专利名称：一种数字用户环路集中机系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种以交换功能为特征的网络系统，更确切地说是涉及一种-数字用户环路集中机系统。
通常每部电话机要通过一对用户线与电话局连接，统计表明电信线路投资费用占电信总投资的40%-70%，而用户线路的利用率仅为7%-14%，因此节省线路投资、提高线路利用率是通信中的一大课题。
利用用户环路集中器是解决有号缺线、减少线路建设费用的一种有效办法。
用户环路集中器系统由局端机、远端机及其传输线路组成。局端机安装在电话局内与电话交换机连接，远端机安装在远离电话局但离用户既集中又近的地方，与若干电话用户连接，两端机间由数量较少的用户线连接。
目前通信领域范围内用户环路集中机中具有代表性的产品有两种，一种是美国AT&T公司生产的SLC120型数字用户环路集中机(DSLC，其局端机包括与市话交换机连接的用户接口、数字时分复用电路、与传输线路连接的光端机以及对上述三个功能部件进行控制的CPU;其远端机包括与传输线路连接的光端机、数字时分复用电路、与电话用户连接的用户接口，以及对上述三个功能部件进行控制的CPU。其传输线可用光缆或普通用户电缆，但使用光缆使成本提高，而使用普通用户电缆时每1.6公里要增设一个再生中继器。另一种产品是邮电部长春电话设备厂生产的HP16型用户线路集中器，其局端机包括与市话交换机连接的用户接口、集中网络、与传输线路连接的中继接口以及对上述三个功能部件进行控制的CPU，其远端机包括与传输线路连接的中继接口、集中网络、与电话用户连接的用户接口以及对上述三个功能部件进行控制的CPU。由于没有数字时分复用技术、数字网络接口(DNIC)以及内呼功能，只能适用于低话务量的场合。
本发明的目的是设计一种数字用户环路集中机系统，系统中所连接的电话用户与系统外的其他电话用户一样使用电话局发放的等位号，且其呼入与呼出与其他普通电话用户一样，拨一次某等位号即可，系统中各电话用户间的呼入呼出可由市话局直接计费，系统中平均一对中继环路线可扩增8个电话用户，具有高集中比、大话务量及低呼损率的技术特点。
本发明的数字用户环路集中器系统，由局端机、中继环路线、远端机构成，局端机包括与市话交换机连接的市话用户接口、与中继线路连接的数字中继网络接口，两接口间的电子交换矩阵和CPU控制部件，远端机包括与中继环路线连接的数字中继网络接口，与电话用户连接的远端用户接口，两接口间的电子交换矩阵及其CPU控制部件，其特征在于1)所述局端机的电子交换矩阵是由既有集中又有交换的矩阵网络和具有压缩编译码功能的数字多路时分复用系统所构成;
2)所述远端机的电子交换矩阵是由既有集中又有内部交换的矩阵网络和具有压缩编译码功能的数字多路时分复用系统所构成;
3)所述的数字中继网络接口是由模拟和数字信号处理相结合的高速、宽带数据传输系统所组成;
4)所述的中继环路线为普通不加感用户电缆，每对用户线含若干路数字话音信道和一条高速公共数据信令信道。
局端机与远端机间的这条高速公共数据信道，以全双工的方式相互传送各种信令，两端机间的数字复用及数字网络接口所构成的若干个数字话音信道以按需分配的方式分配给各个用户使用，远端机具有内部交换功能，并保证电话局实时计时、计费。
