G.703通信接口轉(zhuǎn)換器

摘要：完整的數(shù)字信號(hào)包括其代表的邏輯符號(hào)和序列關(guān)系。本文討論在電信號(hào)傳輸線條件下完整恢復(fù)數(shù)字信號(hào)的方法,介紹傳輸信號(hào)的均衡器的一個(gè)實(shí)例：MAX3800可沿30m同軸電纜或2m印制電路板（PSB）微帶線有效傳送3.2Gbps的數(shù)據(jù)信號(hào)。

??? 關(guān)鍵詞：完整性 信號(hào)恢復(fù) 傳輸線 MX3800

1 引 言

??? 計(jì)算機(jī)的普及使數(shù)據(jù)通信越來越成為人們的日常交流的手段之一。為用戶提供可靠有效的數(shù)據(jù)通信就成為每一個(gè)通信系統(tǒng)所必不可少的業(yè)務(wù)功能之一。在當(dāng)前信息量越來越大的情況下,僅僅進(jìn)行低速數(shù)據(jù)通信是不夠的。廣大用戶對(duì)廣域網(wǎng)帶寬的需求不斷增加,接入DDN網(wǎng)、幀中繼網(wǎng)等高速數(shù)據(jù)通信網(wǎng)的應(yīng)用越來越普遍,通信速率越來越成為人們所追求的目標(biāo)。如何將用戶設(shè)備連接至E1線路、PCM信道等高速數(shù)據(jù)接口？G.703通信接口轉(zhuǎn)換器以其高可靠性,高性能價(jià)格比為廣大用戶解決了這一問題。

??? G.703通信接口轉(zhuǎn)換器的線路端（G.703接口）可直接接入電信網(wǎng)的E1線路,速率為N*64K（N=1—32）。數(shù)據(jù)端給用戶設(shè)備（如路由器、多路復(fù)用器、會(huì)議電視設(shè)備、局域網(wǎng)等）提供多種標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字接口（如X.21、V.35、RS499、RS530等）, 供用戶靈活選用,確保用戶端與電信網(wǎng)間的高質(zhì)量傳輸。廣泛適用于電視會(huì)議、局域網(wǎng)互聯(lián)、專線、DDN網(wǎng)、衛(wèi)星、微波等領(lǐng)域。

??? 目前,國(guó)內(nèi)通信、網(wǎng)絡(luò)市場(chǎng)上的各種通信接口轉(zhuǎn)換器很多,但大都為國(guó)外或***等地的產(chǎn)品,國(guó)內(nèi)公司自己獨(dú)立開發(fā)、生產(chǎn)的通信接口轉(zhuǎn)換器很少?，F(xiàn)在,市場(chǎng)上占有率較高的主要有***“CTC”和以色列“RAD”通信接口轉(zhuǎn)換器產(chǎn)品,但他們的價(jià)格都是很高的。我們自己開發(fā)、生產(chǎn)的通信接口轉(zhuǎn)換器以其高性能價(jià)格比必將受到廣大用戶的青睞。

2. 系統(tǒng)功能描述及結(jié)構(gòu)框圖

??? G.703通信接口轉(zhuǎn)換器作為一個(gè)獨(dú)立的接口轉(zhuǎn)換控制器,涉及V.35等多種接口的電平轉(zhuǎn)換和速率設(shè)置、數(shù)據(jù)的接收和發(fā)送、E1接口的控制及通信方式設(shè)置等方面。具體描述可以從以下幾個(gè)方面：

??? · 微處理器

??? 實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)接口協(xié)議的處理、數(shù)據(jù)接口收發(fā)時(shí)鐘的控制、E1接口的控制及告警的插入和提取、系統(tǒng)工作狀態(tài)和DIP開關(guān)的控制等。

??? · 數(shù)字接口

??? 通過DIP開關(guān)或軟件控制可實(shí)現(xiàn)X.21、V.35、RS499、RS530、RS232等數(shù)字接口的轉(zhuǎn)換及環(huán)回測(cè)試,并且在硬件上不需要增加任何器件。

??? · 數(shù)據(jù)處理

??? 包括數(shù)據(jù)發(fā)送和數(shù)據(jù)接收,數(shù)據(jù)發(fā)送是將PCM中指定時(shí)隙內(nèi)的信號(hào)接收下來,并按用戶指定的速率從數(shù)據(jù)端口送出。數(shù)據(jù)接收是將用戶送來的同步高速數(shù)據(jù)經(jīng)過一定的變換處理,在定時(shí)信號(hào)的控制下,寫入系統(tǒng)指定的PCM時(shí)隙。

??? · E1接口

??? 實(shí)現(xiàn)E1接口數(shù)據(jù)的接收、發(fā)送,E1側(cè)的時(shí)鐘提取,環(huán)回測(cè)試和時(shí)隙控制等。
· 時(shí)序產(chǎn)生

