SDH专用电路套片DTT1C08A和DTT1C20A及其应用
摘要：DTT1C08A和DTT1C20A是大唐电信微电子公司自主开发的用于光同步数字传送网的专用集成电路套片。介绍了该套片的特点、功能框图及其在台式SDH155Mbit/s光传输设备中的应用。DTT1C08A和DTT1C20A专用集成电路具有集成度高、使用方便等特点，并且成本低廉，具有良好的应用前景。
关键词：同步数字传输体系（SDH） E1映射器 段开销（SOH） 通道开销（POH） 指针调整同步数字传输体系（SDH）从其诞生至今已有近10年的历史，并以其各方面优越性迅速地成为通信网络的骨干网络。目前，SDH在通信的骨干网和干线网，甚至在宽带接入网都得到广泛的应用。SDH专用集成电路是SDH设备的基础，国内开发此类芯片相对滞后于国外，为了大力发展我国的SDH传输网，开发SDH套片已被列入国家“863”计划科技攻关项目。大唐电信微电子公司自主开发的SDH专用集成电路套片DTT1C08A和DTT1C20A的主要特点是集成度高、成本低。单片DTT1C08A可完成21路的E1-VC4之间的分复接，而同类芯片TRANSWITH公司的QE1M只能完成4路E1-VC4之间的分复接；单片DTT1C20A可完成两路STM-1-VC4帧处理，相当于PMC公司两路PMC5443+PMC5344的功能。可见，该套片的集成度在同类芯片中是比较高的，它为SDH设备的小型化提供了方便。
1 DTT1C08A的特点及其功能框图 1.1 DTT1C08A的特点 DTT1C08A专用集成电路即单路E1映射器可完成21路E1（2.048Mbit/s）速率的信号与VC4结构之间分复接功能，即可将21路E1端口的信号复用至VC4的任意21个时隙，从VC4的21个时隙中解复用并平滑输出21个E1速率的信号。DTT1C08A的主要特点是：（1）集成度高 单片DTT1C08A就可以完成21路的E1-VC4之间的分复接；三片DTT1C08A可对VC4中全部的63个TU12进行分复接。（2）2Mbit/s接口输出抖动指标好DTT1C08A的片内电路自动完成解复用侧的平滑处理，不需要MCU监控。（3）使用方便 单片DTT1C08A和现有的VC4开销处理芯片可实现无缝连接；内部总线的工作速率可选38.88Mbit/s或19.44Mbit/s；E1端口的接口码型可选HDB3或NRZ；复用侧定时信号可选择解复用侧或本地定时信号。收发独立，以提高设备组网的灵活性。（4）具有两套独立的复用与解复用总线，可提供1+1的低阶通道保护功能。（5）可通过MCU的控制芯片的部分电路工作，使芯片的功耗相应下降。（6）内部电路提供了方便的板级测试功能。
1.2 DTT1C08A的功能框图 DTT1C08A功能框图如图1所示，主要由复用侧功能模块、解复侧功能模块和微处理器接口单元三部分组成。复用侧功能模块的工作过程是：复用侧在MCU提供的支路时隙分配表的控制下，通过码型变换单元、码速调整单元、VC12通道开销处理单元，完成将21路E1速率信号复用至VC4结构中，为方便在组网时实现通道保护功能，复用侧提供了复用侧上行总线与复用侧下行总线两套完全独立的总线，将21路E1信号同时复用至两套总线输出。解复用侧功能模块的工作过程是：解复用侧先由解映射模块同时从两套VC4中分解出指定的21个TU12，解映射模块完成TU12指针解释及VC12开销字节处理的功能，之后由解同步模块在网管的控制下选择一套总线上对应的时隙的VC12进行解同步平滑处理，并以NRZ或HDB3码型输出满足指标要求的2Mbit/s信号。微处理器接口单元的主要功能是设置芯片的工作状况、配置时隙、采集告警及性能计数器值、更改开销字节。
2 DTT1C08A 2Mbit/s接口输出抖动指标测试 DTT1C08A 2Mbit/s接口输出抖动指标的测试是在大唐成都光通信公司设备厂完成的，测试系统是由大唐成都光通信公司设备厂提供的4台DTT SCT150T光同步传输设备组成的。以这四台光同步传输设备为网元组成一个二纤环网，每1台DTT SCT150T设备为环网的1个网元，分别命名为A、B、C、D网元，其中A网元的支路盘由大唐微电子公司的DTT1C08A完成E1到VC4的映射，其它网元的支路盘的映射芯片为TRANSWITCH公司映射器。通过二纤环网，实现A网元与其它网元对通。这样，可以通过二纤环网全面测试DTT1C08A性能和指标。 DTT1C08A 2Mbit/s接口输出抖动指标测试是随机抽样测试系统A网元的两个2Mbit/s接口，2Mbit/s接口的输出映射抖动测试结果如表1所示，2Mbit/s接口输出组合抖动测试结果如表2所示，SDH 2Mbit/s接口输出抖动指标要求如表3所示。由实测指标和要求指标对比可看出，DTT1C08A的2Mbit/s接口指标完全满足ITU-T G.832建议的指标要求，并且所测抖动指标远小于抖动指标所要求指标值，可见，DTT1C08A的2Mbit/s接口输出抖动指标好。（注：测试仪表为AnritSU公司的MP152B）
