專利名稱：一種基于異步傳輸模式的程控數字電話交換機的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種電話通信交換設備，確切地說，涉及一種基于異步傳輸模式(ATM)的程控數字電話交換機。
自從一九七0年世界上第一臺時分數字程控電話交換機問世以來，近三十年來，隨著數字技術、計算機技術和微電子技術的迅速發(fā)展，已經使程控數字電話交換機的技術相當成熟，其交換方式一般采用兩種接線器的組合，即時間T接線器與空間S接線器。目前，大型程控數字電話交換機通常采用兩級結構，即用戶接入級與中央交換級。為了構成大容量交換機，其技術難點在于擴大中央交換級的容量?，F在的傳統(tǒng)作法是運用多級時間T接線器及空間S接線器的組合來構成中央交換級，其缺點是這種技術方案必然會產生呼叫時的損失(呼損)。所以，當前為了做到無呼損的交換，通常采用一級時間T接線器作為中央交換級。限于目前集成電路的工藝生產水平，時間接線器的容量最大也只能做到數十K×數十K，即相當于幾十萬門容量的電話交換機。
當前，異步傳輸模式ATM(Asynchronous Transfer Mode)已成為公認的高速大容量交換方式，未來全國通信骨干網有可能采取ATM方式來統(tǒng)一多種媒體(如電話、數據、圖像等)信息的交換。而目前的程控數字電話交換機采用同步傳輸模式STM(Synchronous Transfer Mode)，而ATM與STM之間的接口需要復雜的轉換設備。現在世界范圍內，有關STM與ATM過渡的技術方案，特別是如何用比較經濟的方式實現STM向ATM的平穩(wěn)過渡并沒有得到很好的解決。
本發(fā)明的目的是提供一種基于ATM的程控數字電話交換機，該設備可以較好地解決上述兩大技術難題，即如何實現超大規(guī)模容量的程控數字電話交換機以及通信網如何向寬帶化平穩(wěn)過渡的問題，該設備具有十分重要的產業(yè)價值。
本發(fā)明是這樣實現的一種基于異步轉移模式的程控數字電話交換機，其是以寬帶ATM交換為核心的寬帶程控數字電話交換機，其特征在于其是由一個作為該交換機的核心的寬帶交換單元和若干個基本交換單元所組成，每種單元又分別由若干功能模塊構成；其中寬帶交換單元包括有ATM寬帶交換模塊和交換機的主OAM(運行、管理、維護)模塊；基本交換模塊則包括有ATM接口模塊，從OAM(運行、管理、維護)模塊，電話交換模塊和數據圖像模塊；其中ATM接口模塊完成STM與ATM之間的轉換，電話交換模塊和數據圖像模塊完成各類業(yè)務的接入功能；寬帶交換單元與基本交換單元之間采用標準的SDH接口，其速率可以是STM-1(155Mb/s)、STM-4(622Mb/s)或STM-16(2.5Gb/s)；寬帶交換單元通過一條或多條SDH鏈路與通信網中的其他ATM交換機相連，以構成寬帶通信網，其間信令采用NNI國際標準信令。
其中寬帶交換單元中的ATM交換網絡采用多平面寬帶交換網絡的系統(tǒng)結構，各個交換平面采用負荷分擔方式；上述交換平面的數量應視實際應用需要而增減，但至少為雙平面；且上述寬帶交換單元可采用8×8(每條鏈路155Mb/s)、16×16、32×32或更高的交換模塊，其傳輸速度也可以從STM-1增至STM-16而使交換機的總容量按比例增加；其中每個基本交換單元中必須配置有一個ATM接口模塊和一個從OAM模塊，而完成各類業(yè)務接入的模塊可根據需要靈活配置；其中基本交換單元可以通過光纜拉到遠處，成為遠端無人維護交換單元；其中每個基本交換單元中的不同交換模塊之間可以通過ATM接口模塊的信元總線(Cellbus)直接進行交換而不必通過寬帶交換單元；上述每個基本交換單元可以群為單位拉出安裝遠端用戶模塊，每個遠端用戶模塊配備512×512單T交換網絡，每個遠端用戶模塊與基本交換單元之間的傳輸碼率為32Mb/s，可以采用34Mb/s的PDH光纖傳輸系統(tǒng)，每個遠端用戶模塊的用戶數為2048；其中每個電話交換模塊內的中繼/用戶群之間的交換由ATM接口模塊完成，該ATM接口模塊通過話音接口為每個電話交換模塊提供2048時隙的無阻塞交換，而不需使用T接線器；該交換機控制系統(tǒng)采用全分散式的控制結構，系統(tǒng)內的各功能模塊都配置獨立的處理機控制系統(tǒng)，各處理機之間通過交換機的內部通信網絡進行交互。