??? 產(chǎn)生數(shù)據(jù)接口、E1接口和數(shù)據(jù)處理所需要的各種不同速率的時(shí)鐘信號(hào)。

??? 轉(zhuǎn)換器內(nèi)部電路結(jié)構(gòu)示意圖如圖2-1所示。

3 系統(tǒng)工作原理

??? G.703通信接口轉(zhuǎn)換器是將一個(gè)用戶數(shù)據(jù)端口接入單元復(fù)用到一個(gè)E1線路,解決一路數(shù)據(jù)用戶的接入。其主要由用戶接口、數(shù)據(jù)處理和E1接口三部分組成。在接收側(cè),用戶接口將接收到的用戶數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為TTL電平送入數(shù)據(jù)處理部分,數(shù)據(jù)經(jīng)特定處理后插入到串行通信總線（ST-BUS）相應(yīng)時(shí)隙,E1接口將串行通信總線數(shù)據(jù)處理后轉(zhuǎn)換為HDB3碼送入PCM線路發(fā)送。在發(fā)送側(cè),E1接口接收從PCM線路來的數(shù)據(jù)信號(hào),經(jīng)處理后送入串行通信總線（ST-BUS）,數(shù)據(jù)處理電路將串行通信總線相應(yīng)時(shí)隙數(shù)據(jù)提取,數(shù)據(jù)經(jīng)處理后送入用戶接口部分,用戶接口電路將TTL電平的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為用戶所要求的電平并送入線路發(fā)送。

3.1 用戶接口

??? 用戶接口電路的主要作用是完成系統(tǒng)中TTL電平與線路中用戶所要求電氣性能的相互轉(zhuǎn)換,線路碼型為NRZ碼。它可以通過微處理器的控制完成同步接口RS449,V.35,V.36,RS530及異步接口RS232C,RS422等的相互轉(zhuǎn)換。

3.2 數(shù)據(jù)處理

??? 數(shù)據(jù)處理部分主要由數(shù)據(jù)發(fā)送、數(shù)據(jù)接收和時(shí)序處理三部分組成。其主要作用是：實(shí)現(xiàn)高速同步、異步數(shù)據(jù)與PCM時(shí)隙數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換和數(shù)據(jù)處理所需時(shí)序的產(chǎn)生。在數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換中,需解決的一個(gè)關(guān)鍵問題是數(shù)據(jù)發(fā)送和接收處理中緩沖區(qū)大小的確定。

??? 3.2.1 緩沖區(qū)的確定

??? PCM是利用32個(gè)時(shí)間不同的取樣脈沖進(jìn)行32個(gè)話路的復(fù)用。它的取樣頻率采用8KHZ,取樣周期為125us,即每125us抽取一個(gè)樣值,每個(gè)樣值編8位二進(jìn)制碼。傳送一個(gè)8位碼的碼組占用125/32 us =3.9us,稱為一個(gè)“時(shí)隙”,一共有32個(gè)時(shí)隙。在125us的時(shí)間內(nèi),每一話路輪流傳送8位碼的碼組一次,稱為一幀。每一話路的8位碼在一幀中占用一個(gè)“時(shí)隙”,每一幀包括32個(gè)時(shí)隙。高速同步數(shù)據(jù)速率通常為N*64K（N=1-32）,在一個(gè)125us的周期內(nèi)所發(fā)送的比特?cái)?shù)為N*8。如果PCM的部分時(shí)隙數(shù)據(jù)要轉(zhuǎn)換為高速同步數(shù)據(jù),那么,N個(gè)時(shí)隙數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換后的高速同步數(shù)據(jù)速率為N*64K（N=1-32）。同樣,N*64K（N=1-32）的高速同步數(shù)據(jù)插入到PCM也需要占用N個(gè)時(shí)隙。

??? 由于PCM數(shù)據(jù)的發(fā)送速率較高速同步數(shù)據(jù)快,所以在數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換過程中必須經(jīng)過緩沖區(qū)暫存。在本設(shè)計(jì)中采用FIFO（先進(jìn)先出）用作緩沖,為滿足N*64K（N=1-32）數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換的要求,FIFO的存儲(chǔ)單元選取必須合適。FIFO的存儲(chǔ)單元選用過小,會(huì)造成一些較高速率的數(shù)據(jù)在轉(zhuǎn)換過程中出錯(cuò);FIFO的存儲(chǔ)單元選用過多,會(huì)造成可編程邏輯器件內(nèi)部邏輯單元的浪費(fèi)。高速同步數(shù)據(jù)速率的不同,占用FIFO的存儲(chǔ)單元數(shù)也不同,在這里我們只要知道N*64K（N=1-32）的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換中占用FIFO的存儲(chǔ)單元數(shù)最多的情況,其它情況也就都可以滿足。

