使用E1接口实现集群系统与PSTN的互联

    在我们原有的模拟集群系统中，每一个有线接口单元只能提供2路话音通道，在完成数字化后，一个单元可以提供30路话音通道。这样可以在提高系统性能和完善功能的前提下，大大减少设备体积和维护复杂程度。系统的结构如图1所示。

    要完成一个呼叫过程，还要处理或传递用户呼叫（摘机占用、拨号）、应答（被叫摘机）、交换机的信号（拨号音、忙音、回铃音、振铃）等信令信号。PCM基群除传送语音声频带内的信令信号如记发器信号，还要传送带外信令信号（如线路信号）。根据PCM30／32系统帧结构，在F1～F15帧的时隙可用于传送30个话路的随路信令信号。本设计中的记发器信号由TELTONE公司的M－976产生。

    数字中继接口单元由最小微机系统、地址译码逻辑电路、总线驱动电路、并行扩展接口电路、数字中继接口芯片MT－9075以及多频互控接口芯片M－976等部分构成。其框图如图2所示。

    最小微机系统由MCS－51系列单片机8031和地址锁存器74LS573及EPROM 27C256等组成。最小微机系统通过输入输出口8255接收数据集中器发出的系统计算机的控制信息，并向数据集中器发送E1接口板的工作状态和数据信息。74LS245、74LS244总线驱动器将内部数据线与数据集中器数据总线隔离。地址译码电路由四位拨动开关、异或门和一片可编程阵列GAL16V8组成。该电路将数据集中器发出的地址信息进行译码，产生8255的控制信号、总线驱动器的输出使能信号、复位信号等。8031的外部中断0－INT0接至8255PA口IBFA信号端，当数据集中器向E1板发送信息时产生中断。MT9075中断信号输出IRQ接至8031的外部中断1－INT1。MT9075内部任一中断源产生中断都将引起8031的INT1中断。74LS138根据8031的地址信息产生片选信号。最小微机系统控制功能如下：控制8255与数据集中器交换信息；检测E1接口工作状态；插入线路信号；控制MFC信令的收发。

    MT9075的时钟源、模拟链路接口都采用MITEL公司推荐的电路。微处理器接口模式选择INTEL模式；MASTER／SLAVE选MASTER；交换单元提供的系统时钟C4b用于ST－BUS及发送串行PCM数据，Fob作为帧同步信号。由于交换单元提供了256×256路（8码流×32时隙）的交换能力，为增加MT－9075的灵活性，采用DIP开关方式来选择码流。

    MT－9075是高集成度PCM30／32路系统基群复接芯片，具有以下特点：插入及提取帧同步；插入及提取ABCD信令码；接口码型可选或AMI码；线路接收和驱动；时钟提取；帧同步码及错误计数；两帧容量的弹性缓存器；单通道或所有通道的内部自环。

   M－976MFC编解码器该编解码器特点如下：适用于中国R2MF信令系统；A率PCM数字输入；与微处理器接口；二进制或6中取2格式可选；可编程前后向模式；可编程控制模式；标准串行通信总线。

    选用交换单元提供的系统时钟CLK2M做为ST－BUS接收和发送串行数据的位时钟，交换单元提供的8K路脉冲做为接收和发送帧脉冲。8031的读写脉冲与CS1或CS2相摶驍后产生两片M－976的读写信号。74LS240将MT9075的信号丢失（LOS）信号和M－976的发缓冲器满（TBLF）、收缓冲器空（RBLE）信号驱动后送发光二极管。

    2 工作原理

    2.1 接续过程

    E1接口板提供了集群系统与市话网通信的数字中继接口，处理有线用户和无线用户的呼叫请求、信令的收发等。无线用户与有线用户的接续过程如下：

    · 无线用户呼叫有线用户

    当某一无线用户呼叫市话有线用户时，数据集中板将系统计算机的接续指令、话路号码及有线用户号码传送给E1接口板，E1接口板MPU控制MT9075在指定话路发前向占用信号，对端发后向占用证实信号，E1板MPU检测到后向占用证实信号后，控制M－976发前向信号开始互控过程。如KB信号指示被叫用户示闲，E1板上报中控机被叫用户示闲，中控机命令信号音板给无线方送回铃音。E1板检测该路线路信令，被叫摘机时上报中控机，中控机命令信号音板停送回铃音。E1板继续检测该路线路信令，被叫挂机时上报中控机，结束本次无线用户呼叫有线用户的接续过程。

