通信网络线路倍增设备思考

1绪论

线路倍增设备是针对无线传输信道容量有限，带宽不足而设置的。它可大大提高无线传输信道的传输容量，使宝贵的无线信道资源得到充分利用，可有效解决无线传输瓶颈问题。本文对线路倍增设备的技术体制进行了详细阐述、对语音编码的标准进行了简单介绍；对线路倍增设备的组成、功能进行了介绍。对信元总线交换、中继接口单元、承载接口单元的工作过程及实现方式进行了详细描述。完成了能实现倍增增益为6的线路倍增设备。

2设备基本组成及工作流程

2.1设备的组成

系统要求线路倍增设备(以下简称DCME)支持中继134路，承载134路，l9英寸标准机箱，高度不大于Iu。小型化必须解决结构问题、供电问题，合理划分硬件模块，采用高度集成的芯片。经过多方调研、论证，设备功能模块划分如下：

1)中继接口单元(以下简称TcU)

每个中继接口单元支持1路El接口，在网络应用中和STM交换机连接，完成如下功能：完成El成帧器；G729话音压缩；密话席暗脯内数据检测；微信元打拆包；信元打斥包；．信元去抖动；TCU侧信元总线接口。

2)承载接口单元下简称Bcu)

每个承载接口单元支持4路Eh接口，在网络应用中和户JM交换机连接，完成如下功能：BCU侧信元总线接口；信元缓存；信元到无线信元或标准信元的变换；RS编解码；无线信元接口或标准信元接口；MPC860处理器。

3)背板单元

完成中继接口单元和莉战接口单元信元总线、HDLC通信、时钟传输等功能。

4)电源单元

每台设备配置有4块TCU、1块BCU、两块背板、1块电源模块及1个直流电源滤波器和1个交流电源滤波器。

2.2设备的基本工作过程

定义从中继接口单~fcu)到承载接口单元(Bcu)的方向为发送方向；从承载接口单元(BC到中继接口单~frcu)的方向为接收方向。在发送方向，从STM交换机过来的El信号经过TCU板的E1接口电路，完成El成帧功能，成帧后的数据送入FPGA，经FPGA进行时序调整后送给语音编解码芯片AC48105，MPC860从AC48105读取数据，并进行AALZ适配，产生微信元，再将微信元合成信元后，写入FPGA，再通过信元总线接口传送给BCU模块；通过信元总线接口送给BCU模块的信号，首先进^BCU模块的FP’GA及其缓存RAM中，再由FPGA定时扫描监视其状态，有数据时读取、缓存，根据信头信息写入不同的缓存区，每一个承载接口对应一个缓存区，故共有4个缓存区。MPC860通过FPGA和信元总线连接，且被设定为主方式，主处理器可以发起到各个信元接口的测试。

3信元总线交换技术研究

3．1发送方向接口时序分析

UTOPIALEVELZ发送接口包括如下信号：TxDatat7二01：字节宽度的数据信号，由ATM层传送到物理层。Txsoc：信元起始信号，当TxData上出现信元的第一个有效字节时，由ATM层把Txsoc置为高电平。TxEnb*：传输使能信号，T火Data上包含有效信元数据时，由ATM层把TxEnb*置为低电平。TxFul厂I''''xclav满，信元可用信号，对于字节级流控制，Tx—Ful*是物理层发向ATM层的低电平信号，表明物理层最多还能接纳4个字节。对于信元级流控制，TxClav由物理层发向ATM层，置高表示物理层可以接收一个完整的信元。TxC玫：时钟信号，ATM层发向物理层的数据传输／同步时钟。TxAddI{4=o]：地址信号，是ATM层发向MpHY层的5位信号，用以选择MPHY端口。

