光監(jiān)控信道板（OSC板）功能與工作原理介紹中興通訊北京研究所孫培主要議程O(píng)SC單板功能概述OSC單板工作原理未來(lái)發(fā)展方向OSC定義OSC是OpticalSupervisorChannel的縮寫(xiě)WDM技術(shù)中沒(méi)有SDH幀結(jié)構(gòu)中的各種開(kāi)銷字節(jié)來(lái)傳送管理和監(jiān)控信息OSC為WDM系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)之間傳送監(jiān)控信息和自動(dòng)保護(hù)倒換（APS）協(xié)議提供一個(gè)專用的信道監(jiān)控信道波長(zhǎng)位于EDFA有效增益帶寬之外（帶外OSC），目前ITU-T和國(guó)標(biāo)建議的監(jiān)控波長(zhǎng)是1510+/-10nmOSC的技術(shù)要求監(jiān)控通路不限制光放大器的泵浦波長(zhǎng)監(jiān)控通路不應(yīng)限制兩個(gè)WDM網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)間的距離監(jiān)控通路不能限制未來(lái)在1310nm波長(zhǎng)的業(yè)務(wù)光放大器失效的時(shí)候監(jiān)控通路仍然可用OSC傳輸應(yīng)當(dāng)是分段的且具有3R和雙向傳輸功能，在每個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)監(jiān)控信息可以被正確接收，而且還可以附加上新的監(jiān)控信息在兩纖雙向環(huán)行拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中，監(jiān)控通路可在雙方向上傳輸，當(dāng)某一方向上的一根光纖被切斷后，監(jiān)控信息仍然能夠沿著另外一個(gè)方向傳送到網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)OSC在DWDM系統(tǒng)中的位置光終端設(shè)備OMUODUOLAODUOMUOLAOPAOPAOSCRX/TXOBAOPAOSCRX/TXOSCRX/TXOTUOTUOTUOTUOTUOTUOTUOTUOTUOTUOTUOTU光中繼設(shè)備光終端設(shè)備監(jiān)控信道與主光通道之間的關(guān)系OSC單板在ZXWM-32(V2)系統(tǒng)中的地位OSC單板的主要功能OSC信道接收和發(fā)送；信道數(shù)據(jù)的CMI編解碼，幀定位和組幀處理；OSC信道故障檢測(cè)、處理和性能監(jiān)測(cè)；采集重要指標(biāo)的性能和告警信息上報(bào)網(wǎng)管；支持十字交叉組網(wǎng)功能；具有ECC信道，公務(wù)信道，透明用戶信道及其它開(kāi)銷信息信道的拆包組包重新分配路由的功能；OSC板的應(yīng)用程序具有在線下載功能；OSC板應(yīng)具有在線監(jiān)測(cè)功能；支持APS協(xié)議處理；OSC單板與NCP單板的關(guān)系通過(guò)S口與NCP交換網(wǎng)管下發(fā)的控制命令以及需要上報(bào)網(wǎng)管的各類信息；通過(guò)ECC接口（基于HDLC鏈路協(xié)議）接收本網(wǎng)元內(nèi)的NCP單板送來(lái)的ECC數(shù)據(jù)通過(guò)光路發(fā)往其它網(wǎng)元同時(shí)將從光路上接收到其它網(wǎng)元發(fā)往本網(wǎng)元的ECC數(shù)據(jù)送往NCP；OSC單板與OHP單板的關(guān)系通過(guò)2.048Mb/s的PCM接口與OHP單板實(shí)現(xiàn)公務(wù)話音數(shù)據(jù)交換，將本網(wǎng)元內(nèi)OHP單板送來(lái)的話音數(shù)據(jù)插入到相應(yīng)的時(shí)隙后送往光路發(fā)送到其