多业务光接入接口芯片GW7980的应用设计

   摘要：GW7980是北京格林威公司为实现多业务光接入平台而设计的ASIC芯片。文中介绍了GW7980的硬件结构和各模块的基本原理，给出了以GW7980为核心，并通过单根光缆进行多种业务的混合传榆的实现方法。
关键字：多业务；光接入；GW7980；以太网

O 引言
    随着用户业务多样性的普及，PDH光端机的带宽低、业务种类少等缺点，已经开始制约其长足发展。为了在继承PDH优点的条件下，能以更低的成本，提供更大的传输带宽，更多的业务接口，满足用户语音、视频、数据、以太网等多种业务需要。北京格林威公司推出了可以实现多业务光接人平台的ASIC芯片GW7980。利用GW7980可以在一根光纤上混合传输多种业务，从而低成本地解决了大用户、多业务的统一接入，并可对不同业务进行统一维护和管理。从而方便地构建一种多业务光接入平台。

1 GW7980的功能特性
    GW7980是可实现多业务光接入系统的核心器件，它的PDH模式可支持2组6E1到2路16 MB的复用，每路16 MB线路速率；而其E+E模式则可支持2路8．448 MB到16 MB的复用，或支持每路8．448 MB信号独立的本端环回功能。GW7980可支持2路非成帧带宽可调的V．35接口，其设置带宽为2nx64 KB，n=0、l、2、3、4、5。
    GW7980的2种工作模式都支持1+l光纤保护功能；每路传输E1的16 MB通道可提供2路264KB同步速率的透明数据信道，以作为网管信道或普通数据信道使用。其中一路可以作为公务电话通道；每路16 MB通道还可提供l路8字节专用数据通道，作为网管内部通道使用(可通过对内部寄存器的读写操作完成)；而每路16 MBA通道可提供32比特(4字节)的对高比特透明的传输通道，用于32位独立的信息传输(可通过对内部寄存器的读写操作完成)；同时，该器件的2种工作模式也都可提供光口误码率指示和E1端口的LOS、AIS告警检测指示功能，在2种工作模式中的线路侧出现收无光、帧失步告警时，相应E1端口将输出AIS告警信号；之外，该器件还具有El信道误码测试功能。
    GW7980具有标准MCS-805l单片机时序的CPU接口总线，一般的配置方式和各种状态信息的采集均可通过此接口完成。有些配置既可通过管脚设置，也可通过内部寄存器设置，这些内部寄存器的缺省状态为非使能状态。相关配置方式以管脚的设置为准。当通过CPU设置为使能状态时，其外部管脚的设置将不再起作用，此时配置方式按内部寄存器的设置而定。
    图1所示是GW7980的主要功能原理图。

2 系统主要功能
2．1 系统框架
    GW7980有两种工作模式。都支持1+1光纤保护功能。将GW7980的“WORK_MODEI”管脚置低可实现GW7980的的E+E工作模式。通过GW7980的E+E模式可将以太网MII接口数据和多路El数据混合编码形成10路16．896 MB并行数据，然后外接并串、串并商用器件和光器件，即可组成光传输系统；它的1+1光纤保护功能采用双发选收机制，发送接口为一路并行接口，接收接口为2路并行接口，其中一路接收接口为主用通道(A光口)，另一路接收接口为备用通道(B光口)。通过外配以太网PHY芯片可传输1路100／10以太网信号；而通过外配V．35接口转换芯片，则可传输2路非成帧／带宽可控的V．35信号(DCE工作模式)；之外，通过外配E1接口芯片，也可传输8路E1信号；同时，通过外配CPU芯片，则可实现对GW7980芯片的管理和告警等功能。图2所示是GW7980的系统连接图。

