应用笔记 3121

选择T1/E1/J1单片收发器


摘要 : 本文发表于“Electronic Products”杂志的2003年10月刊,讨论如何选择T1/E1/J1单芯片收发器(SCT)。

概述

自六十年代引入T载波以来,T载波和E载波网络走过了一个漫长的发展道路,今天,设计人员将会看到越来越多的功能被集成到T1/E1/J1单片收发器(SCT)内。

大量功能的引入容易使设计人员产生困惑,本文介绍了设计中需要关注的重要性能。

T、E、J载波网络

工作在1.544Mbps的T1是北美公共交换电话网络(PSTN)数字复用传输T载波层的最低速率,它最初是专为传输数字化语音信号设计的。T1利用脉码调制和时分复用技术传输24路载波级语音信号,称其为DS0。每路DS0或时隙承载64kbps的信息量。

E1是欧洲数字传输格式,可承载32路语音、复用时钟速率为2.048Mbps。

现在,T1、E1不仅传输语音信号,还用来传输数据或二者的组合。T1、E1传输线路已广泛用于蜂窝基站、商务接入路由器和个人分支交换等。图1给出了T1/E1/J1 SCT的典型功能框图,J1是专用于日本的T1变型。

图1. 单片T1/E1/J1收发器典型功能框图
图1. 单片T1/E1/J1收发器典型功能框图

线路接口单元和成帧器

SCT的线路接口单元(LIU)是到铜缆环路的物理层接口,成帧器与从LIU接收到的数据同步,并对LIU数据进行格式化处理以便发送。一些SCT的优势在于LIU可同时提供短程和长程操作,使SCT能够同时用于CSU (信道服务单元)/DSU (数据服务单元)的第一层数字信号交叉连接(DSX-1)。

传统的T1/E1/J1设计中,LIU和成帧器是独立的IC,随着超大规模集成技术的发展,可以将他们集成在单片IC,在SCT中需要核查的一个功能是:在LIU与成帧器之间是否能够直接接入信号,以允许修改数据流或从外部信号源插入代码。另一好处是能够利用双向码流达到监视的目的。

软件可编程线路端接

在给定的T1/E1/J1设备内部特性中,软件可编程铜缆环路端接是非常有用的功能,Dallas Semiconductor从DS2155 SCT开始推出的IC均具备这一功能。工程师可以设计一个完备的T1/E1/J1板,在不增加任何外部元件的前提下、通过软件即可改变铜缆环路所需要的线路终端匹配阻抗。目前,由于T1/E1/J1设备对成本的要求越来越苛刻,这一功能已经成为设计的一项标准。

抖动衰减器

T/E载波环路会出现瞬间的不同步,这种现象常常是由抖动引起的,抖动定义为参考时钟频率变化10Hz以上时相位变化的幅度。

为保证系统的可靠性和时钟的可重复性,最好选择能够在发送和接收通道提供抖动抑制的SCT。有些器件还提供了两路抖动抑制缓冲器,适用于那些抖动较大、要求高度可靠或要求较低响应时间的应用。

高级数据链路控制

高级数据链路控制(HDLC)是ISO 7层模型的第2层处理类型,物理层链接的维护和质量监视是HDLC控制器的典型应用,为了提高系统的适应性,可选择能够分配单个或多个DSO或FDL位的HDLC控制器。

误码率测试电路(BERT)

通信信道需要测试链路质量的诊断工具,大多数SCT包含有发送和接收BERT,可以从发送端注入伪随机数据模板至铜缆环路,然后,接收器BERT可以同步到该注入信号,BERT工作时可以衰减信号或向铜缆环路注入噪声,这有助于描述由SCT、铜缆环路和更高软件层的性能。如果BERT检测到错误状态,可能需要对通信信道作进一步研究或测试。

保护开关

考虑到T/E传输线提供的是至关重要的数据,许多设计要求当铜缆环路不可靠或线卡终止工作时能够提供一个备份方案。保护开关允许备用的SCT在不丢失帧同步的条件下切换到线路上替代失效的SCT,许多芯片能够在不需要外部继电器或开关的情况下提供该项功能。接收器具有高阻输入、发送器具有三态输出的LIU非常适合这种类型的应用。

多端口密度

大多数T/E载波线卡采用多端口,原因之一是为了满足1.544Mbps或2.048Mbps的带宽,这种情况下,T1、E1绑定在一起或逻辑组合成一个单元。比如在多链路帧中继中;另一多端口线卡的应用是反向多工器(IMA)。按照用户的这一需求,新推出的SCT通常在单片封装内提供了多端口密度。

低电压供电

传统的成帧器和LIU产品需要+5V供电,为了保证低功耗的需求,新推出的大多数产品采用3.3V单电源供电,容许5V的输入/输出接口。