摘要：在介紹光電端機會議電話系統的基礎上，敘述其物理層的結構，詳細描述了
其通信協議以及信令通道采用CSMA/CD協議的一些技術，最后介紹系統的信令發送和接收過程以及系統的運行狀態。

光釬通信是以光作為信息載體，以光釬作為傳輸介質的一種通信方式，
它以其容量大，頻帶寬，保密性好，信號衰減小，傳輸距離遠等優點而獲得極大發展。
光電端機隨光釬通信的發展應運而生，它廣泛應用于高速數字傳輸系統，如光釬網絡，郵電數字傳輸系統。

會議電話系統是光電端機中的輔助系統，它給值班人員帶來便捷快速的通信聯絡。
不僅能夠實現同一鍵路上選址呼叫，實現與集中監控的通信，接收監控系統的調度與管理。圖一是其組成結構圖。系統由3大部分組成：復分接電路，PCM編碼解碼電路，控制管理電路。
其中復分接電路是將思路PCM碼，一路信令和一路同步碼復接成384kps，或將384kbs分接成四路PCM碼，一路同步碼和一路信令碼；編/解碼是將話機模擬信號轉換成數字信號或將PCM碼變換成模擬信號；
控制管理電路是整個系統的指揮中心，它負責信令的發送和對接信令的分析，數據交換和接續，并產生各種信號音，聽從集體監控的調度，以及維護系統的正常運作等作用。

1 系統的物理層結構
1．1 384kbps數據通道的時隙劃分
考慮到以上各種因素，會議電話系統租用384kbps的數據通道，為了將四路PCM 碼以及一路同步碼和一路信令碼復接成384kbpa的數據流，
就必須將384kbps的數據流劃分成不同時隙，對各數據流進行分時復用?？紤]到話音頻率300～3400Hz的范圍，要求編碼的采樣頻率為8kHz，如對語音的清晰度有一定的要求，
對采樣值進行8bit的量化，那么一路PCM碼流為64kbps，四路PCM 碼流共計256kbps，再加上信令流和同步碼流各為64kbps，共計384kbps，正好租用一條384kbps數據通道，其碼流的時隙圖如下

其中FS為同步碼流，PCM1，PCM2，PCM3，PCM4分別為四路PCM 碼流，ORDER為信令碼流。無論是FS，ORDER還是PCM 碼流，
它們每十時隙都為8bit，并且重復周期為125μs，這些碼流組成一個無頭無尾的數據流。
FS(幀同步信號)是為了正確分接各時隙的碼流的一種同步標志，
使得無頭無尾的碼流變得有意義，可見FS在分時復接時隙中起著關鍵作用 迭也是在分時復接電路中幀同步信號的提取和鐨相是重要技術的原因。

1．2 備時障的物理意義
384kbps數據流劃分成六十時隙．各時隙的物理意義如下：

FS(Frame Synchronouse)：幀同步碼，它是為其它時隙正確定位而設置的，考慮到同步信號的特殊性，
在碼流中盡量避免出現偽同步碼的干擾，根據研究結果，本系統采(111OLOOO)B這種碼流作為同步碼。

PCM1(Pulse Code Modulation)：脈沖編碼調制，它是將話音1的模擬信號通過采樣、量化、編碼而形成8位數據碼流,此路的PCM 主要用于本鏈路中的通信。

PCM2：與PCM1中的內容一樣，只是本時隙的PCM 除用于本鏈路中的通信之外，還可以跨鏈路與其它鏈路進行通信。

PCM3，PCM4同PCM2。

ORDER：這是信夸碼．用于通信中信夸碼的傳送。從下面的敘述中可以看出，這是信夸幀中的某一子幀，
而一個信令映由許多子幀組成，不同的幀中的子幀都代表不同意義，由此可組成許多不同作用的信夸幀，這給通信帶來了方便．

2 系統的通信協議層結構

通信協議的好壞，直接影響到通信鼓率和通信的可靠性。如果一個通信協議層過多，盡管通信可靠性增加，
但通信效率下降I反過來；如果協議層過少，盡管提高了通信教率，但可靠性又下降。在通信過程中，
在需要高可靠性的場合，就采用較長的協議層，在需要通信效率高的場合，就用較短的通信協議層。本系統中就采納這中變長的通信協議層。

本系統的通信協議層的制定，要兼顧以下兩方面的內窖：一是由于系統是用于通信聯絡，有呼叫處理，接續等過程，某些協議必須符合程控交換機的規范。
二是系統有跨鏈路的通信，多個鏈路之間的通信聯絡、鏈路管理、資源共享、尤其一提是本系統是共用信令通道．與網絡中拓撲結構為總線型的結構類似，某些協議又必須符合網絡協議的要求。

