ZXJ10交换系统的硬件组成优化方案

ZXJ10交换机是中兴通讯股份有限公司自主开发研制的大型数字程控交换系统，其各项技术性能指标符合国际电信联盟远程通信标准化组（International Telecommunication Union Telecommunication Standardization Sector，ITU-T）技术规范标准，满足当今网络大容量、少局所、高集成和多功能的需求。ZXJ10交换机具备灵活的组网能力、强大的呼叫处理能力、高可靠性、良好的兼容性和扩展性。单模块独立成局可达12480模拟用户（或6240ISDN用户）和2400条中继；多模块局可有62个外围模块，用户数可达52万。

1.ZXJ10交换系统的总体结构

ZXJ10数字程控交换机具有模块化的硬件结构，从小到大分别由电路板（子单元）、机框（单元）、模块和交换系统4个等级组成，如图1-39所示。

电路单板位于模块化结构的最底层，是组成交换系统的最基本单位，如图1-26所示。子单元是单板或单板中实现某功能的电路集合，从功能上讲，子单元小于等于电路单板；机框是由若干单板组成，完成特定功能的结构，如图1-27所示。单元是机框或机框中实现某功能的单板集合，从功能上讲，单元小于等于机框；模块由各种功能机框构成并可独立实现特定功能，不同模块按需要组合成交换系统。这种模块化的结构提高了交换系统在安装、扩容和设备更新上的灵活性。

图1-39 ZXJ10交换机的模块化结构

2.ZXJ10交换系统的组网方式

ZXJ10交换系统采用模块化结构，所用模块包括交换网络模块（Switching Network Module，SNM）、消息交换模块（Message Switching Module，MSM）、操作维护模块（Operation Maintenance Module，OMM）、外围交换模块（Peripheral Switching Module，PSM）和远端外围交换模块（Remote Switching Module，RSM），其中交换网络模块（SNM）和消息交换模块（MSM）统称为中心模块（Center Module，CM）。

图1-40 ZXJ10单模块局

交换系统功能需求不同，组成系统所用模块的种类和数量也不相同。ZXJ10交换局分为单模块局和多模块局。单模块局由1个外围交换模块（PSM）组成，如图1-40所示。多模块局以1个中心模块（CM）或1个外围交换模块（PSM）作为中心，下挂若干个外围交换模块（PSM）、远端外围交换模块（RSM），如图1-41所示。当以CM为中心时，中心模块不能直接连接RSM。

（1）交换网络模块（SNM）

交换网络模块（SNM）作为多模块局的核心模块，可完成跨模块呼叫。其主要功能是完成PSM/RSM与PSM/RSM之间的话路交换。

（2）消息交换模块（MSM）

消息交换模块（MSM）主要实现各模块之间消息的交换。PSM、RSM、PHM模块经光纤连接到SNM模块，由SNM模块的半固定接续将其中的通信时隙送至MSM，MSM中的MP根据路由信息完成消息的交换。

（3）操作维护模块（OMM）

操作维护模块（OMM）主要完成监控和维护系统需要的数据、业务、话单和测试等工作。

图1-41 ZXJ10多模块局

（4）远端外围交换模块（RSM）

远端外围交换模块（RSM）的功能和PSM功能完全相同，内部结构也相似，区别仅是与上级模块的连接方式不同。

（5）外围交换模块（PSM）

外围交换模块（PSM）是ZXJ10交换机中基本的独立模块，其主要功能是完成本交换模块（PSM）内部的用户之间的呼叫处理和话路交换，将本交换模块（PSM）内部用户和其他交换模块用户之间的呼叫消息和话路接到交换网络模块（SNM）中。对于8K外围交换模块来说，主要的功能单元包括主控单元、交换单元、用户单元、数字中继单元和模拟信令单元，如图1-42所示。

图1-42 外围交换模块的结构

1）主控单元。

主控单元完成模块内部通信的处理以及模块间的通信处理。通过以太网接收后台对本模块的配置、升级并向后台报告状态；通过高速数据链路控制（High level Data Link Control，HDLC）与其他外围交换模块协同完成用户通信的建立、计费和拆路。

ZXJ10交换机的主控单元对所有交换机功能单元、单板进行监控，在各个处理机之间建立消息链路，为软件提供运行平台，满足各种业务需要。

2）交换单元。

程控数字交换机的核心技术是电路交换，所以交换机必须为用户的通话提供交换和传送话音的物理通道。在ZXJ10交换机中，数字交换单元承担了这一角色，它不仅提供交换机所需要的资源，而且要实现话音和消息的交换。交换单元要支持64Kbit/s的动态话路时隙交换，包括模块内、模块间及局间话路的接续。同时，还要支持64Kbit/s的半固定消息时隙交换，实现各功能单元与主处理器之间的消息接续。

