电话交换机含多个用于实现中小容量交换机(例如20,000用户)的网孔型接续网络的模块或藉助于适配电路利用集中式接续网络的模块来实现大容量交换机(如10,000用户)。这一特征允许配置中小容量交换机。由于它们没有任何集中式部件，所以成本低，而当用户的话务量急剧增加时，它们就能“转换”成大容量交换机：适配电路含对语音信号的并/串转换单元(IFT)，线路单元，含有在该交换机的各交换模块之间进行信令交换的信令处理单元；语音信号的串/并转换单元(IFR)。

Description

本发明涉及到实现中、小型交换容量（例如20，000用户）采用网孔型连接网络以及实现大型交换容量（例如100，000用户）采用集中式连接网络的数字型电话交换机。

现代数字交换机一般包含有许多交换模块，这些交换模块本身可以自主地构成电话链路;如果被叫用户连接到和主叫用户不同的模块上，则也可以通过交换模块之间的接续网络来构成链路。

因此，这种型式的交换机的成本依赖于上述模块的成本和接续网络的成本。模块的成本大体上正比于连接到交换机的用户线数目;而接续网络的成本实际上和上述用户线的数目无关且假设是一个事前已确定的实际量，即使在采用小容量交换机的情况下，也是如此。总之，概括说来，集中式交换部分（接续网络）的成本，构成了成本的起始点“基数”，而且它意味着交换机的成本与在其上配置的用户线数目不成正比。

为了使每条用户线成本降到最低以及为了容许交换机随配置的用户线数目成正比增长，已经研制成一种由语音交换部分与信令交换部分组成的“网孔”型接续网络构成的交换机（也就是只由连接线来构成接续网络，从而完全免去了集中式交换部分）。

这种型式交换机就成本观点来考虑具备最佳的必要条件，但是它有一个饱和限值。这个限值定量地估算大约为20，000用户，它是由趋向于超过这个限值时网络能承受的复杂度确定的。

本发明的目的在于创造一种电话交换机，它既能采用网孔型网络以使上述分析的有关成本最优，同时，一旦出现用户话务量增加，超过上述饱和限值时，又能采用集中式接续网络，以便能把上述交换机转变成大容量交换机。

因此本发明的对象是一种含有多个用于输出/接收网孔型语音接续网络中数字码字的模块：上述数字码字是H比特的并行格式编码，其中有I信息比特，R冗余度比特以及S勤务比特，它含有入口单元、汇总单元以及控制电路。将一个适配电路与所述模块相连结，从而通过一个集中式连接网络实现模块互连，而集中式接续网络含有用于交换语言信号的Y个单元-X大于或等于Y-以及用于分配信令到上述模块与上述单元的分配器模块。适配电路含有：

-并/串转换单元。它接收来自汇总单元输出端上加在该单元输入端的并行格式编码H比特的数字码数据流，并且把这个数据流转换成多个含串行编码I比特数字码字的数据流;

-多个线路单元。它接收来自并/串转换单元输出或者来自接续网络的在该单元输入端上经调整处理后的串行数据流。经过码变换处理后，它也能把数据流传送到接续网络或者串/并转换单元;

-信令处理单元。它接收由上述入口单元接收到的关于信令的全部码字并传送到上述控制电路，它能把上述码字构成信令信息格式以及与上述的信令信息分配器模块交换上述信息;

-串/并转换单元。它接收来自上述线路单元含串行格式编码I比特的数字码字的多个数据流，而且把这些数据流转换成含并行格式编号的H比特数字码字的数据流。

上述交换机对中小容量交换机很大程度上达到了前面申述的目标，它允许采用网孔型接续网络，然而，当达到上述饱和限值时，它能通过利用上述的集中式接续网络与适配电路转变成一个大容量交换机。

本发明的其他特性将通过下面一个实例的介绍来作进一步说明。本发明的应用并不局限这一实例。附图充实了实例内容，其中：

-图1给出了按照本发明绘制的，配置了网孔型接续网络的电话交换机的原理框图;

-图2给出了图1所示的一个交换模块MC的原理框图;

-图3给出了按照本发明绘制的、配置了集中式接续网络的电话交换机的原理框图;

-图4给出了图1所示的适配电路CA的原理框图;

