电路交换实验指导书.docx

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电路交换实验指导书

SwLab/CS

开放式交换实验平台

（第六版）

实验指导书

重庆厚普科技有限公司

二零一零年三月十二日

改版前言

为了适应新的发展和提高实验的针对性、方便性，同时适应设计性、综合性实验的要求，在前几版实验平台的基础上，我们对实验平台做了较大的技术改进，走在同行的前面。

硬件上采用CPLD技术，增加了系统可靠性，减小了体积；PC接口改为USB接口，大大方便了与PC机的连接。

软件上采用具有自主知识产权的图形识别技术和SDL流程图设计方式，形成组件式的编程实验方式，将实验的重心真正转到交换内容上来。

本版实验平台中，进一步加强了系统的开放性，同时增强设计性、综合性实验。

在保持原有C/C++语言编程能力的基础上，特别实现了积木式设计方式，极大地提高了实验效率和针对性。

本实验手册是SwLab/CS开放式电路交换教学实验平台的配套教材，共编录了15个基础实验和DLL程序设计实验。

分为“系统平台介绍”、“系统认知与分析实验”、“软件设计与综合实验”、二次开发的“DLL程序设计”、“更高难度的二次开发”五个部分。

各个实验可以按照顺序做，也可选做。

其他更高难度的二次开发的实验需要较高的硬件和软件开发能力，由用户自行设计，我们提供技术支持。

目录

第一部分SwLab/CS开放式电路交换教学实验平台简介4

第二部分系统认知与分析实验6

实验一交换系统的组成和各部分的功能6

实验二用户电路的功能12

实验三音信号识别14

实验四时隙分配16

实验五故障综合调测实验18

第三部分软件设计与综合实验20

实验六交换机软件系统认识及局数据、用户数据认识20

实验七用户摘挂机检测23

实验八音信号的产生及发送25

实验九铃流信号产生及发送29

实验十双音多频（DTMF）信号接收31

实验十一完成通话的呼叫处理33

实验十二被叫忙的呼叫处理35

实验十三久叫不应的呼叫处理37

实验十四主叫中途挂机的呼叫处理39

实验十五空号处理41

第四部分二次开发的DLL程序设计实验43

第五部分更高难度的二次开发51

第一部分SwLab/CS开放式电路交换教学实验平台简介

一、产品主要特点

1.开放式、设计性、综合性实验：

面向设计性与综合性实验，采用开放式结构，直接利用PC机做控制，能将封闭交换机内部的全部流程开放出来，便于学生真正深入理解交换的内部工作。

避免普通产品只是对交换机外部功能进行认识性和验证性实验的不足。

直接通过PC机对整个交换流程进行控制，解决了普通产品用单片机做控制导致编程不方便的缺点，学生可以直接在PC上编程控制所有流程。

2.积木式设计方式：

全部采用SDL流程方式进行设计，学生可以不需编写源代码，只需按照积木方式设计SDL控制流程，然后由系统自动生成代码。

使学生的主要精力放在交换内容上，充分利用有限的实验学时，同时避免软件编程能力不强的学生难以进行设计性实验的问题。

3.C/C++语言编程能力：

软件编程能力较高的学生也还可以根据自己的思路直接用C/C++语言编程，既可针对其中某个模块，也可针对整个系统进行编程控制。

4.USB接口：

实验平台直接利用PC机进行控制（不同于普通产品的单片机控制），接口采用USB接口，安装使用方便，接口数据速率快。

