ＶＳＣ８１５０在波分復用系統開銷提取中的應用

摘 要：波分復用系統將不同波長的光復用在一起進行傳輸，以滿足對傳輸容量和傳輸距離的各種需求。介紹了一種開銷監視與提取的設計方法，使用VSC8150提取承載在波分復用系統相應波長上SDH信號的開銷。分析了VSC8150的工作原理，管腳和外部接口，以及與FPGA、單片機共同完成B1重新計算，開銷提取，B1，J0提取。此外，還提出將幀丟失，幀失步等錯誤狀態傳送給單片機和網管的方法。 本設計增強了波分復用系統網管管理參數，功能和靈活性，這會在系統維護時帶來較大的方便。該設計已經成熟應用在實際的波分復用系統中。

關鍵詞：波分復用;開銷監視;B1;J0

中圖分類號：TN92911文獻標識碼：B文章編號：1004373X(2008)1901902

Application of VSC8150 in WDM Overhead Extraction

QIAO Hongzhe，JIN Shuping

(Changzhou Institute of Mechatronic Technology，Changzhou，213164，China)

Abstract：For satisfy the capacity and distance in transmission，we use WDM system which can multiply multi-wavelength into one fiber.In this paper a method which monitors SDH overhead with VSC8150，including the VSC8150 operation theory，interface with single chip computer and FPGA.Frame lost and frame out-of-step are sent to the wrong state of sigle chip computer and network management.Overhead and error status can be acquired and transferred to network management.This can add the function and flexibility of network management.The design is applied in practical WDM system reliably.

Keywords：WDM;overhead monitoring;B1;J0

波分復用(WDM)是利用單模光纖低損耗區的巨大帶寬，將不同速率（波長）的光混合在一起進行傳輸，這些不同波長的光信號所承載的數字信號可以是相同速率、相同數據格式，也可以是不同速率、不同數據格式。可以通過增加新的波長特性，按用戶的要求確定網絡容量。

1 波分復用系統構成與光波長轉換

WDM系統的構成如圖1所示。發送端的光發射機發出波長不同而精度和穩定度滿足一定要求的光信號，經過光波長復用器復用在一起送入摻鉺光纖功率放大器（摻鉺光纖放大器主要用來彌補合波器引起的功率損失和提高光信號的發送功率），再將放大后的多路光信號送入光纖傳輸，中間可以根據情況決定有或沒有光線路放大器，到達接收端經光前置放大器（主要用于提高接收靈敏度，以便延長傳輸距離）放大以后，送入光波長分波器分解出原來的各路光信號。

波長轉換板（OTU）是波分復用系統的核心。圖2為OTU單元的功能框圖。其工作原理為：光信號通過pin或AFD完成光/電轉換，電信號經過TIA/PA進行放大，放大為高速數字信號的電平電壓范圍，如LVPECL，CML等。CDR對數據進行時鐘提取，以完成再生功能。時鐘提取后對于SDH信號可進行抖動抑制處理，以滿足ITU標準對SDH抖動性能的要求，加大傳輸距離。對SDH碼流可進行相應的開銷處理，提取B1，J0等開銷處理信息，以及信號丟失，幀失步告警等告警信息，提供給網管作監控和告警使用。再生后時鐘和數據將被送到laser driver，激光器驅動芯片將驅動激光器將電信號轉換為滿足G.692要求的光信號，每個OTU板輸出的光信號將被送到合波器進行合波，以完成波分復用功能，復用多個不同波長的光信號到一根光纖中。

2 開銷監視與提取電路設計

EMS網元管理需要監視以下信息：再生段B1誤碼過限，J0跟蹤字節失配；在系統維護時，通過SONET/SDH開銷比特B1字節可找出誤碼和傳輸故障的位置，并將此信息報告給網絡管理系統。還能使用SONET/SDH開銷比特中的J0段跟蹤字節來檢測信號選路中的差錯。我們使用開銷監視芯片VSC8150完成B1，J0檢測功能。VSC8150的輸入為接收恢復的SDH數據信號和時鐘信號，它在內部重新計算B1校驗值并與所發送的B1值比較，檢測錯誤并輸出。第一個STS-1的27個開銷被解擾并輸出處理。此外，VSC8150還可以輸出再生的串行數據。

VSC8150主要特性包括：

集成的2.488 Gb/s解復用器；輸出SONET/SDH開銷；支持多SONET/SDH速率；B1計算和錯誤報告；LOF/SEF報警產生；串行數據環路輸出。

圖3為用VSC8150，Altera CPLD，單片機實現B1誤碼，計算B1，J0檢測等功能的框圖。 對于B1誤碼檢測，VSC8150在解擾前對每幀的B1結果重新計算，與解擾后開銷中的B1結果相比較。如果在前一幀中檢測到B1錯誤，B1ERR將輸出相應的脈沖表示錯誤數。脈沖的數目指示檢測到的錯誤數量。在Altera CPLD中使用VHDL編寫了B1錯誤計數器模塊，RXFPOUT為輸出幀頭，作為計數器的復位信號。B1ERR作為計數器的時鐘端。每幀在B1ERR上輸出的錯誤數將被計數到B1錯誤計數器中，可由單片機讀出。

除A1，A2，J0外，其他開銷被解擾并按在幀中出現的順序從SOHOUT［7:0］輸出。同時SOHCLK作為開銷的時鐘，RXFPOUT作為幀同步信號，一起接到FPGA內的開銷寄存器模塊。該模塊將每幀開銷鎖存到相應的寄存器中，共27個寄存器，同時該模塊形成與單片機配合的時序，單片機可以將每幀開銷的狀態讀出。

當VSC8150的輸入信號發生信號丟失，幀失步等狀態時，會在RXLOF等管腳輸出錯誤狀態。這些相應的管腳被接到FPGA形成相應的錯誤狀態寄存器，可被單片機讀出或形成相應的中斷由單片機處理。相應的錯誤狀態包括：RXLOF——幀丟失，RXSEF——嚴重錯誤幀， RXFRERR——幀同步檢測錯誤。當錯誤發生后，將產生中斷將單片機的外部中斷拉低，單片機將進入中斷處理程序，檢查錯誤狀態寄存器，判斷是哪種錯誤。在不能判斷錯誤類型及嚴重程度的情況下，將上報報警信息給網管，由網管進行告警及故障處理。

VSC8150支持多SONET/SDH速率，包括： STM-1/STS-3，STM-4/STS-12，STM-16/STS-48。通過設置RATESEL［1:0］可以將SDH設置為相應的速率，對應關系見表1。電路設計中，FPGA內的控制寄存器與VSC8150的RATESEL［1:0］管腳相連。維護及設置相應的速率指令下達給單片機后，單片機設置FPGA內控制寄存器，通過向寄存器寫入正確的控制字，完成對RATESEL［1:0］的設置，及對接入SDH速率的控制功能。

3 結 語

本文介紹了波分復用系統中一種開銷監視與提取的設計方法。使用VSC8150提取承載在波分復用系統相應波長上SDH信號的開銷。我們介紹了VSC8150的工作原理，管腳和外部接口，以及與FPGA，單片機共同完成B1重新計算，開銷提取，B1，J0提取的方法。還介紹了將輸入SDH信號錯誤狀態傳送給單片機和網管的方法，以及由網管和單片機設置接入SDH速率的方法。本設計已成熟應用在Wavexpress 3200波分復用系統中。

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