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ISDN網(wǎng)與普通電話接口（POTS）設(shè)計(jì)
摘要：POTS接口是連接網(wǎng)絡(luò)和普通電話的必備接口。介紹了實(shí)現(xiàn)電話與ISDN連接在POTS接口，給出了實(shí)現(xiàn)POTS接口的硬件詳細(xì)設(shè)計(jì)，并結(jié)合POTS及其接口信號(hào)敘述了POTS的工作過(guò)程。隨著網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)帶這的增加，上網(wǎng)速度將越來(lái)越快。人們也不再僅限于上網(wǎng)，在追求上網(wǎng)的同時(shí)打網(wǎng)絡(luò)電話，實(shí)現(xiàn)與網(wǎng)友的相互交流。目前人們很大程度上依賴于傳統(tǒng)的ISDN上網(wǎng)，且在今后一段時(shí)間內(nèi)，這種依賴不會(huì)發(fā)生很大變化。其于這種狀況，設(shè)計(jì)了針對(duì)企業(yè)的上網(wǎng)設(shè)備（簡(jiǎn)稱“企業(yè)上網(wǎng)設(shè)備”），它實(shí)現(xiàn)了企業(yè)上網(wǎng)的同時(shí)又可打網(wǎng)絡(luò)電話雙重功能。企業(yè)上網(wǎng)設(shè)備的整體實(shí)現(xiàn)方案如圖1所示。
“企業(yè)上網(wǎng)設(shè)備”一端連接ISDN網(wǎng)，通過(guò)ISDN連接Internet，另一端通過(guò)以太網(wǎng)交換機(jī)芯片連接用戶端的以太網(wǎng)。另外在用戶端通過(guò)POTS電話機(jī)接口連接兩部電話機(jī)。
普通電話撥打和接收網(wǎng)絡(luò)話音，必須通過(guò)POTS接口才能進(jìn)行。POTS接口是能夠連接普通電話與ISDN的接口設(shè)備，它能使兩部電話同時(shí)上網(wǎng)并與其它電話通信。本文對(duì)POTS接口進(jìn)行闡述。
1 POTS接口
要實(shí)現(xiàn)普通電話機(jī)與ISDN進(jìn)行連接，需要專門的接口（POTS）電路，這個(gè)接口電路應(yīng)該具有饋電、過(guò)壓保護(hù)、振鈴、監(jiān)視、編解碼、信號(hào)音產(chǎn)生器等功能。其中，信號(hào)產(chǎn)生器產(chǎn)生各種信號(hào)音，可通過(guò)硬件或軟件方法來(lái)實(shí)現(xiàn)。若用軟件實(shí)現(xiàn)，則將這些信號(hào)音進(jìn)行抽樣、量化、編碼成PCM數(shù)字信號(hào)后存在一個(gè)只讀存儲(chǔ)器中，然后再周期重復(fù)地讀出這些值就可以得到數(shù)字信號(hào)音。接口電路主要為用戶接口電路（SLIC）、編解碼和濾波器（CODEC），它相當(dāng)于用戶音頻信號(hào)處理接口電路（SLAC）、DTMF電路。
1.1 POTS組成
POTS接口采用LUCENT的L8576（SLIC）、L8503（CODEC）、保護(hù)保險(xiǎn)絲、可編程邏輯器件GAL16V8D及MOTOROLA的MC145436（DTMF）。原理方塊圖如圖2所示。
1.2 功能描述
（1）SLIC：SLIC是用戶線接口，它是CODEC與外接話機(jī)環(huán)路的中間接口。它具有如下功能：
·鈴流信號(hào)。能提供話機(jī)振鈴所需的鈴流，它是一負(fù)高壓交流信號(hào)。
·摘掛機(jī)檢測(cè)信號(hào)。它提供話機(jī)摘掛機(jī)時(shí)的微處理器檢測(cè)信號(hào)，微處理器根據(jù)該信號(hào)的變化來(lái)判別出話機(jī)的摘掛機(jī)情況。