盘 名支路号输出映射抖动（UIp-p）备 注 BI（0.3） B2（0.075） 5 3 0.098 0.024 6 12 0.076 0.025 表2 2Mit/s接口输出组合抖动测试结果
盘 名支路号输出组合抖动（UIp-p） 极性相反的单指标加一个指针的规则漏一个指针的规则 B1 B2 B1 B2 B1 B2 5 3 0.108 0.012 0.129 0.012 0.095 0.011 6 12 0.059 0.012 0.098 0.012 0.076 0.012 表3 2Mbit/s接口指标要求
G.703接口（kbit/s）滤波器特性输出抖动（UIp～p) f1(高通) f2(高通) f4(低通) B1（f1～f4） B2(f2～f4) 2048 20Hz 18kHz 100kHz 0.3 0.075 3 DTT1C20A的特点及其功能框图 2.1 DTT1C20A的特点单片DTT1C20A专用集成芯片即两路STM-1-VC4帧处理器可完成SDH STM-1速率等级的段开销（SOH）处理、指针调整和通道开销（POH）处理。DTT1C20A的主要特点是：（1）集成度高 单片DTT1C20A就可以完成两路PMC5343+PMC5344的功能，即单片DTT1C20A就可以完成两路SDH STM-1速率等级的段开销、指针调整和通道开销处理。（2）使用方便 DTT1C20A和现有的E1-VC4映射芯片可实现无缝连接；VC4输入/输出码流频率为38.88Mbit/s和19.44Mbit/s可选；芯片的MCU接口Intel和Motorola兼容。（3）DTT1C20A的发送侧和接收侧都具有指针调整功能，使用芯片时可以选择不同的时钟来源，为SDH设备网提供了方便（主要在SDH网同步方面）。（4）芯片提供了两路通道的各种交叉和环回功能，方便了系统的板级测试。 3.2 DTTT1V20A的功能框图 DTT1C20A（单路STM-1-VC4帧处理器）功能框图如图2所示，主要由接收侧功能模块、发送侧功能模块和微处理器接口三部分组成。接收侧功能模块的工作过程是：接收上游输入的155Mbit/sSTM-1码流，通过STM-1输入单元、段开销（SOH）处理单元、指针解释单元、通道开销（POH）处理单元和指针调整单元，输出AU4/VC4码流及相应的位置指示信号。发送侧功能模块的工作过程是：将发送侧VC4总线及相应的位置指示信号输入芯片内部，通过指针生成单元、通道开销（POH）插入单元和段开销（SOH）处理单元，输出STM-1串行码流，频率为155Mbit/s。微处理器接口单元的主要功能是设置芯片的工作状况、采集告警及性能计数器值、更改开销字节。
4 DTT1C08A和DTT1C20A在台式SDH 155Mbit/s光传输设备中的应用 台式SDH 155Mbit/s光同步传输设备是大唐微电子公司自行研制开发的小型台式SDH ADM传输设备。该设备的特点是体积小、组网灵活、保护可靠；可实现63路2Mbit/s信号的分插复用。台式SDH 155Mbit/s光同步设备的硬件电路由主通道和监控两部分组成，光通道部分的硬件原理图如图3所示。该部分电路主要由3片DTT1C08A、1片DTT1C20A、2片155Mbit/s时钟恢复芯片和2个光电转换模块组成，实现一个完整的基于双向SDH环路的分插复用（ADM）设备，即E1端口可实现63路TU12的分复接，光接口可实现2发2收的双方向155Mbit/s光信号传输。监控部分的原理简图如图4所示，由1片AT89LV51、1片AMD29LV040B和1片6264组成，DTT1C08A和DTT1C20A都提供了8位微处理接口。这样，利用8位MCU的并行总线实现对主通道芯片DTT1C20A和DTT1C08A的配置、管理和监控，利用8位MCU的串口实现与主控32位MCU（MC68360）的串口通信，从而实现主控机对设备的配置、监视和管理。 DTT1C08A和DTT1C20A专用集成电路已经经过严格的芯片测试，芯片的各项功能和指标均符合ITU-T C.703、G.707、G.708、G.708建议，并且在台式SDH155Mbit/s光传输设备主通道得到成功的应用。实践证明，DTT1C08A和DTT1C20A专用集成电路具备性能可靠、集成度高、使用方便等优点，并且成本低廉，具有良好的应用前景。
