第三代總線技術(shù)邁向2.5G SDH

傳輸網(wǎng)絡(luò)事業(yè)部 易春來(lái)
　　隨著相關(guān)技術(shù)及中國(guó)通信市場(chǎng)的飛速發(fā)展，骨干網(wǎng)層的主流SDH設(shè)備速率已經(jīng)上升到了10G；而2.5G的SDH傳輸設(shè)備受到這些更高檔的設(shè)備擠壓，網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用層次開(kāi)始下移，逐漸進(jìn)入邊緣層，取代原本處于邊緣層的622M設(shè)備。另一方面，數(shù)據(jù)、互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)帶寬需求的急劇增長(zhǎng)，對(duì)邊緣層承載的SDH設(shè)備也提出了越來(lái)越高的要求，為了適應(yīng)這種變化，采用第三代SDH總線-LVDS技術(shù)勢(shì)在必行。


　　SDH總線歷史回顧　　早期SDH設(shè)備背板總線速率為19.44Mbit/s，采用的是單端TTL總線技術(shù)，即常說(shuō)的第一代總線技術(shù)。這種總線技術(shù)用于低速率場(chǎng)合時(shí)具有成本低的優(yōu)勢(shì)，但一般不用于高速率SDH設(shè)備中。這是因?yàn)椋旱谝�，單端TTL總線的電壓擺幅過(guò)大，這會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)的功率過(guò)大。在SDH設(shè)備中，隨著速率的提高，設(shè)備功率也相應(yīng)提高，若在高速率SDH設(shè)備中采用高速單端TTL總線技術(shù)，功率太大會(huì)使系統(tǒng)難于正常工作；第二，電壓擺幅過(guò)大會(huì)帶來(lái)明顯的尖峰脈沖電流、過(guò)沖和大的交流噪聲，這嚴(yán)重影響了信號(hào)質(zhì)量，并且引起了EMI問(wèn)題；其三，由于TTL的技術(shù)原理是利用三極管電極電荷的積累與消散過(guò)程，這使得總線信號(hào)速率必然受到電荷充放電時(shí)間的限制，難以應(yīng)用于速率較高的場(chǎng)合；其四，單端總線技術(shù)很難有效消除總線上的噪聲，限制了這種技術(shù)向更高速率發(fā)展；其五，TTL在高速設(shè)備背板上應(yīng)用會(huì)大大增加設(shè)備的設(shè)計(jì)復(fù)雜性，譬如在2.5G設(shè)備上用38.88Mbit/s TTL總線，那么凡需要處理2.5Gbit/s信號(hào)的地方就要用到64根總線，這種復(fù)雜度是難以想象的。


　　正是因?yàn)門(mén)TL總線技術(shù)的種種弊端，第二代總線技術(shù)誕生了。以其代表GTL+總線為例，它的基本特點(diǎn)是大大減小了電壓擺幅，因?qū)π盘?hào)上升沿和下降沿進(jìn)行了控制，使得信號(hào)質(zhì)量得到了較大改善，并同時(shí)減小了功率和EMI。目前市場(chǎng)上SDH2.5G設(shè)備大多采用的就是這種技術(shù)。然而隨著SDH速率的進(jìn)一步提高，當(dāng)把GTL+總線用在更高速率的設(shè)備中時(shí)，也顯示出與TTL總線相近的缺陷。工程師做了相應(yīng)改進(jìn)，這就是第三代總線——LVDS總線技術(shù)。


　　為什么是LVDS？


　　我們希望第3代的總線技術(shù)可以解決上面TTL總線技術(shù)的五大弊端。那么，它應(yīng)該具備以下特性：一，擺幅小，功率��；二，要適應(yīng)高速率；三，要有減小總線噪聲的機(jī)制。LVDS完全可以滿足上面3個(gè)要求(有關(guān)LVDS的標(biāo)準(zhǔn)，請(qǐng)參閱IEEE P1596.3和ANSI/EIA/EIA-644)。LVDS的平均擺幅約為350mV，平均直流偏置電壓約為1.25V，平均信號(hào)電流3.5mA(在電源電壓為3.3V的情況下)，確實(shí)是擺幅小，功率��；LVDS的技術(shù)原理決定了它可以應(yīng)用于總線速率高達(dá)1Gbps的場(chǎng)合，且與物理媒質(zhì)無(wú)關(guān)；LVDS采用兩根貼得很近又接近對(duì)稱的差分信號(hào)線，有效地消除了總線上的共模噪聲，大大提高了進(jìn)入接收機(jī)的信號(hào)質(zhì)量。由此可見(jiàn)LVDS技術(shù)完全可以運(yùn)用于高速總線，這可以大大降低系統(tǒng)設(shè)備的復(fù)雜度，比如處理一個(gè)622Mbit/s信號(hào)只需一對(duì)622Mbit/sLVDS總線。