它網(wǎng)元的OHP單板，同時(shí)將從光路上接收下來(lái)的其它網(wǎng)元OHP單板送來(lái)的話音數(shù)據(jù)送往本網(wǎng)元內(nèi)的OHP單板通過(guò)基于HDLC鏈路協(xié)議的接口實(shí)現(xiàn)與OHP單板之間的透明用戶通道的數(shù)據(jù)交換OSC單板與主光業(yè)務(wù)單板的關(guān)系OSC單板作為APS控制器通過(guò)背板上的APS總線與OTU,OA,OP,OPMS,OPCS等單板實(shí)現(xiàn)APS信息的交互同時(shí)將本網(wǎng)元內(nèi)的APS信息插入到相應(yīng)的時(shí)隙內(nèi)通過(guò)光路發(fā)送到其它網(wǎng)元實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)的保護(hù)倒換OSC單板的主要技術(shù)指標(biāo)和相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)監(jiān)控信道中心波長(zhǎng)：1510nm+/-10nm平均出光功率：－3dBm接收靈敏度：－48dBm監(jiān)控信道信號(hào)速率：2.048Mb/s線路碼型：CMI幀結(jié)構(gòu)采用E1方式，物理接口符合G.703標(biāo)準(zhǔn)，其幀結(jié)構(gòu)和比特率符合G.704標(biāo)準(zhǔn)主要議程O(píng)SC單板功能概述OSC單板工作原理未來(lái)發(fā)展方向OSC單板原理框圖工作過(guò)程O(píng)SC通過(guò)光收模塊接收不同方向的信息經(jīng)過(guò)加工處理之后，將ECC數(shù)據(jù)以HDLC數(shù)據(jù)包的形式發(fā)送至NCP、將公務(wù)信令和話音數(shù)據(jù)以2MPCM的形式送至OHP、將透明用戶通道的數(shù)據(jù)以HDLC數(shù)據(jù)包的形式發(fā)送給OHP，各光路板發(fā)出APS信息，由OSC板經(jīng)過(guò)APS總線接收并處理，如果需要交叉處理的話，再通過(guò)APS總線送至從OSC處理。同時(shí)，OSC接收來(lái)自NCP、OHP板的數(shù)據(jù)，然后由CPU將這些數(shù)據(jù)復(fù)接到2M的PCM線路上經(jīng)過(guò)組幀處理后經(jīng)光發(fā)模塊發(fā)送至不同方向上的OSCOSC單板中的CPUOSC單板設(shè)計(jì)中選用了MOTOROLA公司的基于PowerPC架構(gòu)的嵌入式通信處理器XPC860T，工作時(shí)鐘50MHzRISC架構(gòu)使其實(shí)時(shí)通信處理能力較強(qiáng)XPC860T具有一個(gè)強(qiáng)大的處理能力的通信處理模塊（CPM），同時(shí)支持4個(gè)SCC口，2個(gè)SMC口，1個(gè)SPI口以及時(shí)隙分配器每個(gè)SCC口都可以獨(dú)立支持10Mbps以太網(wǎng)、HDLC、UART、AppleTalk等通信協(xié)議XPC860T的存儲(chǔ)器控制器支持包括SRAM、EEPROM、DRAM、SDRAM等多種存儲(chǔ)設(shè)備OSC單板CPU通信口的配置SCC1口和SCC2口配置成普通HDLC模式，分別實(shí)現(xiàn)S口功能和NCP的ECC數(shù)據(jù)接口SCC3口配置成TDM模式，數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議配置為HDLC,接收A方向光路下來(lái)的ECC數(shù)據(jù)和透明用戶通道的數(shù)據(jù)，之后對(duì)這些數(shù)據(jù)重新組包，標(biāo)明數(shù)據(jù)包來(lái)自哪個(gè)方向，然后分別發(fā)送給NCP和OHP，同時(shí)可以實(shí)現(xiàn)將NCP和OHP送來(lái)