多業(yè)務(wù)光接入接口芯片GW7980的應(yīng)用設(shè)計(jì)

   摘要：GW7980是北京格林威公司為實(shí)現(xiàn)多業(yè)務(wù)光接入平臺(tái)而設(shè)計(jì)的ASIC芯片。文中介紹了GW7980的硬件結(jié)構(gòu)和各模塊的基本原理，給出了以GW7980為核心，并通過(guò)單根光纜進(jìn)行多種業(yè)務(wù)的混合傳榆的實(shí)現(xiàn)方法。
關(guān)鍵字：多業(yè)務(wù)；光接入；GW7980；以太網(wǎng)

O 引言
    隨著用戶(hù)業(yè)務(wù)多樣性的普及，PDH光端機(jī)的帶寬低、業(yè)務(wù)種類(lèi)少等缺點(diǎn)，已經(jīng)開(kāi)始制約其長(zhǎng)足發(fā)展。為了在繼承PDH優(yōu)點(diǎn)的條件下，能以更低的成本，提供更大的傳輸帶寬，更多的業(yè)務(wù)接口，滿(mǎn)足用戶(hù)語(yǔ)音、視頻、數(shù)據(jù)、以太網(wǎng)等多種業(yè)務(wù)需要。北京格林威公司推出了可以實(shí)現(xiàn)多業(yè)務(wù)光接人平臺(tái)的ASIC芯片GW7980。利用GW7980可以在一根光纖上混合傳輸多種業(yè)務(wù)，從而低成本地解決了大用戶(hù)、多業(yè)務(wù)的統(tǒng)一接入，并可對(duì)不同業(yè)務(wù)進(jìn)行統(tǒng)一維護(hù)和管理。從而方便地構(gòu)建一種多業(yè)務(wù)光接入平臺(tái)。

1 GW7980的功能特性
    GW7980是可實(shí)現(xiàn)多業(yè)務(wù)光接入系統(tǒng)的核心器件，它的PDH模式可支持2組6E1到2路16 MB的復(fù)用，每路16 MB線路速率；而其E+E模式則可支持2路8．448 MB到16 MB的復(fù)用，或支持每路8．448 MB信號(hào)獨(dú)立的本端環(huán)回功能。GW7980可支持2路非成幀帶寬可調(diào)的V．35接口，其設(shè)置帶寬為2nx64 KB，n=0、l、2、3、4、5。
    GW7980的2種工作模式都支持1+l光纖保護(hù)功能；每路傳輸E1的16 MB通道可提供2路264KB同步速率的透明數(shù)據(jù)信道，以作為網(wǎng)管信道或普通數(shù)據(jù)信道使用。其中一路可以作為公務(wù)電話通道；每路16 MB通道還可提供l路8字節(jié)專(zhuān)用數(shù)據(jù)通道，作為網(wǎng)管內(nèi)部通道使用(可通過(guò)對(duì)內(nèi)部寄存器的讀寫(xiě)操作完成)；而每路16 MBA通道可提供32比特(4字節(jié))的對(duì)高比特透明的傳輸通道，用于32位獨(dú)立的信息傳輸(可通過(guò)對(duì)內(nèi)部寄存器的讀寫(xiě)操作完成)；同時(shí)，該器件的2種工作模式也都可提供光口誤碼率指示和E1端口的LOS、AIS告警檢測(cè)指示功能，在2種工作模式中的線路側(cè)出現(xiàn)收無(wú)光、幀失步告警時(shí)，相應(yīng)E1端口將輸出AIS告警信號(hào)；之外，該器件還具有El信道誤碼測(cè)試功能。
    GW7980具有標(biāo)準(zhǔn)MCS-805l單片機(jī)時(shí)序的CPU接口總線，一般的配置方式和各種狀態(tài)信息的采集均可通過(guò)此接口完成。有些配置既可通過(guò)管腳設(shè)置，也可通過(guò)內(nèi)部寄存器設(shè)置，這些內(nèi)部寄存器的缺省狀態(tài)為非使能狀態(tài)。相關(guān)配置方式以管腳的設(shè)置為準(zhǔn)。當(dāng)通過(guò)CPU設(shè)置為使能狀態(tài)時(shí)，其外部管腳的設(shè)置將不再起作用，此時(shí)配置方式按內(nèi)部寄存器的設(shè)置而定。
    圖1所示是GW7980的主要功能原理圖。