本发明的数字用户环路集中机系统，远端机电话用户作主叫时，其信号流程及接续过程用下列主要步骤远端机用户接口检测到用户摘机信号，远端CPU通过数字信令信道将该用户摘机信息通知局端CPU，局端CPU分配给它一个空闲的数字话音信道，并将该用户相应的局端用户口摘机，同时，通过数字信令信道将分配给该用户的数字信令信道告知远端CPU，远端CPU将该用户经集中交换网络接续到相应空闲的数字话音信道，主叫用户即时听到拨号音，主叫用户开始拨号，远端CPU收号，并即时通过信令信道通知局端CPU所拨被叫用户号码，局端CPU在该用户口拨出相应的被叫用户号码，同时识别被叫用户是否为本集中机系统内部的某一个用户，被叫用户摘机，若判为是该集中机内部的某一个用户时，将通知远端CPU，远端CPU将主、被叫用户以内部交换的方式接续，并释放局端机与远端机间的数字话音信道，局端CPU将局端机的主、被叫用户置成忙状态，直至主、被叫挂机。若局端CPU识别被叫用户为集中机外的用户时，主、被叫按常规通话，通话毕，主叫挂机，远端CPU通知局端CPU，局端该用户口挂机，分配给它的数字话音信道释放，另供其它用户使用。
远端机电话用户作被叫时，其信号流程及接续过程是采用下列主要步骤局端机CPU从局端某一用户检测到振铃信号，将一个数字话音信道提供给该用户，并通过公共数据信道通知远端机CPU，远端机CPU对相应用户发振铃信号，同时接通相应的数字话音信道，被叫摘机通话直至主叫挂机，释放相应的数字话音信道。
下面结合附图进一步说明本发明的技术
图1.HP16型用户集中器系统组成方框2.SLC-120数字用户环路集中机系统组成方框3.本发明的数字用户环路集中机系统组成方框原理4.图3中数字网络接口DNIC内部结构方框原理图参见图1，国内长春电话设备厂生产的HP16型用户集中器局端机100包括市话用户接口101、集中网络102、中继接口103和CPU104，市话用户接口101通过A、B线与市话交换机连接。
远端机200包括中继接口201、集中网络202、用户接口203和CPU204，两端机间中继线300。其存在的主要问题前已述及不再赘述。
参见图2，美国AT&T公司生产的SLC-120型数字用户环路集中机系统，局端机400包括市话用户接口401、数字时分复用电路402、光端机403和CPU404。
远端机500包括光端机501、数字时分复用电路502、用户接口503和CPU504，两端机间中继线为光缆600，其存在的主要问题前已述及不再赘述。
参见图3，局端机700由市话用户接口701、既有集中又有交换的矩阵网络702、具有压缩编译码功能如ADPCM的多路时分复用电路703、数字网络接口DNIC(M)704以及CPU控制705五部分功能部件构成。
远端机800由远端用户接口801、既有集中又有内部交换的矩阵网络802、具有压缩编译码功能如ADPCM的数字时分多路复用电路803、数字网络接口DNIC(S)804以及CPU805五部分功能部件组成。
局端机700的市话用户接口701与市话交换机的A、B线相连接，局端机700与远端机800间由普通用户电缆900连接。
上述数字用户环路集中机的特点是有数字时分复用、数字网络接口及远端机具有内部交换功能。局端机与远端机间的数字网络接口电路可与各种类型的用户电缆相连接，全双工地传输160kbps及其以上速率的数据信号，远端机800具有内部交换功能。
局端机与远端机间有一条高速公共数字信令信道，以全双工方式相互传递各种信令，如控制信令、测试信令以及故障诊断信令等。数字信令采用帧同步结构，局端机为主同步帧，远端机为从同步帧，每帧长为128bits或其整数倍，主同步数字信令又称下行数字信令，从同步数字信令又称上行数字信令，上、下行数字信令在帧结构中用不同编码来区分，其中主要的数字信令是某用户摘/挂机信令、拨号号码信令、拨号毕信令、呼叫某用户信令，接续某路数字语音信道信令，某对方挂机信令，某故障信令，拆某路数字语音信道信令，测试某信令、内呼某信令，特殊功能信令等。
实施例以8个bit代表一个信息，其中4bit纠错、4bit为信令，在4bit信令中，0-9代表拨号码，其余A-F分别代表各种信息如摘/挂机、拨号脉冲、内部交换、振铃等。
