CN1960217A - 多业务光传输综合接入pdh设备 - Google Patents

Abstract

一种多业务光传输综合接入PDH设备，包括用户业务接入模块、交叉连接与控制模块和传输模块，用户业务接入模块有PCM接口、多个E1接口、以太网口和监控口连接至交叉连接与控制模块；交叉连接与控制模块并发连接传输模块的两条高速传输通道，两条高速传输通道分别连接一个与环网网元或链形网中间网元的两个光方向对接的光接口，每条高速传输通道发送侧设有多路信号复接成帧单元，每条高速传输通道接受侧设有多路信号分接解帧单元。应用本发明可组成二纤单向环传输系统，组成自愈环形网，带宽利用率高，简化了网络结构；适合满足业务接入点少且比较分散、需要低速业务与高速宽带同时接入的工程需求，可靠性高，设计和维护成本低。

Description

多业务光传输综合接入PDH设备

技术领域

本发明涉及光传输综合接入设备，具体地说是一种在通信领域光纤传输网络中能进行多业务综合接入和传送并能组成自愈环形网络的PDH(准同步数字体系)光端机接入设备。

背景技术

80年代中期以来，光纤通信在电信网中获得了大规模的应用。其应用场合已逐步从长途通信、市话局间中继通信转向接入网。随着技术的发展，当今的有线传输市场中大容量传输主要以SDH(同步数字体系)设备为主；对于支线和较小规模的独立专网常采用SDH/PDH设备混合应用。

一些电信接入网基于对安全性的高要求，组网方式基本都是采取SDH自愈环形网络结构形式。SDH设备主要特点是传输容量大，网管力强，可以灵活组网，具备自愈功能，但是设计成本和维护成本非常高。因此运营商根据工程实际的需求分布和成本情况，希望用PDH光端机组成自愈环形网络结构形式，作为现有SDH系统的备用系统。

目前，市面上的PDH光端机设备大多是为中低容量的通信业务接入和传送而设计的，一般提供4～8个E1接口，1路10/100MBT(Base-T)线速以太网通道。这些PDH设备的电路结构主要是由2048kbit/s接口(简称E1接口)电路、高速数字复接/解复接电路、光接口电路等部分组成，组网形式一般都是点对点方式。PDH设备的优点是技术成熟、价格便宜、操作简单，缺点是只能提供点到点的组网方式，不能提供自愈环形组网方式。

发明内容

本发明的目的在于采用PDH体系设计一种多业务光传输综合接入设备，使得该设备不仅可以组成点到点网，也可以组成自愈环形网、链形网，满足业务接入点少且比较分散，而又需要同时接入低速业务、TDM专线与高速宽带等多种业务的使用要求。

为此，本发明设计出一种多业务光传输综合接入PDH设备，包括用户业务接入模块、交叉连接与控制模块和传输模块，其特征在于，用户业务接入模块有PCM接口、多个E1接口、以太网口和监控口连接至交叉连接与控制模块；交叉连接与控制模块并发连接传输模块的两条传输通道，两条高速传输通道分别连接一个与环网网元或链形网中间网元的两个光方向对接的光接口，每条高速传输通道发送侧设有多路信号复接成帧单元，每条高速传输通道接受侧设有多路信号分接解帧单元。

作为进一步，交叉连接与控制模块开设一个嵌入式监控通道，这个监控通道连接用户业务接入模块的监控口和传输模块的传输通道，经光纤传输连通网络上的其他网元点，形成一条贯穿全网的监控通道。

再进一步，用户业务接入模块的PCM接口通过一个成帧电路接至交叉连接与控制模块的一个E1接口。

本发明中，用户业务接入模块完成业务信号的输入输出；交叉连接与控制模块完成信号的保护，并支持设备能组成二纤环网；传输模块完成环网上两个方向信号的高速复接/解复接、光电转换以及光传输。