还可直接在便携式笔记本电脑上进行实验。

5.可靠性高：

运用CPLD设计，集成度高；功能电路采用模块化设计，运用商用交换电路模块，可靠性好。

6.灵活、易用、实验管理方便：

软件界面友好，操作简单。

学生实验方便，教师管理、评分方便。

二、与同类产品的比较

内容

普通产品

Swlab系列

内部开放程度

采用单片机作控制，开放性差。

采用PC作控制，能将交换机内部的所有工作流程开放出来，开放性好。

软件实验内容

普通产品只做交换机的参数配置类实验，不能深入交换机内部流程。

只是演示性实验。

能进行设计性和综合性的实验，可在PC上编写交换机内部流程，操作方便。

开发性实验的方便性和成本

能编写内部程序的普通产品，也是采用单片机语言编写，除PC机外还需要单片机仿真器配合使用，实验成本高，同时需要学生具有单片机开发能力。

教师指导难度也大。

所有工作直接在PC上进行，编程、调试方便，实验成本低。

教师指导方便。

软件编写方式

采用汇编或C语言代码级设计，对学生编程能力要求高，适应面窄，学生的精力大都用在源代码编程和调试上。

采用积木式SDL流程方式设计，不需编写源代码，可将学生设计的SDL流程自动生成源代码。

使学生的主要精力集中在交换原理本身。

接口

接口采用RS232，且只是做参数配置。

采用USB接口完成所有功能。

三、产品系列

1．SwLab/CS：

电路交换实验平台

2．SwLab/PS：

分组交换实验平台

3．SwLab/SS：

软交换实验平台

4.TCLab/NS：

网络安全实验平台

5.TCLab/MC：

移动通信实验平台

6.TCLab/3G：

3G实验平台

第二部分系统认知与分析实验

实验一交换系统的组成和各部分的功能

一、实验目的：

1.了解“SwLab/CS电路交换教学实验平台”的结构。

2.通过“SwLab/CS电路交换教学实验平台”掌握程控交换机硬件的一般组成结构。

3.了解程控软件的一般组成。

4.掌握程控交换机的控制方式。

5.掌握程控交换机的几种供电电源。

6.掌握一次电话接续的过程。

二、实验预习要求

1.熟悉教材中程控结构方面的章节。

2.了解本实验的实验内容与实验步骤，以期在充分准备的情况下开始实验。

三、实验内容及步骤

交换机系统硬件与软件附图：

图一（实验板硬件图）

图二（软件系统）

1.按照下图，完成SwLab/CS系统与微机的连接。

2.按照下图，连接SwLab/CS系统的电源。

直接接220V市电，交换机所需直流+5V、-5V、-48V电源（由于实验用户的用户线距离很短，实际馈电电压为-24V），在实验平台内部转换完成，通过实验平台上的开关进行控制。

3.检查无误后，打开SwLab/CS系统的电源。

开启实验板时：

先开+5V（左边），再开-5V（右边）。

关闭实验板时：

先关-5V（右边），再关+5V（左边）。

4.打开微机，进入SwLab/CS的软件系统。

开启实验箱电源开关后，如果第一次使用，将需要安装USB驱动，安装文件在光盘：

\USBDRV\DRIVER目录中。

5.参照实验板硬件图，熟悉交换机的硬件组成，对比理解交换原理教材上的内容，增强直观感性认识。

6.开启交换机系统软件：

打开我们提供的示例文件：

/good.xcom.

