第三代总线技术迈向2.5G SDH

传输网络事业部 易春来
　　随着相关技术及中国通信市场的飞速发展，骨干网层的主流SDH设备速率已经上升到了10G；而2.5G的SDH传输设备受到这些更高档的设备挤压，网络应用层次开始下移，逐渐进入边缘层，取代原本处于边缘层的622M设备。另一方面，数据、互联网业务带宽需求的急剧增长，对边缘层承载的SDH设备也提出了越来越高的要求，为了适应这种变化，采用第三代SDH总线-LVDS技术势在必行。

　　SDH总线历史回顾　　早期SDH设备背板总线速率为19.44Mbit/s，采用的是单端TTL总线技术，即常说的第一代总线技术。这种总线技术用于低速率场合时具有成本低的优势，但一般不用于高速率SDH设备中。这是因为：第一，单端TTL总线的电压摆幅过大，这会导致系统的功率过大。在SDH设备中，随着速率的提高，设备功率也相应提高，若在高速率SDH设备中采用高速单端TTL总线技术，功率太大会使系统难于正常工作；第二，电压摆幅过大会带来明显的尖峰脉冲电流、过冲和大的交流噪声，这严重影响了信号质量，并且引起了EMI问题；其三，由于TTL的技术原理是利用三极管电极电荷的积累与消散过程，这使得总线信号速率必然受到电荷充放电时间的限制，难以应用于速率较高的场合；其四，单端总线技术很难有效消除总线上的噪声，限制了这种技术向更高速率发展；其五，TTL在高速设备背板上应用会大大增加设备的设计复杂性，譬如在2.5G设备上用38.88Mbit/s TTL总线，那么凡需要处理2.5Gbit/s信号的地方就要用到64根总线，这种复杂度是难以想象的。

　　正是因为TTL总线技术的种种弊端，第二代总线技术诞生了。以其代表GTL+总线为例，它的基本特点是大大减小了电压摆幅，因对信号上升沿和下降沿进行了控制，使得信号质量得到了较大改善，并同时减小了功率和EMI。目前市场上SDH2.5G设备大多采用的就是这种技术。然而随着SDH速率的进一步提高，当把GTL+总线用在更高速率的设备中时，也显示出与TTL总线相近的缺陷。工程师做了相应改进，这就是第三代总线——LVDS总线技术。

　　为什么是LVDS？

　　我们希望第3代的总线技术可以解决上面TTL总线技术的五大弊端。那么，它应该具备以下特性：一，摆幅小，功率小；二，要适应高速率；三，要有减小总线噪声的机制。LVDS完全可以满足上面3个要求(有关LVDS的标准，请参阅IEEE P1596.3和ANSI/EIA/EIA-644)。LVDS的平均摆幅约为350mV，平均直流偏置电压约为1.25V，平均信号电流3.5mA(在电源电压为3.3V的情况下)，确实是摆幅小，功率小；LVDS的技术原理决定了它可以应用于总线速率高达1Gbps的场合，且与物理媒质无关；LVDS采用两根贴得很近又接近对称的差分信号线，有效地消除了总线上的共模噪声，大大提高了进入接收机的信号质量。由此可见LVDS技术完全可以运用于高速总线，这可以大大降低系统设备的复杂度，比如处理一个622Mbit/s信号只需一对622Mbit/sLVDS总线。

OTS Super 2.5G 8501B/C产品

　　上海贝尔采用LVDS第三代总线技术推出了集成型多业务SDH光传输产品OTS Super 2.5G 8501B/C。该系统采用622Mbit/s LVDS总线技术，处理一个622Mbit/s信号只需一对622Mbit/s LVDS总线，大大精简了设备结构，使产品能在小空间达到甚至超过“标准机架”系统的性能。它体积小(盒式结构)，功耗低，堪称“传输中的笔记本”。尽管结构精简，但它功能强大，具备以下主要技术优点：

1.分布式MESH结构交叉体系：传统的集中式交叉体系，须按照满配置情况来配置交叉容量，即使对很简单的配置也是如此；而采用分布式交叉，可以对系统交叉容量实行按需配置。当系统配置比较简单时，配置的交叉容量也相应较少，从而降低成本；而另一方面，理论上它最高可配置成128(128VC4级别的交叉和2016(2016VC12级别的交叉。如此强大的功能既可以充分向上与10G+DWDM的骨干网配合，也可以向下与各种接口的接入网相连通。

　　2.强大的功能芯片设计：其低阶交叉芯片可同时完成16路VC4的TUPP处理和1008×1008VC-12级别的交叉，如此强大的芯片大大提高了系统的集成度，也是系统功能强大而又结构精简的根本保证。

　　3.双时钟总线结构、电源热备份集中供电、支持带电热插拔，两组完全独立的时钟总线，依据类似“双发优收”的原则选择质量更好的时钟，可实现时钟的无缝切换；采用专利电源技术(N：M保护的共享电源方式)，任何一个电源模块的故障，都不会影响系统的正常进行；支持带电热插拔，大大提高了系统的可靠性。

　　4.CPU集中控制：标准型传输设备，单板数量多，背板大，控制复杂，如果采用集中控制，难于保证信号质量和控制速度，因此在每块单板上都配置CPU系统；8501产品的单板数量少，背板相对较小，信号质量和控制速度完全可以保证，控制相对简单，可以采用集中控制的方式，只需要一套CPU系统即可实现系统的控制，不需要在每块单板上都配置CPU系统，减少了主控CPU与单板CPU之间的通讯时间和通讯的不可靠性，提高了速度，降低了成本。

　　5.业务接入能力强大，业务接口丰富：其最大业务接入能力1008*2M(包括多种中间速率)，当业务接入504*2M时，可实现1：1完备保护；业务接口丰富，可提供10M、100M、GE以太网接口和2M、34/45M、139M、155M等多种速率电接口。

摘自《通信产业报》2002.5.22