2 系統(tǒng)主要功能
2．1 系統(tǒng)框架
    GW7980有兩種工作模式。都支持1+1光纖保護(hù)功能。將GW7980的“WORK_MODEI”管腳置低可實(shí)現(xiàn)GW7980的的E+E工作模式。通過(guò)GW7980的E+E模式可將以太網(wǎng)MII接口數(shù)據(jù)和多路El數(shù)據(jù)混合編碼形成10路16．896 MB并行數(shù)據(jù)，然后外接并串、串并商用器件和光器件，即可組成光傳輸系統(tǒng)；它的1+1光纖保護(hù)功能采用雙發(fā)選收機(jī)制，發(fā)送接口為一路并行接口，接收接口為2路并行接口，其中一路接收接口為主用通道(A光口)，另一路接收接口為備用通道(B光口)。通過(guò)外配以太網(wǎng)PHY芯片可傳輸1路100／10以太網(wǎng)信號(hào)；而通過(guò)外配V．35接口轉(zhuǎn)換芯片，則可傳輸2路非成幀／帶寬可控的V．35信號(hào)(DCE工作模式)；之外，通過(guò)外配E1接口芯片，也可傳輸8路E1信號(hào)；同時(shí)，通過(guò)外配CPU芯片，則可實(shí)現(xiàn)對(duì)GW7980芯片的管理和告警等功能。圖2所示是GW7980的系統(tǒng)連接圖。

2．2 光接口電路
    GW7980的光接口電路可由線路復(fù)用編碼電路、線路分接解碼電路、支路收發(fā)映射復(fù)／分接電路、開(kāi)銷(xiāo)輔助通道電路等組成。其功能是將準(zhǔn)同步信號(hào)進(jìn)行碼型反變換，再進(jìn)入正碼速調(diào)整，然后將經(jīng)碼速調(diào)整后的信號(hào)送入多路選擇器進(jìn)行時(shí)隙分配，再經(jīng)使能開(kāi)關(guān)進(jìn)入同步復(fù)用編碼器。
    同步復(fù)用編碼器可完成發(fā)送光線路信號(hào)的復(fù)用、編碼及成幀，后經(jīng)擾碼輸出10路16．896MB并行數(shù)據(jù)。另外，開(kāi)銷(xiāo)通道可同時(shí)插入幀碼(同步碼)、監(jiān)控碼、勤務(wù)碼及數(shù)據(jù)碼。合成后的10路16．896MB并行數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)外配的串并高速接口電路后，可變?yōu)?60 MB的高速透明通道碼流送到光驅(qū)動(dòng)器組件上，從而驅(qū)動(dòng)DFB-LD發(fā)光器件，以將其轉(zhuǎn)換為光信號(hào)進(jìn)行傳輸。
    分接、解碼電路是由光接收組件將光信號(hào)變成電信號(hào)，再經(jīng)放大和串并高速接口電路，將260 MB的高速透明通道碼流變?yōu)?0路16．896 MB并行數(shù)據(jù)，然后經(jīng)過(guò)定時(shí)電路進(jìn)行時(shí)鐘提取及整形放大，最后將信號(hào)輸入給復(fù)／分接電路和編碼電路進(jìn)行反變換。GW7980的光接口連接圖如圖3所示。

    GW7980支持光傳輸通道誤碼率的統(tǒng)計(jì)，可提供10-3誤碼、lO-6誤碼兩檔告警信息。它不但能夠?qū)崟r(shí)給出誤碼率的統(tǒng)計(jì)結(jié)果，而且可執(zhí)行清零操作(即復(fù)位誤碼統(tǒng)計(jì)結(jié)果，重新開(kāi)始統(tǒng)計(jì))；本端的光口告警包括：收無(wú)光、幀失步、10-3誤碼、10-6誤碼告警等，GW7980可將這些告警狀態(tài)傳到遠(yuǎn)端，以便遠(yuǎn)端可以通過(guò)寄存器讀取這些告警狀態(tài)。通過(guò)內(nèi)部寄存器的設(shè)置可以使接收信號(hào)選擇采用主用信道還是備用信道，并可實(shí)現(xiàn)保護(hù)倒換的切換。
2．3 V．35接口電路
    GW7980的V．35接口主要針對(duì)DTE和DCE的工作模式，她分別提供有收發(fā)數(shù)據(jù)和收發(fā)時(shí)鐘的管腿。其外部只需連接符合ITU-T V．35接口標(biāo)準(zhǔn)的接口芯片，就可以提供標(biāo)準(zhǔn)的V．35同步數(shù)據(jù)接口，GW7980的V．35接口連接圖如圖4所示。