关键词：同步数字传输体系（SDH） E1映射器 段开销（SOH） 通道开销（POH） 指针调整同步数字传输体系（SDH）从其诞生至今已有近10年的历史，并以其各方面优越性迅速地成为通信网络的骨干网络。目前，SDH在通信的骨干网和干线网，甚至在宽带接入网都得到广泛的应用。SDH专用集成电路是SDH设备的基础，国内开发此类芯片相对滞后于国外，为了大力发展我国的SDH传输网，开发SDH套片已被列入国家“863”计划科技攻关项目。大唐电信微电子公司自主开发的SDH专用集成电路套片DTT1C08A和DTT1C20A的主要特点是集成度高、成本低。单片DTT1C08A可完成21路的E1-VC4之间的分复接，而同类芯片TRANSWITH公司的QE1M只能完成4路E1-VC4之间的分复接；单片DTT1C20A可完成两路STM-1-VC4帧处理，相当于PMC公司两路PMC5443+PMC5344的功能。可见，该套片的集成度在同类芯片中是比较高的，它为SDH设备的小型化提供了方便。
1 DTT1C08A的特点及其功能框图 1.1 DTT1C08A的特点 DTT1C08A专用集成电路即单路E1映射器可完成21路E1（2.048Mbit/s）速率的信号与VC4结构之间分复接功能，即可将21路E1端口的信号复用至VC4的任意21个时隙，从VC4的21个时隙中解复用并平滑输出21个E1速率的信号。DTT1C08A的主要特点是：（1）集成度高 单片DTT1C08A就可以完成21路的E1-VC4之间的分复接；三片DTT1C08A可对VC4中全部的63个TU12进行分复接。（2）2Mbit/s接口输出抖动指标好DTT1C08A的片内电路自动完成解复用侧的平滑处理，不需要MCU监控。（3）使用方便 单片DTT1C08A和现有的VC4开销处理芯片可实现无缝连接；内部总线的工作速率可选38.88Mbit/s或19.44Mbit/s；E1端口的接口码型可选HDB3或NRZ；复用侧定时信号可选择解复用侧或本地定时信号。收发独立，以提高设备组网的灵活性。（4）具有两套独立的复用与解复用总线，可提供1+1的低阶通道保护功能。（5）可通过MCU的控制芯片的部分电路工作，使芯片的功耗相应下降。（6）内部电路提供了方便的板级测试功能。
1.2 DTT1C08A的功能框图 DTT1C08A功能框图如图1所示，主要由复用侧功能模块、解复侧功能模块和微处理器接口单元三部分组成。复用侧功能模块的工作过程是：复用侧在MCU提供的支路时隙分配表的控制下，通过码型变换单元、码速调整单元、VC12通道开销处理单元，完成将21路E1速率信号复用至VC4结构中，为方便在组网时实现通道保护功能，复用侧提供了复用侧上行总线与复用侧下行总线两套完全独立的总线，将21路E1信号同时复用至两套总线输出。解复用侧功能模块的工作过程是：解复用侧先由解映射模块同时从两套VC4中分解出指定的21个TU12，解映射模块完成TU12指针解释及VC12开销字节处理的功能，之后由解同步模块在网管的控制下选择一套总线上对应的时隙的VC12进行解同步平滑处理，并以NRZ或HDB3码型输出满足指标要求的2Mbit/s信号。微处理器接口单元的主要功能是设置芯片的工作状况、配置时隙、采集告警及性能计数器值、更改开销字节。
2 DTT1C08A 2Mbit/s接口输出抖动指标测试 DTT1C08A 2Mbit/s接口输出抖动指标的测试是在大唐成都光通信公司设备厂完成的，测试系统是由大唐成都光通信公司设备厂提供的4台DTT SCT150T光同步传输设备组成的。以这四台光同步传输设备为网元组成一个二纤环网，每1台DTT SCT150T设备为环网的1个网元，分别命名为A、B、C、D网元，其中A网元的支路盘由大唐微电子公司的DTT1C08A完成E1到VC4的映射，其它网元的支路盘的映射芯片为TRANSWITCH公司映射器。通过二纤环网，实现A网元与其它网元对通。这样，可以通过二纤环网全面测试DTT1C08A性能和指标。 DTT1C08A 2Mbit/s接口输出抖动指标测试是随机抽样测试系统A网元的两个2Mbit/s接口，2Mbit/s接口的输出映射抖动测试结果如表1所示，2Mbit/s接口输出组合抖动测试结果如表2所示，SDH 2Mbit/s接口输出抖动指标要求如表3所示。由实测指标和要求指标对比可看出，DTT1C08A的2Mbit/s接口指标完全满足ITU-T G.832建议的指标要求，并且所测抖动指标远小于抖动指标所要求指标值，可见，DTT1C08A的2Mbit/s接口输出抖动指标好。（注：测试仪表为AnritSU公司的MP152B）
