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引言 隨著(zhù)現代電信網(wǎng)絡(luò )的飛速發(fā)展，同步數字傳輸體系SDH已經(jīng)成為當前電信網(wǎng)的主導傳輸機制，以SDH為承載基礎的傳送網(wǎng)也逐漸成為通信網(wǎng)建設的主導方向。對當前電信運營(yíng)商而言，SDH設備是最根本的基礎設施之一。 SDH標準的優(yōu)點(diǎn) SDH主要有三條特點(diǎn)：同步復用、標準光接口和強大的網(wǎng)管能力。 為了使程控交換機能夠在公共傳輸網(wǎng)上傳輸信號，SDH光接口為此提供了一個(gè)標準的光信號，通過(guò)光纖傳輸，與其他終端互聯(lián)，這樣各個(gè)終端的協(xié)議不必統一。同時(shí)，由于光纖通信的網(wǎng)絡(luò )容量大、速度快、性能好，其廉價(jià)的通信、優(yōu)良的帶寬特性正使之成為電信網(wǎng)的主要傳輸手段。 由于用一個(gè)光接口代替了大量的電接口，因而通過(guò)SDH所傳輸的業(yè)務(wù)信息，可以不必經(jīng)過(guò)常規準同步系統所具有的一些中間背靠背電接口，而直接經(jīng)光接口通過(guò)中間節點(diǎn)，省去了大量相關(guān)電路單元和跳線(xiàn)光纜，使網(wǎng)絡(luò )可用性和誤碼性能都得到改善。 SDH信號結構的設計已經(jīng)考慮了網(wǎng)絡(luò )傳輸和交換應用的最佳性，因而在電信網(wǎng)的各個(gè)部分（長(cháng)途、中繼和接入網(wǎng)）中都能提供簡(jiǎn)單、經(jīng)濟和靈活的信號互連及管理，使得傳統電信網(wǎng)各個(gè)部分的差別正在漸漸消失，彼此的直接連接變得十分簡(jiǎn)單和有效。 設計與實(shí)現 內置式SDH光中繼接口板（以下簡(jiǎn)稱(chēng)SDH光接口板）為交換設備提供STM-1速率的光接口，工作于終端復用器TM模式，用作緊湊型的內置SDH光傳輸系統。能夠靈活地上下2M業(yè)務(wù)，支持最多上下全部63個(gè)2M業(yè)務(wù)，所有業(yè)務(wù)通過(guò)8M H-MVIP(High Density Multi-Vendor Integration Protocol，多廠(chǎng)家集成協(xié)議)總線(xiàn)與系統的交換網(wǎng)絡(luò )相連。 設計原理 設計采用了ITU-T G707標準中的子復用結構，正好實(shí)現從E1鏈路到STM-1幀的轉換。 SDH光接口板為數字中繼處理機及接口板，它是下掛在主處理機下的一種子處理機，在系統中可根據網(wǎng)上要求配置多塊，各自獨立工作。 SDH光接口板單板為交換系統提供標準155M SDH光接口，并支持單板最多上下63個(gè)2M業(yè)務(wù)，提供RS232接口用于調試，提供與主處理機的共享信箱，實(shí)現主處理機與SDH光接口板處理機之間的通信。 SDH光接口板將來(lái)自于光纖的光信號經(jīng)光收模塊完成光/電變換后轉換為155M/s的差分信號，再對輸入信號進(jìn)行時(shí)鐘恢復和數據的提取、串/并變換、解擾碼、段開(kāi)銷(xiāo)處理及B1、B2的計算，高階通道開(kāi)銷(xiāo)處理。然后將接收信號中的VC-4凈荷輸出，從VC-4凈荷中提取2M業(yè)務(wù)信號，進(jìn)行成幀處理及2M鏈路的交叉調整后驅動(dòng)上背板。 同樣，來(lái)自背板的HMVIP信號經(jīng)過(guò)驅動(dòng)后首先進(jìn)行2M鏈路的交叉調整,然后進(jìn)行成幀處理和映射到VC-4中，加上開(kāi)銷(xiāo)字節、指針處理，由光發(fā)模進(jìn)行電/光變換后發(fā)送出去。 硬件設計 SDH光接口板單板包括8個(gè)模塊：CPU及控制模塊，共享信箱模塊，光電/電光轉換模塊，開(kāi)銷(xiāo)指針處理模塊，E1映射、解映射、成幀及鏈路交叉網(wǎng)絡(luò )模塊，背板驅動(dòng)電路模塊，時(shí)鐘模塊，電源模塊。 CPU及控制模塊：該模塊圍繞CPU構成，主要功能是實(shí)現對整個(gè)單板的控制。該模塊包含MC68360（高檔單片機）、RS232（串口）、29F040(FLASH)、HM628512FP（RAM）、MAX3064（EPLD）、ACEXEP1K30（FPGA）、74HCT245（總線(xiàn)驅動(dòng)器）。 共享信箱模塊:該模塊為單板與MP之間提供一個(gè)大小為16K的雙端口RAM作為共享信箱。 光電/電光轉換模塊: 該模塊將接收到的光信號轉換為電信號送給PM5342，同時(shí)將從PM5342來(lái)的電信號轉換為光信號。 