用润光泰力RC7010设计以太网光端机

PDH设备发展的一个重要方面是传统的时分复用技术与以太网光纤收发器相融合，由于是一种在数字复用层面上的融合，是以芯片为核心的真正融合，因此在集成度、功耗、成本、可生产性等方面都有明显的优势。本文结合北京润光泰力公司的RC7010芯片的特点谈谈如何实现以太网光端机的设计。

光接口的突破
由于要提供一个100Mb/s速率的线速以太网，再加上若干E1电路，所以光线路的速率将达到150Mb/s。这与普通常规PDH设备完全不同。光接口的另一难点是光线路的时钟恢复，常规的作法是需要另外使用一片专门的时钟恢复芯片，除了增加成本以外，还增加了高速接口的数量；从时钟恢复芯片到光模块之间有高速的PECL，从时钟恢复芯片到数字复用芯片之间还要有高速的PECL接口。如果还需要TTL到PECL的电平变换的环节，则系统的复杂度不能忍受。RC7010一个显著的优点是可以提供高速的PCML接口，无需电平变换的专用器件，而且RC7010将150MHZ的时钟恢复集成于芯片之内，PCML接口直接与光模块相连，高速电路部分简洁可靠。

线路时钟产生的简化
以RC7010组成的光端机主要应用于点对点的光网络，因此线路定时比较简单。线路的码速为150Mb/s，这就意味着需要一个150MHz的晶体振荡器。RC7010在内部集成了一个锁相环，用低速的时钟倍频出150MHz的时钟，巧妙的解决了这个难点。用65.536MHz的时钟分频后得到9.362MHz，9.362MHz再经内部锁相环倍频到150MHz，即得到所需的线路时钟。因为65.536MHz的时钟本身就是2.048Mb/s电路的数字锁相环所必须的，而上述方式又使其能够作为线路时钟的参考，所以达到了一钟两用的目的，简化了外部设计，降低了成本。

公务电话和网管接口的优化
公务电话是光传输系统的特有装置，也是国家标准的规定之一。RC7010在内部对公务电话的信道和信令都做了处理，外部需接常规的A律编解码器即可。作为辅助功能，RC7010还集成了多种信号音，功能完整，外部简洁。
光纤网络的集中管理已经成为趋势。用RC7010制作的光端机的网管接口十分方便。RC7010内部设计有串行通信协议的处理机，可以收集本端和远端的各种告警，还可以控制实施远端的E1电路自环。对外提供了UART接口，只需做一个电平变换就可以与PC机的串口通信了。这可省去一般方案中的单片机系统。

百兆以太网及其他辅助功能
RC7010以一个并行的高速总线与外部的以太网交换芯片相连接，交换芯片与RC7010相接的端口为固定100Mb/s、全双工，对外部的端口则可以根据现场情况设为自协商、10M/100M，全双工或半双工。目前市面上3～5端口的交换芯片种类较多，价格也不贵，技术比较成熟，用它来解决以太网MAC层的问题是合理的选择。
以RC7010为核心构成的光端机还有一些辅助通道，如能提供一条异步串行数据通道，可以做成RS232接口，实现端到端的低速数据传输。RC7010还有几条专门的管脚可以用于收集以太网的工作状态（一般为Link或Tx、Rx），这些信息可以由网管系统集中监视。
值得一提的是，RC7010还设计有一条低速的数据通道。这条低速数据通道的信息完全定义在内部的串行通信协议之中，交由PC机网管系统处理，外接一片并串转换芯片就可以实现多种环境变量的集中监视。比如远端设备采用温度传感器加A/D变换产生8bit并行数据，经74LS165变成串行数据，传送到局端的网管中心，就可以在网管中看到远端站的环境湿度。