程控交換課程設(shè)計(jì)---全分散模塊化程控交換機(jī)設(shè)計(jì)方案

1、<p>　　《程控?cái)?shù)字交換與交換網(wǎng)》</p><p>　　論文題目 全分散模塊化程控 </p><p>　　交換機(jī)設(shè)計(jì)方案 </p><p>　　姓 名 </p><p>　　學(xué) 號(hào) </p><p&

2、gt;　　學(xué) 院 電氣工程學(xué)院 </p><p>　　專業(yè)班級(jí) 2009級(jí)通信工 </p><p><b>　　目錄</b></p><p>　　題目.....................................................................

3、..........................................................3</p><p>　　摘要...............................................................................................................................3</p&g

4、t;<p>　　.關(guān)鍵字..........................................................................................................................3</p><p>　　1緒論....................................................

5、........................................................................4</p><p>　　2程控交換機(jī)的發(fā)展及分類........................................................................................5</p><p>　　

6、2.1程控交換技術(shù)的發(fā)展..........................................................................................5</p><p>　　2.1.1程控交換機(jī)中話路網(wǎng)的發(fā)展........................................................................5<

7、/p><p>　　2.1.2程控交換機(jī)中控制方式的發(fā)展....................................................................5</p><p>　　2.1.3程序軟件的發(fā)展...............................................................................

8、.............5</p><p>　　2.1.4接入業(yè)務(wù)的發(fā)展............................................................................................5</p><p>　　2.2 程控交換機(jī)的優(yōu)點(diǎn)...........................................

9、..................................................5</p><p>　　2.2.1用戶方面........................................................................................................6</p><p>　　2.2.2電話局方

10、面....................................................................................................6</p><p>　　2.2.3通信網(wǎng)方面.....................................................................................

11、...............6</p><p>　　2.3程控交換機(jī)的分類..............................................................................................6</p><p>　　2.3.1按交換網(wǎng)絡(luò)接續(xù)方式來分類...................................

12、.....................................6</p><p>　　2.3.2按控制方式分類............................................................................................7</p><p>　　2.4程控交換機(jī)的基本組成..................

13、....................................................................8</p><p>　　2.4.1程控交換機(jī)的硬件基本結(jié)構(gòu)........................................................................8</p><p>　　2.4.2程控交換機(jī)的軟件基本

14、結(jié)構(gòu)........................................................................9</p><p>　　3 設(shè)計(jì)交換機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及系統(tǒng)原理介紹...................................................................9</p><p>　　3.1 交換機(jī)系

15、統(tǒng)結(jié)構(gòu).................................................................................................9</p><p>　　3.1.1模塊化結(jié)構(gòu)......................................................................................

16、..............9</p><p>　　3.1.2全分散控制方式..........................................................................................10</p><p>　　3.2 三層交換...............................................

17、............................................................10</p><p>　　3.2.1 第三層交換的特點(diǎn) ...................................................................................11</p><p>　　3.2.2第三

18、層交換機(jī)的應(yīng)用 ................................................................................11</p><p>　　3.3設(shè)計(jì)模塊化的交換機(jī)硬件結(jié)構(gòu)........................................................................11</p><p

19、>　　4交換機(jī)的基本構(gòu)成.................................................................................................12</p><p>　　4.1 交換網(wǎng)絡(luò)......................................................................

20、....................................12 </p><p>　　4.2用戶電路...........................................................................................................12</p><p>　　4.3 出入中繼器.....

21、.................................................................................................12</p><p>　　4.4 控制設(shè)備..........................................................................................

22、................13</p><p>　　5設(shè)計(jì)交換機(jī)各組成模塊及其功能.........................................................................13</p><p>　　5.1 處理器模塊.........................................................

23、.............................................13 </p><p>　　5.2 交換模塊..........................................................................................................14</p><p>　　6設(shè)計(jì)交換機(jī)各組成模

24、塊之間的通信.....................................................................14</p><p>　　7設(shè)計(jì)全開放的后臺(tái)維護(hù)、管理系統(tǒng).....................................................................14</p><p>　　7.1 操作維護(hù)系統(tǒng)

25、..................................................................................................14</p><p>　　7.2診斷測試系統(tǒng)........................................................................................

26、...........16</p><p>　　7.3 告警部分..........................................................................................................17 </p><p>　　7.4用戶部分................................

27、...........................................................................17</p><p>　　7.5 中繼部分（半自動(dòng)接入公網(wǎng)時(shí)）..................................................................17</p><p>　　7.6 故障的預(yù)防和常

28、見處理措施........................................................................18  </p><p>　　7.6.1加強(qiáng)日常維護(hù)管理.....................................................................................18</p

29、><p>　　7.6.2預(yù)防軟件故障措施.....................................................................................18</p><p>　　7.6.3嚴(yán)格維護(hù)管理制度...................................................................

30、..................18</p><p>　　8設(shè)計(jì)交換機(jī)軟件系統(tǒng).............................................................................................18</p><p>　　8.1驅(qū)動(dòng)層...........................................

31、....................................................................18 </p><p>　　8.2協(xié)議棧...............................................................................................................19 </p

32、><p>　　8.3應(yīng)用層...............................................................................................................19 </p><p>　　9心得體會(huì).......................................................

