程控交換機中SDH光接口設計探討

中圖分類號：TB 文獻標識碼：A 文章編號：1008-925X(2011)11-0032-01

摘要：隨著現代電信網絡的飛速發展，同步數字傳輸體系SDH已經成為當前電信網的主導傳輸機制，以SDH為承載基礎的傳送網也逐漸成為通信網建設的主導方向。對當前電信運營商而言，SDH設備是最根本的基礎設施之一。

關鍵詞：SDH 光接口 設計 探討

隨著現代電信網絡的飛速發展，同步數字傳輸體系SDH已經成為當前電信網的主導傳輸機制，以SDH為承載基礎的傳送網也逐漸成為通信網建設的主導方向。對當前電信運營商而言，SDH設備是最根本的基礎設施之一。SDH主要有三條特點：同步復用、標準光接口和強大的網管能力。為了使程控交換機能夠在公共傳輸網上傳輸信號，SDH光接口為此提供了一個標準的光信號，通過光纖傳輸，與其他終端互聯，這樣各個終端的協議不必統一。

一、設計原理

設計采用了ITU-T G707標準中的子復用結構，正好實現從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2M業務，提供RS232接口用于調試，提供與主處理機的共享信箱，實現主處理機與SDH光接口板處理機之間的通信。

SDH光接口板將來自于光纖的光信號經光收模塊完成光/電變換后轉換為155M/s的差分信號，再對輸入信號進行時鐘恢復和數據的提取、串/并變換、解擾碼、段開銷處理及B1、B2的計算，高階通道開銷處理。然后將接收信號中的VC-4凈荷輸出，從VC-4凈荷中提取2M業務信號，進行成幀處理及2M鏈路的交叉調整后驅動上背板。

同樣，來自背板的HMVIP信號經過驅動后首先進行2M鏈路的交叉調整，然后進行成幀處理和映射到VC-4中，加上開銷字節、指針處理，由光發模進行電/光變換后發送出去。

二、硬件設計

SDH光接口板單板包括8個模塊：CPU及控制模塊，共享信箱模塊，光電/電光轉換模塊，開銷指針處理模塊，E1映射、解映射、成幀及鏈路交叉網絡模塊，背板驅動電路模塊，時鐘模塊，電源模塊。

1.CPU及控制模塊：該模塊圍繞CPU構成，主要功能是實現對整個單板的控制。

2.共享信箱模塊:該模塊為單板與MP之間提供一個大小為16K的雙端口RAM作為共享信箱。

3.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，同時將從PM5342來的電信號轉換為光信號。

4.開銷指針處理模塊: 該模塊主要有STM-1的再生段開銷、復用段開銷、高階通道、低階通道開銷和高階、低階指針。

5. E1映射、解映射、成幀及鏈路交叉網絡模塊: 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業務信號與背板鏈路之間的靈活交叉以及從一個155M的63各2M中任意選擇部分2M業務上下。

6.背板驅動電路模塊：背板驅動電路是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。

7.時鐘模塊:時鐘模塊主要完成為本板提供19.44M的SDH工作時鐘的功能，該時鐘同時就是本板光口的發送時鐘。

8.電源模塊：單板的電源來自背板的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。

三、軟件設計

軟件的設計采用68K系列單片機的匯編語言，主要分為兩個部分：ROM程序的設計以及RAM程序的設計。

1.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上電時自動從0地址處取系統堆棧值SSP和PC值，完成CPU初始化、ROM、RAM、DRAM的測試及專用芯片初始化、專用芯片的測試、HDLC環回測試，并打印測試結果，完成引導功能。

另外，按下單板上手動ABORT按鈕即可進入68K提供的編程和操作環境TUTOR，在TUTOR下可實現監控/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000，在TUTOR下輸入 G 40000可進入調試程序。

單板調試程序為單板在生產中提供工藝檢測方法和手段，基于人機對話模式，CPU通過串口接收鍵盤輸入，調試程序根據鍵盤輸入跳轉到相應的流程。

2.RAM程序。RAM程序即運行主程序，完成對外圍芯片的驅動，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測試命令;實現與主機的交互;實現系統通過外接串口進行維護觀察的功能;實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。

系統進行光口配置后，就可以將單板插入指定的板位，此時單板上電、復位，進行CPU初始化，單板自檢。

自檢通過后，報復位正常，由主機通過HMVIP鏈路開始對SDH光接口板單板進行程序加載，單板通過雙口RAM使用接口協議與主機進行交互式通訊，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，和運行狀態參數。

單板加載正常后，初始化SDH數據區及ASIC，進行2M鏈路時隙配置。完成初始化工作后，單板依次執行系統命令處理，維護觀察，SDH、PDH接口終端掃描，和運行檢查等工作。當系統進入死循環時，由看門狗進行復位，系統再次啟動。

PM8316以及PM5342等專用芯片寄存器的設置是該設計中的重點，這兩個專用芯片完成了對信號的開銷指針處理、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，這是進行控制及維護的重要手段和依據，設計中采用了3個全局循環計數器，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基準，為點亮運行燈函數提供記時基準等等。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。