TST交换网络设计

. . . .*******************实践教学*******************兰州理工大学计算机与通信学院2010年春季学期交换原理课程设计题目：T-S-T数字交换网络设计专业班级：通信工程（3）班姓名：张天昆学号：07250318指导教师：蔺莹成绩：摘要一个完整的通信系统由终端、交换、传输三部分构成，交换是通信系统的核心。

其中，时分接线器( T型) 和空分接线器( S型)是程控交换技术中最基本的交换单元电路。

单独的T接线器和S接线器，只适用于容量比较小的交换机，而对于大容量的交换机通常选用空分交换芯片和时分交换芯片构成TST交换网络，完成多语音用户间的交换。

TST（时分-空分-时分）交换网络是在电路交换系统中经常使用的一种交换网络，它是三级交换网络，两侧为T接线器，中间一级为S接线器，S级的出入线数决定于两侧T接线器的数量。

第1级T接线器：负责输入母线的时隙交换。

S接线器：负责母线之间的空间交换。

第2级T接线器：负责输出母线的时隙交换。

本次课程设计是在现代交换原理的基础上利用时分交换芯片MT8980及空分交换芯片MT8816构成TST交换网络。

其中，输入级T型接线器为顺序写入、控制读出，中间级S型接线器为输入控制方式也可以是输出控制工作方式，输出级T型接线器工作方式为控制写入、顺序读出。

关键字：交换网络 MT8980 MT8816 TST。

第1章TST网络及其组成1.1 时间接线器能。

T接线器主要由话时间接线器简称T接线器，其作用是完成一条时分复用线上的时隙交换功音存储器(SM)和控制存储器(CM)组成如图所示，话音存储器用来暂存话音数字编码信息，每个话路为8bit。

SM的容量即SM的存储单元于时分复用线上的时隙数。

控制存储器用来存放SM的地址码(单元号码)，CM的容量通常等于SM的容量，每个单元所存储SM图1.1 T接线器1.工作方式是针对SM而言（CM总是输入控制）2.话音存储器的位数总按8bit计算。

3.话音存储器的容量等于输入母线上每帧的时隙数。

4.控制存储器的容量等于话音存储器的容量，控制存储器每个单元的比特数决定于话音存储器的容量。

1.2 空间接线器空间接线器简称S接线器，其作用是完成不同时分复用线之间在同一时隙的交换功能，即完成各复用线之间空间交换功能。

在S接线器中，CM对电子交叉点的控制方式有两种：输入控制和输出控制。

图1-2中S接线器采用输入控制方式，S接线器完成了把话音信息b从入线PCM1上的TS1交换到出线PCM2上；同时完成了把话音信息a从入线PCM2上的TS3交换到出线PCM1上1.2 S接线器程控数字交换机，可采用小容量的程控数字用户交换机的交换网络采用单级T或多级T接线器组成。

大容量的TST、TSST、甚至级数更多的数字交换网络。

1.3 TST数字交换网络TST交换网络由三级接线器组成，两侧为T接线器，中间为S接线器，其三级结构如图1-3所示。

TST交换网络完成时分交换和空分交换，时分交换由T 接线器完成，空分交换由S接线器完成。

S接线器的输入复用线和输出复用线的数量决定于两侧T接线器的数图1.3 TST交换网络假定PCM1上的TS2与PCM8上的TS31进行交换，即两个时隙代表 A、B两个用户通过TST交换网络建立连接，构成双方通话。

由于数字交换采用四线制交换，因此建立去（A→B）和来话（B→A）两个方向的通话路由。

交换过程如下：(1)A→B方向，即发话是PCM1上的TS2，受话是PCM8上的TS31。

PCM1上的TS2把用户A的话音信息顺序写入输入T接线器的话音存储器的2单元，交换机控制设备为此次接续寻找—空闲内部时隙，现假设找到的空闲内部时隙为TS7，处理机控制话音存储器2单元的话音信息在TS7读出，则TS2的话音信息交换到了TS7，这样输入T接线器就完成了TS2→TS7的时隙交换。

S接线器在TS7将入线PCM1和出线PCM8接通，使入线PCM1上的TS7交换到出线PCM8上。

输出T接线器在控制存储器的控制下，将内部时隙TS7中话音信息写入其话音存储器的31单元,输出时在TS31 时刻顺序读出，这样输出T接线器就完成了TS7→TS31的时隙交换。

(2)B→A方向，即发话是PCM8上的TS31，受话是PCM8上的TS2。

PCM8上的TS31把用户B的话音信息顺序写入输入T接线器的话音存储器的31单元，交换机控制设备为此次接续寻找一空闲内部时隙，现假设找到的空闲内部时隙为TS23处理机控制话音存储器31单元的话音信息在TS23读出，则TS31的话音信息交换到了TS23，这样输入T接线器就完成了TS31→TS23的时隙交换。

S接线器在TS23将入线PCM7和出线PCM0接通，使入线PCM8上的TS23交换到出线PCM1上。

输出T接线器在控制存储器的控制下，将内部时隙TS23中话音信息写入其话音存储器的2单元,输出时在TS2时刻顺序读出，这样输出T接线器就完成了TS23→TS2的时隙交换。

为了减少链路选择的复杂性，双方通话的内部时隙选择通常采用反相法。

所谓反相法就是如果A→B 方向选用了内部时隙x，则B→A方向选用的内部时隙号由下式决定：x+n/2式中n为PCM复用线上一帧的时隙数，也就是说将一条时分复用线的上半帧作为去话时隙，下半帧作为来话时隙，使来去话两个信道的内部时隙数相差半帧。