-图5给出了图4所示的语音发送接口IFT的原理框图;

-图6给出了图4所示线路单元的原理框图;

-图7给出了图4所示语音接收接口IFR的原理框图;

-图8给出了图4所示模块之间的信令单元USI的原理框图;

图1给出了根据本发明设计的电话交换机原理框图，它配置有实现中小容量交换机的网孔型接续网络RC（如美国专利号44，597，075所述）。多个交换模块MC连接到RC网络，双向入口线路L-I/O连接到该网络RC上。此外，每个MC模块连接到所有其他模块上，而且可在本模块输入端接收到它本身的输出，因此，连接到同一个M-I/O模块的二条电话线路L之间的电路通过交换模块可以接通。

必须记住，每条电话语音线路是一组20根导线，它能传送并行编码的20比特数字码字;而模块间信令用4根线来传送，因此，每对MC模块实际上用24根导线来连接起来。为了简单起见，图1中只用一根线来表示。L-I/O线路可以连接电话机、电报终端以及数据终端等。图2给出了由接有几根双线的入口单元构成的一般交换模块的原理框图。n个UA单元的数字输出输入到汇总单元UC。它把上述n个输入调节到接到发送单元UT的复用传输MT和m个时间相位，UT的输出有k个，它与MC交换模块数目相等。

具体说，UT单元中有K′个输出用于发送语音信号。还有K″-1链路，通过它们信令S1GT直接发送到其余K-1个MC模块。UT单元的K′中一个语音信号输出围绕模块本身构成闭合环路。讨论中的模块接收部分包含有接收单元UR。其他语音信号模块的K′-1个输出要输入到UR，同时上述闭合环路以及从其他MC模块接收到信令S1GR的K″-1条线路也送入UR。UR单元把这些K′根链路调整到接收复用MR的m个时间相位。MR接到一个通向入口单元UA的具有n个输出的分路单元UE上。MC模块也含有一个控制电路CN₁，它接收来自入口单元UA的信令数据，并依据上述数据控制汇总/分路处理：同样地把S1GT信令信号传送到上述发送单元UT或接收来自上述接收单元UR的S1GT信令信号。讨论的交换机接续网络，如上所述，是由多根导线来组成的。具体说，用20根导线来传送语音信号的数字码字，以进行20比特的并行传送。在这个20比特中，除了8位信息比特外，还包括了冗余比特、勤务比特、控制比特等。而信令数字码字则通过4根导线来传送的。

在实际情况下，已经发现：上述交换机的饱和限值定量地说大约为20，000用户。这是由于：当要超过这个限值时，在不同M-I/O模块之间的接续网络太复杂以致不能实现。

图3给出了根据本发明设计的电话交换机的原理框图，它配置有一个集中式接续网络，Z个交换模块接到这个网络上。由图可见，适配电路CA连接到MC交换模块上。CA基本上完成以下功能：

-把来自交换模块的输出（或输入）数据流转换成串行（或并行）格式：

-调整来自RC接续网络的数据流;

-模块间的信令交换的管理。

RC接续网络含有由Y个交换单元SC₁，……，…，SCY构成的语音信号交换部件。根据由信令消息分配器模块MDM在交换机内分配的信令消息S1GT-S1GK所含的标志信号来完成交换处理。

事实上，信令的判别是由MC模块获得的，并转换成信令消息，藉助于相应的串行传输信道发送到MDM单元。

这是设计成把消息转送到要寻找的模块，不管它是SC单元还是MC模块。

如同于信令的传送方式，语音信号FON也是通过串行传输信道在RC接续网络与MC模块之间进行交换的。具体说，每一个MC模块至少有一个串行通路连到每一个SC交换单元。因而每一个MC模块都有一组链路（至少X条）连接到它。于是，X可以假定是大于或等于Y的数值。

为了更好地理解上述结构的工作过程，下面来分析连接主叫用户MC-I模块与被叫用户连接的MC-O模块之间构成电话链路要求的工作过程。

MC-I模块检测出占线工作，并产生含有被叫用户标志与主叫用户标志的信息。这一信息传送到MDM单元，由它把信息转接到MC-O模块，于是通过MDM单元传送的信息转送到一个SC交换单元。如果上述这个SC单元恰好处于输入交换相位而在这一时刻输出交换相位也是空闲的，它把信息通过MDM重新送回MC-I/O模块。于是，MC-I模块通过有关的串行传输信道以及涉及到交换工作相位的SC交换单元把语音信号送到MC-O模块。