本发明组合成的PDH综合接入设备可以完成将电话信号、2/4线音频和信令信号、E1专线信号、10/100MBT(Base-T)以太网信号和RS232计算机监控信号等多种业务信号复接为高速码流在光纤上传输以及完成其逆过程的任务，不仅可以组成点对点网，还可以组成自愈环形网和链形网，带宽利用率高，有效地解决了用户业务接入和PDH设备环形组网问题，简化了网络结构；适合满足业务接入点少且比较分散、需要低速业务与高速宽带同时接入、可靠性要求高、设计和维护成本要求低，可以组成自愈环形网并能灵活扩展网络节点的工程需求。

附图说明：

图1为多业务光传输综合接入设备的总体结构框图。

图2为传输模块的传输通道发送侧的原理结构图。

图3为传输模块的传输通道接收侧的原理结构图。

图4为传输模块的电路图。

图5为交叉连接和控制模块的原理结构图。

图6为交叉连接与控制模块的电路图。

图7为用户业务接入模块的原理结构图。

图8为用户业务接入模块的电路图。

图9为本发明组成的二纤单向环传输系统的示意框图。

具体实施方式

下面结合本发明实施例及其附图作进一步说明。

图1所示的本发明实施例多业务光传输综合接入设备，由用户业务接入模块、交叉连接与控制模块、传输模块构成。用户业务接入模块有PCM接口、多个E1接口、以太网口和监控口连接至交叉连接与控制模块；交叉连接与控制模块并发连接传输模块的两条传输通道即传输通道1和传输通道2，两条传输通道分别连接一个与环网网元或链形网中间网元的两个光方向对接的光接口即光接口1和光接口2，两条传输通道结构相同，一条为主复接/解复接，另一条为备复接/解复接。

图2所示的传输通道发送侧设有多路信号复接成帧单元和光电转换光发送单元，有8个E1输入接口和以太网信号MII接口、异步数据接口、内部监控信道、监控接口与交叉连接和控制模块相连，将从交叉连接和控制模块送过来的8路NRZ码或HDB3码信号码流对应进入8路E1通道，与以太网信号、异步数据信号、内部监控信号等多种信号在监控信号的控制下，进行高速复接；然后进行扰码加密处理，以电差分信号的形式送到光模块电路，经电光转换信号发送出去。

图3所示的高速传输通道接收侧设有多路信号分接解帧单元和光电转换光接受单元，有8个E1输出接口和以太网信号MII接口、异步数据接口、内部监控信道、监控接口与交叉连接和控制模块相连，将从光纤上接受到的光信号经光电转换以电差分信号的形式接收，然后进行解扰码处理、进行解复接，分离出8路E1信号、以太网信号、异步数据信号、内部监控信号等多种信号，再将信号送到交叉连接和控制模块。

图4给出传输模块的电路连接关系。两块芯片PT1TS144AISC、以及一对收发一体的光模块GM1、GM2连结成两条传输通道将多种信号复合成150Mb/s的高速信号实现传输。图中标号E1RA[1..8]、E1TA[1..8]的引脚是连接到交叉连接和控制模块的第一条(主复接/解复接)传输通道中的8路NRZ码或HDB3码输入输出信号码流；标号RS232A、TS232A的引脚为第一条传输通道中的异步数据输入输出信号；标号JKTXA、JKRXA的引脚为第一条传输通道中的内部监控输入输出信号，标号IP_R[D0..D4，CK，EN]A、IP_T[D0..D4，CK，EN]A的引脚为第一条传输通道中的以太网MII接口输入输出信号，标号AD[0..7]、RD、WR、ALE的引脚为控制单元送出的控制总线。图中标号E1RB[1..8]、E1TB[1..8]的引脚为连接到交叉连接和控制模块的第二条(备复接/解复接)传输通道中的8路NRZ码或HDB3码输入输出信号码流；标号RS232B、TS232B的引脚为第二条传输通道中的异步数据输入输出信号；标号JKTXB、JKRXB的引脚为第二条传输通道中的内部监控输入输出信号；标号IP_R[D0..D4，CK，EN]B、IP_T[D0..D4，CK，EN]B的引脚为第二条传输通道中的以太网MII接口输入输出信号。

