摘 要： 本文給出了一種基于芯片RJ017的G703接口遠(yuǎn)程網(wǎng)橋設(shè)計方案,并介紹了各部分電路的具體實現(xiàn)方法,最后給出了該網(wǎng)橋的性能。
關(guān)鍵詞：RJ017;G703接口;遠(yuǎn)程網(wǎng)橋引言 網(wǎng)橋工作在數(shù)據(jù)鏈路層,它控制數(shù)據(jù)流向,處理傳送錯誤,提供物理尋址和管理對物理介質(zhì)的訪問;分析輸入幀,根據(jù)幀中包含的信息做出轉(zhuǎn)發(fā)決定,將這些幀轉(zhuǎn)發(fā)到目的地;使局域網(wǎng)各網(wǎng)段成為隔離開的沖突域,從而減輕擴(kuò)展的局域網(wǎng)上的負(fù)荷;擴(kuò)大物理范圍,增加整個局域網(wǎng)上工作站的數(shù)目;互連不同物理層、不同MAC子層和不同速率的局域網(wǎng);在網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)故障時,一般只影響個別網(wǎng)段,從而提高了可靠性。
網(wǎng)橋有本地和遠(yuǎn)程網(wǎng)橋。本地網(wǎng)橋為處于一地的局域網(wǎng)網(wǎng)段間提供直接連接;遠(yuǎn)程網(wǎng)橋則通過電信網(wǎng)連接不同區(qū)域的局域網(wǎng)。圖1顯示這兩種不同網(wǎng)橋的構(gòu)造。
遠(yuǎn)程網(wǎng)橋?qū)W(wǎng)絡(luò)互連提出了幾個難題。其中一個是局域網(wǎng)(LAN)與廣域網(wǎng)(WAN)之間數(shù)據(jù)速率的差別。雖然幾種高速WAN出現(xiàn)在地理上分散的網(wǎng)絡(luò)中,LAN速率仍然比WAN速率要高很多倍。LAN和WAN速率之間的巨大的差異阻止用戶在WAN上運(yùn)行對于延時敏感的LAN程序。本文所設(shè)計的遠(yuǎn)程網(wǎng)橋雖不能提高WAN速率,但它可以通過一個適當(dāng)?shù)木彌_器(DRAM)來彌補(bǔ)兩者之間的速率差異。如果一個能夠處理10Mbps發(fā)送速率的局域網(wǎng)設(shè)備想通過一個2Mbps廣域網(wǎng)與另一個遠(yuǎn)程局域網(wǎng)設(shè)備通信,本地網(wǎng)橋必須調(diào)整10M的數(shù)據(jù)流以致它不會淹沒2M的廣域網(wǎng)。這需要通過網(wǎng)橋設(shè)備上的緩沖器來存儲進(jìn)入的高速數(shù)據(jù),然后在廣域網(wǎng)上以它能適應(yīng)的速率發(fā)送。這個緩沖器要能夠接收觸發(fā)數(shù)據(jù)而不使其溢出。 
圖2 RJ017結(jié)構(gòu)框圖 
圖4 LAN接口電路設(shè)計 G703接口遠(yuǎn)程網(wǎng)橋設(shè)計
系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及工作原理
系統(tǒng)從本地局域網(wǎng)處接收發(fā)送局域網(wǎng)數(shù)據(jù),在E1接口處接收發(fā)送廣域網(wǎng)數(shù)據(jù)。通過ChipBridge來完成不同格式、速率、協(xié)議數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)化,其中使用DRAM來緩存不同速率的數(shù)據(jù),然后轉(zhuǎn)發(fā)到另一方。40MHz晶振是RJ017正常工作所必須的頻率。RJ017的WAN側(cè)處理碼型為NRZ碼, E1數(shù)據(jù)為碼型, E1接口模塊則完成NRZ碼與碼的互換,局域網(wǎng)側(cè)的數(shù)據(jù)為曼徹斯特編碼。其框圖如圖3所示,虛框部分為本系統(tǒng)所需完成部分。