就上述的分析而言，MC-I/O模块与RC接续网络之间的线路连接是通过连接到CA适配电路的串行传输通道完成的。CA适配电路在图4中给出了其细节。因此，CA电路完成（进入）MC模块的输出（输入）信号的并/串（串/并）转换。

比较图2与图4可见，图4中MT传输复用是连接到语音发送接口IFT而不是上述的UT传输单元。而且，MR接收复用接到语音接收接口IFR而不是上述的UR接收单元。

在完成并/串转换后，IFT单元把输入该单元的事前确定数目的PCM数据流编组成数字码字。

从IFT单元输出的PCM数据流转送到管理本地PCM数据流告警的相应的线路单元ULL，并把输入到该单元信号转换成曼彻斯特Ⅱ码（ManchesterⅡ码）（以下简称MⅡ）。

在相反的传输方向上ULL单元用来接收作为其输入的MⅡ编码的事先确定数目数据流信号，并在完成调整处理及转变成NRZ码（不归零码）后，把上述数据流送到IFR语音接收接口。后者于是把输入该单元的串行数据流转换成并行格式并输出，由上述数据流得到的并行编码的20比特的在一组20根导线上的数字码字。

CA适配电路也包含有一个模块间的信令单元USI，它接收由上述CN₁控制电路来的S1G信令数据;而且同样地以信息格式借助于串行传输信道把上述数据送到上述MDM单元;此外还接收来自ULL单元的告警信令ALL。上述信息的结构与特性已在意大利专利申请号19639A/86中描述。

图5给出了IFT语音传送接口的原理框图，它用并行传送H＝20比特数字码字的一组20根导线来连接的。这组导线连接到IFR单元从而构成上述的环路;而且同样地输入到众所周知形式的差错检测与纠错电路RCE，该电路通过冗余位比特来纠错信息比特;也同样地输出并行的I＝8比特的信息比特。

接着，这些信号输入到多个并/串转换器CPS₁，…，CPS₈，其输出相应于相同数目的PCM信号的串行数据流;而且，也输入到奇偶发生器GEP₁，GEP₁用于输出对应于CSP₁，…，CSP₈单元的输出的相应的数字码字的输出P₁，…，P₈上的奇偶比特。

图6中给出了图4中的一般ULL单元的详细的原理框图。来自IFT单元并以NRZ码编码的串行数据流输入到ULL单元。该数据输入到多路转接器MX₁，它的第二个输入端连接到测试码组发生器GPP的输出端。来自IFT单元的数据流也输入到奇偶控制器COP₁，当数字码字由IFT单元传送到ULL单元时，如果奇偶控制器检测出已经出现的误码，则它就启动相应的输出。MX₁单元的输出加到线路相位提升器R1L（已在意大利专利申请号21782A/85中描述），它把由NRZ码表示的信号转换成MⅡ码。于是编码信号的数据流传送到接续网络RC，其型式如图3所示。

在相反的传输方向上，R1L单元接收来自RC接续网络输出到它的输入端上的MⅡ码的数据流，同时上述数据流转送到接续网络。

RIL单元把这二个数据流由MⅡ码转换成NRZ码，完成调整处理，然后，把它们转送到多路转接器M₂的相应的输入上。M₂的输出加到IFR语音接收接口以及第二个奇偶比特控制器COP₂。当信号由ULL单元转送到IFR单元时，如果它检测到已经出现的误码，就使它本身有输出。事实上，必须牢记，为了在ULL单元完成全部的奇偶校验，IFR单元须计算接收数据的奇偶比特（参见图7）并把这些比特送到ULL单元。

MX₁与MX₂多路转接器是由控制电路CN₂控制的。为了进行以送测试码组至RIL单元的方式来控制MX₁单元的测试工作，它也在其输入端上接收MX₂输出。于是，由CN₂单元通过本地环路以及MX₂单元进行分析，以获得某些部件的正确工作的标志。COP₁与COP₂单元输出也输入到CN₂单元，它也包含有一个与上述模块间信令单元USI相连的链路。在上述测试工作后，USI接收CN₂可能输出的告警信号，它作为ULL单元的监测部件。

