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浅谈程控交换机光接口的设计

引言

随着现代电信网络的飞速发展,同步数字传输体系SDH已经成为当前电信网的主导传输机制,以SDH为承载基础的传送网也逐渐成为通信网建设的主导方向。对当前电信运营商而言,SDH设备是最根本的基础设施之一。

SDH规范的优点

SDH主要有三条特点:同步复用、规范光接口和强大的网管能力。

为了使程控交换机能够在公共传输网上传输信号,SDH光接口为此提供了一个标准的光信号,通过光纤传输,与其他终端互联,这样各个终端的协议不必统一。同时,由于光纤通信的网络容量大、速度快、性能好,其廉价的通信、优良的带宽特性正使之成为电信网的主要传输手段。

由于用一个光接口代替了大量的电接口,因而通过SDH所传输的业务信息,可以不必经过惯例准同步系统所具有的一些中间面对面电接口,而直接经光接口通过中间节点,省去了大量相关电路单元和跳线光缆,使网络可用性和误码性能都得到改善。

SDH信号结构的设计已经考虑了网络传输和交换应用的最佳性,因而在电信网的各个局部(长途、中继和接入网)中都能提供简单、经济和灵活的信号互连及管理,使得激进电信网各个局部的差别正在渐渐消失,相互的直接连接变得十分简单和有效。

设计与实现

内置式SDH光中继接口板(以下简称SDH光接口板)为交换设备提供STM-1速率的光接口,工作于终端复用器TM模式,用作紧凑型的内置SDH光传输系统。能够灵活地上下2M业务,支持最多上下全部63个2M业务,所有业务通过8MH-MVIPHighDensitiMulti-VendorIntegratProtocol多厂家集成协议)总线与系统的交换网络相连。

设计原理

设计采用了ITU-TG707规范中的子复用结构,正好实现从E1链路到STM-1帧的转换。

SDH光接口板为数字中继处置机及接口板,下挂在主处理机下的一种子处置机,系统中可根据网上要求配置多块,各自独立工作。

SDH光接口板单板为交换系统提供规范155MSDH光接口,并支持单板最多上下63个2M业务,提供RS232接口用于调试,提供与主处理机的共享信箱,实现主处理机与SDH光接口板处置机之间的通信。

SDH光接口板将来自于光纤的光信号经光收模块完成光/电变换后转换为155M/差分信号,再对输入信号进行时钟恢复和数据的提取、串/并变换、解扰码、段开销处置及B1B2计算,高阶通道开销处置。然后将接收信号中的VC-4净荷输出,从VC-4净荷中提取2M业务信号,进行成帧处理及2M链路的交叉调整后驱动上背板。

同样,来自背板的HMVIP信号经过驱动后首先进行2M链路的交叉调整,然后进行成帧处置和映射到VC-4中,加上开销字节、指针处置,由光发模进行电/光变换后发送出去。

硬件设计

SDH光接口板单板包括8个模块:CPU及控制模块,共享信箱模块,光电/电光转换模块,开销指针处置模块,E1映射、解映射、成帧及链路交叉网络模块,背板驱动电路模块,时钟模块,电源模块。

CPU及控制模块:该模块围绕CPU构成,主要功能是实现对整个单板的控制。该模块包含MC68360高档单片机)RS232串口)29F040FLA SHHM628512FPRA MMA X3064EPLDACEXEP1K30FPGA 74HCT245总线驱动器)

共享信箱模块:该模块为单板与MP之间提供一个大小为16K双端口RA M作为共享信箱。

光电/电光转换模块:该模块将接收到光信号转换为电信号送给PM5342同时将从PM5342来的电信号转换为光信号。

开销指针处置模块:该模块主要有STM-1再生段开销、复用段开销、高阶通道、低阶通道开销和高阶、低阶指针。

E1映射、解映射、成帧及链路交叉网络模块:该模块主要完成映射、解映射、成帧及链路交叉的工作,即完成完成映射/解映射的2M业务信号与背板链路之间的灵活交叉以及从一个155M63各2M中任意选择局部2M业务上下。

