专利名称：宽带综合业务异步传输模式交换机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及通信领域中的一种宽带综合业务异步传输模式(简称ATM)交换机，特别可作为干线节点进行组网，也可作为接入节点接入上级宽带交换机，以及能够利用无线传输设备(如散射、微波、卫星等)进行组建网络通信。
背景技术：
目前市场的交换机均属于窄带交换机，主要应用于电话交换和少量数据交换，不能传输话音、传真、数据、图像、视频等综合业务，也不能与无线传输设备进行组网通信，因此给用户通信、传输业务等造成一定的局限性，特别是一些特殊场合，现有的交换机无法满足用户通信需求。
本实用新型所要解决的技术问题就是提供一种能实现话音、传真、数据、图像、视频等多媒体共享与交换的综合平台、及具有多种业务接口和中继传输接口的宽带综合业务异步传输模式(ATM)交换机，且本实用新型还具有能无线组网、性能稳定可靠、集成化程度高、电路简单、抗干扰能力强等优点。
本实用新型所要解决的问题由下列技术方案实现本实用新型它由时钟电路1、时钟总线2、通信总线3、电源模块4、交换矩阵5、E1电路仿真接口6、以太网接口7、帧中继接口8、主控器9、E1无线ATM接口10、E1标准ATM接口11、ATM光接口12，其中交换矩阵5出入端口1、2、3、5、6、7分别通过数据总线串接E1电路仿真接口6、以太网接口7、帧中继接口8、E1无线ATM接口10、E1标准ATM接口11、ATM光接口12后与外接用户接口A、B、C、D、E、F端口连接、出入端口4通过数据总线与主控器9连接，时钟电路1出入端口1、2分别通过通信总线3、时钟总线2与各部件通信信号端口、时钟信号端口连接，电源模块4出端+V电压端与各部件电源入端连接。
本实用新型交换矩阵5由交换模块13构成；E1电路仿真接口6由信头翻译模块14、适配模块15构成；以太网接口7由信头翻译模块16、客户机模块17构成；帧中继接口8由信头翻译模块18、互通模块19构成；主控器9由主控模块20、21构成；E1无线ATM接口10由信头翻译模块22、参数控制及复接模块23、编解码成帧模块24、驱动器25构成；E1标准ATM接口11由信头翻译模块26、参数控制及复接模块27、E1成解帧模块28、驱动器29构成；ATM光接口12由信头翻译模块30、参数控制及复接模块31、STM-1成帧模块32、驱动器33构成，其中交换模块13出入端1至14脚、15至28脚、29至42脚、43至56脚、57至70脚、71至84脚分别通过14根总线与各信头翻译模块14、16、18、22、26、30各出入端1至14脚连接、出入端85至98脚、99至112脚分别通过14根总线与主控模块20、21各出入端1至14脚连接、入端115脚与电源模块4出端+V电压端连接、入端116脚接地端；主控模块20、21各15至28脚分别通过14根总线相互连接、各入端30脚与电源模块4出端+V电压端连接、各入端31脚接地端；信头翻译模块14、16、18、22、26、30各出入端15至40脚分别通过26根总线与适配模块15、客户机模块17、互通模块19参数控制及复接模块23、27、31各出入端1至26脚连接、各入端41脚与电源模块4出端+V电压端连接、各入端42脚接地端；适配模块15出入端27至42脚分别通过16脚总线与外接用户E1接口A1至A16端口连接，客户机模块17出入端27至42脚分别通过16根总线与外接用户以太网接口B1至B16端口连接，互通模块19出入端27至73脚分别通过47根总线与外接用户帧中继接口C1至C47端口连接，适配模块15、客户机模块17互通模块19各入端75脚与电源模块4出端+V电压端连接、各入端76脚接地端；参数控制及复接模块23、27、31各出入端27至52脚分别通过26根总线与编解码成帧模块24、E1成解帧模块28、STM-1成帧模块32各出入端1至26脚连接、各入端53脚与电源模块4出端+V电压端连接、各入端54脚接地端，编解码成帧模块24、E1成解帧模块28、STM-1成帧模块32各出入端27至38脚分别通过12根总线与驱动器25、29、33各出入端1至12脚连接、各39脚与电源模块4出端+V电压端连接、各入端40脚接地端，驱动器25、29各出入端13至28脚分别通过16根总线与外接E1接口D1至D16、E2至E17端口连接、各入端29脚与电源模块4出端+V电压端连接、各入端30脚接地端，驱动器33各出端13至16脚分别通过4根总线与外接光纤接口F1至F4端口连接、入端17脚与电源模块4出端+V电压端连接、入端18脚接地端，时钟电路1通过时钟总线2、通信总线3与各部件相应管脚连接。