33、..........................................................20</p><p>　　10參考文獻(xiàn)...............................................................................................................20</p><p&

34、gt;　　全分散模塊化程控交換機(jī)設(shè)計(jì)方案</p><p>　　專業(yè)：通信工程 姓名：</p><p>　　摘 要 20世紀(jì)90年代，我國程控交換機(jī)的研制經(jīng)歷了從無到有的發(fā)展過程，特別是大型局用程控交換機(jī)的成功研制給我國信息產(chǎn)業(yè)帶來巨大的生機(jī)。這次我主要介紹的以中興ZXJ10程控交換機(jī)設(shè)計(jì)全分散模塊化進(jìn)程控交換機(jī)。ZXJ10數(shù)字程控交換系統(tǒng)為模塊間全分散，模塊內(nèi)分級(jí)控制，集中管

35、理的開放式體系結(jié)構(gòu)，以通用計(jì)算機(jī)平臺(tái)為基礎(chǔ)，局域網(wǎng)技術(shù)為支撐，客戶機(jī)/服務(wù)器方式為控制結(jié)構(gòu)的基本形</p><p>　　態(tài)，使系統(tǒng)具備靈活的組網(wǎng)能力、強(qiáng)大的呼叫處理能力、高可靠性、良好的兼容性和擴(kuò)展性。</p><p>　　關(guān)鍵字 程控交換機(jī) 全分散 模塊化</p><p><b>　　1緒論</b></p><p

36、>　　現(xiàn)代社會(huì)，通信發(fā)展較快。在交換方面由于高速、寬帶的需要，以統(tǒng)計(jì)復(fù)用技術(shù)為基礎(chǔ)的各個(gè)領(lǐng)域，如因特網(wǎng)、IP電話，以及下一代的軟交換技術(shù)等，得到人們的廣泛關(guān)注。光通信技術(shù)也是通信進(jìn)一步發(fā)展的熱點(diǎn)。但以電路交換為基礎(chǔ)的程控交換技術(shù)在當(dāng)前的通信領(lǐng)域里扔占有重要比重。它仍然是當(dāng)前通信的主要手段和主要收入來源。</p><p>　　程控交換機(jī)是是利用電子計(jì)算機(jī)技術(shù)，用預(yù)先編好的程序來控制電話的接續(xù)工作的電話交換機(jī)。

37、 程控交換機(jī)與一般機(jī)電式交換機(jī)的電話相比，具有接續(xù)速度快、業(yè)務(wù)功能多、聲音清晰、質(zhì)量可靠等優(yōu)點(diǎn)。</p><p>　　程控電話交換機(jī)的主要任務(wù)是實(shí)現(xiàn)用戶間通話的接續(xù)?；緞澐譃閮纱蟛糠郑涸捖吩O(shè)備和控制設(shè)備。話路設(shè)備主要包括各種接口電路(如用戶線接口和中繼線接口電路等)和交換(或接續(xù))網(wǎng)絡(luò)；控制設(shè)備在縱橫制交換機(jī)中主要包括標(biāo)志器與記發(fā)器，而在程控交換機(jī)中，控制設(shè)備則為電子計(jì)算機(jī)，包括中央處理器(CPU),

38、存儲(chǔ)器和輸入/輸出設(shè)備。程控交換機(jī)實(shí)質(zhì)上是采用計(jì)算機(jī)進(jìn)行“存儲(chǔ)程序控制”的交換機(jī)，它將各種控制功能與方法編成程序，存入存儲(chǔ)器，利用對外部狀態(tài)的掃描數(shù)據(jù)和存儲(chǔ)程序來控制，管理整個(gè)交換系統(tǒng)的工作。</p><p>　　程控交換機(jī)有四種最基本呼叫作用，根據(jù)進(jìn)出交換機(jī)的呼叫流向及發(fā)起呼叫的起源，可以將呼叫分為：本局呼叫、出局呼叫、入局呼叫和轉(zhuǎn)移呼叫。  綜合布線解決方案將交換機(jī)理解為一個(gè)交換局，本局一

39、個(gè)用戶發(fā)起的呼叫，根據(jù)呼叫的流向可以分為出局呼叫或本局呼叫。主叫用戶生成去話，被叫用戶是本局中的另一個(gè)用戶時(shí)，即本局呼叫；被叫用戶不是本局的用戶，交換機(jī)需要將呼叫接續(xù)到其他的交換機(jī)時(shí)，即形成出局呼叫。相應(yīng)地，從其他交換機(jī)發(fā)來的來話，呼叫本局的一個(gè)用戶時(shí)，生成入局呼叫；呼叫的不是本局的一個(gè)用戶,程控交換機(jī)，由交換機(jī)又接續(xù)（交換）到其他的交換機(jī)，交換機(jī)只提供匯接中轉(zhuǎn)的功能，則形成轉(zhuǎn)移呼叫。除了匯接局一般只具備&ldquo;轉(zhuǎn)接呼叫&

40、amp;rdquo;的功能外，每個(gè)局的電話交換機(jī)都具備這四種呼叫的處理能力。至于長途和特種服務(wù)呼叫，可以看做是呼叫流向固定的出局呼叫。 　　  用戶交換機(jī)是機(jī)關(guān)工礦企業(yè)等單位內(nèi)部進(jìn)行電話交換的一種專用交換機(jī)，其基本功能是完成單位內(nèi)部用戶的相互通話，但也裝有出入中繼線可接入公用電話網(wǎng)的市內(nèi)網(wǎng)部分和網(wǎng)中用戶通話(包括市內(nèi)通話，國內(nèi)長途通話和國際長話)。由于這類交換機(jī)系單位內(nèi)部專用，故可根據(jù)用戶</p&g

41、t;<p>　　2程控交換機(jī)的發(fā)展及分類</p><p>　　2.1程控交換技術(shù)的發(fā)展</p><p>　　自1965年產(chǎn)生了世界上第一臺(tái)程控交換機(jī)以來，程控交換機(jī)一直處在突飛猛進(jìn)的發(fā)展過程中。概括來說，程控交換機(jī)的發(fā)展可以歸納為以下四個(gè)方面。</p><p>　　2.1.1程控交換機(jī)中話路網(wǎng)的發(fā)展</p><p>　　早期的程