開(kāi)銷(xiāo)指針處理模塊: 該模塊主要有STM-1的再生段開(kāi)銷(xiāo)、復用段開(kāi)銷(xiāo)、高階通道、低階通道開(kāi)銷(xiāo)和高階、低階指針。 E1映射、解映射、成幀及鏈路交叉網(wǎng)絡(luò )模塊: 該模塊主要完成映射、解映射、成幀及鏈路交叉的工作，即完成完成映射/解映射的2M業(yè)務(wù)信號與背板鏈路之間的靈活交叉以及從一個(gè)155M的63各2M中任意選擇部分2M業(yè)務(wù)上下。 背板驅動(dòng)電路模塊：背板驅動(dòng)電路是SDH光接口板單板與04交換機的接口電路，完成背板信號與本板信號之間的隔離和驅動(dòng)。 時(shí)鐘模塊:時(shí)鐘模塊主要完成為本板提供19.44M的SDH工作時(shí)鐘的功能，該時(shí)鐘同時(shí)就是本板光口的發(fā)送時(shí)鐘。 電源模塊：?jiǎn)伟宓碾娫磥?lái)自背板的5V，而本單板上還用到了3.3V、2.5V及1.8V的芯片，所以電源模塊的功能是完成5V到3.3V、2.5V及1.8V的轉換。 本單板采用1個(gè)2mmA和1個(gè)2mmB插座與背板相連，背板為單板提供時(shí)序信號、控制信號、地址信號、數據信號、板位識別信號 、程序加載鏈路、 +5V電源及RS-232串口。單板為背板提供8Mbit/s的H-MVIP鏈路，A和B兩路外部時(shí)標。 為了實(shí)現單板與主機之間的通信，本設計中使用了一個(gè)雙端口RAM作為共享信箱。 軟件設計 軟件的設計采用68K系列單片機的匯編語(yǔ)言，主要分為兩個(gè)部分：ROM程序的設計以及RAM程序的設計。 ROM程序 主要完成對CPU的初始化, 包括建立與外部通信的通道（包括串口和HDLC通道）；對外圍器件的檢測；RAM程序的加載。 ROM程序分為引導和調試程序，引導程序位于flash中，用于單板的上電復位。68360CPU上電時(shí)自動(dòng)從0地址處取系統堆棧值SSP和PC值，完成CPU初始化、ROM、RAM、DRAM的測試及專(zhuān)用芯片初始化、專(zhuān)用芯片的測試、HDLC環(huán)回測試，并打印測試結果，完成引導功能。 另外，按下單板上手動(dòng)ABORT按鈕即可進(jìn)入68K提供的編程和操作環(huán)境TUTOR，在TUTOR下可實(shí)現監控/調試，匯編/反匯編，程序輸入，I/O控制等功能。單板調試程序起始地址是$40000，在TUTOR下輸入 G 40000可進(jìn)入調試程序。 單板調試程序為單板在生產(chǎn)中提供工藝檢測方法和手段，基于人機對話(huà)模式，CPU通過(guò)串口接收鍵盤(pán)輸入，調試程序根據鍵盤(pán)輸入跳轉到相應的流程。 RAM程序 RAM程序即運行主程序，完成對外圍芯片的驅動(dòng)，正確完成對主機命令的響應，如各種復位命令、數據配置命令、性能采集命令以及各種在線(xiàn)測試命令；實(shí)現與主機的交互；實(shí)現系統通過(guò)外接串口進(jìn)行維護觀(guān)察的功能；實(shí)現對各種接口的掃描，上報告警、申請封鎖相應鏈路，統計各接口的性能指標；此外還要做運行檢查。 系統進(jìn)行光口配置后，就可以將單板插入指定的板位，此時(shí)單板上電、復位，進(jìn)行CPU初始化，單板自檢。 自檢通過(guò)后，報復位正常，由主機通過(guò)HMVIP鏈路開(kāi)始對SDH光接口板單板進(jìn)行程序加載，單板通過(guò)雙口RAM使用接口協(xié)議與主機進(jìn)行交互式通訊，完成主機的各種命令響應，通訊的內容主要為： （1）由主機下達的系統命令，SDH配置數據庫等； （2）SDH光接口板板上報給主機的命令回答，和運行狀態(tài)參數。 單板加載正常后，初始化SDH數據區及ASIC，進(jìn)行2M鏈路時(shí)隙配置。 完成初始化工作后，單板依次執行系統命令處理，維護觀(guān)察，SDH、PDH接口終端掃描，和運行檢查等工作。 當系統進(jìn)入死循環(huán)時(shí)，由看門(mén)狗進(jìn)行復位，系統再次啟動(dòng)。 結束語(yǔ) PM8316以及PM5342等專(zhuān)用芯片寄存器的設置是該設計中的重點(diǎn)，這兩個(gè)專(zhuān)用芯片完成了對信號的開(kāi)銷(xiāo)指針處理、映射解映射、成幀及鏈路交叉等具有SDH特色的重要功能；單板信號的告警性能的上報與采集也是單板軟件設計中的重點(diǎn)，這是進(jìn)行控制及維護的重要手段和依據，設計中采用了3個(gè)全局循環(huán)計數器，有1秒計數器、1分鐘計數器以及15分鐘計數器，不僅供本函數及其它函數使用：如為性能超限告警提供記時(shí)基準，為點(diǎn)亮運行燈函數提供記時(shí)基準等等。此函數做了各接口的10毫秒、1秒鐘、1分鐘、15分鐘的性能統計，以供性能采集命令之用，以及性能超限形成相應的告警之用。 |
