共享总线型时分交换单元在反法西斯战争时期的中国与世界研究中

2．1．8　共享总线型时分交换单元

共享总线型时分交换单元，通常是将输入/输出数据缓存在容量较小的存储单元中进行排队，各缓存单元共享时分传送总线，利用数据的选路信息在时分总线上转发和接收数据。这种交换数据的方式常用于计算机通信及电话通信网中。目前在我国电话网中广泛使用的S－1240数字程控交换机，就是采用了总线型交换单元进行时隙交换的。在S－1240交换系统中，称这种交换单元为数字交换单元（DSE）。DSE是组成大型数字交换网络（DSN）的基本单元。

1．DSE交换单元的组织结构

DSE可完成16条双向PCM复用线之间的信息交换，其交换单元的组织结构如图2．19所示。每个DSE器件内部有8个“双向交换端口”，共有16个双向交换端口，分为发送侧（TX）和接收侧（RX）。每个交换端口连接一条速率为4　096 bit/s的双向PCM链路，125μs为一帧，每帧分为32个时隙（信道），每个信道占16 bit。这16个双向端口通过一条时分复用总线（TDM）连接在一起。

图2．19　数字交换单元结构

把这16个双向端口从0～15编号，并将16个双向端口的RX与TX分别从0～15编号。其中，RX由输入同步器、端口RAM和信道RAM　3部分组成；TX由话音（数据）RAM、端口比较器和发送控制器3部分组成。

RX的输入同步器用于完成输入信息的帧同步和位同步；端口存储器有32个单元，每个单元与该RX上输入PCM的32个时隙相对应，大小为4 bit，用来存储目的端口号；信道存储器有32个单元，每个单元5 bit，用来存储目的信道号。此外，T X的数据RAM有32个单元，每个单元16 bit，用来存储TX上PCM线路相应时隙所要输出的数据；端口比较器将TDM上的端口号与本端口号相比较，以确定数据总线上的数据是否是到本端口的；发送控制器用于TX内部控制。

DSE中TDM时分复用总线主要包括3种总线：

（1）16位的数据总线。用来传递PCM链路上每个时隙的16位数据，将RX的输入同步器与T X的话音存储器连在一起，由16个RX分时复用。

（2）4位的端口总线（共16个端口）。用来连接RX的端口RAM、T X的端口比较器和T X的发送控制器。

（3）5位的信道总线（PCM链路共32个时隙，即32个信道）。用来连接RX的信道RAM和T X的发送控制器。此外还有控制总线、时钟线、证实线等。

PCM链路既传送话音数据信号，也传送交换控制信号。控制信号在时钟的配合下，可以自行选择输出端口，完成16个交换端口之间512个信道（16×32）的数据信息交换，具有实现时空交换的能力。

2．DSE的工作原理

PCM链路每帧有32个时隙，即32个信道，每个信道传输16 bit的信息。这16 bit的信息称为信道字。信道字中除了8 bit的用户话音/数据信息外，还包括用于选路的控制信息。DSE就是根据PCM链路接收到的信道字进行工作的。信道字主要有以下4种类型：

（1）数据信道字。包含了话音和数据信息，一般只用到16 bit中的8位以传送数据。(www.xing528.com)

（2）选择信道字。由端口号码、功能码、话路号码等组成，表明该路信号要交换到哪个端口的哪个信道上去，一般用来建立连接，即把此话路与某发送话路相接通。

（3）换码信道字。用于表示信道字中有处理机传送的控制信息。

（4）置闲信道字。使占用的话路置为空闲，用来拆除已经建立的连接。

在DSE中，任一接收端口RX的一个信道CH，通过时分复用总线连接到任一发送端口T X的任意一个信道CH，就形成了DSE内部的一条通路。这是由RX的控制逻辑电路根据外部送来的选择信道字，进行通路选择而建立的。DSE具有建立、保持、拆除其内部通路的功能，并通过已建立的通路进行信息交换。下面举例说明在DSE中进行信息交换的过程，参见图2．20。

图2．20　DSE信息交换过程

假如进入第5端口的信道10内的信息a，要交换到第8端口信道20上去，交换过程如下：

（1）当端口RX5的信道10处于空闲状态时（FE＝00），在第10时隙收到外部送来的选择信道字，（FE＝01），设该信道字为指定选择第8端口TX8的信道20。

（2）端口RX5将接收到的选择信道字中的端口号8送到端口总线上，所选信道号20送到信道总线上。此时，各发送端口就用各自的端口号比较器，把自己的端口号与端口总线上的端口号进行比较，相符的端口T X8就接收下信道总线上的信道号20，并通过证实线向RX5回送一个证实消息。

（3）当端口RX5收到TX8的证实后，把选择信道字中的端口号8存入端口RAM中的第10个单元中，同时把信道号20写入信道（话路）RAM中的第10单元中。这样，在DSE内部，RX5的信道10就与TX8的信道20之间建立了一条内部通道，以后每帧的第10时隙就可传递信息了。

（4）当端口RX5信道10在TS₁₀上输入数据信道字a时，RX5控制在端口RAM第10单元读出里面的端口号8送到端口总线，从信道RAM第10单元读出里面的信道号20送到信道总线上，表明端口RX5的TS₁₀上的信息要交换到T X8的TS₂₀上，同时将数据信道字中的信息a送到数据总线上。

（5）当T X8把端口总线上的数据8与自己的端口号相比较，发现一致后，先从信道总线上读出信道号20，把数据总线上的信息a存放到数据RAM的第TS₂₀中（控制写入），T X8向RX5回送一个证实信号（ACK）；当T X8上TS₂₀到来时，就将数据RAM中的第20单元的信息a放到PCM线上输出（顺序读出），从而完成交换。

（6）当信息交换完毕后，RX5的信道10上接收到置闲信道字后，就把该信道置为“空闲”，直到下次再收到选择信道字重新建立内部通道。

通过对DSE工作原理的介绍可知，DSE具有建立、保持、拆除其内部通道的功能，并且能够在已建立好的内部通道上进行信息交换。DSE是比较复杂的交换单元，它不仅能完成不同复用线之间信息的交换，还能完成不同时隙之间的信息交换，即它同时具有空间交换功能和时间交换功能，因而也称其为时空结合交换单元。