42、控交換機(jī)，其話路網(wǎng)按空分方式組成，稱為空分程控交換機(jī)。 </p><p>　　2.1.2程控交換機(jī)中控制方式的發(fā)展</p><p>　　程控交換機(jī)發(fā)展的初期，一般采用中央集中控制方式，即控制任務(wù)集中在一臺(tái)大型或巨型專用計(jì)算機(jī)上。</p><p>　　2.1.3程序軟件的發(fā)展</p><p>　　因?yàn)殡娫捦ㄐ诺膶?shí)時(shí)性很強(qiáng)，所以早期均采用匯編語言

43、編制運(yùn)行軟件。現(xiàn)在多采用高級(jí)語言和匯編語言混合編程，或全部采用高級(jí)語言編程的辦法。 </p><p>　　2.1.4接入業(yè)務(wù)的發(fā)展</p><p>　　在當(dāng)今時(shí)代，電信網(wǎng)、有線電視網(wǎng)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)三網(wǎng)合一已成必然趨勢，當(dāng)前，主要是通過PSTN（公眾電話網(wǎng)）或CATV（有線電視網(wǎng)）進(jìn)行Internet（因特網(wǎng)）接入，從而給人們提供以寬帶技術(shù)為核心的綜合信息服務(wù)。</p><

44、;p>　　2.2 程控交換機(jī)的優(yōu)點(diǎn)</p><p>　　程控交換機(jī)的技術(shù)發(fā)展很快，其價(jià)格不斷降低，服務(wù)功能不斷增加，下面從三個(gè)方面說明。</p><p><b>　　2.2.1用戶方面</b></p><p>　　采用脈沖編碼信號(hào)(PCM)方式，使通話質(zhì)量大大改善；采用數(shù)字信號(hào)后加強(qiáng)了保密性；話路網(wǎng)的阻塞非常小，大大提高了電路的接通率；話

45、路網(wǎng)采用了中、大規(guī)模集成電路，使接續(xù)速度加快。</p><p>　　2.2.2電話局方面</p><p>　　由于采用中、大規(guī)模集成電路，其面積是機(jī)電交換機(jī)機(jī)房面積的1/10~1/5；可較靈活地修改部分程序，改變交換機(jī)的功能；利用故障處理、故障診斷、設(shè)備自動(dòng)檢測、資源管理等功能，減少維護(hù)工作量；便于實(shí)現(xiàn)多種計(jì)費(fèi)方式，如采用單式計(jì)費(fèi)、復(fù)式計(jì)費(fèi)等；易于實(shí)現(xiàn)維護(hù)自動(dòng)化與集中化。</p&g

46、t;<p>　　2.2.3通信網(wǎng)方面</p><p>　　網(wǎng)路的最佳利用，可減少交換點(diǎn)數(shù)目，可配合不同功能的交換機(jī)；增加了路由選擇、編碼選擇及交換接口的靈活性，可通過軟件來實(shí)現(xiàn) ；有利于向綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)方向發(fā)展，通信網(wǎng)的最終發(fā)展方向是要建立一個(gè)高質(zhì)量、高速度、高自動(dòng)化的綜合業(yè)務(wù)的數(shù)字網(wǎng)；采用新的信令方式，尤其是公共信道信令系統(tǒng)的引入。</p><p>　　2.3程控交換機(jī)的分

47、類</p><p>　　程控交換機(jī)按其交換網(wǎng)絡(luò)接續(xù)方式、交換信息的類型，以及控制方式的不同，可以進(jìn)行圖所示的分類。</p><p><b>　　</b></p><p>　　2.3.1按交換網(wǎng)絡(luò)接續(xù)方式來分類</p><p>　　按交換網(wǎng)絡(luò)的接續(xù)方式，程控交換機(jī)可分為空分和時(shí)分兩種方式。</p><

48、;p>　　對于空分方式，其交換點(diǎn)可由金屬接點(diǎn)或電子接點(diǎn)來組成。是指話路接續(xù)中每個(gè)用戶均占據(jù)一定的空間位置。</p><p>　　對于時(shí)分方式，目前有脈幅調(diào)制(PAM)、增量調(diào)制(ΔM)和脈碼調(diào)制(PCM)三種信號(hào)。時(shí)分是指許多用戶都接在一條公共通話線上，如圖所示。</p><p>　　圖 時(shí)分示意圖</p><p>　　2.3.2按控制方式分類

49、</p><p>　　按控制方式，可分為集中控制、分級(jí)控制和全分散控制三種方式 。</p><p>　　集中控制方式。程控交換機(jī)中只配備一對處理機(jī)(稱中央處理機(jī))，該交換機(jī)的全部控制工作都由中央處理機(jī)來承擔(dān)，這種控制方式稱為集中控制方式，早期的空分交換機(jī)多采用這種控制方式。其框圖如圖(a)所示。</p><p>　　圖 程控交換機(jī)的控制方式示意圖<

50、;/p><p>　　（2）分級(jí)控制方式：隨著微處理機(jī)的發(fā)展，在程控交換機(jī)里配備若干個(gè)微處理機(jī)作為區(qū)域處理機(jī)來完成如監(jiān)視用戶摘機(jī)、掛機(jī)及接收撥號(hào)脈沖等這些比較簡單而重復(fù)的工作，以減輕中央處理機(jī)的大量處理工作，這就是分級(jí)控制方式。其框圖如圖(b)所示。 </p><p>　?。?）全分散控制方式：全分散控制的特點(diǎn)是取消了中央處理機(jī)。全分散控制的程控交換機(jī)示意框圖如圖(c)所示。圖中的①、②、③分別

51、是表示信號(hào)控制、呼叫控制和交換網(wǎng)絡(luò)控制三項(xiàng)功能的所在位置。 </p><p>　　2.4程控交換機(jī)的基本組成</p><p>　　2.4.1程控交換機(jī)的硬件基本結(jié)構(gòu)</p><p>　　不論空分或時(shí)分程控交換機(jī)，其硬件主要分為三個(gè)系統(tǒng)，即話路系統(tǒng)，控制系統(tǒng)和輸入、輸出系統(tǒng)。如圖所示。</p><p>　　圖 程控交換機(jī)硬件系統(tǒng)組成&l