本实用新型相比背景技术具有如下优点1、本实用新型交换模块13具有综合业务接入和交换平台，因此能实现话音、传真、数据、图像、视频、多媒体共享和综合业务传输通信，并且还有多种业务接口，完成多种业务通信传输。
2、本实用新型设置的E1电路仿真接口6、以太网接口7、帧中继接口8、EI无线及标准ATM接口10、11、ATM光接口能实现局域网互连，以及主控器9具有很强的抗信道突发误码纠错功能，实现无线、光纤、电缆引接等多种手段组网，及抗干扰能力强。
3、本实用新型各电路采用模块电路制作，集成化程度高，电路简单，性能稳定可靠，能进行自检和链路测试功能，可操作性强。
图1是本实用新型的电原理方块图。
图2是本实用新型交换矩阵5、E1电路仿真接口6、以太网接口7、帧中继接口8、主控器9、E1无线ATM接口10、E1标准ATM接口11、ATM光接口12的电原理图。
具体实施方式
参照图1、图2，本实用新型由时钟电路1、时钟总线2、通信总线3、电源模块4、交换矩阵5、E1电路仿真接口6、以太网接口7、帧中继接口8、主控器9、E1无线ATM接口10、E1标准ATM接口11、ATM光接口组成，实施例按图1电原理方块图结构连接线路。时钟电路1作用是跟踪、锁定ATM交换机的外输入时钟信号、线路时钟信号，并向各业务单元提供19.44MHZ、2.048MHZ的时钟信号，通过时钟总线2、通信总线3与各部件通信信号端口、时钟信号端口连接，实施例时钟电路1采用市售通用的时钟模块器件制作，可接收2路外同步时钟和5路线路定时信号，其中外同步时钟为2.048MHZ，线路定时信号2路为19.44MHZ、3路为2.048MHZ。实施例时钟总线2、通信总线3均采用市售通用的总线电路模块制作。本实用新型电源模块4作用提供整个交换机的直接工作电压，实施例采用市售通用集成稳压直流电源模块制作，其输出+V电压为+3.3V。
本实用新型交换矩阵5作用是它组成16端口×16端口的交换矩阵完成ATM信元的三级无阻塞交换，它由交换模块13构成。其工作原理是由无阻塞16×16端口的交换矩阵实现信元交换，每端口可支持200Mbit/s的吞吐量，业务总交换容量为2.5Gb/s，交换电路的每一个输入、输出端口对应1个业务单元或中继接口板，各单元板之间通过交换实现虚电路的交叉连接，实施例交换模块13采用市售WAC-188A型专用交换芯片制作。
本实用新型E1电路仿真接口6作用是根据国际电信联盟(ITU-T)1.363.1标准要求，完成电路类型业务1类适配(AAL1)功能，适配方式有结构化方式和非结构化两种。它由信头翻译模块14、适配模块15构成，其工作原理信头翻译模块14完成输入和输出信元的交换排队、信元虚通路和虚通道的当前值替换、信元端口广播、OAM扦入和提取等功能。适配模块15完成各业务板级的端口、虚电路广播、实现信元的复制，实施例信头翻译模块14采用市售WAC-187B型专用信头芯片制作，适配模块15采用市售可编程逻辑器件FPGA制作。
本实用新型以太网接口7作用符合ITU-T 1.363.5标准的5类适配(AAL5)功能及多协议客户机(LEC、MPC)、地址解析协议(ARP)、反向地址解析协议(IARP)功能。它由头翻译模块16、客户机模块17构成，其工作原理根据以太网仿真标准、ATM上的多协议标准实现ATM中的以太网功能，在AAL层与高层之间加入局域网仿真层，该层向上满足局域网的规范，向下满足ATM规范，有四个以太网接口，完成以太网接口之间的数据交换，实现客户机(LEC)的数据转发功能。实施例信头翻译模块16采用市售WAC-187B型专用信头芯片制作，客户机模块17采用市售可编程器件FPGA和MPC806型微处理器芯片制作。
本实用新型帧中继接口8作用完成帧中继与ATM网络互通、业务互通及拥塞控制功能，以及完成ITU-T 1.363.5标准的5类适配(AAL5)功能。它由信头翻译模块18、互通模块19构成，其工作原理是承载数据终端业务(IP)的方式是PVC，并用来进行组网，当在ATM中传输帧中继时，需要将帧中继的数据包按照AAL5适配标准适配为ATM信元，并完成帧中继PVC的DLCI与ATM的PVC的VPI/VCI的映射关系。实施例信头翻译模块18采用市售WAC-187B型专用信头芯片制作，互通模块19采用市售可编程逻辑器件FPGA和MPC8260型微处理器芯片制作。