根据帮助文件中的提示，熟悉交换机系统的结构，软件的操作，SDL图的绘制等。

7.拨打语音电话。

系统缺省的局向为23，用户数据为0001~0006，并与6个用户电路一一对应。

拨打用户电话，观察整个流程。

四、思考题

1.程控交换机硬件的基本组成分那几部分？

2.在一次完整的呼叫中，交换机主要完成哪几部分的工作？

3.数字交换机中，交换网的几种主要结构有哪些？

五、实验报告要求

1.画出SwLab/CS交换教学实验平台的结构图。

2.画出程控交换机的结构图。

3.写出思考题的答案。

4.写出实验中遇到的问题和解决过程，实验结果、实验收获，以及对本实验的改进意见。

实验二

用户电路的功能

一、实验目的：

1.掌握用户电路的七大功能。

2.通过“SwLab/CS交换教学实验平台”直观认识馈电、用户状态监视、振铃等功能。

二、实验预习要求

1.熟悉教材中交换机用户接口部分的章节。

2.了解本实验的实验内容与实验步骤，以期在充分准备的情况下开始实验。

三、实验内容及步骤

1.观察用户的馈电功能，用示波器或者万用表测试某用户在挂机状态下用户线上的馈电电压。

测试点在测试区域都有标注。

2.用示波器或者万用表测试某用户在摘机状态下用户线上的馈电电压。

3.用示波器观测某用户在挂机状态下的状态监视的电平高低。

4.用示波器观测某用户在摘机状态下的状态监视的电平高低。

5.用示波器观测某被叫用户在振铃状态下用户线上的振铃信号。

四、思考题

1.交换机用户电路的七大功能有哪些？

2.交换机的振铃功能是如何实现的？

3.模拟用户的AD/DA变换在哪里实现，数字用户的AD/DA变换在哪里实现？

五、实验报告要求

1.写出思考题的答案。

2.写出实验中遇到的问题和解决过程，实验结果、实验收获，以及对本实验的改进意见。

实验三

音信号识别

一、实验目的：

1.掌握交换机的音信号种类。

2.熟悉交换机中几种音信号的特点及作用。

3.通过“SwLab/CS电路交换教学实验平台”直观认识拨号音、忙音、回铃音，掌握其技术指标。

二、实验预习要求

1.熟悉教材中交换机用户音信号部分的章节。

2.熟悉程控交换机中的音信号种类、各种音信号的特点、及其断续比。

3.了解本实验的实验内容与实验步骤，以期在充分准备的情况下开始实验。

三、实验内容及步骤

1.对照实验指导书，连好SwLab/CS系统的连线。

2.打开微机，进入SwLab/CS的软件系统。

3.摘机听拨号音，同时用示波器在用户线上观察波形。

4.拨通一个电话后，用示波器在主叫用户线上观察回铃音的波形；在被叫用户线上观察振铃音的波形。

5.拨一个正忙的用户，用示波器在主叫用户线上观察忙音的波形。

四、思考题

1.交换机中拨号音、忙音、回铃音的技术指标？

2.回铃音是在什么情况下发送的？

3.交换机如何实现多个用户同时听拨号音的？

五、实验报告要求

1.写出拨号音、忙音、回铃音的断续比并画出波形。

2.写出思考题的答案。

3.写出实验中遇到的问题和解决过程，实验结果、实验收获，以及对本实验的改进意见。

实验四

时隙分配

一、实验目的：

1.理解时隙的概念。

2.掌握交换机中时隙分配的原理。

3.通过“SwLab/CS交换教学实验平台”直观认识各个用户的时隙资源分配。

二、实验预习要求

1.熟悉PCM结构，掌握话路时隙的特点。

2.熟悉教材中交换机时隙部分的章节。

3.了解本实验的实验内容与实验步骤，以期在充分准备的情况下开始实验。

三、实验内容及步骤

1.对照实验指导书，连好SwLab/CS系统的连线。

2.打开微机，进入SwLab/CS的软件系统。

3.用双踪示波器同时在两个用户时隙上观察其波形。

并记录其相位关系。

4.以2M波形为参考，用双踪示波器观察Ts0、Ts1、Ts2、Ts3、Ts4、Ts5……等时隙的波形。

并记录其相位关系。

四、思考题

1.我国的E1结构中包含多少个时隙？

每个时隙的时长为多少？

2.程控交换机中用户时隙的分配有何特点？

3.你自己能否设计出一种用户时隙分配的电路？

五、实验报告要求

1.画出各个用户时隙波形的关系图。

2.写出思考题的答案。

3.写出实验中遇到的问题和解决过程，实验结果、实验收获，以及对本实验的改进意见。

实验五

故障综合调测实验

一、实验目的：

1.初步掌握交换机的故障分析方法。

2.综合运用所学的交换知识，训练分析问题的实际能力。

3.故障分析是对所学知识的综合应用，需要对整个交换系统有充分的把握和熟悉，并灵活应用各项知识，这对提高分析问题、解决问题的能力很有帮助。

也是在实际工作中经常需要且最有用的能力。

二、实验预习要求

1.熟悉交换机的全部信号流程，各个部分的工作原理及其相互关系。

2.了解本实验的实验内容与实验步骤，以期在充分准备的情况下开始实验。

三、实验内容及步骤

1.“SwLab/CS交换教学实验平台”上设有5个故障设置开关，分别为“系统时钟2M_CLK”、“音信号Singal_Tone”、“交换网SW_NET”、“振铃音RING”、“双音多频接收器DTMF_REV”。