52、t;/p><p><b>　　◆話路系統(tǒng)</b></p><p>　　作用是把用戶線接到交換網(wǎng)絡(luò)回路，用戶電路是用戶線與交換網(wǎng)絡(luò)的接口電路，可完成饋電、掃描、二／四線轉(zhuǎn)換、測試、保護(hù)、提供鈴流通路等功能</p><p><b>　　◆控制系統(tǒng)</b></p><p>　　作用有兩個(gè)：一是分析收集輸入的信

53、息，并進(jìn)行處理；二是編輯命令，并向話路系統(tǒng)或輸入、輸出系統(tǒng)發(fā)送命令。</p><p><b>　　◆輸入、輸出系統(tǒng)</b></p><p>　　為了安裝測試和維護(hù)運(yùn)轉(zhuǎn)的需要，中央控制系統(tǒng)還要配備一些常規(guī)的外圍設(shè)備，一般包括打印機(jī)、終端等，還配備了如磁盤驅(qū)動(dòng)器、磁帶機(jī)等外存儲(chǔ)器。</p><p>　　2.4.2程控交換機(jī)的軟件基本結(jié)構(gòu)</p

54、><p>　　程控交換機(jī)的軟件基本結(jié)構(gòu)如圖所示。</p><p>　　◆執(zhí)行管理程序是多任務(wù)、多處理機(jī)的高性能操作系統(tǒng)；</p><p>　　◆呼叫處理程序完成用戶的各類呼叫接續(xù)；</p><p>　　◆系統(tǒng)監(jiān)視和故障處理程序完成故障診斷程序共同保證程控交換機(jī)不間斷運(yùn)行；</p><p>　　◆維護(hù)和運(yùn)行程序提供人機(jī)界面完

55、成程控交換機(jī)的運(yùn)行控制和測試等。 </p><p>　　各類支援系統(tǒng)又稱為脫機(jī)程序，其數(shù)量比聯(lián)機(jī)程序要大得多。</p><p>　　軟件開發(fā)支援系統(tǒng)主要指語言工具；應(yīng)用工程支援系統(tǒng)包括交換網(wǎng)規(guī)劃、安裝測試等；軟件加工支援系統(tǒng)包含數(shù)據(jù)生成程序等；交換局管理支援系統(tǒng)包含交換機(jī)運(yùn)行資料的收集、編輯和輸出程序等。 </p><p>　　3 設(shè)計(jì)交換機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及系統(tǒng)

56、原理介紹</p><p>　　3.1 交換機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)</p><p>　　3.1.1模塊化結(jié)構(gòu)</p><p>　　在模塊化結(jié)構(gòu)中，外圍交換模塊（PSM）是系統(tǒng)最基本的模塊，可獨(dú)立成局。當(dāng)外圍交換模塊（PSM）為多個(gè)時(shí)，需要一個(gè)中心模塊來完成模塊間的互聯(lián)。中心模塊也叫互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)模塊，它包括交換網(wǎng)絡(luò)模塊（SNM）、消息分配模塊（MDM）和操作維護(hù)模塊（OMM）。<

57、/p><p>　　交換網(wǎng)絡(luò)模塊（SNM）用來完成模塊間的話路交換，消息分配模塊（MDM）用來完成模塊間的通信。為了滿足通信網(wǎng)的發(fā)展和用戶不斷增長的新需求，根據(jù)需要還可添加其他功能模塊，如增加No.7信令模塊（CSM）、分組交換模塊（PHM）、座席管理模塊（PMM）、話音業(yè)務(wù)模塊（VSM）、智能業(yè)務(wù)模塊（INM）和數(shù)字綜合業(yè)務(wù)模塊（ISM）等。</p><p>　　3.1.2全分散控制方式<

58、;/p><p>　　這次設(shè)計(jì)的程控交換機(jī)還要有許多獨(dú)立的分散式功能模塊組成。</p><p>　　圖1 程控?cái)?shù)字交換機(jī)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)</p><p><b>　　3.2 三層交換</b></p><p>　　第三層交換技術(shù)的出現(xiàn)，解決了局域網(wǎng)中網(wǎng)段劃分之后，網(wǎng)段中子網(wǎng)必須依賴路由器進(jìn)行管理的局面，解決了傳統(tǒng)路由器低速、復(fù)雜

59、所造成的網(wǎng)絡(luò)瓶頸問題。當(dāng)然，三層交換技術(shù)并不是網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)與路由器的簡單疊加，而是二者的有機(jī)結(jié)合，形成一個(gè)集成的、完整的解決方案。 </p><p>　　因?yàn)槿龑咏粨Q機(jī)與傳統(tǒng)的交換機(jī)比，比較占優(yōu)勢。所以，在這里，主要介紹三層的程控交換機(jī),具體如下：</p><p>　　3.2.1 第三層交換的特點(diǎn) </p><p>　　突出的特點(diǎn)如下：　　</p>

60、;<p>　　(1)有機(jī)的硬件結(jié)合使得數(shù)據(jù)交換加速； </p><p>　　(2)優(yōu)化的路由軟件使得路由過程效率提高； </p><p>　　(3)除了必要的路由決定過程外，大部分?jǐn)?shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)過程由第二層交換處理； </p><p>　　(4)多個(gè)子網(wǎng)互連時(shí)只是與第三層交換模塊的邏輯連接，不象傳統(tǒng)的外接路由器那樣需增加端口，保護(hù)了用戶的投資。 </p