3）用户单元。

用户单元是用户与交换机连接的接口单元。一个用户单元可以接入960线模拟用户或480线数字用户，其用户板槽位也可以混插模拟中继板。用户单元中的每块用户板称为一个子单元。

4）数字中继单元。

数字中继是数字程控交换局之间，或数字程控交换机与数字传输设备之间的接口电路。它主要实现码型变换、帧同步时钟提取、帧同步及复帧同步、信令插入和提取以及检测告警等功能。

5）模拟信令单元。

模拟信令单元可以提供的主要功能包括多频互控、双音频收发、产生信号音及语音、显示主叫号码和会议电话等。

3.ZXJ10交换系统的硬件编号

（1）模块的编号

ZXJ10交换系统是模块化结构，基于容量型全分散的控制方式。既可以单模块成局，又可以多模块组网。在组网方式上打破了交换机传统的星形组网方式，采用了多级树形组网方案。模块可以再带模块，各模块地位平等。无论是单模块还是多模块成局，每个模块都有一个模块号。系统最多可包含64个模块，所以模块号从1～64。

在以CM为中心模块的多模块局中，CM由MSM和SNM两个模块组成，MSM的模块号固定为1，SNM的模块号固定为2，其余模块的模块号从3～64；在以PSM为中心模块的多模块局中，作为中心模块的PSM编号为2，其余模块的编号从3～64；对于单模块局，由于只包含1个PSM，所以其模块号固定为2。

（2）机架的编号

机架是安装机框的支架，1个8K外围交换模块（PSM）满配置时包含5个机架，其中1号机架为控制柜，配置所有公共资源以及2个用户和数字中继单元，可以独立工作。其他4个机架为纯用户柜，只配有用户单元，机架号为2～5，如图1-43所示。

（3）机框的编号

机框必须安在机架之上，每个机架有6个框位，编号从下向上依次为1～6，如图1-43所示。

图1-43 ZXJ10程控交换机硬件结构和编号

（4）单板的编号

单板是构成机框的单元，每个机框有27个单板槽位，编号从左向右依次为1～27，如图1-43所示。

4.外围交换模块中的电路单板

外围交换模块（PSM）包括有5类单元，分别为主控单元、交换单元、用户单元、数字中继单元和模拟信令单元。每个PSM必须配1个主控单元，1～26个用户单元，1～2数字中继单元。

（1）主控单元

主控单元由一对主备模块处理器板（MP）、共享内存板（SMEM）、通信板（COMM）、监控板（MON）、环境监控板（PEPD）和控制层背板组成，如图1-44所示。

图1-44 主控单元板位配置

1）二次电源板（POWER A和POWER B）。

ZXJ10交换机中有两类二次电源板，分别为POWER A和POWER B。POWER B板可将输入-48V电源转变为+5V/20A输出，能为控制回路、报警回路提供专用电源，以保证系统可靠安全地运行。POWER A板除具备POWER B板的功能之外，还可以输出75V/25Hz铃流信号。

2）主处理器板（Main Processor，MP）。

主处理器板（MP）是交换机各模块的核心部件，它位于ZXJ10交换机的控制层，设主备两个MP板，互为热备份。MP相当于一个功能强大且低功耗的PIII计算机。配备FLASH电子盘或者10GB以上的硬盘，并具有两个高性能的10M/100M以太网接口。MP板通过两对总线分别与COMM板及SMEM板通信，完成对各板的操控。MP板指示灯的含义如表1-12所示。

表1-12 MP板指示灯的含义

3）共享内存板（Shared Memory，SMEM）。

共享内存板（SMEM）是为主备MP板交换数据而设置的，可暂存主备MP板的数据。SMEM面板有一绿色运行指示灯（RUN），它同时也是电源指示灯，正常时常亮。

4）通信板（Communication，COMM）。

通信板（COMM）的类型包括MPMP、MPPP、STB、V5和U卡通信板，其中MPMP和MPPP板是成对工作的。

MPMP板用于多模块连接，提供各模块MP之间的消息传递通道。一块MPMP板能处理32个通信时隙，并且MPMP板是成对工作的，即一对MPMP板能处理32对通信时隙。一个模块间通信端口由4对通信时隙构成，称为“超级通信端口”。一对MPMP板可以提供8个超级通信端口，如表1-13所示。表中“Mport”为模块间通信端口，“port”为模块内通信端口。

表1-13 MPPP及MPMP板提供的通信端口(www.xing528.com)