    · 有线用户呼叫无线用户

    有线用户呼叫无线用户时，E1板检测到对端某路线路信号发生变化，如果是前向占用信号，则回送后向占用证实信号并上报中控机，然后接收对端的ＭＦ前向信号开始互控过程。收齐被叫号码之后上报中控机，中控机检查被叫空闲下发指令，E1板发后向KB信号向对端指示被叫用户示闲。中控机检查被叫无线用户应答后下发指令，E1板发后向被叫应答线路信号。E1板继续检测该路线路信令，主叫挂机时上报中控机，结束本次有线用户呼叫无线用户的接续过程。

    2.2 记发器信号

    局间记发器信号是完成电话自动接续所需的控制信号，主要包括选择路由所需的地址信号（被叫号码）和管理维护电话网所需的操作信号。与线路信令不同的是记发器信令是在用户通话之前传送，因而可以利用话音回路并占据整个话音频带实现这种信令的传送。目前各国广泛采用传送速度快、有检错能力的带内多频信号作为局间记发器信令。带内多频信号按其具体传送方式可分为脉冲方式（非互控方式）、脉冲证实方式（半互控方式）与互控方式。脉冲方式是以单向、不互控（既无后向证实信号）、逐段转发的形式，传送表示被叫号码的多频脉冲信息；脉冲证实方式是在每次传送前向多频脉冲信息后，回送一个后向证实脉冲信号，适合于端到端形式信号传送；互控方式是每送一前向信息都需要加以证实，连续的传送前向和后向多频互控信号，适合于端到端形式信号的传送。我们采用的是全互控方式，既每送一个前向信息都需加以证实，（中国1号信号系统的记发器信号编码标准属于全互控方式）互控信号的传送分四节拍进行：

    第一拍：发端发送前向信息。

    第二拍：收端接收和识别后，强制回送一个后向证实信号，以表示已收到前向信息，并指示下一步发送何种前向信息，例如是否发送长途区号。

    第三拍：发端收到和识别后向证实信号后，停发前向信息，以此表示收到后向证实信号，同时把收到的后向证实信号记存下来。

    第四拍：收端检验出这一前向信息已停发，停发后向信号。

    发端识别后向信号已停发，于是根据刚才收到的后向信号的要求，发送下一位前向信号，从而开始第二个四拍互控周期。

    我国记发器信号分为前向和后向两种，采用120Hz等差级频。前向有6个频率，分别为1380Hz、1500Hz、1620Hz、1740Hz、1860Hz、1980Hz，采用六中取二的编码方式，最多可组成15种信号。后向4个频率，分别为780Hz、900Hz、1029Hz、1140Hz，按四中取二的编码方式，最多可组成6种信号。考虑到试验调试的方便性采用了E1接口测试仪Sunset E10进行E1接口的模拟[4]，Sunset E10可以提供E1接口呼叫过程的信令和流程。

    3 E1接口板的控制程序流程图

    E1接口板在中央控制机的控制下完成系统用户的所有通信要求，通信协议如下：

    ·E1板上报状态信息

    数据长度：5

    数据格式： ＢＵＦＦＥＲ[0]=１：命令

ＢＵＦＦＥＲ[1]  ……[4]

    · 中控机下发查询E1板状态命令

    数据长度：１

    数据格式：ＢＵＦＦＥＲ[0]=８；命令

    · 中控机下发无线呼有线接续命令

    数据长度：不定（命令1字节、信道号和976芯片号1字节、电话号码个数1字节、电话号码N字节）。

    数据格式：ＢＵＦＦＥＲ[0]=6：命令

    ＢＵＦＦＥＲ[1]=ＸＸ：信道号和976芯片号

    ＢＵＦＦＥＲ[2]=ＹＹ 电话号码个数

    ＢＵＦＦＥＲ[3]……[３＋Ｎ]电话号码

    E1接口的单元控制流程如图3所示。

    总之，通过调试，本E1接口完全达到了设计的要求，该接口与数字交换模块互联，完成了系统内部与外部的通信实验经过Sunset E10检测与调试，可以完成30路PCM电话的传输。