所有设置开关的状态为：

向上—正常，向下—故障。

2.教师实现在不同的实验平台上，设置不同的故障点。

3.学生通过拨打电话的过程，记录故障现象。

4.分析故障原因。

5.通过自己思考的方法逐步缩小故障点的范围。

6.找出故障点，并排除故障。

四、思考题

1.若用户摘机后不能听到拨号音，分析可能有哪些故障原因，通过哪些手段如何缩小故障范围？

2.若用户摘机后能听到拨号音，但拨号后拨号音未停止，分析可能有哪些原因导致这样的现象？

通过哪些手段如何缩小故障范围？

3.拨通被叫用户后，双方听不到对方的声音，可能有哪些故障原因？

或者一方能听见、另一方听不见，可能有哪些故障原因？

五、实验报告要求

1.写出实验中的故障现象。

2.写出自己对故障现象的分析思路。

3.写出对故障现象的解决方法。

4.写出思考题的答案。

5.写出实验中遇到的问题和解决过程，实验结果、实验收获，以及对本实验的改进意见。

第三部分软件设计与综合实验

实验六交换机软件系统认识及局数据、用户数据认识

一、实验目的：

1.掌握交换的软件系统组成。

2.掌握交换机局数据、用户数据的作用和意义。

3.学会修改、配置交换机的局数据和用户数据。

4.理解电话号码长度的作用。

二、实验预习要求

1.熟悉教材中软件章节的内容。

2.熟悉交换机软件组成结构、数据的组成结构。

3.了解本实验的实验内容与实验步骤，以期在充分准备的情况下开始实验。

三、实验内容及步骤

1.连接好SwLab/CS硬件系统。

2.开启交换机系统软件：

打开我们提供的示例文件：

/good.xcom.

3.根据帮助文件中的提示，熟悉交换机系统的结构，软件的操作，SDL图的绘制等。

4.配置交换机数据，在配置界面中输入自定义的话机号码，局向号码，摘机延时，最大振铃时长等参数。

3.配置成功后，进入编译窗口。

首先点击（Compile）按钮预处理SDL图，如果系统没有提示错误，证明SDL图没有错误；

再点击（Run）按钮，运行SDL图，对话框中将提示：

“程控交换机程序开始运行，你可以使用话机了。

”

