光纤通信系统中数字复接芯片的选择及应用

1. 前言

在光纤通信系统中，作为终端设备的光端机必须由光发射模块、光接收模块、数据接口、用户线接口和数字复接芯片等几部分组成。其中的数字复接芯片用来将若干个低速数字信号合并成一个高速数字信号，以达到扩大传输容量和提高传输速率的目的。

目前，数字复接体制主要有准同步数字体系(Parasynchronous Digital Hierarchy,简称PDH)和同步数字体系(Synchronous Digital Hierarchy，简称SDH)，从长远看，SDH终将取代PDH。但由于PDH复接系统信道利用率高，设备简单，因此，在一些小规模、小容量的通信网中，仍具有广泛的市场和应用价值。因此，研究数字复接专用芯片在PDH体制中的应用亦具有一定的意义。

PDH复接体制包括一次群到二次群复接、二次群到三次群复接、一次群到三次群跳群复接和三次群到四次群复接等 。其中，最后一种复接方式已转化为三次群到SDH STM－1的复接。本文不予讨论。

2. 各种数字复接芯片比较

为了满足上述各种复接方式的需要，市场上出现了各种型号的数字复接专用集成芯片。这些芯片以格林威的GW
7600、GW7620、GW7680，正有的ZYIC－002，华大的CISCG和清华的MXZW68231为典型。在众多的芯片中，怎样选择满足科研设计需要的、性价比最高的复接芯片呢?表1是上述各芯片的比较。

根据表1，为满足不同的复接要求，在保证高性价比的前提下，分不同情况给出几种说明：



(1)一次群至二次群复分接

选CISCG芯片最便宜，但外围电路中要有2M平滑锁相、2M和8M时钟提取电路；选择GW7600和ZYIC－002在性价比及外围电路上几乎一样，只是后者功耗大一点，但它带有插座，有利于科研设计时的插拔。

(2)二次群至三次群复分接

选CISCG芯片时，外围电路中要有8M平滑锁相、8M和34M时钟提取电路；选GW7600和ZYIC－002时，外围电路中要有8M平滑锁相和34M时钟提取电路。

(3)一次群至三次群复分接(带标准34M电接口)

若其中要留8M电接口，则用2片GW7620和1片GW7600或ZYIC－002，外加8M平滑锁相和34M时钟提取电路；若其中不留8M电接口，则用1片MXZW68231外加34M时钟提取电路即可。

(4)一次群至三次群跳群复分接

最佳方案选GW7680，它有线路编码电路，具有E1支路16×16交叉连接功能，方便上下电路。

3. 复接芯片的应用举例

就目前市场的需求来看，中小容量用户需求的是2M口且具有相当于480路容量的光传输出设备，而不一定是标准34M口；另外，用户对网络的灵活性(比如上下电路、交叉连接功能)、可靠性要求都比较高。正因为如此，笔者认为GW7680芯片的应用开发价值较大。下面就GW7680芯片的功能、特点及应用情况作一具体介绍。

3.1 GW7680芯片的功能结构及特点

GW7680芯片是北京格林威为实现其APDH(Advanced PDH)光纤传输方案而设计的ASIC芯片。该芯片采用数字锁相环技术和线路编码技术实现E1信号(2.048kbit/s)准同步复用和E2信号(8.448kbit/s)同步复用以及光线路传输编解码。GW7680吸收SDH的特点是单片可提供16个E1信号直接上下电路、E1信号通道层(通道速率为2112 kbit/s)交叉连接、E1双纤环网通道保护、线路再定时及丰富的开销。其功能结构如图1所示。



在图1中，RA和TB单元构成西侧光口，RB和TA构成东侧光口。TA和TB实现的功能是同步复用，以插入码方式成帧、扰码；RA和RB实现的功能是：解扰码、帧同步定位、同步分接。每个基本单元的线路口速率为42.24Mbit/s。

E1 MAPPER完成16个2.048kbit/s速率信号的复接和分接，其输入输出构成GW7680的第三个端口(即电口)。在每个E1的输入口设有一个全数字的时钟恢复电路，输出口设有一个全数字的锁相环，这两个模块的性能决定了2.048kbit/s通道的抖动特征，由于采用全数字化技术进行处理，所以抖动性能非常稳定可靠且不受工作电压和环境温度的影响。

数字交叉连接器DXC作为E1通道的控制枢纽，对来自三个方向的信号进行调度。西向进入的E1可以再从东向发出或往E1连接器选择一个物理口下电路，东向进入的E1可以再从西向发出或往E1连接器选择一个物理口下电路。从某个物理口插入的E1信号可在DXC控制下发往西向或东向，或双向同时发送。

除以上功能外，GW7680还具有如下功能特点：

●线路速率在42.24 Mbit/s(480路)和84.48 Mbit/s(960路)两者之一任选 。选42.24 Mbit/s时，只需一对光收发模块，适合于点到点的传输场合；选84.48 Mbit/s时，需两对光收发模块，具有交叉连接功能，在组网应用时非常方便;

●提供两路64kbit/s数字公务电话接口，可直接连接话音CODEC(编解码芯片，如MC145503)，且具备公务电话四音(拨号、回铃、忙音、催挂)插入控制，该接口不占用2M通道。

●提供一条带有8kHz帧同步信号的2112kbit/s开销数据接口，易于外部合成384kbit/s、192kbit/s、64kbit/s同向数据接口；

●提供2路2112kbit/s透明数据通道(960路设置条件下)；

●提供2路528kbit/s异步采样数据通道；

●具有微处理器(MP)接口，支持以MP为核心的设计，实现告警、监控以及系统设置(如交叉连接设置)的MP管理；

●提供线路帧失步、公务帧失步、1E－3、1E－6等告警功能以及线路误码比特计数、E1输入信号消失检测、通道AIS检测等功能。