本实用新型主控器9作用是ATM交换机数据库软件、控制软件、MPS软件、路由软件等软件系统的运行平台，执行维护终端下发的控制和配置命令，完成对交换机的数据配置，实现主控与各业务单元的通信，并实施控制和数据下发，它由主控模块20、21构成，其工作原理是交换机的软件控制中心，所有的数据库软件、网管代理软件、SAR软件等都运行于主控单元。另外，主控单元通过HDLC总线方式与各业务单元进行通信，传输各业务的控制信息、配置信息及接收各单元的上报信息。实施例主控模块20、21采用市售可编程逻辑器件FPGA和PM7355型专用主控芯片制作。
本实用新型E1无线ATM接口10作用是完成无线ATM信元的RS(62、50、12))编解码功能、及完成标准ATM信元和无线ATM信元的相互转换功能、完成无线ATM信元的ITU-T G.704 E1帧结构的承载功能，它由信头翻译模块22、参数控制及复接模块23、编解码成帧模块24、驱动器25构成，其工作原理信元编码的主要目的是对经过信道传输后的信元进行纠错控制，防止信元差错，造成数据丢失和误插入。在该电路中采用了具有抗突发误码能力的RS编码，编码格式为RS(62、50、12)。该种编码可以对不超过6个字节错误的完整信元进行纠错，并且可以对不超过12字节错误的信元进行检错。实施例信头翻译模块22采用市售WAC-187B型专用信头模块制作，参数控制及复接模块23采用市售WAC-186B、WAC-185B型专用芯片制作，编解码成帧模块24采用市售可编程逻辑器件FPGA制作，驱动器25采用市售通用驱动集成块器件制作。
本实用新型E1标准ATM接口11作用是完成符合ITU-T G703标准的驱动、时钟恢复、线路编码功能、完成链路层的成、解帧及线路维护功能、完成多端口ATM信元复用、分接功能。它由信头翻译模块26、参数控制及复接模块27、E1成解帧模块28、驱动器29构成，其工作原理E1的帧结构符合ITU-T G.704标准，检帧同步过程符合G.706标准、信元映射符合G.804标准，信元映射E1帧时，依次完成信头的HEC产生、净荷加扰、速率解耦等，在接收侧，再完成相应的反过程。实施例信头翻译模块26采用市售WAC-187B型专用信头模块制作，参数控制及复接模块27采用市售WAC-186B、WAC-185B型专用UPC及复接芯片制作，E1成解帧模块28采用市售PM7344型专用成帧芯片制作，驱动器29采用市售通用的驱动集成块制作。
本实用新型ATM光接口作用是完成符合ITU-T G.957标准的接口驱动、时钟恢复、线路编码功能、完成链路层的成、解帧及线路维护功能、及完成ATM信元到STM-1的映射承载和解载功能。它由信头翻译模块30、参数控制及复接模块31、STM-1成帧模块32、驱动器33构成，其工作原理STM-1成帧部分采用ITU-T G.707标准，信元映射符合I.432.2建议，信元映射及检测过程与E1帧的处理过程相似。另外，该部分电路还要完成复接段、通道段的F3层OAM处理、指针调整等过程。在线路端口，STM-1电路与光收发模块连接，连接电平为PECL电平，光发送模块配置为单模，波长为1310nm，驱动能力15km。实施例信头翻译模块30采用市售WAC-187B型专用信头芯片制作，参数控制及复接模块31采用市售WAC-186B、WAC-185B型专用UPC及复接芯片制作，STM-1成帧模块32采用市售PM5348型成帧专用芯片制作，驱动器33采用市售通用的驱动集成块制作。图2是本实用新型交换矩阵5、E1电路仿真接口6、以太网接口7、帧中继接口8、主控器9、E1无线ATM接口10、E1标准ATM接口11、ATM光接口12的电原理图，实施例按图2连接线路连接组装成本实用新型。
本实用新型安装结构如下把图1、图2中各部件电路元器件及图中连接线路分别安装在15块尺寸长×宽为290×280毫米的印刷板上，然后把15块印制板安装在长×宽×深为665×482×460毫米的机箱内，在机箱的前面上安装电源开关及进风口，在机箱的后面板上安装与外接用户连接口A、B、C、D、E、F端口的电缆扦座，组装成本实用新型。
权利要求1.一种宽带综合业务异步传输模式交换机，它包括时钟电路(1)、时钟总线(2)、通信总线(3)、电源模块(4)，其特征在于还包括交换矩阵(5)、E1电路仿真接口(6)、以太网接口(7)、帧中继接口(8)、主控器(9)、E1无线ATM接口(10)、E1标准ATM接口(11)、ATM光接口(12)，其中交换矩阵(5)出入端口1、2、3、5、6、7分别通过数据总线串接E1电路仿真接口(6)、以太网接口(7)、帧中继接口(8)、E1无线ATM接口(10)、E1标准ATM接口(11)、ATM光接口(12)后与外接用户接口A、B、C、D、E、F端口连接、出入端口4通过数据总线与主控器(9)连接，时钟电路(1)出入端口1、2分别通过通信总线(3)、时钟总线(2)与各部件通信信号端口、时钟信号端口连接，电源模块(4)出端+V电压端与各部件电源入端连接。
