应用笔记 3411

DS33Z11—以太网LAN到非成帧T1/E1 WAN桥


摘要 : 在当今的信息化社会,广域网(WAN)和局域网(LAN)之间的界线正在变得模糊。电信运营商传统上通过T1、E1或更高速率的介质例如光纤为客户提供WAN连接。然而,典型的LAN都是在用户驻地,通过以太网连接而成的。为了桥接WAN和LAN,用户通常需要购置多个设备或一个多协议系统,来为两个网络提供公共连接。为了简化WAN和LAN的桥接,Dallas Semiconductor (Maxim Integrated的全资子公司)创新性地推出了ELITE (以太网链路传送引擎)产品线。本应用笔记给出了一个基于ELITE产品线的设计,展示了DS33Z11透过非成帧T1或E1连接沟通以太网的能力。利用非成帧WAN链路,本设计被大大地简化,并使成本最小化,数据速率最大化。

设计

在设计通信设备时,保证互连数据信号的完整性对于设备的无差错运转非常重要。电路板应该具有单独的供电和接地层,电源应正确去耦以降低噪声。

LAN-WAN桥中的主要元件便是Maxim的ELITE产品线,DS33Z11就是这个产品线中的一员,是一个单端口10/100以太-串行接口。该器件跨接于以太网连接和串行连接(即所谓的WAN连接,例如T1、E1、T3、E3或HDSL等)之间。该器件由10/100以太网MAC、信包仲裁器、保证信息速率控制器、HDLC/X.86映射器、SDRAM接口、误码率测试器(BERT)和控制逻辑等组成。

ELITE产品完成两个任务。首先,DS33Z11按照HDLC或X.86 (LAPS)协议封装LAN以太网数据,以便透过WAN接口传送。其次,DS33Z11对来自WAN接口的以太网信包封装进行解析,以便通过LAN接口传送。DS33Z11可以用多种方式进行配置:与微控制器接口可实现更灵活的交互式控制;利用串行EEPROM可轻松实现一次性上电配置;或直接通过硬件引脚的偏置进行配置可实现无需外部元件的工作。

到WAN的物理连接由Maxim的DS21348 T1/E1/J1单端口线路接口提供。DS21348提供与T1、E1或J1线路物理层接口所必须的所有功能。其中的接收器实现时钟和数据恢复、信号解码和信号监视功能。发送器进行信号编码,并按标准波形驱动100Ω或120Ω非屏蔽双绞线或75Ω同轴电缆。内置的抖动抑制器可被映射到接收或发送通道。

到LAN的物理连接由National Semiconductor®的DP83846A单端口10/100以太网收发器提供。这个收发器也被称为物理层器件(PHY),支持三类或五类非屏蔽双绞线上的10Base-T和100Base-TX以太网协议。发送和接收电路中采用了数字信号处理器技术和数字锁相环。因而获得了更强的性能、更高的噪声抑制能力,并且外部元件更少。

其余元件为微控制器及相关电路,128Mb同步动态RAM (SDRAM),晶体振荡器,变压器,RJ-45连接器,电阻,电容和外部或板上3.3V电源。图1表1给出了所有构建LAN-WAN桥所必须的元件(不包括电源)。

电路非常直观,DS33Z11的WAN侧接至DS21348,LAN侧接至DP83846A。DS21348通过发送/接收串和时钟连接与DS33Z11直接接口。DP83846A透过IEEE® 802.3介质无关接口(MII)直接与DS33Z11接口。DS33Z11、DS21348和DP83846A的配置由微控制器完成。如果成本是一个考虑因素,并且设备的再配置不在考虑之列,所有这些器件都支持无微控制器的配置方式。不过,DS33Z11可能还需要一个外部EEPROM,以便支持某些纯硬件配置,DS21348和DP83846A通过预设外部引脚上的电压进行配置。25MHz振荡器供以太网接口使用,1.544MHz或2.048MHz振荡器用于T1或E1接口。如果DS21348的恢复时钟也被用于驱动发送时钟,就有可能仅用一个2.048MHz振荡器,利用内部PLL工作于T1或E1模式。由于每个应用都略有不同,余下的电路连接就留给设计者去完成。如需有关器件的进一步支持,请通过后面的“参考”部分提供的联络办法与我们联络。

图1. 以太网LAN到非成帧T1/E1 WAN桥框图
图1. 以太网LAN到非成帧T1/E1 WAN桥框图

表1. 以太网LAN到非成帧T1/E1 WAN桥元件列表
Device Part Count Description Vendor
DS33Z11 1 3.3V/1.8V single-port Ethernet-to-serial interface Maxim Integrated
DS21348 1 3.3V single-port T1/E1 line interface unit (LIU) Maxim Integrated
DP83846A 1 3.3V single-port 10/100 Ethernet transceiver National Semiconductor
MT48LCM32B2 1 3.3V 128Mb SDRAM Micron Technology
Microcontroller 1 3.3V 8- or 16-bit microcontroller Various
NTH089AA3-25.0000 1 25.000MHz oscillator, 3.3V Saronix
NTH089AA3-1.5440 1 1.544MHz oscillator, 3.3V Saronix
NTH089AA3-2.0480 1 2.048MHz oscillator, 3.3V Saronix
H1012B or PE-68515L 1 16-pin SMT 1:1CT 10/100Base-T transformer Pulse Engineering
TX1099 1 16-pin SMT multitap transformer Pulse Engineering
RJ-45 Jack 2 8-Pin, RJ-45 right-angle jack Various
Power supply/connector 1 Power-supply circuitry Various
Resistor   Pullup and bias resistors Various
Capacitor   Power and decoupling capacitors Various
LED   Power, LAN, and WAN connection indication Various

参考
关于LAN-WAN桥设计如有进一步的问题,请与我们的电信应用支持小组联络,可发邮件至 (English only),或致电972-371-6555 (美国)。