??? 在數(shù)據(jù)發(fā)送端,PCM時(shí)隙數(shù)據(jù)首先寫入FIFO,然后讀出到達(dá)高速同步數(shù)據(jù)端口。設(shè)定N為數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換中占用PCM一幀的時(shí)隙數(shù);X為PCM一幀內(nèi),FIFO中時(shí)隙數(shù)據(jù)存入最多時(shí)的個(gè)數(shù),即FIFO的最大存儲(chǔ)單元數(shù);Y為PCM一幀內(nèi)當(dāng)FIFO中有X個(gè)時(shí)隙數(shù)據(jù)存入時(shí),高速同步數(shù)據(jù)發(fā)送的8位比特?cái)?shù)。PCM數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換的時(shí)隙數(shù)N應(yīng)等于存入FIFO的時(shí)隙個(gè)數(shù)X加上高速同步數(shù)據(jù)發(fā)送的8位比特?cái)?shù)Y,即。N個(gè)時(shí)隙數(shù)據(jù)寫入FIFO所需時(shí)間T1=(N×8)/2048K,高速同步數(shù)據(jù)發(fā)送8比特的時(shí)間T2=8/(N×64K) ,在T1這個(gè)時(shí)間內(nèi)高速同步數(shù)據(jù)發(fā)送的8位比特?cái)?shù)Y=T1/T2。根據(jù)以上設(shè)定列方程為：

??? 求解方程得X=（32N-N2）/32,我們只要求出32N-N2的極大值（N=1-32）就可知X的最大取值。經(jīng)解可知,當(dāng)N為16時(shí),32N-N2取得極大值為256,即得X=8。

??? 根據(jù)以上結(jié)果可知,當(dāng)PCM有16個(gè)時(shí)隙數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換時(shí),即高速同步數(shù)據(jù)速率為16*64K=1024K時(shí),占用的FIFO存儲(chǔ)單元數(shù)最多,為8個(gè)。所以,在數(shù)據(jù)發(fā)送端設(shè)定FIFO的存儲(chǔ)單元數(shù)只要等于或大于8,就可滿足N*64（N=1-32）的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換要求。在本設(shè)計(jì)中數(shù)據(jù)發(fā)送端設(shè)定FIFO的存儲(chǔ)單元數(shù)為9。

??? 在數(shù)據(jù)接收端,高速同步數(shù)據(jù)首先寫入FIFO,然后讀出到達(dá)PCM時(shí)隙。設(shè)定高速同步數(shù)據(jù)速率為N*64K,即高速同步數(shù)據(jù)在PCM一幀中占用N個(gè)時(shí)隙;X為高速同步數(shù)據(jù)在PCM一幀內(nèi),FIFO中存入的8位比特?cái)?shù)最多時(shí)的個(gè)數(shù),即FIFO的最大存儲(chǔ)單元數(shù)。PCM發(fā)送N個(gè)時(shí)隙數(shù)所需的時(shí)間T1=,高速同步數(shù)據(jù)發(fā)送8位比特的時(shí)間T2= ,因?yàn)镻CM發(fā)送一幀數(shù)據(jù)的時(shí)間為125us,所以一幀內(nèi)高速同步數(shù)據(jù)寫入FIFO的最多8位比特個(gè)數(shù)應(yīng)為 。根據(jù)以上設(shè)定列方程為：

??? 求解方程得X=（32N-N2）/32,我們只要求出32N-N2的極大值（N=1-32）就可知X的最大取值。求解可知,當(dāng)N為16時(shí),32N-N2取得極大值為256,即得X=8。

??? 根據(jù)以上結(jié)果可知,當(dāng)高速同步數(shù)據(jù)速率為16*64K=1024K時(shí),占用的FIFO存儲(chǔ)單元數(shù)最多,即為8個(gè)。所以,在數(shù)據(jù)接收端設(shè)定FIFO的存儲(chǔ)單元數(shù)只要等于或大于8,就可滿足N*64（N=1-32）的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換要求。

??? 3.2.2 數(shù)據(jù)發(fā)送

??? 數(shù)據(jù)發(fā)送處理部分,是將PCM中指定時(shí)隙內(nèi)的信號(hào)接收下來,并按用戶指定的速率從數(shù)據(jù)端口送出,其原理如圖 3-1所示。

??? 首先,在定時(shí)信號(hào)的控制下,將指定PCM時(shí)隙內(nèi)的信號(hào)進(jìn)行串并變換、鎖存,寫入緩沖區(qū)（FIFO）。74164采用2M信號(hào)為采樣時(shí)鐘,將指定PCM時(shí)隙的8位串行數(shù)據(jù)變換為8位并行數(shù)據(jù),經(jīng)74373進(jìn)行鎖存,并將鎖存的8位數(shù)據(jù)在寫數(shù)據(jù)使能（WR-EN）信號(hào)的控制下寫入FIFO（先進(jìn)先出）。其次,將緩沖區(qū)（FIFO）中數(shù)據(jù)讀出,按用戶要求的速率進(jìn)行鎖存、并串變換,送給數(shù)據(jù)端口。在讀數(shù)據(jù)使能（RD-EN）信號(hào)的控制下將FIFO（先進(jìn)先出）中8位并行數(shù)據(jù)讀出,經(jīng)74373進(jìn)行鎖存,在數(shù)據(jù)發(fā)送時(shí)鐘的控制下,74166將8位并行數(shù)據(jù)變換為8位串行數(shù)據(jù),送給數(shù)據(jù)端口。