数字多路复用语音信道为所有用户的公共语音或数据的信道，是以按需分配方式的原则分配给各个用户使用的。远端机具有内部交换功能，并同时能保证电话局实时计时、计费。
远端机的某一个用户为主叫摘机时，其信令流程及接续过程如下远端机用户接口即时检测到该用户摘机时，远端机的CPU通过公共数字信令信道将该用户摘机信息通知局端机的CPU，局端机的CPU给它分配一个空闲的数字话音信道，将该用户相应的局端用户接口摘机，同时通过公共数字信令信道将分配给该用户的数字话音信道告知远端机的CPU，远端机的CPU将该用户经集中交换网络接续到相应的空闲数字话音信道，主叫用户即时听到拨号音，主叫用户开始拨号，远端机CPU收号，并即时通过数字信令信道将所拨的被叫用户号码通知局端机的CPU。
局端机的CPU在该用户口拨出相应的被叫用户号码的同时，识别被叫用户号码，判断是否为数字用户环路集中机系统内部某一个电话用户，若为外部电话，这时被叫用户摘机，主、被叫即可通话，通话毕，主叫挂机，该挂机信息由公共数字信令信道通知局端机CPU，局端机CPU将该用户口挂机，释放分配给它的数字话音信道，以便供其他用户口使用。
当局端机CPU识别该被叫用户号码时，判为是数字用户环路集中器系统内的电话用户时，在前述主叫与被叫的接续通过市话交换机完成的同时，局端机CPU即时通过公共数字信令信道通知远端机CPU，远端机CPU得知这一信息后，将这两个主、被叫用户以内部交换的方式进行接续，直接将主、被叫用户接通，释放局端机与远端机间的数字话音信道，但局端机的主、被叫用户口示忙，直至他们通话完毕，主叫被叫挂机，这样就保证了电话局对远端机任意两个电话用户间通话的计时计费，同时又省去了数字话音信道。
远端机的某一个用户为被叫时，其信令流程及接续过程是局端机CPU从某一用户口检测到有振铃信号，该CPU将此用户经集中网络接续到一个空闲的数字话音信道，并同时将有关信息通过公共数字信令信息道通知远端机CPU，远端机CPU对相应的用户发出振铃信号，同时接通相应的数字话音信道，在远端机被叫摘机后，远端机CPU通知局端机CPU，局端机CPU将被叫的局端用户口摘机，双方通话，当通话完毕被叫挂机后，远端CPU通知局端CPU，将相应的局端被叫用户口挂机，同时释放局端与远端间的数字话音信道。
参见图4，数字网络接口DNIC为二线口，可实现全双工传输160kbps的高速数据，其组成如图示，其特点是采用模拟和数字信号处理相结合的技术，实现了在普通用户电话线上适应性均衡回波抑制的全双工发送和接收的功能。
4路复用的数字电话信号和信令控制信号由IDL RX经数字线路接口1输入到IDL缓冲存储器2，经扰乱器3、帧结构形成电路4将输入数据变换为随机序列的数据信号，按规定的帧结构将随机序列数据帧结构化，再经过基带数据形成电路5、发送滤波器6和发送驱动器7，将160kbps二进制的数据信号变换为适合用户线路传输的基带数据信号，通过外线接口8送到用户线上传送。从远端送来的基带数据信号和本地发送的基带数据信号中耦合到接收端的回波信号一起输入到基带数据解调器9的输入端，这一部分信号经接收滤波器10输出，与回波抑制器11的输出信号、判决反馈均衡器12的输出信号在∑中相加叠加。回波抑制器11计算接收支路中的回波信号大小，并形成这一信号，再从接收滤波器10输出的信号中减去该回波信号，使∑输出仅剩下远端送来的数据信号，远端信号在传送中形成的相位失真由判决反馈均衡器12校正，∑输出再经数据判决13恢复成160bps的二进制数据信号，该数据信号经解帧及解扰器14后，再经过IDL缓冲器15，数字线路接口1，由IDL TX输出。数字网络接口的控制和状态的实现由一个串联控制口16实现，它是一个标准的微处理器接口，图中17为时钟再生器。