61、><p>　　3.2.2第三層交換機(jī)的應(yīng)用 </p><p>　　第三層交換機(jī)的主要用途是代替?zhèn)鹘y(tǒng)路由器作為網(wǎng)絡(luò)的核心，因此，凡是沒有廣域連接需求，同時(shí)又需要路由器的地方，都可以用第三層交換機(jī)來代替。在企業(yè)網(wǎng)和校園網(wǎng)中，一般會(huì)將第三層交換機(jī)用在網(wǎng)絡(luò)的核心層，用第三層交換機(jī)上的千兆端口或百兆端口連接不同的子網(wǎng)或VLAN。第三層交換機(jī)解決了局域網(wǎng)VLAN必須依賴路由器進(jìn)行管理的局面，解決了傳統(tǒng)路由

62、器速度低、復(fù)雜所造成的網(wǎng)絡(luò)瓶頸問題。利用三層交換機(jī)在局域網(wǎng)中劃分VLAN,可以滿足用戶端多種靈活的邏輯組合, 防止了廣播風(fēng)暴的產(chǎn)生, 對不同 VLAN 之間可以根據(jù)需要設(shè)定不同的訪問權(quán)限，以此增加網(wǎng)絡(luò)的整體安全性，極大地提高網(wǎng)絡(luò)管理員的工作效率，而且第三層交換機(jī)可以合理配置信息資源，降低網(wǎng)絡(luò)配置成本，使得交換機(jī)之間連接變得靈活。 </p><p>　　3.2.3三層交換的原理 </p>&

63、lt;p>　　從硬件的實(shí)現(xiàn)上看，目前，第二層交換機(jī)的接口模塊都是通過高速背板/總線交換數(shù)據(jù)的。在第三層交換機(jī)中，與路由器有關(guān)的第三層路由硬件模塊也插接在高速背板/總線上，這種方式使得路由模塊可以與需要路由的其他模塊間高速地交換數(shù)據(jù)，從而突破了傳統(tǒng)的外接路由器接口速率的限制(10Mbit/s---100Mbit/s)。在軟件方面，第三層交換機(jī)將傳統(tǒng)的基于軟件的路由器重新進(jìn)行了界定。</p><p>　　3.3

64、設(shè)計(jì)模塊化的交換機(jī)硬件結(jié)構(gòu)</p><p>　　VLSW 4150三層交換機(jī)的硬件結(jié)構(gòu)分為兩個(gè)部分，處理器模塊和交換模塊，它們之間通過PCI接口相連，同時(shí)配合相應(yīng)的外圍電路形成完整的三層交換機(jī)系統(tǒng)，見圖2。 </p><p><b>　　圖2 硬件結(jié)構(gòu)</b></p><p>　　4.交換機(jī)的基本構(gòu)成</p><p>&

65、lt;b>　　4.1 交換網(wǎng)絡(luò) </b></p><p>　　交換網(wǎng)絡(luò)的基本功能是根據(jù)用戶的呼叫要求，通過控制部分的接續(xù)命令，建立主叫與被叫用戶間的連接通路。在縱橫制交換機(jī)中它采用各種機(jī)電式接線器(如縱橫接線器，編碼接線器，笛簧接線器等),在程控交換機(jī)中目前主要采用由電子開關(guān)陣列構(gòu)成的空分交換網(wǎng)絡(luò)，和由存儲(chǔ)器等電路構(gòu)成的時(shí)分接續(xù)網(wǎng)絡(luò)。4.2用戶電路</p>&

66、lt;p>　　用戶電路的作用是實(shí)現(xiàn)各種用戶線與交換之間的連接，通常又稱為用戶線接口電路。根據(jù)交換機(jī)制式和應(yīng)用環(huán)境的不同，用戶電路也有多種類型，對程控?cái)?shù)字交換來說，目前主要有與模擬話機(jī)連接的模擬用戶線電路 (ALC)及與數(shù)字話機(jī)，數(shù)據(jù)終端或終端適配器連接的數(shù)字用戶線電路(DLC)。 模擬用戶線電路是適應(yīng)模擬用戶環(huán)境而配置的接口。其基本功能有: 饋電、過壓、保護(hù)振鈴、監(jiān)視、編解碼、混合、測試7種。這7種功能常用第一個(gè)字母組成的縮寫詞(

67、BORSCHT)代表。對于模擬程控交換機(jī)，不需要編解碼功能；而在數(shù)字程控交換機(jī)中，除某些特定應(yīng)用的小型交換機(jī)利用增量調(diào)制方式外，其它大部分均采用PCM編解碼方式。 </p><p><b>　　4.3 出入中繼器</b></p><p>　　出入中繼器是中繼線與交換網(wǎng)絡(luò)間的接口電路，用于交換機(jī)中繼線的連接。它的功能和電路與所用的交換系統(tǒng)的制式及局間中繼線信號(hào)方式有密切

68、的關(guān)系。對模擬中繼接口單元(ATU),其作為是模擬中繼器與交換網(wǎng)絡(luò)的接口。</p><p><b>　　4.4 控制設(shè)備</b></p><p>　　控制部分是程控交換機(jī)的核心，其主要任務(wù)是根據(jù)外部用戶與內(nèi)部維護(hù)管理的要求，執(zhí)行存儲(chǔ)程序和各種命令，以控制相應(yīng)硬件實(shí)現(xiàn)交換管理功能。 </p><p>　　程控交換機(jī)控制設(shè)備的主體是微處理器，通常按

69、其配置與控制工作方式的不同，可分為集中控制和分散控制兩類。為了更好的適應(yīng)軟硬件模塊化的要求，提高處理能力及增強(qiáng)系統(tǒng)的靈活性與可靠性，目前程控交換系統(tǒng)的分散控制程度日趨提高，已廣泛采用部分或完全分布式控制方式。</p><p>　　5設(shè)計(jì)交換機(jī)各組成模塊及其功能</p><p>　　5.1 處理器模塊 </p><p>　　如圖3所示，處理器部采用一款MOTOROLA