OTS Super 2.5G 8501B/C產(chǎn)品


　　上海貝爾采用LVDS第三代總線技術(shù)推出了集成型多業(yè)務(wù)SDH光傳輸產(chǎn)品OTS Super 2.5G 8501B/C。該系統(tǒng)采用622Mbit/s LVDS總線技術(shù)，處理一個(gè)622Mbit/s信號(hào)只需一對(duì)622Mbit/s LVDS總線，大大精簡(jiǎn)了設(shè)備結(jié)構(gòu)，使產(chǎn)品能在小空間達(dá)到甚至超過(guò)“標(biāo)準(zhǔn)機(jī)架”系統(tǒng)的性能。它體積小(盒式結(jié)構(gòu))，功耗低，堪稱“傳輸中的筆記本”。盡管結(jié)構(gòu)精簡(jiǎn)，但它功能強(qiáng)大，具備以下主要技術(shù)優(yōu)點(diǎn)：


1.分布式MESH結(jié)構(gòu)交叉體系：傳統(tǒng)的集中式交叉體系，須按照滿配置情況來(lái)配置交叉容量，即使對(duì)很簡(jiǎn)單的配置也是如此；而采用分布式交叉，可以對(duì)系統(tǒng)交叉容量實(shí)行按需配置。當(dāng)系統(tǒng)配置比較簡(jiǎn)單時(shí)，配置的交叉容量也相應(yīng)較少，從而降低成本；而另一方面，理論上它最高可配置成128(128VC4級(jí)別的交叉和2016(2016VC12級(jí)別的交叉。如此強(qiáng)大的功能既可以充分向上與10G+DWDM的骨干網(wǎng)配合，也可以向下與各種接口的接入網(wǎng)相連通。


　　2.強(qiáng)大的功能芯片設(shè)計(jì)：其低階交叉芯片可同時(shí)完成16路VC4的TUPP處理和1008×1008VC-12級(jí)別的交叉，如此強(qiáng)大的芯片大大提高了系統(tǒng)的集成度，也是系統(tǒng)功能強(qiáng)大而又結(jié)構(gòu)精簡(jiǎn)的根本保證。


　　3.雙時(shí)鐘總線結(jié)構(gòu)、電源熱備份集中供電、支持帶電熱插拔，兩組完全獨(dú)立的時(shí)鐘總線，依據(jù)類似“雙發(fā)優(yōu)收”的原則選擇質(zhì)量更好的時(shí)鐘，可實(shí)現(xiàn)時(shí)鐘的無(wú)縫切換；采用專利電源技術(shù)(N：M保護(hù)的共享電源方式)，任何一個(gè)電源模塊的故障，都不會(huì)影響系統(tǒng)的正常進(jìn)行；支持帶電熱插拔，大大提高了系統(tǒng)的可靠性。


　　4.CPU集中控制：標(biāo)準(zhǔn)型傳輸設(shè)備，單板數(shù)量多，背板大，控制復(fù)雜，如果采用集中控制，難于保證信號(hào)質(zhì)量和控制速度，因此在每塊單板上都配置CPU系統(tǒng)；8501產(chǎn)品的單板數(shù)量少，背板相對(duì)較小，信號(hào)質(zhì)量和控制速度完全可以保證，控制相對(duì)簡(jiǎn)單，可以采用集中控制的方式，只需要一套CPU系統(tǒng)即可實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的控制，不需要在每塊單板上都配置CPU系統(tǒng)，減少了主控CPU與單板CPU之間的通訊時(shí)間和通訊的不可靠性，提高了速度，降低了成本。


　　5.業(yè)務(wù)接入能力強(qiáng)大，業(yè)務(wù)接口豐富：其最大業(yè)務(wù)接入能力1008*2M(包括多種中間速率)，當(dāng)業(yè)務(wù)接入504*2M時(shí)，可實(shí)現(xiàn)1：1完備保護(hù)；業(yè)務(wù)接口豐富，可提供10M、100M、GE以太網(wǎng)接口和2M、34/45M、139M、155M等多種速率電接口。


摘自《通信產(chǎn)業(yè)報(bào)》2002.5.22