·語(yǔ)音信號(hào)接口。它具有與CODEC與DTMF相連的模擬語(yǔ)音信號(hào)接口，完成從話機(jī)到CODEC與DTMF或從CODEC到話機(jī)的模擬語(yǔ)音信號(hào)連接；它是話機(jī)與CODEC聯(lián)系的間橋梁。
·用戶線接口，連接話機(jī)。
本設(shè)計(jì)采用LUCENT的L8576B芯片，它是具有PLCC封裝44只引腳的雙用戶線接口電路。每一路能提供直流饋電、環(huán)路監(jiān)視和鈴流信號(hào)，它含有兩路SLIC通道，可外接兩部電話。該芯片內(nèi)含鈴流產(chǎn)生電路，振鈴電源為-65V。
除了鈴流及饋電功能外，L8576B還提供了接收和發(fā)送通道、摘機(jī)檢測(cè)、振鈴間斷輸出功能。另外，它還具有溫度保護(hù)功能。
保護(hù)：L8576B除了溫度保護(hù)外，還具有過(guò)壓保護(hù)功能，對(duì)普通的過(guò)壓保雙僅需在TIP和RING端串接電阻即可。然而，為了防止線路短路或雷擊而損壞器件，則必須外加保護(hù)器件（L7591）。
TIP/RING驅(qū)動(dòng)：L8576B有TIP/RING驅(qū)動(dòng)電路，其輸出為PT/RP。在正常通話方式下，驅(qū)動(dòng)器限流為24mA以下，振鈴時(shí)則上升到大約85mA。
（2）CODEC：利用編解碼器、濾波器完成語(yǔ)音信號(hào)的A/D與D/A變換，其PCM接口與外部U接口相接，而模擬口與SLIC相接。
本方案采用LUCENT公司的T8503，其接口功能如下：
·數(shù)字接口：包括PCM接口、內(nèi)部時(shí)序控制、增益控制。
PCM接口：管理傳送和接收PCM數(shù)據(jù)及幀同步控制。
PCM數(shù)據(jù)：PCM數(shù)據(jù)每125μs幀周期發(fā)生一次，數(shù)據(jù)時(shí)鐘CLK是2.048MHz，每幀有32個(gè)時(shí)隙，每個(gè)時(shí)隙8bit數(shù)據(jù)位。DX和DR為數(shù)據(jù)發(fā)送和接收數(shù)據(jù)，不發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)DX保持三態(tài)狀態(tài)，DR接收數(shù)據(jù)時(shí)才有效。
幀同步FS：T8503有四個(gè)幀同步（FSX和FSR）輸入，每一對(duì)對(duì)應(yīng)一個(gè)通道。在一個(gè)125μs的幀里，每個(gè)幀同步提供一個(gè)單脈沖。幀同步可以出現(xiàn)在器件上電且MCLK作用于器件的任何時(shí)刻，幀同步脈沖的時(shí)序表時(shí)時(shí)隙的開(kāi)始。在這時(shí)隙中，該通道的數(shù)據(jù)在數(shù)據(jù)時(shí)鐘作用下輸入或輸出。FSX和FSR高有效，且必須保持高至少一個(gè)主時(shí)鐘周期，它們可以獨(dú)立工作，對(duì)符合傳送和接收轉(zhuǎn)換的給定的通道可以將其連一起。在一個(gè)幀中，通道0和通道1傳送幀同步必須由一個(gè)或多個(gè)時(shí)隙彼分開(kāi)。同樣，通道0和通道1接收幀同步也必須由一個(gè)或多個(gè)時(shí)隙彼此分開(kāi)。除非這兩個(gè)通道接收同樣的PCM信號(hào)，此時(shí)，接收幀同步脈沖可連接在一起。
對(duì)T8503而言，對(duì)給定的通道，一幀中FSX和FSR只能發(fā)生一次，與FS的下降沿?zé)o關(guān)且其脈沖寬度不受限制，只要FS有效之前保持至少一個(gè)主時(shí)鐘周期，數(shù)據(jù)接口就能很好地工作。
·模擬口：包括偏置電路和參考源、A/D轉(zhuǎn)換、D/A轉(zhuǎn)換。
偏置電路和參考源：T8503僅需- 5V電源供電，參考源為 2.4V并由內(nèi)部產(chǎn)生，不需外部附加電路。
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