    V．35接口的時(shí)鐘選擇模式、速率設(shè)置和其它設(shè)置均可通過(guò)GW7980的內(nèi)部寄存器完成，其設(shè)置狀態(tài)如下：
    (1)時(shí)鐘和收發(fā)數(shù)據(jù)的延時(shí)相位關(guān)系
    V．35接口的收發(fā)時(shí)鐘定時(shí)選擇和數(shù)據(jù)時(shí)鐘的相位關(guān)系可選擇為：收發(fā)時(shí)鐘延遲于發(fā)送數(shù)據(jù)約60 ns、不延遲、是否反相，缺省設(shè)置為“收發(fā)時(shí)鐘延遲于發(fā)送數(shù)據(jù)約60 ns，不反相”；
    (2) V．35接口數(shù)據(jù)環(huán)回設(shè)置
    V．35接口數(shù)據(jù)環(huán)回的缺省設(shè)置為不環(huán)回，事實(shí)上。V．35接口數(shù)據(jù)環(huán)回類(lèi)似E1接口數(shù)據(jù)的本端環(huán)回，而其遠(yuǎn)端環(huán)回則通過(guò)El的遠(yuǎn)端環(huán)回來(lái)實(shí)現(xiàn)；
    (3)速率設(shè)置
    V．35接口數(shù)據(jù)可設(shè)置的帶寬為2nx64 KB，其中n可取0、1、2、3、4、5，缺省設(shè)置為N=5。
2．4 以太網(wǎng)接口電路
    GW7980可為以太網(wǎng)下提供標(biāo)準(zhǔn)MII接口方式。設(shè)計(jì)時(shí)，可通過(guò)外配以太網(wǎng)Phy器件來(lái)提供lOOBT／10BT接口，并可適應(yīng)100 MB、10 MB的全雙工、全線速模式。GW7980的以太網(wǎng)接口連接圖如圖5所示。

2．5 E1接口電路
    GW7980在E+E工作模式下的El接口部分由8個(gè)符合ITU-T G．703協(xié)議的E1接口電路組成，可以傳輸8路E1信號(hào)。GW7980的E1接口連接圖如圖6所示。

    El HDB3接口碼型變換電路是按ITU-T G．703建議規(guī)定設(shè)計(jì)的，該碼是產(chǎn)品與產(chǎn)品間電信號(hào)傳輸接口的規(guī)定碼型。它是三階高密度雙極性碼，這種三電平碼不能在光電路中進(jìn)行處理，因而需要進(jìn)行接口碼型變換，以將其變換成二電平的NRZ碼。
    GW7980內(nèi)置數(shù)字時(shí)鐘恢復(fù)電路。該電路采用先進(jìn)的數(shù)字時(shí)鐘恢復(fù)技術(shù)，可以從El線路的數(shù)據(jù)信號(hào)中提取，而無(wú)需片外時(shí)鐘恢復(fù)電路，由此，其外圍電路組成比較簡(jiǎn)單，產(chǎn)生的時(shí)鐘信號(hào)具有頻率精確、抖動(dòng)小等特點(diǎn)。GW7980可以通過(guò)CPU接口控制總線對(duì)其內(nèi)部寄存器進(jìn)行讀寫(xiě)，并對(duì)E1接口進(jìn)行監(jiān)控，也可以通過(guò)查詢(xún)寄存器獲得各路E1數(shù)據(jù)的丟失告警信號(hào)和誤碼率。

3 應(yīng)用方案
    GW7980的主要功能是對(duì)多種業(yè)務(wù)進(jìn)行復(fù)接，然后通過(guò)光信號(hào)進(jìn)行遠(yuǎn)距離傳輸?？捎糜诟鞣N交換機(jī)間的信號(hào)傳輸、移動(dòng)基站連接和各種公用／專(zhuān)用網(wǎng)的連接。從而實(shí)現(xiàn)話音、數(shù)據(jù)、圖像等綜合業(yè)務(wù)的系統(tǒng)接入。圖7所示是其主要應(yīng)用方式示意圖。

4 結(jié)束語(yǔ)
    GW7980是一種可實(shí)現(xiàn)多業(yè)務(wù)光接入平臺(tái)設(shè)計(jì)的ASIC芯片。它可省去傳統(tǒng)接入網(wǎng)傳輸所需要的PDH、PCM、協(xié)議轉(zhuǎn)換器、以太網(wǎng)交換機(jī)等多種設(shè)備。可解決運(yùn)營(yíng)商從產(chǎn)品選型采購(gòu)到機(jī)房管理以及設(shè)備維護(hù)與維修所存在的諸多不便。GW7980不但可以滿(mǎn)足運(yùn)維部門(mén)“集中管理，分層維護(hù)”的管理要求，而且具有豐富的業(yè)務(wù)接口和靈活的配置。因此，GW7980必將在接入網(wǎng)方面具有廣泛的應(yīng)用。