??? 3.2.3 數(shù)據(jù)接收部分

??? 數(shù)據(jù)接收處理部分是將用戶送來的同步高速數(shù)據(jù)經(jīng)過一定的變換處理,在定時(shí)信號(hào)的控制下,寫
入系統(tǒng)指定的PCM時(shí)隙,其原理如圖 3-2所示。

??? 首先,在定時(shí)信號(hào)的控制下,高速數(shù)據(jù)經(jīng)串并變換、鎖存,進(jìn)入緩沖區(qū)（FIFO）。74164采用數(shù)據(jù)接口接收時(shí)鐘為采樣時(shí)鐘,將從用戶數(shù)據(jù)端口來的串行數(shù)據(jù)變換為8位并行數(shù)據(jù),經(jīng)74373進(jìn)行鎖存,并將鎖存的8位數(shù)據(jù)在寫數(shù)據(jù)使能（WR-EN）信號(hào)的控制下寫入FIFO（先進(jìn)先出）。其次,將緩沖區(qū)（FIFO）中數(shù)據(jù)讀出,經(jīng)鎖存、并串變換后插入到指定的PCM時(shí)隙內(nèi)。在讀數(shù)據(jù)使能（RD-EN）信號(hào)的控制下將FIFO（先進(jìn)先出）中8位并行數(shù)據(jù)讀出,經(jīng)74373進(jìn)行鎖存,在2M信號(hào)的控制下,74166將8位并行數(shù)據(jù)變換為速率為2．048kb/s 的8位串行數(shù)據(jù),在時(shí)隙使能（SLOT）信號(hào)的控制下插入到指定的PCM時(shí)隙內(nèi)。

??? 時(shí)序處理電路主要由兩部分組成,數(shù)據(jù)處理時(shí)序和數(shù)據(jù)接口時(shí)序。所有時(shí)序信號(hào)均根據(jù)DIP開關(guān)的設(shè)置相應(yīng)產(chǎn)生,DIP開關(guān)設(shè)置不同,將產(chǎn)生不同的時(shí)序信號(hào)。這部分電路需要微處理器的參與,微處理器根據(jù)DIP開關(guān)設(shè)置和數(shù)據(jù)處理的需要控制時(shí)序處理電路輸出相應(yīng)的時(shí)序信號(hào)。這部分電路的主要作用是：①產(chǎn)生E1接口和數(shù)據(jù)處理所需要的各種不同速率的時(shí)鐘信號(hào);②產(chǎn)生數(shù)據(jù)接口的接收和發(fā)送時(shí)鐘信號(hào)。

??? a. 數(shù)據(jù)處理時(shí)序

??? 數(shù)據(jù)處理時(shí)序電路主要由一只多路時(shí)鐘信號(hào)發(fā)生器和分頻處理電路組成。多路時(shí)鐘信號(hào)發(fā)生器用于產(chǎn)生E1接口時(shí)鐘,包括PCM主時(shí)鐘（/4M）、PCM幀頭（F0）和2M時(shí)鐘。它的輸入?yún)⒖紩r(shí)鐘可選擇E1側(cè)時(shí)鐘或數(shù)據(jù)接口側(cè)時(shí)鐘。在數(shù)據(jù)接口為DCE模式時(shí),它選擇E1側(cè)時(shí)鐘為參考時(shí)鐘,工作模式可選主模式或從模式。在主模式,它的所有輸出信號(hào)與輸入?yún)⒖紩r(shí)鐘不同步,為自由振蕩方式。在從模式,它的所有輸出信號(hào)與輸入?yún)⒖紩r(shí)鐘同步,為鎖相環(huán)方式。在數(shù)據(jù)端口為DTE模式時(shí),它選擇數(shù)據(jù)接口側(cè)時(shí)鐘為參考時(shí)鐘,工作模式為從模式。

??? 數(shù)據(jù)處理所需要的時(shí)鐘和定時(shí)信號(hào)均根據(jù)鎖相環(huán)送來的PCM主時(shí)鐘（/4M）、PCM幀頭（F0）和數(shù)據(jù)端口的接收、發(fā)送時(shí)鐘分頻處理產(chǎn)生。在DTE模式,還要實(shí)現(xiàn)將不同速率的數(shù)據(jù)接口接收時(shí)鐘進(jìn)行分頻,產(chǎn)生一個(gè)8Khz的時(shí)鐘信號(hào),作為時(shí)鐘信號(hào)發(fā)生器的輸入?yún)⒖紩r(shí)鐘。

??? b. 數(shù)據(jù)接口時(shí)序

??? 數(shù)據(jù)接口時(shí)序由一只可編程鎖相環(huán)產(chǎn)生,通過微處理器對(duì)其內(nèi)部控制寄存器進(jìn)行設(shè)置,可輸出用戶所需要的各種頻率時(shí)鐘信號(hào),用于數(shù)據(jù)端口的接收和發(fā)送時(shí)鐘。數(shù)據(jù)的發(fā)送時(shí)鐘（RXC）和接收時(shí)鐘（TXC）可設(shè)為：64K、128K、192K、256K、320K、384K、448K、512K、576K、640K、704K、768K、832K、896K、960K、1024K、1088K、1152K、1216K、1280K、1344K、1408K、1472K、1536K、1600K、1664K、1728K、1792K、1856K、1920K、1984K和2048K。