2．2 光接口电路
    GW7980的光接口电路可由线路复用编码电路、线路分接解码电路、支路收发映射复／分接电路、开销辅助通道电路等组成。其功能是将准同步信号进行码型反变换，再进入正码速调整，然后将经码速调整后的信号送入多路选择器进行时隙分配，再经使能开关进入同步复用编码器。
    同步复用编码器可完成发送光线路信号的复用、编码及成帧，后经扰码输出10路16．896MB并行数据。另外，开销通道可同时插入帧码(同步码)、监控码、勤务码及数据码。合成后的10路16．896MB并行数据经过外配的串并高速接口电路后，可变为260 MB的高速透明通道码流送到光驱动器组件上，从而驱动DFB-LD发光器件，以将其转换为光信号进行传输。
    分接、解码电路是由光接收组件将光信号变成电信号，再经放大和串并高速接口电路，将260 MB的高速透明通道码流变为10路16．896 MB并行数据，然后经过定时电路进行时钟提取及整形放大，最后将信号输入给复／分接电路和编码电路进行反变换。GW7980的光接口连接图如图3所示。

    GW7980支持光传输通道误码率的统计，可提供10-3误码、lO-6误码两档告警信息。它不但能够实时给出误码率的统计结果，而且可执行清零操作(即复位误码统计结果，重新开始统计)；本端的光口告警包括：收无光、帧失步、10-3误码、10-6误码告警等，GW7980可将这些告警状态传到远端，以便远端可以通过寄存器读取这些告警状态。通过内部寄存器的设置可以使接收信号选择采用主用信道还是备用信道，并可实现保护倒换的切换。
2．3 V．35接口电路
    GW7980的V．35接口主要针对DTE和DCE的工作模式，她分别提供有收发数据和收发时钟的管腿。其外部只需连接符合ITU-T V．35接口标准的接口芯片，就可以提供标准的V．35同步数据接口，GW7980的V．35接口连接图如图4所示。

    V．35接口的时钟选择模式、速率设置和其它设置均可通过GW7980的内部寄存器完成，其设置状态如下：
    (1)时钟和收发数据的延时相位关系
    V．35接口的收发时钟定时选择和数据时钟的相位关系可选择为：收发时钟延迟于发送数据约60 ns、不延迟、是否反相，缺省设置为“收发时钟延迟于发送数据约60 ns，不反相”；
    (2) V．35接口数据环回设置
    V．35接口数据环回的缺省设置为不环回，事实上。V．35接口数据环回类似E1接口数据的本端环回，而其远端环回则通过El的远端环回来实现；
    (3)速率设置
    V．35接口数据可设置的带宽为2nx64 KB，其中n可取0、1、2、3、4、5，缺省设置为N=5。
2．4 以太网接口电路
    GW7980可为以太网下提供标准MII接口方式。设计时，可通过外配以太网Phy器件来提供lOOBT／10BT接口，并可适应100 MB、10 MB的全双工、全线速模式。GW7980的以太网接口连接图如图5所示。

2．5 E1接口电路
    GW7980在E+E工作模式下的El接口部分由8个符合ITU-T G．703协议的E1接口电路组成，可以传输8路E1信号。GW7980的E1接口连接图如图6所示。

    El HDB3接口码型变换电路是按ITU-T G．703建议规定设计的，该码是产品与产品间电信号传输接口的规定码型。它是三阶高密度双极性码，这种三电平码不能在光电路中进行处理，因而需要进行接口码型变换，以将其变换成二电平的NRZ码。
    GW7980内置数字时钟恢复电路。该电路采用先进的数字时钟恢复技术，可以从El线路的数据信号中提取，而无需片外时钟恢复电路，由此，其外围电路组成比较简单，产生的时钟信号具有频率精确、抖动小等特点。GW7980可以通过CPU接口控制总线对其内部寄存器进行读写，并对E1接口进行监控，也可以通过查询寄存器获得各路E1数据的丢失告警信号和误码率。

3 应用方案
    GW7980的主要功能是对多种业务进行复接，然后通过光信号进行远距离传输。可用于各种交换机间的信号传输、移动基站连接和各种公用／专用网的连接。从而实现话音、数据、图像等综合业务的系统接入。图7所示是其主要应用方式示意图。

4 结束语
    GW7980是一种可实现多业务光接入平台设计的ASIC芯片。它可省去传统接入网传输所需要的PDH、PCM、协议转换器、以太网交换机等多种设备。可解决运营商从产品选型采购到机房管理以及设备维护与维修所存在的诸多不便。GW7980不但可以满足运维部门“集中管理，分层维护”的管理要求，而且具有丰富的业务接口和灵活的配置。因此，GW7980必将在接入网方面具有广泛的应用。