的ECC數(shù)據(jù)和透明用戶通道數(shù)據(jù)按照其包頭指示提取A向數(shù)據(jù)重新組包后由SCC3發(fā)出SCC4口與SCC3口配置模式相同，也采用HDLC+TDM方式，接收和發(fā)送B方向上的ECC數(shù)據(jù)和透明用戶通道數(shù)據(jù)SMC1配置成UART協(xié)議，工作在9600~57600bps之間，作為系統(tǒng)在線測(cè)試的通信端口通過(guò)CPU的數(shù)據(jù)總線和一個(gè)雙路HDLC控制器擴(kuò)展出兩個(gè)HDLC接口分別實(shí)現(xiàn)APS口和與OHP之間透明用戶通道接口ECC接口ECC和透明用戶通道數(shù)據(jù)的處理過(guò)程采用基于HDLC協(xié)議的數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)方式，不需要進(jìn)行全網(wǎng)時(shí)鐘的統(tǒng)一，在接收時(shí)分別用本板恢復(fù)的時(shí)鐘對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行接收處理，再用本地時(shí)鐘將接收到的ECC數(shù)據(jù)和透明用戶通道數(shù)據(jù)進(jìn)行重新打包處理分別送往NCP板和OHP板OSC把從光收發(fā)模塊中得到的時(shí)鐘數(shù)據(jù)等信號(hào)，首先送至PMC6344提取幀同步信號(hào)，然后把時(shí)鐘、幀同步和數(shù)據(jù)一起送至XPC860的SCC3、SCC4口。ECC數(shù)據(jù)和透明用戶數(shù)據(jù)由CPU重新組包，由SCC2和HDLC控制器A口分別送往NCP板和OHP板。這樣對(duì)于ECC數(shù)據(jù)和透明用戶通道數(shù)據(jù)來(lái)說(shuō)，OSC板與NCP、OHP板之間的接口為HDLC數(shù)據(jù)線。同時(shí)，NCP和OHP分別將ECC數(shù)據(jù)和透明用戶通道的數(shù)據(jù)通過(guò)SCC2和HDLC控制器A口發(fā)送給OSC，OSC將它們重新組包后從SCC3和SCC4發(fā)出公務(wù)話音數(shù)據(jù)接口公務(wù)話音數(shù)據(jù)的處理過(guò)程由光收發(fā)模塊接收到數(shù)據(jù)在送往PMC6344進(jìn)行幀同步檢測(cè)的同時(shí)，也通過(guò)和OHP板的2MPCM數(shù)據(jù)接口線送往OHP板，同時(shí)將各個(gè)方向的時(shí)鐘也一同送至OHP板，在OHP板上進(jìn)行電路交換處理之前，由同步芯片PMC6344進(jìn)行同步處理。這樣在OHP板上處理的數(shù)據(jù)和發(fā)往OSC板的數(shù)據(jù)都是由同一個(gè)時(shí)鐘處理的，也就是OSC板上的本地時(shí)鐘在發(fā)送時(shí)，公務(wù)電話數(shù)據(jù)由PCM2M數(shù)據(jù)線送至OSC板，通過(guò)在FPGA中實(shí)現(xiàn)該數(shù)據(jù)和要發(fā)送的ECC、透明用戶通道數(shù)據(jù)以及APS信息的復(fù)合插入處理，最終由FPGA實(shí)現(xiàn)CMI編碼，再通過(guò)光發(fā)射模塊轉(zhuǎn)換為光信號(hào)發(fā)出這樣在接收時(shí)對(duì)于公務(wù)電話數(shù)據(jù)實(shí)際上還是存在時(shí)鐘一致性的問(wèn)題，但是時(shí)鐘短暫的不同步只會(huì)影響公務(wù)，而不會(huì)影響ECC等其它業(yè)務(wù)。