70、 PowerQUICC II CPU，同一些外部存儲(chǔ)設(shè)備以及一些外圍電路構(gòu)成三層交換機(jī)的處理器部分。處理器模塊主要是運(yùn)行嵌入式操作系統(tǒng)，配置系統(tǒng)和路由表的維持，而不是數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)通路的組成部分。CPLD 保存一些CPU初始化的一些配置以保證上電后CPU正常啟動(dòng)，F(xiàn)lash 芯片用于存儲(chǔ)三層交換機(jī)的所需要的所有軟件和相關(guān)配置，SDRAM在系統(tǒng)啟動(dòng)之后載入FLASH中的程序，保證系統(tǒng)正常運(yùn)行。處理器模塊一方面提供一個(gè)快速以太網(wǎng)接口和一個(gè)異步口，

71、用于對交換機(jī)進(jìn)行配置和調(diào)試；另一方面通過PCI接口和交換模塊相連，通過PCI接口對交換模塊進(jìn)行控制，并進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。 </p><p>　　圖3 處理器模塊的硬件組成</p><p><b>　　5.2 交換模塊 </b></p><p>　　如圖4所示，交換模塊采用了BROADCOM公司的BCM5645作為ASIC芯片，通過PCI接口與處理器

72、模塊進(jìn)行通信完成數(shù)據(jù)傳輸，通過5645提供的內(nèi)存接口，可以給交換模塊提供一個(gè)64M的外部SDRAM，從而提高交換機(jī)的吞吐量和交換速度。5645通過MII接口和GMII接口分別連接24個(gè)百兆以太網(wǎng)和2個(gè)千兆以太網(wǎng)。</p><p>　　圖4 交換模塊的硬件組成</p><p>　　6設(shè)計(jì)交換機(jī)各組成模塊之間的通信</p><p>　　本交換機(jī)中，各個(gè)模塊中有模塊主處理

73、機(jī)MP來處理所有的數(shù)據(jù)和消息。通過消息分配模塊（MDM）將各個(gè)模塊的主處理機(jī)（MP）用固定的64kb/s的通道連接起來，即通過固定的通道來進(jìn)行通信，以保證各個(gè)模塊的MP能及時(shí)的收發(fā)各種信息。</p><p>　　消息分配模塊（MDM）的交換網(wǎng)由2塊2K*2K的T網(wǎng)組成，稱為MDN網(wǎng)。MDN網(wǎng)的時(shí)隙及HW線間的連接關(guān)系在系統(tǒng)初始化時(shí)既已確定，一般不需要改動(dòng)。</p><p>　　7設(shè)計(jì)全開放

74、的后臺(tái)維護(hù)、管理系統(tǒng)</p><p>　　7.1 操作維護(hù)系統(tǒng)</p><p>　　該交換機(jī)的數(shù)據(jù)管理與維護(hù)是通過操作系統(tǒng)完成的。操作維護(hù)系統(tǒng)主要有各種操作終端，如操作維護(hù)臺(tái)、112測試臺(tái)、計(jì)費(fèi)臺(tái)、轉(zhuǎn)發(fā)臺(tái)等組成。操作維護(hù)系統(tǒng)與交換機(jī)的關(guān)系如下圖所示：</p><p>　　圖6 操作維護(hù)系統(tǒng)與交換機(jī)系統(tǒng)的關(guān)系示意圖</p><p>　　該數(shù)

75、字程控交換系統(tǒng)的操作維護(hù)系統(tǒng)由Server和多個(gè)終端組成，采用Client/Server局域網(wǎng)的組網(wǎng)方式。服務(wù)器和客戶機(jī)的操作系統(tǒng)均要求為Windows NT。計(jì)費(fèi)系統(tǒng)（J）業(yè)務(wù)管理（V）系統(tǒng)維護(hù)（C）數(shù)據(jù)管理（S）SDH管理（H）關(guān)于（A）所有的操作指令都由菜單提供。除了“關(guān)于”菜單提供本系統(tǒng)的版本信息外，該數(shù)字程控系統(tǒng)操作維護(hù)指令共分五大類：</p><p><b>　?、儆?jì)費(fèi)系統(tǒng)</b>

76、;</p><p>　　包括計(jì)費(fèi)檔案管理，計(jì)費(fèi)自由報(bào)表，計(jì)費(fèi)通用報(bào)表，計(jì)費(fèi)查詢，計(jì)費(fèi)結(jié)算匯總，計(jì)費(fèi)要求設(shè)置，計(jì)費(fèi)話單格式轉(zhuǎn)換，計(jì)費(fèi)日志管理和計(jì)費(fèi)數(shù)據(jù)傳送等功能。 </p><p><b>　　②業(yè)務(wù)管理</b></p><p>　　包括話務(wù)統(tǒng)計(jì)，112受理測量臺(tái)，112系統(tǒng)管理員，七號(hào)信令跟蹤，隨路信令跟蹤，呼叫業(yè)務(wù)觀察與檢索，呼叫動(dòng)態(tài)跟蹤，

77、大話務(wù)量模擬呼叫器，ISDN信令分析，ISDN線路管理，通話路由查找與保持，全局特殊業(yè)務(wù)設(shè)置等功能。</p><p><b>　　③系統(tǒng)維護(hù)</b></p><p>　　包括告警局配置，后臺(tái)告警，診斷測試，文件管理，操作員管理，版本升級(jí)，語音管理，時(shí)鐘管理，維護(hù)日志和遠(yuǎn)程撥號(hào)等功能。</p><p><b>　　④數(shù)據(jù)管理</b