现在你就可以对话机进行操作，你的所有动作将在对话框中显示，如果你的操作结果如下图所示，证明你的SDL图绘制正确。

如果得不到上述结构，证明你的SDL图绘制错误，请修改后重复上述步骤，直至正确为止。

4.修改交换机中的局数据，然后拨打电话，观察效果。

5.修改交换机中的用户号码长度数据，然后拨打电话，观察效果。

6.修改交换机中用户号码与用户电路之间的对应关系，然后拨打电话，观察效果。

四、思考题

1.程控交换机软件的基本组成分那几部分？

2.程控交换机中的数据有哪几种数据？

局数据与用户数据有何区别？

3.用户数据中的逻辑号码与用户的物理地址有何关系？

其关系有什么数据决定？

是否可以修改？

五、实验报告要求

1.写出一次完整的呼叫流程。

2.写出思考题的答案。

3.写出实验中遇到的问题和解决过程，实验结果、实验收获，以及对本实验的改进意见。

实验七用户摘挂机检测

一、实验目的：

1.掌握用户摘、挂机的识别原理。

2.掌握判别用户摘、挂机的方法。

二、实验预习要求

1.熟悉教材中用户摘挂机方面的章节。

2.设计好用户摘挂机程序。

并画出流程图。

3.进实验室时，由老师检查程序后方可进入实验室。

无流程图者不允许进入实验室。

4.了解本实验的实验内容与实验步骤，以期在充分准备的情况下开始实验。

三、实验内容及步骤

1.在绘图区内绘制用户摘挂机SDL图。

2.参照实验六的方法配置交换机数据；

3.进入运行编译窗口，点击（Compile）按钮预处理SDL图，如果系统没有提示错误，证明SDL图没有错误；如有错误提示请返回作图区修改SDL图；

4.点击（Run）按钮，运行SDL图，对话框中将提示：

“程控交换机程序开始运行，你可以使用话机了。

”

5.通过话机进行摘挂机操作，观察软件界面是否检测到相应的摘挂机信息。

如果SDL图正确，软件界面是否检测到相应的摘挂机信息。

6.如果不能正常检测摘挂机，请检查并修改自己设计的SDL流程图，重新进行实验。

四、思考题

1.判别用户摘挂机有哪几种方法？

2.用群处理的方式，SDL图应如何变动？

五、实验报告要求

1.说明你所采用的摘挂机识别原理。

2.画出SDL图。

3.说明实验结果。

4.写出思考题的答案。

5.写出实验中遇到的问题和解决过程、实验收获，以及对本实验的改进意见。

实验八

音信号的产生及发送

一、实验目的：

1.进一步掌握音信号的特点。

2.掌握音信号的产生方法。

二、实验预习要求

1.熟悉教材中音信号的产生与控制方面的章节。

2.编写音信号的控制SDL图，应包含如下内容：

（1）应如何控制送音，停音；

（2）控制的音信号应包含拨号音、回铃音、忙音。

3.进实验室时，由老师检查后方可进入实验室。

无SDL图者不允许进入实验室。

三、实验内容及步骤

1.编写好控制音信号的SDL流程。

2.连接好SwLab/CS系统，将编写的SDL图进行编译调试。

拨号音产生

A.在作图区内绘制拨号音产生SDL图；

B.配置好系统参数；

C.进入运行编译窗口，点击（Compile）按钮预处理SDL图，如果系统没有提示错误，证明SDL图没有错误；如有错误提示请返回作图区修改SDL图；

D.点击（Run）按钮，运行SDL图，对话框中将提示：

“程控交换机程序开始运行，你可以使用话机了。

”；

E.提起话机，将在对话框中显示你的操作，如果SDL图正确，你将听见拨号音；如果不能听见拨号音，请修改SDL图；其结果如下图所示：

F.如不能得到正确结果，请修改SDL图后重复上述步骤。

回铃音的产生

A.在作图区内绘制回铃音产生SDL图；

B.配置好系统参数；

C.进入运行编译窗口，点击（Compile）按钮预处理SDL图，如果系统没有提示错误，证明SDL图没有错误；如有错误提示请返回作图区修改SDL图；

D.点击（Run）按钮，运行SDL图，对话框中将提示：

“程控交换机程序开始运行，你可以使用话机了。

”；

E.提起话机，在对话框中将显示你的操作，如果SDL图正确，你将听见回铃音；如果不能听见回铃音，请修改SDL图；其结果如下图所示：

F.如不能得到正确结果，请修改SDL图后重复上述步骤。

③忙音的产生A.在作图区内绘制产生忙音的SDL图；B.配置好系统参数；C.进入运行编译窗口，点击（Compile）按钮预处理SDL图，如果系统没有提示错误，证明SDL图没有错误；如有错误提示请返回作图区修改SDL图；D.点击（Run）按钮，运行SDL图，对话框中将提示：