3．2接收方向接口时序分析

uT0PIALEVELZ接收接口包括如下信号：RxData[7=0]：字节宽度的数据信号，由物理层传到ATM层。RxS0c：信元起始信号，高电平有效，表示信元的第—个数据已经出现。RxEnb*：传输使能信号，RxData上包含有效数据时，由ATM层把TxEnb*置为低电平。RxEmptyr术／七Clav：空信元可用信号，对于字节级流控制，Rx—Empty*是物理层发向ATM层的低电平信号，表明物理层已经没有有效数据发送。对于信元级流控制，RxClav由物理层发向ATM层，置高表示物理层有—个完整的信元传输给ATM层。RxClc时钟信号，ATM层发向物理层的数据传输，同步时钟。RxAddr[4二0]地址信号，是ATM层发向MPHY层的5位信号，用以选择MPHY端口。另外还有两个可选信号：Rxprty用于奇偶校验，R火Re介为同步设置。

4硬件设计与实现

4．1中继接口单元的设计与实现

4．1．1TCU基本工作过程在发送方向，MPC860从AC48105或PM4351读取数据，先组装成微信元，再把微信元组装成信元，存入双口RAM，最后将信元通过信元总线接口发送到BCU板和其它TCU板；在接收方向，通过信元总线接口接收从BCU板或其它TCU板来的信元，解析信元头取出端口号和VCI值，比较和本TCU的收端口号和收VCI值是否相同，如果不相同则丢弃该信元，如果相同则存入双口RA初，MPC860从双口RAM读取信元，再拆装为微信元，最后恢复成所需的数据包格式，并传给AC48105或PM4351。

4．1．2TCU详细工作过程在发送方向，TCU的E1帧接收器收到某一信道的信号后，对信号进行静音检测f活动性检测)、单音检测(检测到ZIOOHz单音，以判断是否为带内数据)，FPGA进行密话检测，有以下几种结果：l1未占用，不做处理fAC48105工作在静音模式下)；2馓活态+预指配信道：无论何种业务，直接AALZ适配，透传64kb污，将AC48设置为透传模式，与MPC860交换数据；3)激活态+明话(非预指配)：进行G729CS—CELP压缩编码，AAIJZ适配此状态为信道激活后的默认状态；4撇活态+密话#预指配)：8取1，AAIJz适配密话检测由TCU板PFGA检测，MPC860定时(5ms1读取FPAG内的密话检测结果，密话经AC48105透传，与MPC860交换数据。密话检测部分下边有详细介绍；5)激活态+带内数据}预指配解调出数据(数据落地)，再AALZ适配，内数据由AC48105检测，自动完成带内数据的解调过程。

4.2承载接口单元的设计与实现

4．2．1BCU基本工作过程

在发送方向，通过信元总线接口接收TCU板来的信元，送给双口RAM缓存，无线信元接口再从双口RAM中读取信元，并且完成RS编码、信元到G704帧的映射等功能。在接收方向，如果是无线信元接口则完成：从承载帧中提取数据，经Rs解码，恢复信元，如果是标准信元接口则完成信元定界及恢复信元，无线信元接ts1或标准信元接13恢复的信元写入双口RAM。信元总线接口从双口RAM读取信元，传送给TCU板。承载接口单元完成信元总线仲裁、承载接El级联等功能。

4．2．2BCU单元组成

承载接口单元包括信元总线接口、信元总线仲裁、信元缓存、信元到无线信元或标准信元的变换、Rs编解码、无线信元接13、MPC860处理器等。承载接口单元包括信元总线接口、信元总线仲裁、信元缓存、信元到无线信元或标准信元的变换、Rs编解码、无线信元接口都用FPGA实现，FPGA选用ALTERA公司的EP2530F484C5；承载侧接口电路选用PM4354；CPU选用MPC860，完成HDLC控制器、设备维护等功能。

5结论

本文研究了信元总线交换以及级联技术，对设备的组成及工作过程进行了详细描述，提出了设备小型化的线路倍增设备的实现方法，信元总线交换以及级联的实现方法。本设备是某大型通信系统的一个重要组成部分，设备的稳定性也需要在系统中进行长时间的考核。