RJ017芯片設(shè)置
應(yīng)用中局域網(wǎng)工作方式的設(shè)置為：LMODE[0..4] 10000;即將其設(shè)為UTP工作模式。廣域網(wǎng)工作方式設(shè)置為同步方式,即WMODE置為低電平。管腳FLTDIS置為低電平,即使網(wǎng)橋僅存儲轉(zhuǎn)發(fā)那些目標(biāo)地址不是本局域網(wǎng)的幀。
UTP模式LAN接口設(shè)計
ChipBridge的局域網(wǎng)側(cè)的電路連接如圖4所示。本部分主要完成RJ45頭與ChipBridge處的電平轉(zhuǎn)換、形成ChipBridge所需的差分信號、預(yù)加重信號與參考電壓等。 
圖5 WAN接口模塊框圖
WAN接口電路設(shè)計
對于本系統(tǒng)而言,由于E1信號采用雙極性HDB3碼,RJ017無法直接對其進(jìn)行處理。因此,發(fā)送方必須先進(jìn)行碼型轉(zhuǎn)換,將雙極性HDB2碼轉(zhuǎn)換為單極性NRZ碼之后才能送到RJ017;同理,發(fā)送方RJ017的輸出為單極性NRZ碼,不適宜線路傳輸,所以必須將其編碼為適合傳輸?shù)碾p極性HDB3碼。
系統(tǒng)采用Intersil公司生產(chǎn)的CD22103 HDB3碼編譯碼器作為碼型轉(zhuǎn)換的核心芯片。CD22103內(nèi)部包含NRZ- HDB3編碼、解碼單元、誤碼檢測、告警電路、以及工作、自環(huán)選擇開關(guān)等,它滿足ITU_T G.703建議,且輸入輸出電平與TTL電平兼容。
碼型轉(zhuǎn)換模塊的原理圖如圖5所示。它包括輸入線路接口、輸出線路接口、解碼時鐘提取和編譯碼器四部分。其中,輸入線路接口完成阻抗匹配和雙極性向單極性的轉(zhuǎn)換。輸出線路接口完成阻抗匹配和單極性向雙極性的轉(zhuǎn)換。而解碼時鐘提取電路則通過鎖相環(huán)提取E1信號的位時鐘,并將其作為CD22103的解碼時鐘。位時鐘提取電路采用DPLL技術(shù),以74HC/HCT297為核心芯片。片外VCO的中心頻率為32.768MHz。
對于碼型轉(zhuǎn)換模塊而言,作為發(fā)送方時,來自外部的E1信號(雙極性HDB3碼)通過輸入接口形成兩路單極性HDB3碼,CD22103對這兩路信號進(jìn)行或運(yùn)算,由CP3引腳輸出信號。其中,時鐘提取電路從CP3中恢復(fù)出位時鐘信息,作為CD22103的解碼鐘。CD22103在這個時鐘的作用下完成解碼,并由NRZo引腳輸出到RJ017進(jìn)行處理;作為接收方時,由RJ017產(chǎn)生編碼所需的數(shù)據(jù)和時鐘,編碼器對其進(jìn)行編碼,輸出兩路單極性HDB3碼并送到輸出接口,最后形成雙極性HDB3碼送到線路�！� 結(jié)語
本文討論了一個基于RJ017的E1接口遠(yuǎn)程網(wǎng)橋的設(shè)計實現(xiàn),并對系統(tǒng)的各個模塊和該網(wǎng)橋的工作原理作了簡要描述。本系統(tǒng)已通過測試,經(jīng)過在與一端局的數(shù)據(jù)連接傳輸?shù)臋z驗中,該G.703接口的遠(yuǎn)程網(wǎng)橋具有較好網(wǎng)絡(luò)速率,可以實時的傳送音頻、視頻數(shù)據(jù),具有很好的實際運(yùn)用價值。E1數(shù)字信號(2.048Mbps)廣泛應(yīng)用于長距離干線的數(shù)據(jù)或語音傳輸業(yè)務(wù),而具有G.703接口的遠(yuǎn)程網(wǎng)橋?qū)崿F(xiàn)對于偏遠(yuǎn)地區(qū)計算機(jī)的互聯(lián)網(wǎng)接入提供了一種實用的解決方案。 參考文獻(xiàn)
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