摘要：本文發(fā)表于“Electronic Products”雜志的2003年10月刊，討論如何選擇T1/E1/J1單芯片收發(fā)器(SCT)。

概述

自六十年代引入T載波以來，T載波和E載波網(wǎng)絡(luò)走過了一個漫長的發(fā)展道路，今天，設(shè)計人員將會看到越來越多的功能被集成到T1/E1/J1單片收發(fā)器(SCT)內(nèi)。

大量功能的引入容易使設(shè)計人員產(chǎn)生困惑，本文介紹了設(shè)計中需要關(guān)注的重要性能。

T、E、J載波網(wǎng)絡(luò)

工作在1.544Mbps的T1是北美公共交換電話網(wǎng)絡(luò)(PSTN)數(shù)字復(fù)用傳輸T載波層的最低速率，它最初是專為傳輸數(shù)字化語音信號設(shè)計的。T1利用脈碼調(diào)制和時分復(fù)用技術(shù)傳輸24路載波級語音信號，稱其為DS0。每路DS0或時隙承載64kbps的信息量。

E1是歐洲數(shù)字傳輸格式，可承載32路語音、復(fù)用時鐘速率為2.048Mbps。

現(xiàn)在，T1、E1不僅傳輸語音信號，還用來傳輸數(shù)據(jù)或二者的組合。T1、E1傳輸線路已廣泛用于蜂窩基站、商務(wù)接入路由器和個人分支交換等。圖1給出了T1/E1/J1 SCT的典型功能框圖，J1是專用于日本的T1變型。


圖1. 單片T1/E1/J1收發(fā)器典型功能框圖

線路接口單元和成幀器

SCT的線路接口單元(LIU)是到銅纜環(huán)路的物理層接口，成幀器與從LIU接收到的數(shù)據(jù)同步，并對LIU數(shù)據(jù)進行格式化處理以便發(fā)送。一些SCT的優(yōu)勢在于LIU可同時提供短程和長程操作，使SCT能夠同時用于CSU (信道服務(wù)單元)/DSU (數(shù)據(jù)服務(wù)單元)的第一層數(shù)字信號交叉連接(DSX-1)。

傳統(tǒng)的T1/E1/J1設(shè)計中，LIU和成幀器是獨立的IC，隨著超大規(guī)模集成技術(shù)的發(fā)展，可以將他們集成在單片IC，在SCT中需要核查的一個功能是：在LIU與成幀器之間是否能夠直接接入信號，以允許修改數(shù)據(jù)流或從外部信號源插入代碼。另一好處是能夠利用雙向碼流達到監(jiān)視的目的。

軟件可編程線路端接

在給定的T1/E1/J1設(shè)備內(nèi)部特性中，軟件可編程銅纜環(huán)路端接是非常有用的功能，Dallas Semiconductor從DS2155 SCT開始推出的IC均具備這一功能。工程師可以設(shè)計一個完備的T1/E1/J1板，在不增加任何外部元件的前提下、通過軟件即可改變銅纜環(huán)路所需要的線路終端匹配阻抗。目前，由于T1/E1/J1設(shè)備對成本的要求越來越苛刻，這一功能已經(jīng)成為設(shè)計的一項標準。

抖動衰減器

T/E載波環(huán)路會出現(xiàn)瞬間的不同步，這種現(xiàn)象常常是由抖動引起的，抖動定義為參考時鐘頻率變化10Hz以上時相位變化的幅度。

為保證系統(tǒng)的可靠性和時鐘的可重復(fù)性，最好選擇能夠在發(fā)送和接收通道提供抖動抑制的SCT。有些器件還提供了兩路抖動抑制緩沖器，適用于那些抖動較大、要求高度可靠或要求較低響應(yīng)時間的應(yīng)用。

高級數(shù)據(jù)鏈路控制

高級數(shù)據(jù)鏈路控制(HDLC)是ISO 7層模型的第2層處理類型，物理層鏈接的維護和質(zhì)量監(jiān)視是HDLC控制器的典型應(yīng)用，為了提高系統(tǒng)的適應(yīng)性，可選擇能夠分配單個或多個DSO或FDL位的HDLC控制器。

誤碼率測試電路(BERT)

通信信道需要測試鏈路質(zhì)量的診斷工具，大多數(shù)SCT包含有發(fā)送和接收BERT，可以從發(fā)送端注入偽隨機數(shù)據(jù)模板至銅纜環(huán)路，然后，接收器BERT可以同步到該注入信號，BERT工作時可以衰減信號或向銅纜環(huán)路注入噪聲，這有助于描述由SCT、銅纜環(huán)路和更高軟件層的性能。如果BERT檢測到錯誤狀態(tài)，可能需要對通信信道作進一步研究或測試。

保護開關(guān)

考慮到T/E傳輸線提供的是至關(guān)重要的數(shù)據(jù)，許多設(shè)計要求當銅纜環(huán)路不可靠或線卡終止工作時能夠提供一個備份方案。保護開關(guān)允許備用的SCT在不丟失幀同步的條件下切換到線路上替代失效的SCT，許多芯片能夠在不需要外部繼電器或開關(guān)的情況下提供該項功能。接收器具有高阻輸入、發(fā)送器具有三態(tài)輸出的LIU非常適合這種類型的應(yīng)用。

多端口密度

大多數(shù)T/E載波線卡采用多端口，原因之一是為了滿足1.544Mbps或2.048Mbps的帶寬，這種情況下，T1、E1綁定在一起或邏輯組合成一個單元。比如在多鏈路幀中繼中；另一多端口線卡的應(yīng)用是反向多工器(IMA)。按照用戶的這一需求，新推出的SCT通常在單片封裝內(nèi)提供了多端口密度。

低電壓供電

傳統(tǒng)的成幀器和LIU產(chǎn)品需要+5V供電，為了保證低功耗的需求，新推出的大多數(shù)產(chǎn)品采用3.3V單電源供電，容許5V的輸入/輸出接口。