例如在图1-3中，A→B 方向选用内部时隙TS7，x=7，则B→A方向选用的内部时隙为7+32/2=23，即TS23。

此外，个别程控数字交换机采用奇、偶时隙法安排双向信道。

第2章设计内容2.1 目的及意义一个完整的通信系统由终端、交换、传输三部分构成，交换是通信系统的核心，因此，“现代交换原理”是通信专业的重要专业基础课程。

其中，时分接线器( T 型) 和空分接线器( S型)是程控交换技术中最基本的交换单元电路。

单独的T接线器和S接线器，只适用于容量比较小的交换机，而对于大容量的交换机通常选用空分交换芯片和时分交换芯片构成TST交换网络，完成多语音用户间的交换。

本设计要求学生在学习现代交换原理的基础上，掌握T接线器和S接线器的功能，以及构成TST交换网络的方法，正确理解接线器的组成、工作方式和工作原理，这对学习和分析电话通信网、程控交换机是非常有益的。

通过该课程设计的训练，培养和提高学生的综合设计能力和实际动手能力，为今后的学习和工作积累经验。

2.2 训练任务及要求1、掌握T接线器和S接线器的工作原理，TST交换网络构建的方法。

2、利用时分交换芯片和空分交换芯片构成TST交换网络，画出原理图。

其中，输入级T型接线器为顺序写入、控制读出，中间级S型接线器为输入控制方式也可以是输出控制工作方式，输出级T型接线器工作方式为控制写入、顺序读出。

要求该网络能够实现任何时隙语音和数据间的交换。

3、可选用的芯片有时分交换芯片MT8980及空分交换芯片MT8816。

其中，时分交换芯片MT8980是8线×32信道数字交换电路，输入和输出均链接8条PCM集群（30/32路）数据线，在控制信号作用下，可实现240/256路数字语音或数据的无阻塞数字交换。

空分交换MT8816芯片为CMOS大规模集成电路芯片，是一片8×16模拟交换矩阵，有8条COL线（L0—L7）和16条ROW线（ROW0～ROW15），形成一个模拟交换矩阵，它们可以通过任意一个交叉点接通。

查阅以上芯片的资料，熟悉各芯片的工作原理、性能及使用方法。

第3章设计所需元器件3.1 时分交换芯片MT8980MT8980由串-并变换器、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、输出复用器与并-串变换器等部分构成。

串行PCM数据流以2.048Mb／s速率(共32个64kb／s，8比特数字时隙)分八路由STI0～STI7输入，经串-并变换，根据码流号和信道(时隙)号依次存入256×8比特数据存储器的相应单元内。

控制寄存器通过控制接口，接受来自微处理器的指令，并将此指令写到接续存储器。

这样，数据存储器中各信道的数据按照接续存储器的内容(即接续命令)，以某种顺序从中读出，再经复用、缓存、并-串变换，变为时隙交换后的八路2.048Mb／s串行码流，从而达到数字交换的目的。

如果不再对控制寄存器发出命令，则电路内部维持现有状态，刚才交换过的两时隙将一直处于交换过程，直到接受新命令为止。

接受存储器的容量为256×11位，分为高3位和低8位两部分，前者决定本输出时隙的状态；后者决定本输出时隙所对应的输入时隙。

另外，由于输出多路开关的作用，电路还可以工作于消息模式(message mode)，以使接续存储器低8位的内容作为数据直接输出到相应时隙中去。

电路内部的全部动作均由微处理器通过控制接口控制，可以读取数据存储器、控制寄存器和接续存储器的内容，并可向控制寄存器和接续存储器写入指令。

此外，还可置电路于分离方式，即微处理器的所有读操作均读自于数据存储器，所有写操作均写至接续存储器的低8位。

时分交换芯片MT8980是8线×32信道数字交换电路，输入和输出均链接8条PCM 集群（30/32路）数据线，在控制信号作用下，可实现240/256路数字语音或数据的无阻塞数字交换。

微处理器对电路的控制主要体现在对内部存储器的读写操作，控制格式为：地址线(A5～A)：若A5＝0，选择控制寄存器，所有操作均针对控制寄存器。

若A5＝1，则由A4～A0选择输出码流的信道号（时隙号）。

MT8980共有8条2.048Mb/s 速率的PCM串行输入码流，每个码流中共有32个8比特数字时隙（信道），输入的各信道数据经串并转换后存入该信道对应的数据存储器中（片内有256个8比特的数据存储器）。

MT8980共有8条2.048Mb/s 速率的PCM串行输出码流，每个码流中共有32个8比特数字时隙（信道），每个输出信道（时隙）都有一个11位的接续存储器和它对应。

控制寄存器通过控制接口，接受来自微处理器的指令，并将此指令写到接续存储器。

这样，数据存储器中各信道的数据按照接续存储器的内容（即接续命令，输出信道的数据来自哪个输入码流的哪个时隙），以某种顺序从中读出，再经复用、缓存、并串变换，变为时隙交换后的8路2.048Mb/s串行码流,从而达到数字交换的目的。

如果不再改写接续存储器中的内容，则电路内部维持现有状态，刚才交换过的两时隙将一直交换下去，直到接受新命令为止。

3.2 空分交换MT8816空分交换MT8816芯片为CMOS大规模集成电路芯片，是一片8×16模拟交换矩阵，有8条COL线（L0—L7）和16条ROW线（ROW0～ROW15），形成一个模拟交换矩阵，它们可以通过任意一个交叉点接通。