“程控交换机程序开始运行，你可以使用话机了。

”；E.提起话机，在对话框中将显示你的操作，如果SDL图正确，你将听见忙音；如果不能听见忙音，请修改SDL图；其结果如下图所示：

F.如不能得到正确结果，请修改SDL图后重复上述步骤。

四、思考题

1.音信号是如何送到用户电路的？

2.不同的音信号能否放在同一个时隙中？

为什么？

3.在单任务中，音信号是一直产生好还是在需要时产生好？

为什么？

五、实验报告要求

1.写出你所采用设计思想。

2.画出SDL流程图。

3.说明实验结果。

4.写出思考题的答案。

5.写出实验中遇到的问题和解决过程、实验收获，以及对本实验的改进意见。

实验九

铃流信号产生及发送

一、实验目的：

1.掌握铃流信号的特点。

2.掌握铃流信号的产生方法。

二、实验预习要求

1.熟悉教材中铃流信号的产生与控制方面的章节。

2.编写铃流信号的控制SDL图，应包含如下内容：

（1）应如何控制铃流信号产生；

（2）铃流信号的产生方式。

（3）怎样发送铃流信号。

3.进实验室时，由老师检查后方可进入实验室。

无SDL图者不允许进入实验室。

三、实验内容及步骤

1.编写好控制铃流信号的SDL流程。

2.连接好SwLab/CS系统，将编写的SDL图进行编译调试。

3.配置好系统参数；

4.进入运行编译窗口，点击（Compile）按钮预处理SDL图，如果系统没有提示错误，证明SDL图没有错误；如有错误提示请返回作图区修改SDL图；

5.点击（Run）按钮，运行SDL图，对话框中将提示：

“程控交换机程序开始运行，你可以使用话机了。

”；6.提起话机，在对话框中将显示你的操作，如果SDL图正确，你将听见振铃音；如果不能听见振铃音，请修改SDL图；其结果如下图所示：

7.如不能得到正确结果，请修改SDL图后重复上述步骤。

四、思考题

1.铃流信号是如何送到用户电路的？

2.铃流信号的最好发送方式是什么？

为什么？

五、实验报告要求1.写出你所采用设计思想。

2.画出SDL流程图。

3.说明实验结果。

4.写出思考题的答案5.写出实验中遇到的问题和解决过程、实验收获，以及对本实验的改进意见。

实验一十

双音多频（DTMF）信号接收

一、实验目的：

1.掌握双音多频（DTMF）信号的特点。

2.掌握双音多频（DTMF）信号的接收方法。

二、实验预习要求

1.熟悉教材中双音多频（DTMF）信号的接收与控制方面的章节。

2.编写双音多频（DTMF）信号的接收SDL图，应包含如下内容：

（1）应如何控制双音多频（DTMF）信号产生；

（2）双音多频（DTMF）信号的接收方式。

（3）怎样接收双音多频（DTMF）信号。

3.进实验室时，由老师检查后方可进入实验室。

无SDL图者不允许进入实验室。

三、实验内容及步骤

1.编写好接收双音多频（DTMF）信号的SDL流程。

2.连接好SwLab/CS系统，将编写的SDL图进行编译调试。

3.配置好系统参数；

4.进入运行编译窗口，点击（Compile）按钮预处理SDL图，如果系统没有提示错误，证明SDL图没有错误；如有错误提示请返回作图区修改SDL图；

5.点击（Run）按钮，运行SDL图，对话框中将提示：

“程控交换机程序开始运行，你可以使用话机了。

”；

6.提起话机，在对话框中将显示你的操作，如果SDL图正确，；如果不能接收信号，请修改SDL图；其结果如下图所示：

7.如不能得到正确结果，请修改SDL图后重复上述步骤。

四、思考题

1.双音多频（DTMF）信号是如何送到用户电路的？

2.双音多频（DTMF）信号的最好接收方式是什么？

五、实验报告要求1.写出你所采用设计思想。

2.画出SDL流程图。

3.说明实验结果。

4.写出思考题的答案。

5.写出实验中遇到的问题和解决过程、实验收获，以及对本实验的改进意见。

实验一十一

完成通话的呼叫处理

一、实验目的：

1.掌握呼叫处理的基本原理和处理过程。

2.一次完整的呼叫处理所需的控制流程。

3.掌握完整的呼叫处理的状态转移方式。

二、