??? Slot （時(shí)隙使能信號(hào)）：數(shù)據(jù)在它所指定的時(shí)隙內(nèi)進(jìn)行傳送。

??? 圖 3-3給出E1接口與數(shù)據(jù)接口的時(shí)序?qū)?yīng)關(guān)系(以64K為例,時(shí)隙為TS0)。

3.3 E1接口

??? PCM基群設(shè)備提供如下功能：PCM幀與復(fù)幀同步、時(shí)鐘同步、PCM幀時(shí)隙交換。我們采用的Mitel公司生產(chǎn)的MT9075芯片提供了完整的2.048Mb/s數(shù)字鏈路和串行通信總線（ST-BUS）,具有外圍電路簡(jiǎn)單,控制方便的特點(diǎn)。該P(yáng)CM基群設(shè)備的復(fù)接部分是在系統(tǒng)時(shí)鐘及89C51單片機(jī)的控制下接收ST-BUS 30個(gè)話路音頻數(shù)字信號(hào)的,并將幀定位信號(hào)、非幀定位信號(hào)、復(fù)幀同步碼及各話路信令碼插入到TS0及TS16時(shí)隙中。然后將復(fù)接的碼流送入CRC編碼電路,完成CRC復(fù)幀結(jié)構(gòu),形成完善的2.048Mb/s輸出信號(hào),經(jīng)信道接口電路變換成所要求的HDB3信道碼型送往信道,完成30個(gè)話路的時(shí)分復(fù)用。設(shè)備的接收部分首先將HDB3碼變換成二元碼,經(jīng)解碼電路解碼后將線路信號(hào)送至控制總線、話路信號(hào)送數(shù)據(jù)總線ST-BUS,完成話路的分接。

4 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

??? G.703通信接口轉(zhuǎn)換器采用目前比較先進(jìn)的控制及可編程器件技術(shù)、可編程鎖相環(huán)技術(shù)和可編程數(shù)字接口技術(shù)等。由于大量可編程器件的使用,大大提高了設(shè)備的集成度與工作的可靠性,實(shí)現(xiàn)了硬件的軟件化。

??? G.703通信接口轉(zhuǎn)換器主要由六部分組成：電源供電、微處理器、可編程邏輯器件、數(shù)字接口、E1接口和時(shí)序產(chǎn)生。

4.1 電源供電

??? 電源供電部分由外接輸入電源和板內(nèi)穩(wěn)壓電源組成。

??? 4.1.1 外接輸入電源

??? 采用220VAC轉(zhuǎn)9-12VDC電源變換器或48VDC轉(zhuǎn)9-12VDC電源變換器,輸入電流大于600mA。

??? 4.1.2 板內(nèi)穩(wěn)壓電源

??? 電路板內(nèi)采用三端穩(wěn)壓器件（7805）,將9-12VDC的輸入電壓轉(zhuǎn)換為+5V電壓,為板內(nèi)所有元器件供電。在電源輸入部分有過流保護(hù)和對(duì)地濾波電容;在三端穩(wěn)壓器件的輸出端有對(duì)地濾波電容。過流保護(hù)器件采用REX070自恢復(fù)保險(xiǎn)絲,當(dāng)電流大于1.4A時(shí)保險(xiǎn)絲瞬時(shí)斷開,當(dāng)電流小于1.4A時(shí)保險(xiǎn)絲恢復(fù)通路。對(duì)地濾波電容采用100UF/25V電解電容和0.1UF的獨(dú)石電容,電路如圖4-1所示。

4.2 微處理器

??? 微處理器部分采用內(nèi)部帶4K Byte Flash的AT89C51微處理器,12M的主時(shí)鐘;外圍電路在可編程邏輯器件內(nèi)部實(shí)現(xiàn)（地址鎖存采用74373,地址譯碼采用74138,對(duì)外部數(shù)據(jù)端口的讀寫采用74244與74374）,電路如圖4-2所示。

??? 這部分電路的主要作用是：①處理數(shù)據(jù)接口與外接DTE/DCE設(shè)備之間的協(xié)議;②E1接口芯片的初始化,控制及告警的插入和提取;③控制可編程鎖相環(huán)的時(shí)鐘輸出頻率和數(shù)據(jù)接口的收發(fā)時(shí)鐘頻率;④指示系統(tǒng)的當(dāng)前工作狀態(tài);⑤通過對(duì)外部DIP端口的讀寫,控制數(shù)據(jù)接口類型和自環(huán)測(cè)試模式等。?