MPPP板提供模块内MP与各外围处理子单元处理机（Peripheral Processor，PP）之间的信息传递通道。一块MPPP板能处理32个通信时隙，并且MPPP板也是成对工作的，即一对MPPP也能处理32对通信时隙。一个模块内端口由1对通信时隙构成，称为“普通通信端口”。一对MPPP板能提供32个普通通信端口。用户单元需要占用2个普通通信端口；数字中继单元、模拟信令单元均占用1个普通通信端口；交换网板的接续控制是由MP经15、16槽位MPPP板通过256kbit/s（4×64kbit/s）HDLC信道进行的。接续消息由MP发至15、16槽位的MPPP板，MPPP板将之转发给主备用交换网板，以保证主备用交换网板的接续完全相同。15、16槽位MPPP板使用各自前8个时隙固定用于MP控制交换网板，构成两个超级通信端口（一个端口包含4对时隙），如图1-45所示。此时，15、16槽位MPPP板剩余的24对时隙只能构成24个普通通信端口，如表1-13所示。从表中可以看出，主控单元中的MPPP及MPMP板共向系统提供了98个通信端口：超级通信端口10个，用于模块间消息传递和MP对交换网板的控制；普通通信端口88个，用于MP与除交换网板之外的其他外围单元间消息的传递。

STB板可提供No.7信令消息处理通道。

V5板可提供V5.2信令消息处理通道。

U卡通信板可提供ISDN话务台用户与MP之间的消息传递通道。

5）监控板（Monitor，MON）。

ZXJ10交换机可以进行自身监控，MP通过COMM板实现与各子单元的通信，各子单元能够随时与MP交换状态和告警信息，但也有不少子单元不具备这种通信功能。因此，为了对这些子单元实现监控，系统专门设置了MON板。MON板能监控所有不受用户单元处理器板（SP）管理的单板，如电源板、光接口板、时钟板和驱动板等，并上报MP，如图1-46所示。

图1-45 MP控制交换网板接续

图1-46 ZXJ10交换机两级控制结构

6）环境监控板（Peripheral Environment Parameter Detection，PEPD）。

对于大型交换设备来说，一个完善的告警系统是必不可少的。告警系统必须对交换机工作环境随时监测，并对出现的异常情况及时作出反应，给出告警信号，以便及时处理，避免不必要的损失。为此设计了环境监控板（PEPD），可对交换机房的温度、湿度、烟雾和红外等环境进行监测，发现异常情况及时上报MP进行处理，如图1-46所示。

（2）交换单元

数字交换单元包括1对交换网板（DSN）、4对交换网接口板（DSNI）和1对光纤接口板（FBI）、1对同步时钟板（SYCK）和1块BITS接口板（CKI），如图1-47所示。

图1-47 交换单元板位配置

1）交换网板（Digital Switching Network，DSN）。

交换网板（DSN）用于交换模块组成T网，实现时隙交换功能。它是一个单T结构时分无阻塞交换网络，容量为8K×8K个时隙。由于一个用户占用一个时隙通话，数据速率为64kbit/s，所以DSN板输入线或输出线数据速率为8k×64kbit/s。ZXJ10交换机中的高速数据母线（HW）速率为8Mbit/s，因此一对主备用DSN板可提供64条HW，编号为0～63。DSN板指示灯的含义如表1-14所示。

表1-14 DSN板指示灯的含义

2）交换网接口板（Digital Switching Network Interface，DSNI）。

交换网接口板（DSNI）主要提供MP与T网，SP与T网之间信号的接口，并完成MP、SP与T网之间各种传输信号的驱动功能。DSNI板分为两类：13，14槽的DSNI板是DSNI-C，称为控制级或MP级的DSNI板。它采用主备用工作方式，完成HW驱动和时钟驱动；其余槽的DSNI板是DSNI-S，称为功能级或SP级的DSNI板。它采用负荷分担工作方式，除了完成HW驱动和时钟驱动外，还具有降速功能，可完成SP级至MP级消息通道8Mbit/s流与2Mbit/s流的转换。DSNI板指示灯的含义如表1-15所示。

表1-15 DSNI板指示灯的含义

3）光纤接口板（Fiber Interface，FBI）。

光纤接口板（FBI）成对工作，两块单板采用主备用方式。FBI板具有光电转换功能，提供16条8Mbit/s的光纤传输通道。当两模块之间的信息通路距离较远且传输速率较高时，可使用FBI板提供的光纤传输接口实现模块间连接。

4）同步时钟板（Synchronous Clock，SYCK）。

同步时钟板（SYCK）具有时钟电路，可以接收4路来自数字中继板（DTI）和光接口板（FBI）传送过来的8K时钟基准信号。SYCK板同步于接收进来的时钟，并通过时钟处理电路为本模块的各个单元提供所需的时钟。SYCK板的工作方式为主备用。