而這種短暫的不同步對(duì)話音信號(hào)的影響也很小，可以接受APS功能的實(shí)現(xiàn)APS的工作過(guò)程在發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，OSC板通過(guò)HDLC總線將OA、OTU、OP單板送來(lái)的數(shù)據(jù)由CPU控制寫(xiě)入到EPLD中的狀態(tài)寄存器，然后在EPLD中實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的串并轉(zhuǎn)換以及時(shí)隙的插入在接收數(shù)據(jù)時(shí)，當(dāng)幀同步檢測(cè)后的數(shù)據(jù)和時(shí)鐘送至MT8920，MT8920具有將連續(xù)兩幀數(shù)據(jù)進(jìn)行異或比較的功能，將比較輸出的數(shù)據(jù)送至EPLD中。在OSC板將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)給OA板、OP板及OTU板之前，必須做3幀確認(rèn)操作，以防出現(xiàn)因誤碼引起的誤操作。因此在EPLD中實(shí)現(xiàn)三幀確認(rèn)邏輯，產(chǎn)生中斷，控制數(shù)據(jù)的發(fā)送APS總線原理框圖APS總線的實(shí)現(xiàn)物理層采用RS485總線的方式，數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議采用HDLCHDLC總線由一個(gè)MASTER和多個(gè)SLAVE構(gòu)成，可實(shí)現(xiàn)一點(diǎn)到多點(diǎn)之間的通信每個(gè)SLAVE在數(shù)據(jù)發(fā)送時(shí)同時(shí)將發(fā)送的數(shù)據(jù)送至HDLC總線控制器的CxD腳進(jìn)行總線沖突檢測(cè)，根據(jù)檢測(cè)結(jié)果來(lái)控制數(shù)據(jù)的發(fā)送。同時(shí)由FPGA根據(jù)TXD和時(shí)鐘信號(hào)產(chǎn)生RS485總線收發(fā)器的發(fā)送使能信號(hào)，控制數(shù)據(jù)的正確發(fā)送S口接收NCP下發(fā)的各類網(wǎng)管命令上報(bào)各種告警信息和事件以及OSC單板的工作狀態(tài)硬件上的實(shí)現(xiàn)方式與APS總線完全相同軟件處理上不同OSC處于S口總線的從節(jié)點(diǎn)H口單板CPU運(yùn)行出現(xiàn)異常的時(shí)候可以通過(guò)H口對(duì)單板進(jìn)行復(fù)位，下載狀態(tài)切換和板在位信息查詢完全由單板上的FPGA的硬件邏輯實(shí)現(xiàn)三種操作：強(qiáng)制復(fù)位，強(qiáng)制下載，板在位信息上報(bào)物理層采用RS485總線的方式，分為主節(jié)點(diǎn)和從節(jié)點(diǎn)，OSC單板是從節(jié)點(diǎn)FPGA實(shí)現(xiàn)的功能實(shí)現(xiàn)CMI編、譯碼

APS開(kāi)銷數(shù)據(jù)發(fā)送時(shí)的串并轉(zhuǎn)換

發(fā)送時(shí)隙插入和接收時(shí)隙提取

三幀確認(rèn)邏輯各種幀同步信號(hào)的產(chǎn)生和時(shí)鐘處理

片選和控制信號(hào)的生成以及中斷處理H口邏輯CMI編碼特點(diǎn)：均等碼，低頻分量較??；最大連零數(shù)為3，便于時(shí)鐘再生；編碼規(guī)則：二進(jìn)制CMI碼模式1模式20010110011CMI解碼CMI碼流CMI碼誤碼標(biāo)志0010111001001001在接收端按照編碼原則進(jìn)行解碼將其反變換為2Mb/sPCM數(shù)據(jù)，同時(shí)按照其編碼原則進(jìn)行誤碼計(jì)數(shù)，產(chǎn)生誤碼脈沖用以調(diào)整解碼中的組同步。目前對(duì)誤碼的統(tǒng)計(jì)原則是：如果在連續(xù)4幀內(nèi)有大于10個(gè)以上的誤碼則認(rèn)為應(yīng)該進(jìn)行組同步調(diào)整