背板驱动电路模块:背板驱动电路是SDH光接口板单板与04交换机的接口电路,完成背板信号与本板信号之间的隔离和驱动。

时钟模块:时钟模块主要完成为本板提供19.44MSDH工作时钟的功能,该时钟同时就是本板光口的发送时钟。

电源模块:单板的电源来自背板的5V而本单板上还用到3.3V2.5V及1.8V芯片,所以电源模块的功能是完成5V3.3V2.5V及1.8V转换。

本单板采用1个2mmA 和1个2mmB插座与背板相连,背板为单板提供时序信号、控制信号、地址信号、数据信号、板位识别信号 顺序加载链路、+5V电源及RS-232串口。单板为背板提供8Mbit/H-MVIP链路,A和B两路外部时标。

为了实现单板与主机之间的通信,本设计中使用了一个双端口RA M作为共享信箱。

软件设计

软件的设计采用68K系列单片机的汇编语言,主要分为两个部分:ROM顺序的设计以及RA M顺序的设计。

ROM顺序

主要完成对CPU初始化,包括建立与外部通信的通道(包括串口和HDLC通道);对外围器件的检测;RA M顺序的加载。

ROM顺序分为引导和调试程序,引导顺序位于flash中,用于单板的上电复位。68360CPU上电时自动从0地址处取系统堆栈值SSP和PC值,完成CPU初始化、ROMRA MDRA M测试及专用芯片初始化、专用芯片的测试、HDLC环回测试,并打印测试结果,完成引导功能。

另外,按下单板上手动ABORT按钮即可进入68K提供的编程和操作环境TUTORTUTOR下可实现监控/调试,汇编/反汇编,顺序输入,I/O控制等功能。单板调试顺序起始地址是$40000TUTOR下输入 G40000可进入调试顺序。

单板调试顺序为单板在生产中提供工艺检测方法和手段,基于人机对话模式,CPU通过串口接收键盘输入,调试顺序根据键盘输入跳转到相应的流程。

RA M顺序

RA M顺序即运行主程序,完成对外围芯片的驱动,正确完成对主机命令的响应,如各种复位命令、数据配置命令、性能采集命令以及各种在线测试命令;实现与主机的交互;实现系统通过外接串口进行维护观察的功能;实现对各种接口的扫描,上报告警、申请封锁相应链路,统计各接口的性能指标;此外还要做运行检查。

系统进行光口配置后,就可以将单板插入指定的板位,此时单板上电、复位,进行CPU初始化,单板自检。

自检通过后,报恩位正常,由主机通过HMVIP链路开始对SDH光接口板单板进行顺序加载,单板通过双口RA M使用接口协议与主机进行交互式通讯,完成主机的各种命令响应,通讯的内容主要为:

1由主机下达的系统命令,SDH配置数据库等;

2SDH光接口板板上报给主机的命令回答,和运行状态参数。

单板加载正常后,初始化SDH数据区及ASIC进行2M链路时隙配置。

完成初始化工作后,单板依次执行系统命令处置,维护观察,SDHPDH接口终端扫描,和运行检查等工作。

当系统进入死循环时,由看门狗进行复位,系统再次启动。

结束语

PM8316以及PM5342等专用芯片寄存器的设置是该设计中的重点,这两个专用芯片完成了对信号的开销指针处置、映射解映射、成帧及链路交叉等具有SDH特色的重要功能;单板信号的告警性能的上报与采集也是单板软件设计中的重点,这是进行控制及维护的重要手段和依据,设计中采用了3个全局循环计数器,有1秒计数器、1分钟计数器以及15分钟计数器,不只供本函数及其它函数使用:如为性能超限告警提供记时基准,为点亮运行灯函数提供记时基准等等。此函数做了各接口的10毫秒、1秒钟、1分钟、15分钟的性能统计,以供性能采集命令之用,以及性能超限形成相应的告警之用。 


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发布: admin 分类: CCIE思科 评论: 0 浏览: 35
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