78、></p><p>　　包括基本數(shù)據(jù)管理，七號(hào)數(shù)據(jù)管理，V5數(shù)據(jù)管理，信令轉(zhuǎn)接點(diǎn)管理，智能網(wǎng)數(shù)據(jù)管理，其他數(shù)據(jù)管理，動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)管理，數(shù)據(jù)備份和傳送數(shù)據(jù)等功能。</p><p>　　其中：基本數(shù)據(jù)管理包括局容量數(shù)據(jù)配置，交換局配置,物理配置（物理配置，兼容物理配置），號(hào)碼管理（號(hào)碼管理，號(hào)碼分析和用戶線改號(hào)），用戶屬性，用戶群數(shù)據(jù)，中繼管理和探針等功能；七號(hào)數(shù)據(jù)管理包括共路MTP數(shù)據(jù)，共

79、路SCCP數(shù)據(jù)和共路SSN數(shù)據(jù)等功能；V5數(shù)據(jù)管理包括V5接口配置和L3地址指配等功能；信令轉(zhuǎn)接點(diǎn)管理包括MTP屏蔽定義和SCCP屏蔽定義等功能；智能網(wǎng)數(shù)據(jù)管理包括局?jǐn)?shù)據(jù)配置、費(fèi)率設(shè)置等功能。</p><p>　　其他數(shù)據(jù)管理包括呼叫失敗原因維護(hù)，外圍處理器裝載代碼維護(hù)，專網(wǎng)計(jì)費(fèi)管理，報(bào)表和查詢，黑白名單，排隊(duì)機(jī)配置，網(wǎng)管命令測試，其他選項(xiàng)等功能；動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)則包括動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)管理，多終端維護(hù)管理，日常事物處理等功能。&

80、lt;/p><p>　　數(shù)據(jù)備份包括數(shù)據(jù)備份和自動(dòng)備份設(shè)置。</p><p><b>　?、軸DH管理</b></p><p>　　包括全交叉出局配置，全交叉組網(wǎng)配置，全交叉SDH網(wǎng)管，簡易組網(wǎng)配置，簡易SDH網(wǎng)管等功能。</p><p>　　維護(hù)人員日常主要用到的是系統(tǒng)維護(hù)中的診斷測試，后臺(tái)告警，112申告測試，信令跟蹤等

81、。其它的維護(hù)功能不經(jīng)常用到，或不屬于維護(hù)人員維護(hù)的范圍，在這里也就不做介紹了。</p><p><b>　　7.2診斷測試系統(tǒng)</b></p><p>　　診斷測試系統(tǒng)通過維護(hù)臺(tái)上的人機(jī)對話框?qū)δK內(nèi)各組成單元，模塊間的通信，話路進(jìn)行測試，檢查交換系統(tǒng)硬件的工作是否正常，以便及時(shí)定位和處理故障，保證交換機(jī)的正常工作。 該程控交換機(jī)采用多模塊全分散型控制結(jié)構(gòu)，各

82、模塊由一系列基本單元組成，包括用戶類單元，中繼單元DT，雙音多頻收號(hào)器DTMF，多頻互控單元MFC，信號(hào)音單元TONE，交換網(wǎng)絡(luò)T網(wǎng)等。診斷測試包括模塊內(nèi)測試和模塊間測試。模塊內(nèi)測試主要用于測試模塊內(nèi)的各組成單元的功能，單元與MP的鏈路，單元與交換網(wǎng)的話路是否正常；模塊間測試主要是對相鄰模塊的通信，話路進(jìn)行檢測。7.3 告警部分  </p><p>　　交換機(jī)在運(yùn)行過程中，一旦某些部件出現(xiàn)故障

83、，系統(tǒng)會(huì)產(chǎn)生一系列告警信號(hào)，提示維護(hù)人員進(jìn)行必要的處理，保障設(shè)備的正常運(yùn)行。告警系統(tǒng)根據(jù)故障對設(shè)備的影響程度、重要性及緊迫性分為嚴(yán)重告警、主要告警及次要告警。</p><p><b>　　7.4用戶部分  </b></p><p>　　在日常維護(hù)工作中，用戶部分故障是最常見的故障，一般可分為外線故障和交換機(jī)相關(guān)功能部件故障，常見的外線故障有斷線、短

84、路、接地、話機(jī)故障等，可通過在配線架甩開外線的方法確定故障部位下面討論由交換機(jī)相關(guān)功能部件造成的用戶故障的處理方法。用戶故障發(fā)生在普通用戶板的個(gè)別用戶時(shí)，可通過更換用戶板解決，也可通過應(yīng)急方法處理，如更改用戶對應(yīng)的電路號(hào)碼，并將外線改接到對應(yīng)的用戶電路上，再進(jìn)行呼叫轉(zhuǎn)移，將故障號(hào)碼轉(zhuǎn)移到更改的號(hào)碼上。7.5 中繼部分（半自動(dòng)接入公網(wǎng)時(shí)）  </p><p>　　與中繼部分相關(guān)的有中繼板、中繼線

85、及軟件中的與中繼線有關(guān)的表格的設(shè)置等。中繼部分的故障處理方法有： </p><p>　　①所有的用戶都打不出外線，可檢查中繼線、中繼線指定（TrunkAssignment）、中繼組指定（TrunkGroupAssignment）、自動(dòng)路由選擇指定（ARSAssignment）、路由指定（RouteAssignment）、限制等級(jí)指定（ClassofRestrictionGroupAssignment）、

86、數(shù)字更改指定（DigitModificationAssign2ment）等的設(shè)置。   ②只有個(gè)別用戶打不出外線，可檢查中繼板及分機(jī)限制等級(jí)（ClassofRestrictionGroupAssignment）。   ③只有部分用戶組，如長途、微波、市話等打不出，則要檢查中繼線及自動(dòng)路由選擇指定表和路由指定表。   ④撥打外線用戶時(shí)經(jīng)常聽到說。沒有這個(gè)號(hào)碼。，或剛接通時(shí)能