图5所示交叉连接和控制模块设有交叉单元、监控单元和保护连接单元，左侧接口与用户业务接入模块相连接，右侧接口与传输模块相连接。其中连接到用户业务接入模块的8路E1通道以及连接到传输模块两条传输通道的8路E1通道在控制单元及内部监控通道信号的控制下进行交叉连接，然后分别送到两条传输通道的8路E1通道口，同时将异步数据信号、内部监控信号、以太网MII接信号分别连接到两条传输通道的相应通道口。交叉连接与控制模块将传输模块解下的信号全部连接到交叉连接电路，监控通道通过微处理控制总线接口把监控电路下达的命令编码、采集到的设备工作状态等信息汇总在一起，经过时序调整、时分复用，发送到传输模块的传输通道中，经光纤传输到达网络上的其他网元点；接收时，各网元点的设备根据监控通道的信息优收本网元的信息并执行相应的任务。

图6给出交叉连接和控制模块的电路连接关系。交叉连接电路由一颗标号为D19的EP1C6T240CSFPGA芯片、一颗标号为D22的EPC1RAM存储芯片、一颗标号为D30的MAX706复位芯片、一颗标号为GJ1的晶振和相关的电阻电容组成。

图6中D19芯片的标号E1T[P，N]O[7..0]、E1R[P，N]I[7..0]的引脚是接到第一条高速传输通道中的8路NRZ码或HDB3码输入输出信号线，连接图4中的E1RA[1..8]、E1TA[1..8]的引脚。标号2_E1T[P，N]O[7..0]、E1R[P，N]I[7..0]的引脚是接到第二条高速传输通道中的8路NRZ码或HDB3码输入输出信号线，连接图4中的E1RB[1..8]、E1TB[1..8]的引脚。标号TS232A、RS232A的引脚是接到第一条高速传输通道中的异步数据输入输出信号，连接图4中的RS232A、TS232A的引脚。标号TS232B、RS232B是接到第二条高速传输通道中的异步数据输入输出信号，连接图4中的RS232B、TS232B引脚。标号JKTXA、JKRXA的引脚为第一条高速传输通道中的内部监控输入输出信号，连接图4中的JKTXA、JKRXA的引脚。标号JKTXB、JKRXB的引脚是第二条高速传输通道中的内部监控输入输出信号，连接图4中的JKTXB、JKRXB的引脚。标号MRXO[0..3]A、MRXOCKA、MRXOENA的引脚是连接到第一条高速传输通道中的以太网MII接口信号，连接图4中IP_R{D0..D4，CK，EN}A的引脚。标号MTXDI[0..3]A，MTXICKA，MTXIENA的引脚为连接到第一条高速传输通道中的以太网MII接口信号，连接图4中IP_T{D0..D4，CK，EN}A的引脚。标号MRXO[0..3]B，MRXOCKB，MRXOENB的引脚是连接到第二条高速传输通道中的以太网MII接口信号，连接图4中IP_R{D0..D4，CK，EN}B的引脚。标号MTXDI[0..3]B，MTXICKB，MTXIENB的引脚是连接到第二条高速传输通道中的以太网MII接口信号，连接图4中IP_T{D0..D4，CK，EN}B的引脚。标号AD[0..7]、/RD、/WR、ALE的引脚为控制单元送出的控制总线，连接图2、图3、图5中的监控接口。标号AR[P，N][8..1]、AT[P，N][8..1]的引脚是交叉连接模块与用户业务接入模块相连接的8路E1通道的输入输出信号线，其中标号AR[P，N]1、AT[P，N]1的引脚连接到用户业务接入模块中第一路E1通道，即图8中的E1RA[1..8]、E1TA[1..8]的引脚；其中标号AR[P，N][8..2]、AT[P，N][8..2]连接到用户业务接入模块中其余7路E1通道。标号RXD、TXD的引脚连接到交叉连接模块与用户业务接入模块相连接的串行监控接口信号输入输出线。标号MRXDA[3..0]，MRXACK，MRXENA的引脚是交叉连接模块连接到用户业务接入模块第一路以太网通道的上行MII接口信号；标号MTXDA[3..0]，MTXACK，MTXENA的引脚是交叉连接模块连接到用户业务接入模块第一路以太网通道的下行MII接口信号。标号MRXDB[3..0]，MRXBCK，MRXENB的引脚是交叉连接模块连接到用户业务接入模块第二路以太网通道的上行MII接口信号；标号MTXDB[3..0]，MTXBCK，MTXENB的引脚是交叉连接模块连接到用户业务接入模块第二路以太网通道的下行MII接口信号。