本系统可与程控式、纵横式或步进式各类市局交换机相接，系统组成及相关的主要技术指标见下表。
由于系统具有数字时分复用、DNIC及内部交换等功能，因而获得了高集中比，大话务量及低呼损率，局端机与远端机间仅需一般用户线相连接，当用户电缆线径为0.5mm时，传输距离为5.4km，用户电缆线径为0.4mm时，传输距离为3.6km，无需在线路中安装再生中继器。
本发明的系统可利用原有线路进行电话增容，例如安装一套32门数字用户环路集中机系统，32门电话用户与市话局间仅需3对用户线，可节省27对用户线，而在电话业务服务中却比使用用户小交换机方便实惠得多。
本系统构成的系列化单元可见上表，它小到8门，大到512门，采用分布控制方式，模块化结构的基本单元，例如以32门为基本单元，可构成4×32＝128门，8×32＝256门，16×32＝512门等等数字用户环路集中机系统。其构成方式是除若干个基本单元外，仅需增加主控CPU，公共集中交换矩阵和主系统数字信令信道等。
权利要求
1.一种数字用户环路集中器系统，由局端机、中继环路线、远端机构成，局端机包括与市话交换机连接的市话用户接口、与中继线路连接的数字中继网络接口，两接口间的电子交换矩阵和CPU控制部件，远端机包括与中继环路线连接的数字中继网络接口，与电话用户连接的远端用户接口，两接口间的电子交换矩阵及其CPU控制部件，其特征在于1)所述局端机的电子交换矩阵是由既有集中又有交换的矩阵网络和具有压缩编译码功能的数字多路时分复用系统所构成；2)所述远端机的电子交换矩阵是由既有集中又有内部交换的矩阵网络和具有压缩编译码功能的数字多路时分复用系统所构成；3)所述的数字中继网络接口是由模拟和数字信号处理相结合的高速、宽带数据传输系统所组成；4)所述的中继环路线为普通不加感用户电缆，每对用户线含若干路数字话音信道和一条高速公共数据信令信道。
2.根据权利要求1所述的数字用户环路集中器系统，远端机电话用户作主叫时的信号流程及接续过程的特征是采用下列步骤1)远端机用户接口检测到用户摘机信号，远端CPU将该用户与一个空闲的数字话音信道连接，并通过公共数据信令信道将被叫号码、主叫用户号及该用户所占用的数字话音信道通知局端机CPU;2)局端机CPU将对应的数字话音信道接通，识别被叫用户号，判为集中机系统的某一个用户号时，通过公共数据信令信道将识别信息通知远端机CPU;3)远端机CPU接收该信息，将主、被叫用户以内部交换方式接续，并释放局端机与远端机间的数字话音信道，通知局端机CPU;4)局端机CPU将主、被叫用户口置成忙，直至主叫挂机;5)局端机CPU在1)步骤后将对应的数字话音信道接通，识别被叫用户号判为集中机系统外的用户号时，通知局端机相应的主叫用户口摘机并拨发被叫用户号码，被叫用户摘机后，主、被叫通话，直至主叫挂机，局端CPU使相应的局端该用户口挂机，释放所分配的数字话音信道。
3.根据权利要求1所述的数字用户环路集中机系统的特征是平均一对中继环路线可连接至少8个以上远端机电话用户。
全文摘要
本发明是一种用户环路集中机系统，为充分利用现有中继线进行电话扩容并优于用户交换机性能而设计。包括由市话用户接口、集中网络、数字时分复用、数字网络接口、CPU组成的局端机，由远端用户接口、集中内部交换、数字时分复用、数字网络接口、CPU组成的远端机及两端机间的普通用户电缆。远端机有内部交换功能，其电话用户间的通话也可由电话局计时计费。系列产品一对传输线可增8个用户，有高集中比大话务量低呼损率的优点。
文档编号H04M3/00GK1097913SQ93108699
公开日1995年1月25日 申请日期1993年7月23日 优先权日1993年7月23日
发明者武法正 申请人:武法正