2．1 系縫的通信蜘議層結構

基于 上原因的考慮，本系統的通信協議層結構各層的作用為；

物理層，上面已經介紹過．這主要給通信協議提供一個物理通道。

接入管理層t這是對物理層的使用進行管理。

通信層：這是信令發送和接收層。

高層；這一層除對信夸的意義給予解釋外，還負責上．下層和跨鏈路通信的協調與管理。

2．2 信專杖結構
本系統的信夸幀結構各項意義說明如下：

Fs：同步碼。也稱信夸起始碼，這也是為配合物理層而設置的，但不同于物理層的FS。

CO；信夸幀分類碼。在本系統中，信夸幀分為三類：廣播信令幀，主呼叫信令幀，被呼信令幀。

SA：源地址碼。這也是發送信夸用戶的地址碼。

DA：目的地址碼。這是信夸發送的目的地址用戶地址，也是接收信令的用戶地址。

CC：現行使用的PCM 通道。由于PCM 有四十通道，在發送或接收信夸時要區別現行是那個PCM 通道在進行聯絡的通信。

MO：主信夸碼。這種信夸碼主要說明現在此信令幀的主要作用，因為在本系統中，為了通信而設置許多功能碼，如占線碼，拆線碼，主呼叫碼，被呼摘機碼，跨鏈路聯絡碼等。

EO：信令結束碼。

FCS：這是校驗碼。本系統信令幀采用簡單模二和校驗方式，其算法為

PCS=FS+C0+SA+DA+ CC+ MO+EO。

Ict：閑碼，在本系統中設定為(11111111)B。

2．3 信令杖的分類
信令分三類：廣播信夸幀，主呼信夸幀，被呼信令幀。

廣播信夸幀是對所有用戶都接受的信夸幀。在本系統中，廣播信令幀有占線信夸、拆線信夸、選址呼叫值號、多方通話叫信令、全呼叫信令，還有下面要談到的信夸通道的占用和信令通道的釋放下信令等。

主呼信令幀是主呼一方向被呼所送的信夸幀，主呼信令幀有主呼叫信令，主呼應答信令，主呼強插倍令，主呼強拆信夸，主呼二次呼叫信夸等；

被呼信夸幀是被呼一方向和呼一方所送的信令幀。被呼信令幀有被呼應答信夸．被呼忙信令、被呼摘機信夸、被呼二次呼叫信夸等。

2．4 信令通道的占用與釋放
四路PCM 通道上的通信是共用一個信令通道，信令通道的瓶頸效應是顯而易見。為了提高通信效率，快速占用或釋放信夸通道，
減少碰撞和退避的幾率，信夸信道的占用和釋放采用短信夸幀結構，這樣會降低通信可靠性，但卻提高通信效率。圈2給出其信夸幀結構。

FS．EO．IC 同上節信夸幀說明。

COR：占用或釋放信令通道碼。這是為了在有多個PCM通道同時通信時，隨機占用信令通道而設置的。
由于有四個PCM 通道，在正常情況下應使四個PCM 都能夠正常通信。但由于是共用一個信令通道，在進行主呼、被呼、接續等通信過程中
，就出現不同PCM通道爭用同一信夸通道的現象，這就難免出現碰撞現象。碰撞的檢測以及隨機退避技術將是下面要談到的主要內窖。
因此，某一PCM 通道在發送信令的時候，一定要檢測信令通道是否占用。如果空閑就得發信令通道占用碼，通知各用戶信令通道暫時忙，
其它用戶接收此通知后就不會發送信令碼，等到信令幀發送完畢，就發送釋放信令通道碼，通知各用戶信夸通道已閎，可以使用信令通道

3 共用信令通道的CSMA／CD技術

四個PCM 的通道通信，共用一個信令通道，這就象總線型以太同傳輸信息一樣，存在爭甩信令通道問題。
在系統中，借鑒CSMA／CD技術，既解決一個PCM通道用一個信令通道浪費現象，又解決因共用倍令通道而發生碰撞問題，
提高信道的利用率，保證通信效率和通信可靠性 下面就奉系統碰撞檢測和隨機退避問題作較進一步說明。

在信令發送過程中，首先要檢測信令通道是否空閑，如果忙，就要繼續檢測(當然是利用隨機延時一段時間再進行檢測，即隨機退避)，
直至檢測到信令通道閑為止，當信令通道閑時，就發送占用信令廣播碼，通知鏈路上各用戶信令通道已被占用。如果發此廣播碼，
檢測到另外的用戶也發送此廣播碼，也就是發生碰撞，此次發送信令通道占用告失敗，于是用戶箍機退避，再重新檢測信令通道忙閑，重復以上過程，
如果未檢測到碰撞，占用信令通道成功，隨后就發選主信令+待主信令發送完畢，接著是釋放已占用的信令通道，供其它用戶發送信令占用，這樣就完成一次信令通道占用和釋放過程

從上面的碰撞過程可了解到，碰撞只發生在爭用信令通道的時候，一旦占用信令通道成功。
后面發送主信令和釋放信令通道就不會發生碰撞，因為其它用戶已接到通知，信令通道已占用(忙)，而不會再去發送信令。
在本系統中，檢測碰撞的方法是．在發送占用信令通道信令時，打開接收信令通道，如果在此期間，有信令接收發生，說明其它用戶也在發進占用信令通道信令，發生碰撞，此時立即進行碰撞處理。

發生碰撞后，除作碰撞處理外，還要隨機退避。這里碗機退避的含義是指，延時一個隨機時間，然后又重新檢測信令通道的忙閑，試圖重發。
如果碰撞次數超過規定次數或者隨機退避次數超過一定次數，就算此次發送信令失敗，并向上層送告警信息+由上層通知用戶，有可能系統的物理層發生故障，需要緊急處理。

4 信令的發送與接收
下面給出系統中發送一個完整信令幀或接收一個完整信令幀的全過程 。一個完整信令幀包含三個子幀：一是占用信令通道信令幀，二是主信令幀，三是信令通道釋放幀。圖3和圈4分別給出發送信令和接收信令的流程圖。

由于奉系統的硬件(物理層)采用FPGA(Fie|d—progammable Gate Array)設計技術，并考慮窖錯設計(主要是冗余設計)，
設計出電路具有先進性、可靠性以及靈活性 通信協議層(信令發送和接收)采用程控交換技術的規范和阿絡協議一些規定，在共用信道采用CSMA／CD技術，
使得通信的效率和可靠性得到保證}底層軟件采用模塊設計方法，上層軟件采用面向對象的設計方法，使得程序設計風格獨特，結構清晰，調試方便，運行穩定可靠