本發(fā)明的特點是提出一種基于異步傳輸模式ATM的程控數字電話交換機的新型體系結構。該交換機可以同時提供多種業(yè)務基于64Kb/s的話音或話帶數據的窄帶業(yè)務、通過2B+D接口向用戶提供的各種ISDN業(yè)務、基于2Mb/s、25Mb/s直至155Mb/s的寬帶業(yè)務(如多媒體通信、會議電視、點播電視、遠程教育、遠程醫(yī)療、高速數據通信和計算機局域網互連等)以及基于智能網能力集CS-1、CS-2國際標準以及符合我國需要的各種智能業(yè)務。上述業(yè)務功能不僅能滿足近期電話等業(yè)務發(fā)展需求，更可作為今后多種新業(yè)務的公共平臺。因此，本發(fā)明可以滿足我國電信事業(yè)跨世紀發(fā)展的需求。
本發(fā)明采用ATM交換網絡作為中心交換網絡，各類通信業(yè)務通過ATM接口模塊接入交換網絡進行交換；其適應范圍寬，在容量上向上可以做到十萬門乃至超大容量的幾十萬門，向下可以適用于數千門的電話局；且在相當寬的范圍內，每門價格大致平衡，所以具有很好的性能價格比。
本發(fā)明具有本地交換、本地匯接、長途交換、長途匯接的功能。本發(fā)明中的各級交換模塊都具有內部交換功能，加之采用多種可靠性措施，可保證整個系統(tǒng)的高可靠性和可用性，本發(fā)明可以高度靈活地構建不同通信網，并具有相當靈活的通信交換功能。
總之，本發(fā)明的總體技術水平領先于近年來國內外研制的多種大型程控數字電話交換機。
下面結合附圖，具體介紹本發(fā)明的總體結構及其特征。


圖1是本發(fā)明的總體體系結構示意圖；圖2是本發(fā)明的多平面寬帶交換網絡結構示意圖；圖3是本發(fā)明的遠端用戶模塊組成結構示意圖。
參見圖1，本發(fā)明作為一種超大容量的程控數字電話交換機，其體系結構的關鍵是以寬帶ATM交換為核心，所以該系統(tǒng)是由一個寬帶交換單元1和外接的若干個基本交換單元2構成如圖1所示的總體結構。其中寬帶交換單元1是本發(fā)明交換機的核心，它包括有作為整個交換機的核心交換器的ATM交換模塊和交換機的主OAM(運行、管理、維護)模塊。前者完成交換機內各基本交換單元之間及基本交換單元與寬帶交換單元之間的各類信息交換，而后者則承擔完成交換機全局范圍內的操作、維護、管理功能?；窘粨Q單元2的功能是各類業(yè)務的接入和部分信息交換，其包括有作為基本交換單元2與寬帶交換單元1之間信息交互接口的ATM接口模塊，實現所在的基本交換單元的操作、維護、管理功能的從OAM模塊，電話交換(包括ISDN、智能網等功能)模塊、數據圖像模塊等。由于電話交換模塊采用同步轉移模式STM，而寬帶交換單元采用異步轉移模式ATM，為了完成STM與ATM之間的轉換，每個基本交換單元都配備有ATM接口模塊。此外，每個基本交換單元都配備有一個從OAM模塊，使得基本交換單元可以構成一個具有8192用戶和1920條中繼線的獨立交換局，也可以通過光纖拉到遠處成為交換機的遠端無人維護交換單元。而電話交換模塊及數據圖像模塊的配置及其數量則可根據需要靈話設置，如圖1所示，既可在一個基本交換單元內設置兩個電話交換模塊，也可在一個基本交換單元內設置一個電話交換模塊和一個數據圖像模塊，還可在一個基本交換單元內只設置一個數據圖像模塊。