在上述说明性的例子中，双向NRZ数据流与双向MⅡ数据流作为参考;显然，可以通过增加MX₁与MX₂多路转接器与RIL单元输入数目的方法来管理更多数量的数据流。

图7给出了IFR语音接收接口的原理框图。它由多个串/并转换器CSP₁，…，CSP₈来构成的，用来接收在他们输入端上各自的串行NRZ码数据流;而且也用于以顺序方式以8线并行格式输出。而其输入的数字码字是串行数据流格式。

在CSP单元输出获得的数字码字也输入到冗余码发发器GRC以获得并行格式的8个冗余比特，它们是根据输入端接收到的信息比特计算出来的。同时也输入到第二个奇偶发生器GEP₂以计算出关于输入到该发生器的数字码字的奇偶比特P₁，…，P₈。CEP₂单元参考上述图6的方式把奇偶比特P₁，…，P₈转送到ULL单元。

来自CSP单元的8比特输出与来自GRC单元的8比特输出送入到第一个接收存储器MER₁。由勤务比特发生器GBS提供的4勤务比特也输入到MER₁。事实上，必须重申，在图1与2所示的交换机中，数字码字以20比特并行方式来表示的，其中8比特是信息比特，8比特是冗余比特，而4比特是勤务比特。因此，在MER₁存储器的输入端，重新构成20比特的数字码字;并写入到由写入计数器WC通过多路转接器提供的地址内。MX₃还输出由模块控制部分提供的读出地址，如上述USA专利所描述的。

由IFT单元输出的20比特并行表示的数字码字也输入到MER₁存储器中，其输出连接到上述的参考图2的MR接收复用中。

图8给出了由CPU（中央处理单元）组成的USI单元的原理框图。CPU的总线连接到以下几个单元：

-ROM只读存储器。它用于存储CPU单元运行的程序;

-CTC单元，用于输出CPU单元进行运行的定时信号;

-DMA单元用于完成存储器直接传送工作;

-SIO单元。它进行串行化并转送到上述MDM信息分配模块及上述ULL线路单元。它输入的数字码字是以并行格式，而在相反的传输方向上完成互补的运行;

-缓存器MET用于完成CPU单元与CN₁单元之间的信息交换。

当MC模块的控制电路CN₁由UA入口单元接收关于信令判别的数据后，它就把上述数据传送到MET缓存器中，然后由CPU单元读出。

于是，这一单元产生由ROM单元内存储的运行程序所构成的信息，而且通过DMA及SIO单元把上述信息转送到MDM单元。

CPU单元也从ULL单元接收告警信号，如前图6所述。

Claims

1、含有多个用于输出/接收网孔型语音接续网络(RC)的数字码字的交换模块(MC)的电话交换机，上述的数字码字是以并行格式编码成H比特，其中有I信息比特，R冗余比特、S勤务比特，每个模块(MC)至少包括一个入口单元(UA)，一个汇总单元(UC，UR)以及一个控制单元(CN)，其特征在于：每个交换模块(MC)与一个适匹电路(CA)相连，从而通过一个包括多个用于交换语音信号的交换单元(SC)的集中式接续网络和一个用于交换信令的消息分配器模块(MDM)，可对所述模块(MC)进行互连；其中所述适匹电路(CA)包括：

并/串转换单元(IET)，用于接收在汇总单元输出端的含并行格式编码成H比特数字码字的IFT输入端的数据流，并把上述数据流转换成多个含串行格式编码成I比特的数字码字的数据流；

多个线路单元(ULL)，用于接收来自并/串转换单元(IET)输出的在ULL输入端上的串行数据流，或接收来自对该数据流经过调整处理后的接续网络(RC)的数据流，它们还在完成码变换处理后把数据流转送到接续网络(RC)或串/并转换单元(IFR)；

信令处理单元(USI)，用于接收上述模块入口单元(UA)检测出的信令码字并转送到上述模块控制电路(CN₁)、以信息格式构成上述码字以及把上述信息和前述的信息分配器模块(MDM)进行交换；

