[发明专利]一种VDF智能交叉装置及其交叉方法

摘要

本发明涉及智能配线领域，具体涉及一种VDF智能交叉装置及其交叉方法。本发明采用FPGA和PCM编解码技术，利用PCM编码把模拟信号转成数据信号进行处理，通过时隙交叉实现语音线路的任意交叉，无需现场作业，操作及资源数据实现自动化管理，解决了目前音频配线存在的主要是靠人工跳线，费时费力，容易出错，每次更改需要手工记录，增加错误概率，开通时间长，维护困难等问题，而且具有多路、跨机房、跨区域、快捷、实时、准确等特点，具有广泛的实用意义。 1

主权项

1.一种VDF智能交叉装置，其特征在于：包括用户接口单元、第一FPGA处理单元、交叉控制单元、第二FPGA处理单元、中继接口单元、主控单元；所述话机与用户接口单元连接，所述用户接口单元、第一FPGA处理单元、交叉控制单元、第二FPGA处理单元、中继接口单元依次连接，所述中继接口单元与程控交换机单元连接；所述主控单元分别与第一FPGA处理单元、第二FPGA处理单元、交叉控制单元连接；

所述用户接口单元用于完成话机相关状态信息检测和转发，把话机的模拟语音信号进行PCM编码转换成PCM语音编码数据后发送给第一FPGA处理单元进行处理，同时把第一FPGA处理单元单元发送过来的PCM语音编码数据转成模拟语音信号传回话机；

所述第一FPGA处理单元用于处理用户接口单元发送来的PCM语音编码数据，把处理后的数据传递给交叉控制单元，同时把交叉控制单元发来的数据处理后发送给用户接口单元；

所述交叉控制单元用于PCM时隙交叉，根据主控单元的控制信息，把中继接口单元的时隙信号和对应的随路信令交叉到对应的用户接口单元时隙中，通过时隙交叉实现用户接口单元PCM语音数据和话机状态信息的交叉；

所述第二FPGA处理单元用于将交叉控制单元发送来的数据信息处理后发送给中继接口单元，同时把中继接口单元发送过来的数据信息处理后发送到交叉控制单元；

所述中继接口单元用于完成程控交换机语音接口相关状态信息检测和转发，把程控交换机输出的模拟语音信号进行PCM编码后转成PCM语音编码数据发送给第二FPGA处理单元处理，同时把第二FPGA处理单元发送过来的PCM语音编码数据转成模拟信号后传回程控交换机；

所述主控单元用于第一FPGA处理单元、第二FPGA处理单元、交叉控制单元的操作控制。

2.根据权利要求1所述的一种VDF智能交叉装置，其特征在于：所述用户接口单元包括摘挂机检测模块、振铃模块、馈电模块、音频传输通道、PCM编解码器、线路测试模块；所述摘挂机检测模块用于检测话机是处于摘机状态还是挂机状态；所述振铃模块用于接收振铃指令并产生振铃信号传送到话机；所述馈电模块用于为话机提供馈电电压；所述音频传输通道用于模拟语音信号的整形滤波；所述PCM编解码器用于将话机的模拟语音信号转成PCM语音编码数据和将PCM语音编码数据转成话机的模拟语音信号；所述线路测试模块用于测试电话线的交直流电压、绝缘电阻和环路电路。

3.根据权利要求2所述的一种VDF智能交叉装置，其特征在于：所述摘挂机检测模块通过A/D芯片测试已知电阻的电压，由欧姆定律计算出环路电流，根据环路电流的大小来判断摘挂机状态；

所述振铃模块包括DC‑DC电路，用于产生振铃电压；

所述馈电模块通过DC‑DC电路产生馈电电压；

所述音频传输通道通过运算放大器和低通滤波器实现语音信号的整形滤波；

所述PCM编解码器由用户接口芯片SI32260内置PCM编解码电路完成模拟语音信号的PCM编解码；

所述线路测试模块通过A/D转换电路完成相关功能测试。

4.根据权利要求1所述的一种VDF智能交叉装置，其特征在于：所述中继接口单元包括振铃检测模块、馈电检测模块、音频传输通道、PCM编解码器；所述振铃检测模块用于检测程控交换机发出的振铃信号；