??? 4.2.1 數(shù)據(jù)接口協(xié)議處理

??? 數(shù)據(jù)接口協(xié)議有兩種處理方式: ①將數(shù)據(jù)接口的RTS（A）與CTS（A）直接連接,RTS（B）與CTS（B）直接連接,DTR（A）與DSR（A）直接連接,DTR（B）與DSR（B）直接連接,微處理器不對(duì)其進(jìn)行處理。②在DCE模式,微處理器讀取RTS、DTR端口,根據(jù)RTS和DTR狀態(tài)相應(yīng)去置CTS、DSR狀態(tài)。在DTE模式,微處理器讀取CTS、DSR端口,根據(jù)CTS和DSR狀態(tài)相應(yīng)去置RTS、DTR狀態(tài)。

??? 4.2.2 E1接口處理

??? 完成MT9075的初始化;根據(jù)DIP端口設(shè)置,對(duì)E1接口未使用的時(shí)隙設(shè)置為環(huán)回模式,確保其可以不受本端影響繼續(xù)向下傳輸;完成E1接口告警信號(hào)的插入和提取,并將相應(yīng)的指示燈點(diǎn)亮;完成對(duì)E1接口的環(huán)回測(cè)試。

??? 4.2.3 可編程鎖相環(huán)和接口時(shí)鐘處理

??? 根據(jù)DIP端口設(shè)置,對(duì)ICD2053的控制寄存器寫入相應(yīng)數(shù)據(jù),產(chǎn)生數(shù)據(jù)處理所需的時(shí)鐘信號(hào);對(duì)相應(yīng)I/O端口進(jìn)行設(shè)置,輸出數(shù)據(jù)接口收發(fā)時(shí)鐘信號(hào),此信號(hào)為可編程鎖相環(huán)的輸出或?yàn)槠浣?jīng)過N次分頻后的信號(hào)。當(dāng)數(shù)據(jù)接口速率設(shè)為2048kb/s時(shí),ICD2053設(shè)置為關(guān)閉模式,沒有時(shí)鐘信號(hào)輸出,數(shù)據(jù)接口收發(fā)時(shí)鐘為MT8941輸出的2048KHZ信號(hào)。

??? 4.2.4 系統(tǒng)工作狀態(tài)指示（LED）

??? ① FAL 紅色LED E1接口近端幀失步指示燈,當(dāng)E1接口接收不到信號(hào)時(shí)該指示燈點(diǎn)亮,正常時(shí)滅;

??? ② RAL 紅色LED E1接口遠(yuǎn)端幀失步指示燈,當(dāng)對(duì)端E1接口收不到信號(hào)時(shí)該指示燈點(diǎn)亮,正常時(shí)滅;

??? ③ TEST 紅色LED 環(huán)回測(cè)試指示燈,當(dāng)設(shè)置為測(cè)試模式時(shí)該指示燈點(diǎn)亮,正常時(shí)滅;

??? ④ MODE 綠色LED 數(shù)據(jù)端口模式指示燈,當(dāng)數(shù)據(jù)端口設(shè)置為DCE模式時(shí)該指示燈點(diǎn)亮,DTE模式時(shí)滅;

??? ⑤ SD 綠色LED 發(fā)送數(shù)據(jù)指示燈,當(dāng)數(shù)據(jù)端口有數(shù)據(jù)發(fā)送時(shí)該指示燈閃亮,正常時(shí)滅;

??? ⑥ RD 綠色LED 接收數(shù)據(jù)指示燈,當(dāng)數(shù)據(jù)端口接收到數(shù)據(jù)時(shí)該指示燈閃亮,正常時(shí)滅;

??? ⑦ 5V 綠色LED +5V電源指示燈,+5V電源輸出正常該指示燈亮。

??? 4.2.5 DIP開關(guān)功能

?

4.3 可編程邏輯器件

??? 可編程器件部分采用了ALTERA公司生產(chǎn)的FPGA大規(guī)?？删幊踢壿嬈骷﨓PF10K10,PROM采用了ALTERA公司容量為44K位的EPC1441。時(shí)序處理電路、數(shù)據(jù)接收、發(fā)送處理電路、環(huán)回測(cè)試電路和微處理器外圍電路全部在邏輯器件內(nèi)部實(shí)現(xiàn)。內(nèi)部電路采用圖形設(shè)計(jì)和VHDL語言編寫?？删幊唐骷?nèi)部原理圖為公司保密性文件,這里將不提供。

4.4 數(shù)字接口

??? 數(shù)字接口部分采用單5V供電的多協(xié)議接口芯片LTC1344、LTC1543與LTC1544。這部分電路的主要作用是完成系統(tǒng)中TTL電平與線路中用戶所要求電氣性能的相互轉(zhuǎn)換,線路碼型為NRZ碼。支持符合RS232C,RS449/V.24,V.35,V.36接口性能的用戶終端。
RS232C,RS449,RS530,V.35,V.36規(guī)定了數(shù)據(jù)終端設(shè)備（DTE）和數(shù)據(jù)通信設(shè)備（DCE）之間的串行二進(jìn)制數(shù)據(jù)交換的接口。