图6中D19的标号CLK65M的引脚由GJ1的引脚3经过一个电阻连接到D19的引脚29。

图6中D19的引脚146连接到D22的引脚3，D19的引脚145连接到D22的引脚4，D19的引脚36连接到D22的引脚2，D19的引脚25连接到D22的引脚1，D19的引脚26连接到D30的引脚7。

图6中，D19标注为“IO”的引脚所连接的信号可以根据印制板走线情况任意定义。

图7所示的用户业务接入模块设有用户低速业务接入部分、E1业务接入部分、以太网信号接口和监控信号接口连接到交叉连接与控制模块，完成业务信号的输入输出。

用户低速业务接入部分将用户电话信号、音频信号、信令信号经过专用的用户线路接口模块连接到A/D转换编解码单元生成64Kb/s信号，再将信号送到成帧电路，成帧电路将相应信号合成交叉到指定的时隙，经过多路复用生成带有帧格式的2Mb/s信号，连接到交叉连接与控制模块占用任意一个E1信号通道而进入传输通道。其逆过程是成帧电路接收交叉连接与控制模块传来的带有帧格式的2Mb/s信号，解出指定的时隙内的信号，经过D/A转换将信号送到相应的端口。用户低速业务接入部分与交叉连接与控制模块相连接的，对应的信号接口为图6中D19的标号为AR[P，N]1、AT[P，N]1的引脚和图8中D29的标号为AR[P，N]1、AT[P，N]1的引脚。

E1业务接入部分将2Mb/s数字信号经过75Ω铜轴连接器和E1变压器T1065，到达交叉连接与控制模块的E1通道。其逆过程是交叉连接与控制模块将信号经驱动，到达E1变压器T1065，经过75Ω铜轴连接器送出2Mb/s数字信号。如果用户接口为120Ω双绞线对，则2Mb/s数字信号经过二芯插座连接到E1变压器。

以太网信号为10/100M Base-T线速信号，以太网接口发送部分和接收部分由包含三端口10/100物理层、具备交换和缓存功能的芯片实现，使用的晶振频率为25MHz。以太网信号经过RJ45连接器，经过变压器H1012到达芯片一个物理端口，芯片将信号转换成MII信号总线通过MII物理端口连接到交叉连接与控制模块。

连接到PC机的监控信号为RS232和RS485信号，分别经RJ45连接器连接到电路芯片MAX3232和MAX488E，通过串行监控接口进入交叉连接与控制模块的监控单元，对应交叉连接模块与用户业务接入模块相连接的串行监控接口信号输入输出线即图6中D19的标号为RXD、TXD的引脚。

图8给出用户低速业务接入电路连接关系。成帧电路是由标号为D29的一颗EP1C3T144FPGA芯片、标号为D36的一颗EPC1RAM存储芯片和标号为D24的一颗MAX706复位芯片组成。标号为D33的一颗芯片M8941用来完成定时锁相，标号为GJ2的晶振所用的频率为16.384MHz，标号为XM2是一颗跳线器。