87、聽到對方講話，而對方要經(jīng)過延遲幾秒鐘才能聽見主叫講話。則要檢查中繼線的極性是否按左正右負(fù)的方式連接到配線架。   ⑤當(dāng)交換機(jī)與公網(wǎng)實(shí)行全自動(dòng)連接時(shí)，則要檢查PRI接口板、光纖及光端機(jī)。</p><p>　　7.6 故障的預(yù)防和常見處理措施   7.6.1加強(qiáng)日常維護(hù)管理</p><p>　　維護(hù)人員上崗，每天應(yīng)檢查：機(jī)房環(huán)境溫度及濕度情況；交、直

88、流配電屏上的輸入、輸出電壓，電流和頻率等指示是否在正常運(yùn)行范圍內(nèi)；備品、備件、工具、儀表是否齊全；通過終端，顯示一下系統(tǒng)各部分工作狀況；了解系統(tǒng)有無告警及告警系統(tǒng)是否正常；測試系統(tǒng)的各種音源信號(hào)，如撥號(hào)、忙音、回鈴音及鈴流等；   7.6.2預(yù)防軟件故障措施</p><p>　　操作人員嚴(yán)格按照操作手冊使用終端，避免錯(cuò)誤的命令或數(shù)據(jù)。隨時(shí)保持冗余的磁帶或磁盤信息的內(nèi)容與系統(tǒng)內(nèi)存信息的一致性。

89、經(jīng)過檢查I/O設(shè)備是否正常，尤其對軟盤驅(qū)動(dòng)器或軟盤的檢查。經(jīng)常檢查分析故障資料，及時(shí)修改錯(cuò)誤數(shù)據(jù)或補(bǔ)打人遺漏的數(shù)據(jù)。對用戶使用話機(jī)和特種業(yè)務(wù)功能方法作好宣傳工作，避免用戶拍打叉簧和誤操作。   </p><p>　　7.6.3嚴(yán)格維護(hù)管理制度</p><p>　　為保證程控機(jī)房的科學(xué)化、制度化管理，應(yīng)嚴(yán)格建立和執(zhí)行維護(hù)管理制度。需要制定有關(guān)制度：程控機(jī)房管理制度；機(jī)務(wù)員

90、值班制度；交接班制度；備品備件管理制度；技術(shù)資料和原始記錄管理制度；機(jī)房清潔衛(wèi)生制度；安全保密制度。  </p><p>　　8設(shè)計(jì)交換機(jī)軟件系統(tǒng)</p><p>　　VLSW 4150三層交換機(jī)的軟件系統(tǒng)采用了模塊化、分布式的設(shè)計(jì)方法，基于實(shí)時(shí)多任務(wù)操作系統(tǒng)。軟件系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)呈層次結(jié)構(gòu)，一層建立在另一層的基礎(chǔ)上，每一層都使用近鄰它的下一層所提供的服務(wù)，并且為它上面一層提

91、供更高一級(jí)的服務(wù)，其優(yōu)點(diǎn)是：可以向上層軟件屏蔽底層操作，提高上層軟件的可移植性，提高軟件的可維護(hù)性。 如圖7所示，軟件大體分為三個(gè)層面： </p><p><b>　　8.1驅(qū)動(dòng)層 </b></p><p>　　驅(qū)動(dòng)程序?qū)⑸蠈榆浖陀布到y(tǒng)進(jìn)行了連接，把上層軟件的路由更新、管理及配置命令轉(zhuǎn)化為硬件系統(tǒng)所能識(shí)別的格式，從而達(dá)到更新其內(nèi)部數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)如路由表，地址表等，

92、控制及管理硬件交換系統(tǒng)的目的；同時(shí)設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序把底層硬件收到的路由更新報(bào)文、控制管理幀及收到的各種信息傳遞給上層軟件處理； </p><p><b>　　8.2協(xié)議棧 </b></p><p>　　實(shí)現(xiàn)了TCP/IP、802.1D和802.1Q等協(xié)議，為上層的應(yīng)用程序提供良好的接口； </p><p><b>　　8.3應(yīng)用層 <

93、;/b></p><p>　　主要包括路由模塊和網(wǎng)管模塊，路由模塊實(shí)現(xiàn)了RIP和OSPF等協(xié)議，即實(shí)現(xiàn)第三層路由的主要功能；網(wǎng)管模塊實(shí)現(xiàn)了SNMP和RMON等網(wǎng)管模塊，使三層交換機(jī)具有部分網(wǎng)管功能，保證三層交換機(jī)更好地正常運(yùn)轉(zhuǎn)。 </p><p><b>　　圖7 軟件結(jié)構(gòu)</b></p><p><b>　　9心得體會(huì)&l

94、t;/b></p><p>　　經(jīng)過幾個(gè)星期的忙碌，本次課程設(shè)計(jì)已經(jīng)接近尾聲，由于經(jīng)驗(yàn)的不足，難免有許多考慮不周全的地方。深有感觸的是，無論做什么事情，都不要把它想得很難，當(dāng)我們勇敢邁出第一步，則說明成功了一半。這也是態(tài)度問題，態(tài)度決定一切，只有我們認(rèn)真對待每一件事，并時(shí)刻想著一定要把它做好，才能真正做好它。還有，很多情況下，我們都是眼高手低，這是不行的，只有我們一步一個(gè)腳印的走好，才會(huì)從中獲得新東西，才會(huì)

95、有后面的路，才會(huì)走向成功。</p><p><b>　　10參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　【1】《程控?cái)?shù)字交換技術(shù)》，西安電子科技大學(xué)出版社，劉振霞等編著，2005-5。</p><p>　　【2】《現(xiàn)代交換原理（修訂本）》，人民郵電出版社，桂海源編著，2005-5。</p><p>　　【3】《程控?cái)?shù)字交換與交