??? 4.4.1 接口電氣特性

??? RS232C的電氣特性：RS232C中信號(hào)的電平是在-3—-15V,+3—+15V范圍內(nèi),負(fù)電壓表示邏輯1,正電壓表示邏輯0。為非平衡式接口。

??? RS449,V.36的電氣特性符合RS422或V.11所規(guī)定的電平特性,信號(hào)電平為-6V—+6V。為平衡式驅(qū)動(dòng)源,差分接收器。

??? V.35的電氣特性為,信號(hào)電平為-0.6V— +0.6V。為平衡式驅(qū)動(dòng)源,差分接收器。與RS449不同之處在于兩者的驅(qū)動(dòng),接收匹配阻抗不同。

??? 4.4.2 接口連接器

??? RS232C采用DB25作為接口連接器,針狀插頭用于DTE,孔狀插座用于DCE。

??? RS449,V.36采用DB37作為接口連接器,針狀插頭用于DTE,孔狀插座用于DCE。

??? V.35采用DB35作為接口連接器,針狀插頭用于DTE,孔狀插座用于DCE。

??? 4.4.3 端口（DB25）定義

4.5 E1接口

??? E1接口芯片采用MITEL公司生產(chǎn)的MT9075BP 專用芯片,配置頻率為20.000Mhz的晶體振蕩器,接收、發(fā)送接口變壓器采用PULS公司生產(chǎn)的PE-64934和PE-65351。

??? E1接口可選擇兩種數(shù)據(jù)發(fā)送模式,CCS成幀模式和不成幀模式。在CCS成幀模式,數(shù)據(jù)端口的數(shù)據(jù)速率為64kb/s—1984kb/s ;在不成幀模式,數(shù)據(jù)端口速率為2048kb/s。MT9075BP內(nèi)部有時(shí)隙環(huán)回測(cè)試寄存器,可設(shè)置為環(huán)回模式,這樣使數(shù)據(jù)端口沒有使用的時(shí)隙可被其它設(shè)備使用。

??? 4.5.1 接口特性

??? · 數(shù)據(jù)速率： 2048Kbps±50ppm

??? · 接口阻抗： RJ45—120Ω

??????????????????????????????? BNC—75Ω

??? · 接口連接器： RJ45或BNC

??? · 幀格式： CCS成幀或不成幀

??? · 線路碼型： HDB3

??? 4.5.2 接口連接器

??? E1端口同時(shí)提供四線RJ45（120Ω）平衡及BNC（75Ω）非平衡兩種接入方式。

??? E1端口同時(shí)提供四線RJ45（120Ω）平衡及BNC（75Ω）非平衡兩種接入方式。

??? G.703 PORT: RJ-45

??? 1 NC

??? 2 GND

??? 3 TRANSMIT(-)

??? 4 RECEIVE(-)

??? 5 RECEIVE(+)

??? 6 TRANSMIT(+)

??? 7 GND

??? 8 NC
???
4.6 時(shí)序產(chǎn)生

??? 時(shí)序產(chǎn)生部分采用MITEL公司生產(chǎn)的多路時(shí)鐘產(chǎn)生芯片MT8941和可編程時(shí)鐘產(chǎn)生芯片ICD2053,MT8941配置頻率為16.384Mhz的晶體振蕩器。

??? MT8941的輸入?yún)⒖紩r(shí)鐘為8Khz,工作模式可選Master模式或Salave模式,輸出時(shí)鐘信號(hào)有/F0、2M、/2M、4M、/4M等。在Master模式,MT8941所有輸出時(shí)鐘信號(hào)均與參考時(shí)鐘不同步,處于自由振蕩方式;在Salave模式,所有輸出時(shí)鐘信號(hào)與參考時(shí)鐘均同步。

??? ICD2053B采用MT8941輸出的2M信號(hào)為輸入?yún)⒖紩r(shí)鐘,通過微處理器對(duì)其控制寄存器進(jìn)行設(shè)置,可產(chǎn)生同步于其輸入?yún)⒖紩r(shí)鐘2M的N*64K（N=1-31）時(shí)鐘信號(hào),用于數(shù)據(jù)端口的接收和發(fā)送時(shí)鐘信號(hào)。

5 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

5.1 數(shù)據(jù)接口軟件的簡(jiǎn)要說明

??? 數(shù)據(jù)接口軟件使用8051匯編語言編寫,采用模塊化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。它主要完成對(duì)E1接口芯片MT9075的初始化和時(shí)隙環(huán)回控制;完成對(duì)可編程鎖相環(huán)ICD2053輸出時(shí)鐘頻率的控制和數(shù)據(jù)接口時(shí)鐘的控制;實(shí)時(shí)處理E1接口告警、數(shù)據(jù)接口與用戶側(cè)的握手協(xié)議和E1接口、數(shù)據(jù)接口的環(huán)回測(cè)試等。