图8中标号为SLIC的电路为专用用户线路接口电路，SLIC的电路中标号3[A，B，C，D，E，M]5和3[A，B，C，D，E，M]6的引脚为两路用户业务输入输出信号。标号X[1..4]3、F[0，1，2]3、X[1..4]4、F[0，1，2]4的引脚分别为两路用户业务的监控信号，分别连接到D29相同标号的引脚。标号RL[3，4]、FL[3，4]的引脚分别为两路用户业务的64kb/s数据输入输出码流，分别连接到D29相同标号的引脚。标号Fli[3，4]SW[3，4]的引脚分别为两路用户业务的定时信号，分别连接到D29相同标号的引脚。标号DET[3，4]ALM[3，4]分别为两路用户业务的告警信号，分别连接到D29相同标号的引脚。

图8中D29的标号AR[P，N]1和AT[P，N]1的引脚为成帧的2048kb/s数据输入输出码流，连接到交叉连接和控制模块的E1通道1，即连接到图6中D19的标号为AR[P，N]1和AT[P，N]1的引脚。

图8中D29的引脚104连接到D33的引脚6，D29的引脚105连接到D33的引脚14，D29的引脚106连接到D33的引脚13，D29的引脚120连接到D33的引脚2，D29的引脚1114连接到XM1的引脚3。

图8中D29的标号AD[0..7]、/RD、/WR、ALE的引脚是连接到控制单元的控制总线。

图8中，D29标注为“IO”的引脚所连接的信号可以根据印制板走线情况任意定义。

本实施例的工作过程是：用户接入业务的电话信号经过音频接口模块，由A/D转换形成64Kb/s码流，经过交叉成帧模块形成2Mb/s码流，送到交叉连接模块；同时两路以太网信号经过以太网接口转换成并行信号由MII口进入交叉连接模块；同时PC网管监控信号经过监控接口模块送到交叉连接模块。交叉连接模块根据配置要求将这些业务信号进行时序调整和处理，分别送到主备高速复接器模块，生成高速串行码流由光发部分输出。主备光收部分将接收的信号送到各自的高速解复接器模块，解出各自的业务信息送到交叉连接模块。交叉连接模块根据配置要求、网络状态和信号传输质量，解出本站点相应的信息，将不是本站点的信息通过交叉模块回送到光传输模块；本站点的用户话路信号经过解帧模块形成64Kb/s码流，经过D/A转换从接口模块输出；以太网信号从以太网接口模块输出；系统状态信号和应答PC机网管命令的信号经过监控接口送到PC机网管接口。

应用多个上述设备可组成二纤单向环传输系统，如图9所示。光纤B发A收方向形成主用环，光纤A发B收方向形成备用环。正常情况，接入的业务通过主用环完成局端到远端的信号连接；当主用环发生故障的时候，设备通过监控系统计算路由，把业务自动切换到备用环；在主用环恢复正常后，监控系统再把业务自动切换到主用环。同一个网络上的以太网接入用户彼此之间互相连通，共享宽带连接，进行数据传递。各远端网元与局端网元之间建立可靠的连接进行通话和监控，各网元之间可以进行数据传递，具备自愈保护。

Claims (3)

1.一种多业务光传输综合接入PDH设备，包括用户业务接入模块、交叉连接与控制模块和传输模块，其特征在于，用户业务接入模块有PCM接口、多个E1接口、以太网口和监控口连接至交叉连接与控制模块；交叉连接与控制模块并发连接传输模块的两条高速传输通道，两条高速传输通道分别连接一个与环网网元或链形网中间网元的两个光方向对接的光接口，每条高速传输通道发送侧设有多路信号复接成帧单元，每条高速传输通道接受侧设有多路信号分接解帧单元。

2.根据权利要求1所述的多业务光传输综合接入PDH设备，其特征在于，交叉连接与控制模块开设一个嵌入式监控通道，这个监控通道连接用户业务接入模块的监控口和传输模块的传输通道，经光纤传输连通网络上的其他网元点，形成一条贯穿全网的监控通道。

3.根据权利要求1或2所述的多业务光传输综合接入PDH设备，其特征在于，用户业务接入模块的PCM接口通过一个成帧电路接至交叉连接与控制模块的一个E1接口。

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