摘要：针对STM-4速率(622 Mbps)的分叉复用器(ADM)网元，规划了能够完结数据穿插和网络办理功用的STM-4光接口盘。选用CPU+ASIC+FPGA这种典型的通讯体系硬件架构，详细论说了STM-4光接口盘的软硬件联合完结，最终剖析了该接口盘在多事务接入体系中的运用。
关键词：分叉复用器；数据穿插；同步数字系列；多事务接入体系
导言
现在在城域网的中心层和会聚层，首要选用同步数字系列(SDH)和多事务接入体系(MSAP)组成的环形网结构。STM-4光接口盘作为多事务接入体系的重要网络单元之一，是一种新式程控数字交流技能，是兼有复用、配线、维护／康复、监控和网管的多功用传输设备，它对整个光纤体系的传输才干有着直接的影响，现已成为点评多事务接入体系全体传输才干的一个重要部分。
1 STM-4光接口盘的硬件规划
STM-4光接口盘完结时钟与数据康复、开支处理、指针调整以及时隙穿插等功用。其硬件原理框图如图1所示。
STM-4光接口盘首要包含6个模块：电源模块、光接口RC7894模块、穿插衔接RC7830模块、ARM处理器模块、网元办理模块、FPGA模块。
1．1 电源模块
此单元由背板供给DC-48 V输入，经过电源模块的缓发动电路后与电源模块衔接，输出+5 V、GND给板卡供电。确保各电源充分去耦，纹波不超越额外电压的5％。在模块电源输入处添加二极管避免反接，维护模块电源。为了确保板卡支撑热插拔功用，背板与光接口盘的电源运用宽体电源衔接器。-48 V电源接口将运用缓发动电路。缓发动电路如图2所示。
1．2 光接口RC7894模块
RC7894供给设备守时功用、线路数据时钟康复、串并转化、段开支处理、高阶开支处理、公事电路、开支接口等功用。RC7894可完结8组38．88 MHz电信总线至2路STM-4光接口的复用，内置设备时钟功用，处理段开支和高阶开支，并供给2路E1映射器事务接口。光接口单元内置时钟数据康复、串／并和并／串转化模块，并供给主动激光关断和掉电告警发生和检测等功用。线路接口部分处理再生段、复用段和高阶开支，具有指针处理、指针对齐等模块；内置同步设备时钟、公事电话信令处理、开支接口单元、开支穿插衔接单元，以及两路E1解帧器，用于完结内嵌网管。
1．3 穿插衔接RC7830模块
RC7830是为完结SDH中穿插衔接功用而规划的超大规模%&&&&&%。它具有16组STM-1输入数据总线(Sdia)和16组STM-1输出数据总线(Sdo)，单片可完结16个STM-1中所有的TU-12、TU-3或AU-4的无堵塞全穿插。RC7830的每组输出STM-1数据总线都能够被设置成AU-4、TU-12、TU-3或TU-12和TU-3的混合类型，进入任何一组Sdia总线的TU-12、TU-3或AU-4都能够从任何一组Sdo总线的任何一个同种类型的通道输出。每个通道都能够编程操控刺进人工码或设置为通道三态。经过微处理器并行接口或串行操控总线接口能够完结对RC7830的装备和监控。
1．4 ARM处理器模块
ARM处理器模块用于板卡芯片的办理和网管接口处理，经过84针衔接器供给交流芯片以太网、串口等接口。ARM选用三星公司的S3C2410A 外接一片32 MB的Flash，用于存储程序和体系装备信息，一片8 MB的SDRAM存储器用于运转程序。供给RS485办理接口担任传输本盘信息到网管盘，完结盘间通讯。ARM处理器经过串口对两片RC7222芯片进行办理，经过以太网芯片接口办理IP178C芯片。ARM处理器模块原理框图如图3所示。
1．5 网元办理模块
运用2片RC7222分别把两个光口的内嵌数据(DCC或E1)转化为以太网数据，经过IP178芯片交流后发送到网管盘的交流芯片。当检测到无网管盘时，依据原有的网管途径装备IP178，使对应的网管通道直接衔接到另一个上联盘的对应光口，一起令IP178把会聚后的网管数据发送到另一个上联盘。网元办理模块的原理框图如图4所示。图4中两个交流芯片互连，假如网管盘拔掉的话，能够衔接两个交流芯片，确保在没有网管盘的情况下不影响其他网元的通讯。
1．6 FPGA模块
在背板接口中有一块FPGA，这儿选用的芯片是EP2C5F256C8，该FPGA完结以下功用：
①串行网管总线选通。判别本槽是否能够运用SPI网管总线，只有当网管经过挑选地址线发送的地址和本槽槽位相同的时分才干运用。
②复位信号输出。输出RC7830芯片的复位信号。
③完结地址输入／输出、倒换操控。倒换操控是FPGA的中心作业，担任时钟倒换作业。
④T2时钟HDB3编码。
⑤完结数据穿插挑选。上联STM-4光接口盘在7槽位、9槽位各一块，共3把STM-4、12组电信总线，穿插的意图是在12组电信总线中，挑选其间4组接到RC7830芯片进行穿插。
2 STM-4光接口盘的软件规划
软件规划是由网管通讯模块、体系调用模块和设备功用主函数组成。网管通讯模块首要完结了PC网管软件和设备之间装备信息、告警功用信息以及网元特点等信息的交流；体系调用模块完结了驱动程序的调用，运用操作体系已有的文件办理体系和内存办理体系完结设备上各种资源的办理；设备功用主函数完结了体系初始化、体系操控、报文通讯传输等功用。其软件总体规划框图如图5所示。
运用程序的初始化模块的首要功用是对设备进行初始化，以及对驱动程序所需求的内存和全局变量进行分配和初始化。完结了对设备ADM运用中的典型初始化装备，初始化内容包含光口装备、穿插衔接装备、时钟装备、主动维护倒换装备、功用监控装备等内容。
体系操控模块包含了体系各种功用的初始化和装备，详细有体系装备及调度、时钟处理(参阅源和优先级等)、开支处理(通道开支和段开支)、电信总线扩展处理、组网装备，以及各种支路(以太网、E1、V35)与光口的穿插装备。
3 STM-4光接口盘的运用
STM-4光接口盘是数据穿插盘，供给两个STM-4等级光接口，可做ADM或TM运用，一起担任设备守时等。该盘为模块化的插卡式结构规划，在MSAP体系中最多能够插两块光接口盘，分别为7槽位和9槽位，两盘互为备份，能够完结1+1板卡维护。STM-4光接口盘支撑同步守时功用，可挑选两个光接口作为参阅守时输入，或从E1事务板卡的第一个E1事务流中提取守时，一起供给两个外同步守时输入接口T31、T32和两个外同步守时输出接口T41、T42。STM-4光接口盘最多可完结252个E1的接入才干，各项技能功用完全符合ITU-T和ETSI规范。
结语
本文规划的STM-4光接口盘现已运用于多事务接入体系(MSAP)中，时钟与数据康复、开支处理、指针调整以及时隙穿插等功用均已测试经过。在运用过程中，装备、办理和监督能方便地经过图形用户接口(GUI)完结。光接口盘作为一个软硬件相结合的嵌入式体系，其规划和完结办法对SDH设备其他单板甚至其他嵌入式体系的规划与开发都有必定的学习含义。