5）BITS接口板（Clock Interface，CKI）。

BITS接口板（CKI）主要用于连接通信楼宇综合定时供给系统（Building Integrated Timing Supply System，BITS），如果不使用BITS时钟，系统可不配置CKI板。SYCK板将CKI板的基准情况上报给监控板，同时将监控板的基准选择信息送给CKI板。

（3）用户单元

用户单元主要由用户板（SLC）、用户单元处理器板（SP）、用户单元处理器接口板（SPI）和多任务测试板（MTT）组成，如图1-48所示。其中，用户板（SLC）分为模拟用户板（ASLC）和数字用户板（DSLC）两种类型。因为每块ASLC板含24路模拟用户，一个用户单元最多可配置40块ASLC板，所以用户单元最大容量为960个模拟用户。模拟用户间的模块内呼叫话音通路为：ASLC—SP—DSNI—DSN—DSNI—SP—ASLC。

图1-48 用户单元板位配置

1）模拟用户板（Analog Subscriber Line Control，ASLC）。

模拟用户板（ASLC）在MP控制下完成对用户线状态的检测和上报，具有BORSCHT 功能，即馈电（B-Battery feed）、过压保护（O-Overvoltage Protection）、振铃（R-Ringing），监视（S-Supervi Sion）、编解码（C-Codec）、二/四线混合（H-Hybrid）、测试（T-Test）。

2）用户单元处理器板（Subscriber Processor，SP）。

用户单元处理器板（SP）与交换网是通过两条8Mbit/s的HW线实现连接的，HW线的一端连接在数字交换单元的DSNI背板上，另一端连接在SP背板接口上。SP向用户板及测试板提供8MHz、2MHz和8kHz时钟；还提供2条双向话路使用的8Mbit/s的HW线；另留4条2Mbit/s的HW线供4块MTT板复用，实现测试板和一些资源板的功能。SP板采用主备用工作方式，能自主完成用户单元内的话路接续。SP板有4个指示灯：运行指示灯（RUN）、故障指示灯（FAU）、主用指示灯（MST）和备用指示灯（RES）。

3）用户单元处理器接口板（Subscriber Processor Interface，SPI）。

用户单元处理器接口板（SPI）采用主备用工作方式，为SP和跨层的用户板、测试板提供联络通道。

4）多任务测试板（Multiple Task Test，MTT）。

多任务测试板（MTT）用于单元内模拟用户内线、外线和用户终端的测试，另外在远端用户单元自交换时提供音资源及50路DTMF收号器。

（4）数字中继单元

数字中继是数字程控交换局之间或数字程控交换机与数字传输设备之间的接口设备，主要由数字中继板（Digital Trunking Interface，DTI）和中继层背板构成，如图1-49所示。中继层背板支持DTI板的槽位号为3n和3n+1（n=1～8）。每块DTI板提供4个2Mbit/s中继出入接口（E1接口），即一个数字中继单元可提供120路数字中继链路，每个E1称为一个子单元。

图1-49 数字中继单元板位配置

数字中继单元与T网通过一条8Mbit/s的HW线相连，HW的最后两个时隙作为DTI板与MP的通信时隙。3n槽位的单板使用电缆中编号较小的HW，3n+1槽位的单板使用电缆中编号较大的HW。

数字中继板（DTI）有6个指示灯，其含义如表1-16所示。

表1-16 DTI板指示灯的含义

（5）模拟信令单元

模拟信令单元由模拟信令板（Analog Signaling，ASIG）和背板组成，与数字中继单元共用一个机框，如图1-49所示。每块ASIG板有两个子单元DSP1和DSP2，可提供120条电路（每个子单元60条）。模拟信令单元与T网通过一条8Mbit/s的HW线相连，HW的最后两个时隙作为ASIG板与MP的通信时隙。

模拟信令板（ASIG）有4个指示灯，其含义如表1-17所示。

表1-17 ASIG板指示灯的含义

5.外围交换模块中HW线的连接

如前所述，外围交换模块中交换网的容量为8K×8K，共分为64条8M的HW线。在ZXJ10交换系统中控制消息和数字话音的传递都通过HW线来实现，传输消息量大、实时性好，而且消息和话音通道同在一块交换网板上，方便了管理。

消息通道占用HW0至HW3，共4条HW线，通过DSNI板（13、14槽位）连接到COMM板。这4条HW线经DSNI板后分为32条1Mbit/s的HW线，分别接入各COMM板，如图1-50所示。

话音通道占用HW20～HW61，共60条HW线。从HW20开始用于连接用户单元，HW编号依次增加，每个用户单元占用两条HW线；从HW61开始用于连接数字中继与模拟信令单元，HW编号依次减少，每个单元占用1条HW线；HW63作为备用，也可用于同各单元的通信；HW63用于自环测试，如图1-51所示。

图1-50 消息通道占用的HW线

图1-51 话音通道占用的HW线