ATM-PON電路仿真業(yè)務(wù)系統(tǒng)的設(shè)計及實現(xiàn)

摘   要： 本文介紹了ATM-PON電路仿真業(yè)務(wù)系統(tǒng)的設(shè)計及實現(xiàn)。描述了電路仿真業(yè)務(wù)的系統(tǒng)構(gòu)成，進行了各部分功能描述，及其性能指標(biāo)和實驗測試結(jié)果的說明。

圖1  電路仿真業(yè)務(wù)系統(tǒng)構(gòu)成

引言
隨著ATM技術(shù)的發(fā)展，電信網(wǎng)的核心部分正在ATM化。以ATM-PON為基礎(chǔ)的寬帶接入系統(tǒng)將來自業(yè)務(wù)源的電話、高速數(shù)據(jù)等業(yè)務(wù)信息通過接入網(wǎng)下行傳送到用戶住宅，同時實現(xiàn)上行業(yè)務(wù)信息和用戶信息的傳輸。為了在ATM復(fù)用交換平臺上處理電話業(yè)務(wù)，要求必須把電話業(yè)務(wù)從電路模式變換成ATM模式，即電路仿真。電路仿真后的業(yè)務(wù)就是電路仿真業(yè)務(wù)(CES)。ATM論壇規(guī)定，用適配層1(AAL1)負責(zé)處理從用戶層來的電話信息格式適配成ATM網(wǎng)絡(luò)可以接受的格式；反之，負責(zé)處理從ATM網(wǎng)絡(luò)來的電話信息格式適配成用戶層可以接受的格式。AAL1用來適配實時固定速率業(yè)務(wù)，最典型的有以下兩種：
?N×64kb/s(即部分DS1/E1)的DS1/E1業(yè)務(wù)；
?結(jié)構(gòu)化的DS1/E1(1.544/2.048Mb/s)業(yè)務(wù)，通過AAL1適配協(xié)議，完成E1通道在ATM上的透明傳輸。
本文介紹用結(jié)構(gòu)化E1處理電話業(yè)務(wù)的電路仿真業(yè)務(wù)系統(tǒng)的實現(xiàn)過程。

系統(tǒng)構(gòu)成及功能描述
電路仿真業(yè)務(wù)的系統(tǒng)構(gòu)成如圖1所示。它由碼型變換電路、成幀電路、AAL1分段重組處理電路、背板接口電路、微處理器系統(tǒng)等部分組成。
各部分的具體功能描述如下：
碼型變換電路
進來的信號進行線路編解碼及完成抖動抑制功能，它將輸入的2Mb/s HDB3信號轉(zhuǎn)換成雙路NRZ碼輸出，并完成時鐘恢復(fù)及抖動抑制功能。
成幀電路
成幀電路主要完成數(shù)據(jù)和信令的成幀功能，將信令從輸入的2Mb/s成幀信號中提取出來，重新組成數(shù)據(jù)幀和信令幀及其復(fù)幀，另外還完成一些輔助功能，如信號丟失告警、幀丟失告警、信令復(fù)幀丟失告警等。具體功能如下：
(1)接收端
?組成符合G.704 建議的2048kbit/s的信號幀；還可組成信令復(fù)幀和CRC復(fù)幀；
?提供基于ITU-T建議的線路和通道監(jiān)測，如CRC-4錯誤、幀失步錯誤、線路違碼等；
?提供隨路信令(CAS)的提??；
(2)發(fā)送端
?進行CAS的插入、可編程空閑碼的分配、以時隙為基礎(chǔ)的數(shù)據(jù)插入；
?提供告警指示信號(AIS)、時隙16 AIS、遠端告警及遠端復(fù)幀告警信號的輸出；
?提供雙路或單路數(shù)字PCM信號輸出。
可編程邏輯芯片實現(xiàn)成幀電路與AAL1分段重組處理電路間時鐘信號、幀同步信號及復(fù)幀同步信號的處理及傳遞。
AAL1分段重組處理電路
AAL1分段重組處理電路對輸入信號進行分段和重組，即進行ATM信元的打包和拆包工作。由成幀電路進來的信號經(jīng)處理后組成53字節(jié)的信元，輸出到背板接口電路，或者將背板進來的53字節(jié)信元拆包成幀信號，并輸出到成幀電路。具體功能如下：
?提供E1線路接口；
?支持n×64kbit/s結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)形式；
?提供共路信令(CCS)和隨路信令(CAS)的配置；
?支持結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)格式的自適應(yīng)時鐘，支持基于幀結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)格式(SDF-FR)，基于復(fù)幀結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)格式(SDF-MF),非結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)格式(UDF-HS,UDF-ML)；
?在發(fā)送和接收2個方向上，提供基于每個VC的數(shù)據(jù)和信令；
?提供ATM層或物理層UTOPIA接口。
背板接口電路
背板接口電路將AAL1分段重組處理電路送出的串行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)變?yōu)長VDS信號輸出，以便與背板接口。具體功能如下：
?UTOPIA接口及LVDS線路接口的相互轉(zhuǎn)換；
?根據(jù)附加的字節(jié)進行信元復(fù)用/解復(fù)用處理；
?網(wǎng)絡(luò)同步時鐘及控制信元的傳遞；
?采用背向反壓機制以避免信元數(shù)據(jù)丟失；
?信元描繪功能。
微處理器系統(tǒng)
微處理器系統(tǒng)完成各部分電路的驅(qū)動功能，并且和網(wǎng)管系統(tǒng)之間通過各自的SCC(串行通信控制器)進行通信。

圖2  誤碼測試之一

圖3  誤碼測試之二

圖4  誤碼測試之三

系統(tǒng)性能
電路仿真業(yè)務(wù)系統(tǒng)性能如下：
?支持八路E1接口及256個VC通道；
?ATM信元打包拆包；
?具有38.88MHz網(wǎng)絡(luò)同步時鐘；
?數(shù)據(jù)和信令的提取重組；
?支持結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)和非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)格式。

實驗測試系統(tǒng)及測試結(jié)果
利用ANT-20E的誤碼分析功能，采用3種不同的測試方法，對CES盤進行誤碼測試。分別如圖2、圖3和圖4所示：
測試用的雙絞線用來連接CES系統(tǒng)的LVDS信號。
對以上提供的各種測試方法逐一進行誤碼特性測試，測試結(jié)果如表1所示。
實驗結(jié)果表明，所設(shè)計的CES系統(tǒng)滿足對誤碼的要求。

結(jié)語
依據(jù)ITU-T G.703、G.704建議和ATM論壇的有關(guān)協(xié)議，我們設(shè)計完成了一個CES系統(tǒng)，已成功的應(yīng)用于863重大課題—全業(yè)務(wù)接入網(wǎng)中，與中國電信網(wǎng)連接，進行了電話業(yè)務(wù)的演示，證實通話質(zhì)量良好。