寬帶交換單元與基本交換單元之間采用標準的同步數字系列SDH接口，其速度可以是STM-1(155Mb/s)、STM-4(622Mb/s)或STM-16(2.5Gb/s)。寬帶交換單元可通過一條或多條SDH鏈路作為局間中繼線與通信網中其他ATM交換機相連，以構成寬帶通信網，其間信令采用NNI國際標準信令。ATM接口模塊還具有2Mb/s和25Mb/s標準接口，供寬帶終端或其它通信網接入，這兩種接口可采用UNI或NNI信令。
本發(fā)明已經試驗實施，實施例的寬帶交換單元目前是采用8×8(每條鏈路155Mb/s)交換模塊。如果在基本交換單元中全部安裝交換模塊，目前可提供6.4萬用戶線以及1.6萬條中繼線。如果寬帶交換單元容量擴大至16×16、32×32或更高，并同時將鏈路碼率由STM-1增至STM-4，則交換機總容量可按比例增加，所以，本發(fā)明的體系結構可以保證其交換容量的不斷平滑擴大，原則上沒有限制。
參見圖2，為了保證本發(fā)明整個系統(tǒng)的工作高可靠性以及使寬帶交換單元中的ATM交換網絡不致成為整個系統(tǒng)的“瓶頸”，本發(fā)明對寬帶交換單元中的ATM交換網絡采用多平面寬帶交換網絡的系統(tǒng)結構，各個交換平面采用負荷分擔方式，圖2所示的是一個三平面的系統(tǒng)結構，根據實際應用需要，該平面數量可以增減，但至少為雙平面。每一基本交換單元與另一交換單元進行通信時，可通過ATM接口模塊選擇任一平面進行通信。
本發(fā)明的體系結構可以保證交換機在組網時的高度靈活性，參見圖3。寬帶交換單元1可以與若干個基本交換單元2a、2b構成一個中心交換局3，而與該寬帶交換單元1相連通的其他基本交換單元2c、2d可以遠離中心局，兩者之間通過SDH光纖傳輸系統(tǒng)相連，可以做到數十公里無中繼?；窘粨Q單元2c、2d中的電話交換模塊還可以分出若干個遠端用戶模塊5，每個遠端用戶模塊5與其基本交換單元之間的傳輸碼率為32Mb/s，可以采用34Mb/s的PDH光纖傳輸系統(tǒng)，每個遠端用戶模塊的用戶數為2048。
本發(fā)明的再一特點是其具有多級內部交換功能而保證其交換模塊的高度自治性。每個電話交換模塊內的中繼/用戶群之間的交換由ATM接口模塊完成，內部交換不需用T接線器，ATM接口模塊通過話音接口為每個電話交換模塊提供2048時隙的無阻塞交換。每一基本交換單元可以群為單位拉出遠端用戶模塊，每個遠端用戶模塊配備512×512單T交換網絡，使遠端用戶模塊在其與基本交換單元中的通信鏈路中斷時，可以獨立進行交換。同一基本交換單元中的不同電話交換模塊之間則可以通過ATM接口模塊的信元總線Cellbus進行交換而不必通過寬帶交換單元。因此，即使基本交換單元與中心局(寬帶交換單元)之間的通信聯系全部中斷，也不會影響基本交換單元的內部通信。
本發(fā)明的上述設計方案可保證各級模塊通信的高可靠性以及顯著提高系統(tǒng)的話務處理能力，因為各級模塊的內部通信均可自行完成而不必由上級模塊處理。
如果在大城市或中央匯接局采用大容量的ATM數據交換系統(tǒng)，則本發(fā)明可以經寬帶ATM交換單元直接進入該交換系統(tǒng)，不必通過任何中間適配設備。所以，本發(fā)明的推廣應用有利于STM與ATM系統(tǒng)的綜合以及窄帶網向寬帶網的逐步過渡。
本發(fā)明的控制系統(tǒng)采用全分散式的控制結構，系統(tǒng)內的各功能模塊都配置有獨立處理機控制系統(tǒng)，各處理機之間通過交換機的內部通信網絡進行交互。這種控制方式可使局部失效對全局造成的影響被控制在最低限度，提高了系統(tǒng)工作可靠性。
本發(fā)明已生產出科研樣機進行實施試驗，其總體結構的設計方案達到了發(fā)明目的，該交換機的研制成功可滿足我國通信事業(yè)跨世紀發(fā)展的需求，將為我國大型程控數字電話交換機家族增添一名新成員。
權利要求