串/并转换单元IFR，用于接收来自前述的线路单元(ULL)多个数据流，线路单元含有以串行格式编码成I比特的数字码字，而且也用于把上述数据流转换成以并行格式编码成H比特的数字码字的数据流。

2、如权利要求1所述的电话交换机，其特征在于：上述并/串转换单元（IFT）包括：

误码检测与纠错电路（RCE），用于接收其输入端上并行格式编码成H比特的数据流，它的输入是上述汇总单元（UC）的输出;同样地也用于把该输入数据转换成并行格式的编码成I比特的数据流;

多个并/串转换器（cps₁，……，apsk），用于把误码检测与纠错电路（RCE）输出的数据流转换成多个串行数据流;

连接环路，用于把误码检测与纠错电路（RCE）输入端出现的数据流转送到串/并转换单元;

第一奇偶比特发生器（GEP₁），用于接收其输入端上输入到并/串转换单元（IFT）每个数字码字的I信息比特;以及把由它们计算出的奇偶比特（P₁，……，P₁）送到上述线路单元（ULL）。

3、如权利要求1所述的电话交换机，其特征在于所述线路单元（ULL）包括：

第一多路数据转接器（MX1），它用于接收来自所述并/串转换单元的第一输入端上的至少一个串行数据流，且在其第二输入端上接收测试码型产生器（GPP）的输出;

线路相位提升电路（RIL），在完成调整处理与码变换处理后，它把输入的数字码字转送到接续网络（RC）或者到前述串/并转换单元（IFR）;

-第二个多路数据转接器（MX₂），用于接收在其输入端的来自或被转送到接续网络（RC）的、在线路相位提升电路（RIL）输出上获得的数据流;

-第一个奇偶比特控制电路（COP₂），它连接到第一个多路数据转接器（MX₁）的第一输入;而且用于获得由并/串转换单元（IFT）输入计算出的奇偶比特;

-第二个奇偶比特控制电路（COP₂），它连接到第二个多路数据转换器（MX₂）的输出;而且用于获得由串/并转换单元（IFR）输入计算出来的奇偶比特;

-第二个控制电路（CN₂），它用于控制上述第一个与第二个多路数据转接器，接收其输入端上由第二个多路数据转接器（MX₂）输出的数据流;由上述数据流提取有关测试操作的数字码字;接收其输入端上的来自第一与第二个奇偶比特控制电路（COP₁，COP₂）的输出;以及把从该单元连接的各单元接收到的告警信号转送到上述信令单元（USI）。

4、如权利要求1所述的电话交换机，其特征在于上述串/并转换单元（IFR）包括：

-多个串/并转换器（CSP₁，……，CSP₈），它用于在其输入端上接收多个含编码成I比特的数字码字的串行数据流;也用于在I根引线上输出并行格式的数据流;

-具有m个存储区域的接收存储器（MER₁），借助于上述并/串转换单元（IFT）的环路接收其输入的并行格式的H比特;接收来自串/并转换器（CSP）的并行格式的I比特输出;接收冗余码发生器（GRC）提供的R冗余比特和由勤务比特发生器（GBS）提供的S勤务比特;

-第三个多路数据转接器（MX₃），用于把读写地址提供给上述接收存储器（MER₁）;也用于在一个输入端上接收写入地址发生器（WC）的输出，以及在另一个输入端上接收由上述第一个控制电路（CN₁）提供的地址，

-第二个奇偶比特发生器（GEP₂），它连接上述串/并转换器（CSP₁，……，CSP₈）输出，它用于计算输入到该发生器的码字的奇偶比特（P₁，……，P₈）以及把它们转送到上述线路单元（ULL）。

5、如权利要求1所述的电话交换机，其特征在于上述信令处理单元（USI）包括一个连接到其总线的下列单元的CPU：

-只读存储器（ROM），用于存储CPU单元运行的程序;

-CTC单元，用于执行存储器的直接转送操作的定时信号;

-DMA单元，用于执行存储器的直接转送操作;

-SIO单元，用于串行化以及把以并行格式输入该单元的数字码转送到上述信息分配器模块（MDM）以及上述线路单元（ULL），同样地也用于执行在相反传输方向上的互补操作;

-缓存器（MET），它用于执行在上述CPU单元与上述第一个控制电路（CN₁）之间的信息交换。