OSC單板的時(shí)隙分配監(jiān)控信道采用ITU－TG.704中關(guān)于PCM30/32的幀結(jié)構(gòu)TS0為幀定位時(shí)隙；TS16為信令時(shí)隙TS17～28時(shí)隙為ECC固定使用OHP占用TS2至TS6五個(gè)時(shí)隙，其中TS2用于傳遞信令，TS3～TS6分別對(duì)應(yīng)四個(gè)方向的話音數(shù)據(jù)透明用戶通道占用TS12～TS15APS開(kāi)銷數(shù)據(jù)占用TS7～TS9，其它時(shí)隙可作為擴(kuò)展保留

E1成幀芯片PMC6344PMC6344為PMC-Sierra公司的E1成幀芯片，包含四個(gè)E1成幀器,每個(gè)成幀器包括接收和發(fā)送兩部分，并可以單獨(dú)地進(jìn)行軟件配置；PMC6344的接收模塊支持背板總線方式，成幀后符合G.704標(biāo)準(zhǔn)，它可以實(shí)現(xiàn)四個(gè)不同方向的時(shí)鐘、數(shù)據(jù)與背板提供的時(shí)鐘同步，以及幀同步脈沖的提取等，緩存器可以實(shí)現(xiàn)不同路數(shù)據(jù)之間相位的同步；E1成幀器PMC6344（接收部分）內(nèi)部數(shù)字鎖相環(huán)可以實(shí)現(xiàn)高抖動(dòng)容限下的時(shí)鐘和數(shù)據(jù)的恢復(fù)；支持雙、單極性的數(shù)字PCM輸入；支持HDB3或AMI線路碼；支持信令多幀格式；支持CRC復(fù)幀結(jié)構(gòu)；提供信號(hào)丟失檢測(cè)，幀定位信號(hào)丟失檢測(cè)，信令多幀或CRC復(fù)幀丟失檢測(cè)；性能監(jiān)測(cè)包括：每秒鐘內(nèi)CRC－4誤碼超過(guò)1000；每秒鐘內(nèi)遠(yuǎn)端塊誤碼超過(guò)1000；每秒鐘內(nèi)幀定位信號(hào)誤碼超過(guò)127；每秒鐘內(nèi)線路碼破壞點(diǎn)超過(guò)8192；為消除抖動(dòng)和漂移，提供了兩幀的數(shù)據(jù)緩存器；E1成幀器PMC6344（發(fā)送部分）可實(shí)現(xiàn)符合G.704幀格式的2048kbit/s數(shù)據(jù)組幀，可靈活插入幀定位信號(hào)；提供雙、單極性的數(shù)字PCM輸出信號(hào)；支持HDB3或AMI線路碼；支持信令多幀格式；支持CRC復(fù)幀結(jié)構(gòu)；提供數(shù)字鎖相環(huán)，可產(chǎn)生低抖動(dòng)的發(fā)送時(shí)鐘；提供了兩幀的數(shù)據(jù)緩存器，可以消除抖動(dòng)和漂移；

PMC6344接收部分輸入接口時(shí)序PMC6344發(fā)送部分輸入接口時(shí)序HDLC控制器PT7A6525J

PT7A6525J為PERICOM公司的雙通道HDLC控制芯片，具有64Byte的FIFO緩存，有地址識(shí)別、幀標(biāo)志的生成和檢測(cè)、“0”插入和刪除以及CRC校驗(yàn)功能，輸出數(shù)據(jù)的速率可達(dá)到4Mb/s?？梢詫?shí)現(xiàn)將數(shù)據(jù)總線上的并行數(shù)據(jù)按照HDLC協(xié)議進(jìn)行打包，輸出為2Mbit/s的HDLC包數(shù)據(jù)。同時(shí)支持總線操作。TXCLKA，TXCLKB，RXCLKA和RXCLKB分別為A通道和B通道的發(fā)送和接收時(shí)鐘，在時(shí)鐘的下降沿對(duì)輸入數(shù)據(jù)進(jìn)行采樣，在上升沿將數(shù)據(jù)打出。PT7A6525J收發(fā)接口時(shí)序2M光收發(fā)模塊原理框圖（發(fā)射）2M光收發(fā)模塊原理框圖（接收）OSC單板的關(guān)鍵技術(shù)高速多協(xié)議通信接口的實(shí)現(xiàn)高效率低延遲高吞吐量的HDLC數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)能力（軟件算法的改進(jìn)）高靈敏度長(zhǎng)距離低成本的2M光收發(fā)模塊