所述馈电检测模块用于检测程控交换机输出的馈电电压：所述音频传输通道用于模拟语音信号的整形滤波；

所述PCM编解码器用于将程控交换机输出的模拟语音信号转成PCM语音编码数据和将PCM语音编码数据转成模拟语音信号。

5.根据权利要求4所述的一种VDF智能交叉装置，其特征在于：所述振铃检测模块通过A/D转换电路和信号处理电路识别振铃状态；

所述音频传输通道通过运算放大器和低通滤波器实现语音信号的整形滤波；

所述PCM编解码器由中继接口芯片SI3050内置PCM编解码电路实现语音信号的编解码。

6.根据权利要求1所述的一种VDF智能交叉装置，其特征在于：所述第一FPGA处理单元和第二FPGA处理单元主要包括时钟模块、PCM复用和解复用模块，所述时钟模块提供通信的同步时钟，所述第一FPGA处理单元的PCM复用和解复用模块完成多个用户接口单元传输过来的30路64Kbit语音和状态信息复用成一个完整的PCM 30/32路帧并转发给交叉控制单元，同时把交叉控制单元发送过来的PCM 30/32路帧解复用后转发给各个用户接口单元；所述第二FPGA处理单元的PCM复用和解复用模块完成中继接口单元传输过来的30路64Kbit语音和状态信息复用成一个完整的PCM 30/32路帧并转发给交叉控制单元，同时把交叉控制单元发送过来的PCM 30/32路帧解复用后转发给中继接口单元。

7.根据权利要求6所述的一种VDF智能交叉装置，其特征在于：所述时钟模块包括本地时钟、恢复时钟和PLL芯片，本地时钟由本地晶振产生，PLL芯片用于时钟同步和时钟源选择。

8.根据权利要求6所述的一种VDF智能交叉装置，其特征在于：所述PCM复用和解复用模块由FPGA内部逻辑电路实现，复用是把30路64K语音信息分别插入到30个时隙，对应的同步信息和话路状态信息分别插入到TS0和TS16,解复用是把30/32帧分为30路64K的语音信息和状态信息分别转发给对应的用户接口单元。

9.根据权利要求1所述的一种VDF智能交叉装置，其特征在于：所述用户接口单元与第一FPGA处理单元的通信接口是第一PCM接口和第一SPI接口，所述第一PCM接口用于传输带宽是64Kbit的语音信息，所述第一SPI接口用于传输控制和状态信息；所述第一FPGA处理单元、第二FPGA处理单元与交叉控制单元的通信接口为第二PCM接口和第二SPI接口，所述第二PCM接口用于传输带宽是2048Mbit的语音信息，所述第二SPI接口用于传输控制信息；所述中继接口单元与第二FPGA处理单元的通信接口是第三PCM接口和第三SPI接口，所述第三PCM接口用于传输带宽是64Kbit的语音信息，所述第三SPI接口用于传输控制和状态信息；所述主控单元与第一FPGA处理单元台和第二FPGA处理单元的通信接口是第四SPI接口，所述第四SPI接口用于传输控制信息；所述主控单元与交叉控制单元的通信接口是GPMC接口，所述GPMC接口用于传输控制和状态信息。

10.根据权利要求1‑9所述的任一一种VDF智能交叉装置的交叉方法，其特征在于：包括以下步骤：

（1）话机主叫，话机摘机，用户接口单元的摘机检测模块检测到话机摘机后产生摘机状态信息，用户接口单元的PCM编解码器将a路话机模拟语音信号转成a路64Kbit语音PCM时隙数据；

（2）摘机状态信息经过第一FPGA处理单元复用到时隙TS16，第一FPGA处理单元将a路64Kbit语音PCM时隙数据复用为话机PCM30/32帧后传给交叉控制单元；所述话机PCM30/32帧包括32个时隙，其中时隙TS0用于传输同步信息，时隙TS16用于传输随路信令；其余时隙TSi用于装载a路64Kbit语音PCM时隙数据，其中

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