2.根据权利要求1所述的宽带综合业务异步传输模式交换机，其特征在于交换矩阵(5)由交换模块(13)构成；E1电路仿真接口(6)由信头翻译模块(14)、适配模块(15)构成；以太网接口(7)由信头翻译模块(16)、客户机模块(17)构成；帧中继接口(8)由信头翻译模块(18)、互通模块(19)构成；主控器(9)由主控模块(20)、(21)构成；E1无线ATM接口(10)由信头翻译模块(22)、参数控制及复接模块(23)、编解码成帧模块(24)、驱动器(25)构成；E1标准ATM接口(11)由信头翻译模块(26)、参数控制及复接模块(27)、E1成解帧模块(28)、驱动器(29)构成；ATM光接口(12)由信头翻译模块(30)、参数控制及复接模块(31)、STM-1成帧模块(32)、驱动器(33)构成，其中交换模块(13)出入端1至14脚、15至28脚、29至42脚、43至56脚、57至70脚、71至84脚分别通过14根总线与各信头翻译模块(14)、(16)、(18)、(22)、(26)、(30)各出入端1至14脚连接、出入端85至98脚、99至112脚分别通过14根总线与主控模块(20)、(21)各出入端1至14脚连接、入端115脚与电源模块(4)出端+V电压端连接、入端116脚接地端；主控模块(20)、(21)各15至28脚分别通过14根总线相互连接、各入端30脚与电源模块(4)出端+V电压端连接、各入端31脚接地端；信头翻译模块(14)、(16)、(18)、(22)、(26)、(30)各出入端15至40脚分别通过26根总线与适配模块(15)、客户机模块(17)、互通模块(19)参数控制及复接模块(23)、(27)、(31)各出入端1至26脚连接、各入端41脚与电源模块(4)出端+V电压端连接、各入端42脚接地端；适配模块(15)出入端27至42脚分别通过16脚总线与外接用户E1接口A1至A16端口连接，客户机模块(17)出入端27至42脚分别通过16根总线与外接用户以太网接口B1至B16端口连接，互通模块(19)出入端27至73脚分别通过47根总线与外接用户帧中继接口C1至C47端口连接，适配模块(15)、客户机模块(17)互通模块(19)各入端75脚与电源模块(4)出端+V电压端连接、各入端76脚接地端；参数控制及复接模块(23)、(27)、(31)各出入端27至52脚分别通过26根总线与编解码成帧模块(24)、E1成解帧模块(28)、STM-1成帧模块(32)各出入端1至26脚连接、各入端53脚与电源模块(4)出端+V电压端连接、各入端54脚接地端，编解码成帧模块(24)、E1成解帧模块(28)、STM-1成帧模块(32)各出入端27至38脚分别通过12根总线与驱动器(25)、(29)、(33)各出入端1至12脚连接、各39脚与电源模块(4)出端+V电压端连接、各入端40脚接地端，驱动器(25)、(29)各出入端13至28脚分别通过16根总线与外接E1接口D1至D16、E2至E17端口连接、各入端29脚与电源模块(4)出端+V电压端连接、各入端30脚接地端，驱动器(33)各出端13至16脚分别通过4根总线与外接光纤接口F1至F4端口连接、入端17脚与电源模块(4)出端+V电压端连接、入端28脚接地端，时钟电路(1)通过时钟总线(2)、通信总线(3)与各部件相应管脚连接。
专利摘要本实用新型公开了一种宽带综合业务异步输模式交换机，它涉及通信领域中的ATM交换机装置。它由时钟电路、E1仿真接口、以太网接口、帧中继接口、交换短阵、主控器、E1无线及标准ATM接口、ATM光接口、电源等部件组成。它能实现话音、传真、数据、图像、视频等多媒体共享交换的综合平台、及具有多种业务接口和中继传输接口，还能进行无线组网等宽带ATM通信。本实用新型还具有配置灵活，信元纠错，性能稳定可靠，集成化程度高，电路简单，抗干扰能力强等优点，特别可作为干线节点进行组网及无线组网的ATM交换机。
文档编号H04L12/42GK2641932SQ0326996
公开日2004年9月15日 申请日期2003年9月24日 优先权日2003年9月24日
发明者王俊芳, 刘增辉, 妥艳君, 王占河, 宋合昕, 齐中杰, 刘玉贞, 张林杰, 王晓苹, 张学敏, 张伟, 杨国瑞, 胡广文, 黄天章, 李文江, 陈凤祥, 李吉良, 陈建波, 韩春刚, 周三友, 邓炜, 马彦恒, 米建峰, 苗正, 赵增辉 申请人:中国电子科技集团公司第五十四研究所