5.2 數(shù)據(jù)接口軟件的流程圖

??? 5.2.1 主程序流程

??? 5.2.2 89C51初始化

??? 5.2.3 MT9075初始化

??? 5.2.4 ICD2053時(shí)鐘輸出

??? 5.2.5 E1接口時(shí)隙環(huán)回

??? 5.2.6 E1接口告警處理

??? 5.2.7 數(shù)據(jù)接口協(xié)議處理

??? 5.2.8 接口環(huán)回測(cè)試處理

6 系統(tǒng)組網(wǎng)方案

??? · 點(diǎn)對(duì)點(diǎn)應(yīng)用

??? · 級(jí)聯(lián)應(yīng)用

7 系統(tǒng)測(cè)試與結(jié)論

??? 本接口轉(zhuǎn)換器的測(cè)試指標(biāo)主要有兩項(xiàng),接口時(shí)鐘頻率測(cè)試和誤碼測(cè)試。系統(tǒng)在無任何物理及電氣上的故障后,可進(jìn)行各項(xiàng)指標(biāo)測(cè)試。

7.1 測(cè)試儀表

??? · HCT-BERT 協(xié)議分析儀

??? · WG10 數(shù)字通信測(cè)試儀

??? · HP 100MHZ 頻率計(jì)

7.2測(cè)試結(jié)果

??? a. 使用HCT-BERT 協(xié)議分析儀對(duì)數(shù)據(jù)口進(jìn)行誤碼測(cè)試,E1接口為CCS幀模式;

??? 設(shè)置數(shù)字接口為V.35,速率為64KHZ,12小時(shí)單方向無誤碼。

??? 設(shè)置數(shù)字接口為RS499,速率為64KHZ,2小時(shí)單方向無誤碼。

??? 設(shè)置數(shù)字接口為異步RS232,速率為19.2KHZ,1小時(shí)單方向無誤碼。

??? 設(shè)置數(shù)字接口為V.35,速率為128KHZ,2小時(shí)單方向無誤碼。

??? 設(shè)置數(shù)字接口為RS499,速率為128KHZ,1小時(shí)單方向無誤碼。

??? 設(shè)置數(shù)字接口為異步RS232,速率為38.4KHZ,1小時(shí)單方向無誤碼。

??? b. 使用WG10 數(shù)字通信測(cè)試儀對(duì)數(shù)據(jù)口進(jìn)行誤碼測(cè)試,E1接口為CCS幀模式;

??? 設(shè)置數(shù)字接口為V.35,速率為192KHZ,1小時(shí)單方向無誤碼。

??? 設(shè)置數(shù)字接口為RS499,速率為192KHZ,1小時(shí)單方向無誤碼。

??? 設(shè)置數(shù)字接口為V.35,速率為256KHZ,1小時(shí)單方向無誤碼。

??? 設(shè)置數(shù)字接口為RS499,速率為256KHZ,1小時(shí)單方向無誤碼。

??? 設(shè)置數(shù)字接口為V.35,速率為384KHZ,12小時(shí)單方向無誤碼。

??? 設(shè)置數(shù)字接口為RS499,速率為384KHZ,1小時(shí)單方向無誤碼。

??? 設(shè)置數(shù)字接口為V.35,速率為512KHZ,2小時(shí)單方向無誤碼。

??? 設(shè)置數(shù)字接口為V.35,速率為768KHZ,2小時(shí)單方向無誤碼。

??? 設(shè)置數(shù)字接口為V.35,速率為1024KHZ,1小時(shí)單方向無誤碼。

??? 設(shè)置數(shù)字接口為V.35,速率為1920KHZ,1小時(shí)單方向無誤碼。

??? 設(shè)置數(shù)字接口為V.35,速率為1984KHZ,12小時(shí)單方向無誤碼。

??? c. 使用WG10 數(shù)字通信測(cè)試儀對(duì)數(shù)據(jù)口進(jìn)行誤碼測(cè)試,E1接口為CCS無幀模式;

??? 設(shè)置數(shù)字接口為V.35,速率為2048KHZ,2小時(shí)單方向無誤碼。

??? d. 使用HP 100MHZ 頻率計(jì)對(duì)數(shù)據(jù)接口接收時(shí)鐘（RXC）和發(fā)送時(shí)鐘（TXC）進(jìn)行頻率測(cè)試。

??? 測(cè)試結(jié)果表明,系統(tǒng)輸出時(shí)鐘精度高,傳輸質(zhì)量可靠,性能穩(wěn)定。本接口轉(zhuǎn)換器的E1接口和數(shù)字接口均采用專用接口芯片,所以系統(tǒng)的各項(xiàng)指標(biāo)均符合ITU 關(guān)于G.703及V.35、V.36的建議,完全適合在電信網(wǎng)和各專業(yè)網(wǎng)中使用。

8 結(jié)束語

??? 本轉(zhuǎn)換器已在加拿大ABL會(huì)議電視系統(tǒng)和美國(guó)寶利通(Polycom)桌面視訊系統(tǒng)中使用,運(yùn)行效果良好,完全替代了國(guó)外同類產(chǎn)品。并以其較高的性能價(jià)格比受到用戶的青睞。