盘 名支路号输出映射抖动（UIp-p）备 注 BI（0.3） B2（0.075） 5 3 0.098 0.024 6 12 0.076 0.025 表2 2Mit/s接口输出组合抖动测试结果
盘 名支路号输出组合抖动（UIp-p） 极性相反的单指标加一个指针的规则漏一个指针的规则 B1 B2 B1 B2 B1 B2 5 3 0.108 0.012 0.129 0.012 0.095 0.011 6 12 0.059 0.012 0.098 0.012 0.076 0.012 表3 2Mbit/s接口指标要求
G.703接口（kbit/s）滤波器特性输出抖动（UIp～p) f1(高通) f2(高通) f4(低通) B1（f1～f4） B2(f2～f4) 2048 20Hz 18kHz 100kHz 0.3 0.075 3 DTT1C20A的特点及其功能框图 2.1 DTT1C20A的特点单片DTT1C20A专用集成芯片即两路STM-1-VC4帧处理器可完成SDH STM-1速率等级的段开销（SOH）处理、指针调整和通道开销（POH）处理。DTT1C20A的主要特点是：（1）集成度高 单片DTT1C20A就可以完成两路PMC5343+PMC5344的功能，即单片DTT1C20A就可以完成两路SDH STM-1速率等级的段开销、指针调整和通道开销处理。（2）使用方便 DTT1C20A和现有的E1-VC4映射芯片可实现无缝连接；VC4输入/输出码流频率为38.88Mbit/s和19.44Mbit/s可选；芯片的MCU接口Intel和Motorola兼容。（3）DTT1C20A的发送侧和接收侧都具有指针调整功能，使用芯片时可以选择不同的时钟来源，为SDH设备网提供了方便（主要在SDH网同步方面）。（4）芯片提供了两路通道的各种交叉和环回功能，方便了系统的板级测试。 3.2 DTTT1V20A的功能框图 DTT1C20A（单路STM-1-VC4帧处理器）功能框图如图2所示，主要由接收侧功能模块、发送侧功能模块和微处理器接口三部分组成。接收侧功能模块的工作过程是：接收上游输入的155Mbit/sSTM-1码流，通过STM-1输入单元、段开销（SOH）处理单元、指针解释单元、通道开销（POH）处理单元和指针调整单元，输出AU4/VC4码流及相应的位置指示信号。发送侧功能模块的工作过程是：将发送侧VC4总线及相应的位置指示信号输入芯片内部，通过指针生成单元、通道开销（POH）插入单元和段开销（SOH）处理单元，输出STM-1串行码流，频率为155Mbit/s。微处理器接口单元的主要功能是设置芯片的工作状况、采集告警及性能计数器值、更改开销字节。
4 DTT1C08A和DTT1C20A在台式SDH 155Mbit/s光传输设备中的应用 台式SDH 155Mbit/s光同步传输设备是大唐微电子公司自行研制开发的小型台式SDH ADM传输设备。该设备的特点是体积小、组网灵活、保护可靠；可实现63路2Mbit/s信号的分插复用。台式SDH 155Mbit/s光同步设备的硬件电路由主通道和监控两部分组成，光通道部分的硬件原理图如图3所示。该部分电路主要由3片DTT1C08A、1片DTT1C20A、2片155Mbit/s时钟恢复芯片和2个光电转换模块组成，实现一个完整的基于双向SDH环路的分插复用（ADM）设备，即E1端口可实现63路TU12的分复接，光接口可实现2发2收的双方向155Mbit/s光信号传输。监控部分的原理简图如图4所示，由1片AT89LV51、1片AMD29LV040B和1片6264组成，DTT1C08A和DTT1C20A都提供了8位微处理接口。这样，利用8位MCU的并行总线实现对主通道芯片DTT1C20A和DTT1C08A的配置、管理和监控，利用8位MCU的串口实现与主控32位MCU（MC68360）的串口通信，从而实现主控机对设备的配置、监视和管理。 DTT1C08A和DTT1C20A专用集成电路已经经过严格的芯片测试，芯片的各项功能和指标均符合ITU-T C.703、G.707、G.708、G.708建议，并且在台式SDH155Mbit/s光传输设备主通道得到成功的应用。实践证明，DTT1C08A和DTT1C20A专用集成电路具备性能可靠、集成度高、使用方便等优点，并且成本低廉，具有良好的应用前景。