1.一種基于異步轉移模式的程控數字電話交換機，其是以寬帶ATM交換為核心的寬帶程控數字電話交換機，其特征在于其是由一個作為該交換機的核心的寬帶交換單元和若干個基本交換單元所組成，每種單元又分別由若干功能模塊構成；其中寬帶交換單元包括有ATM寬帶交換模塊和交換機的主OAM(運行、管理、維護)模塊；基本交換模塊則包括有ATM接口模塊，從OAM(運行、管理、維護)模塊，電話交換模塊和數據圖像模塊；其中ATM接口模塊完成STM與ATM之間的轉換，電話交換模塊和數據圖像模塊完成各類業(yè)務的接入功能；寬帶交換單元與基本交換單元之間采用標準的SDH接口，其速率可以是STM-1(155Mb/s)、STM-4(622Mb/s)或STM-16(2.5Gb/s)；寬帶交換單元通過一條或多條SDH鏈路與通信網中的其他ATM交換機相連，以構成寬帶通信網，其間信令采用NNI國際標準信令。
2.如權利要求1所述的基于異步轉移模式的程控數字電話交換機，其特征在于其中寬帶交換單元中的ATM交換網絡采用多平面寬帶交換網絡的系統(tǒng)結構，各個交換平面采用負荷分擔方式，且上述交換平面的數量應視實際應用需要而增減，但至少為雙平面。
3.如權利要求1所述的基于異步轉移模式的程控數字電話交換機，其特征在于上述寬帶交換單元可采用8×8(每條鏈路155Mb/s)、16×16、32×32或更高的交換模塊，其傳輸速度也可以從STM-1增至STM-16而使交換機的總容量按比例增加。
4.如權利要求1所述的基于異步轉移模式的程控數字電話交換機，其特征在于其中每個基本交換單元中必須配置有一個ATM接口模塊和一個從OAM模塊，而完成各類業(yè)務接入的模塊可根據需要靈活配置。
5.如權利要求1所述的基于異步轉移模式的程控數字電話交換機，其特征在于其中基本交換單元可以通過光纜拉到遠處，成為遠端無人維護交換單元。
6.如權利要求1所述的基于異步轉移模式的程控數字電話交換機，其特征在于其中每個基本交換單元中的不同交換模塊之間可以通過ATM接口模塊的信元總線(Cellbus)直接進行交換而不必通過寬帶交換單元。
7.如權利要求1所述的基于異步轉移模式的程控數字電話交換機，其特征在于上述每個基本交換單元可以群為單位拉出安裝遠端用戶模塊，每個遠端用戶模塊配備512×512單T交換網絡，每個遠端用戶模塊與基本交換單元之間的傳輸碼率為32Mb/s，可以采用34Mb/s的PDH光纖傳輸系統(tǒng)，每個遠端用戶模塊的用戶數為2048。
8.如權利要求1所述的基于異步轉移模式的程控數字電話交換機，其特征在于其中每個電話交換模塊內的中繼/用戶群之間的交換由ATM接口模塊完成，該ATM接口模塊通過話音接口為每個電話交換模塊提供2048時隙的無阻塞交換，而不需使用T接線器。
9.如權利要求1所述的基于異步轉移模式的程控數字電話交換機，其特征在于該交換機控制系統(tǒng)采用全分散式的控制結構，系統(tǒng)內的各功能模塊都配置獨立的處理機控制系統(tǒng)，各處理機之間通過交換機的內部通信網絡進行交互。
全文摘要
一種基于異步轉移模式的程控數字電話交換機,是由一個作為該交換機核心的寬帶交換單元和若干個基本交換單元所組成;其中寬帶交換單元包括有:ATM寬帶交換模塊和交換機的主OAM(運行、管理、維護)模塊;而完成各類業(yè)務接入和部分信息交換的基本交換單元則由ATM接口模塊、從OAM模塊、電話交換模塊和數據圖像模塊所組成。本發(fā)明可同時提供多種業(yè)務,交換容量可從數千門達到數十萬門,能高度靈活構建不同通信網,交換能力強,可滿足我國跨世紀通信事業(yè)的發(fā)展需求。
文檔編號H04Q3/54GK1221275SQ9810324
公開日1999年6月30日 申請日期1998年7月17日 優(yōu)先權日1998年7月17日
發(fā)明者陳俊亮, 程時端, 宋茂強, 龔向陽, 柯宏力, 張鵬, 周泳, 褚立文, 郭雷, 艾波 申請人:北京郵電大學, 南方通信(惠州)實業(yè)有限公司