介紹了一種新型的局域網互連設備，該設備利用E1線路，可以在數據鏈路層實現局域網的遠程互連。
??? 關鍵詞：局域網，網橋，E1
　　
1引言
　　隨著計算機網絡的飛速發展，越來越多的企業內部都建立有自己的局域網。對一個小型企業來說，可以方便地在自己的局域網上采用Internet的技術和產品來建立專用企業網絡（即Intranet）。而對于一個大型公司或者一個系統來說，由于其分公司和下屬機構地理分布不集中，整個公司或系統各個局域網之間的連接就成為關鍵問題。
　　本文介紹的E1－LAN網橋設備利用電信部門的E1線路來進行局域網的互聯。E1線路本身的通信可靠性有保障，利用電信部門本身的傳輸網絡和成熟技術，E1線路上的數據可以在幾十千米到幾千千米的距離上傳送，甚至可以進行跨國傳送。本系統首先用網橋模塊抽取局域網上需要送出的數據，然后插入PCM時隙中傳播。根據選用時隙的多少，傳輸速率可以在64kbps到1984kbps之間選擇。如果連接多條E1線路，甚至可以達到局域網的10Mbps傳輸速率。并且，利用PCM時隙的分配，可以用一條E1線路來連接多個局域網。
2選用芯片（模塊）簡介
2．1　網橋模塊IR┐ETH
　　IR－ETH是RAD公司的一個以太網橋模塊，是本設備中的關鍵器件。IR－ETH具有以下功能和特性：完全兼容IEEE802．3／Ethernet V．2，提供UTP（10Base T）或者BNC（10Base2）的局域網接口，提供TTL的廣域網接口（同步串行接口），廣域網接口方的數據速率可以達到40Mbps，每秒鐘可以過濾和發送15，000幀數據，內建256幀的緩存，內建MAC表可以存儲10，000個MAC地址，并能自動學習和更新。
2．2　E1接口芯片MT9075
　　MT9075是MITEL公司的單片E1收發器，它集成了一個增強的PCM32／30成幀器和一個線路接口單元（LIU）。MT9075有以下特性：Intel或Motorola非復用并行處理器接口，提供ST－BUS／GCI2048 Mbit／s數據／信令總線接口，可選的發送／接收抖動衰減器，可控制滑動方向的彈性接收緩存（2幀），可工作于同步模式和自由模式（主模式），低抖動的鎖相環用于產生時鐘，提供增強的性能監測功能，LIU的動態范圍為20dB。
2．3　主控DSPTMS320F206
　　本系統采用TI公司的TMS320F206作為主控制器，TMS320F206的主要特性有：指令周期為50ns＠5V（20MIPS），提供三個外部中斷，片內集成32K×16的Flash Memory，片內集成544×16的雙口RAM，片內集成4K×16的RAM，最大224K×16的外部地址空間。集成的外圍元件主要包括：16位的定時器，振蕩器，鎖相環，全雙工的異步串口，增強的同步串口、帶四級FIFO，6個通用I／O腳。
3系統設計方案
?? 系統框圖如圖1所示。

3．1 外部接口
　　如圖1所示，系統用兩個外部接口，E1線路接口和局域網接口。因為MT9075集成了線路接口單元LIU，因此只需要在外部增加變壓器和少量電阻電容，就可以連接E1同軸電纜。在局域網接口方，IR－ETH模塊已經直接提供了LAN接口，無需其他外圍元件即可以直接通過網線連接到局域網上。
　　網橋模塊IR－ETH和E1芯片MT9075之間的數據傳輸及數據的拆分和重組是用DSP（TMS320F206）來控制和實現的。
3．2　DSP和網橋模塊的接口
　　網橋模塊有一個同步串行方式的廣域網接口，將DSP的同步串口與其相連接，就可以通過DSP收發網橋模塊的數據。因為IR－ETH的同步串口的時序和邏輯與DSP的同步串口邏輯稍有差別，因此使用了邏輯變換電路來進行調整。在此兩者的連接中，時鐘的給予是比較關鍵的。DSP的同步串口接收數據時，需要使用外部時鐘信號來同步；而IR－ETH并沒有提供這樣的時鐘信號，相反，它也需要外部時鐘來同步它的同步串口的發送。因此我們使用了DSP的CLKOUT1腳，用其產生時鐘信號，送給DSP的CLKR和網橋模塊的TXC。而DSP的同步串口發送數據時會有自己的時鐘通過CLKX送出，我們只需要將其反相后送給網橋模塊的RXC腳即可。
　　當網橋模塊有準備好的數據要送出時，會通過將RTS腳電平拉低來發出請求。我們將RTS接到DSP的中斷腳INT2，從而觸發DSP的中斷來讀取數據。通過DSP的IO1腳送出一個響應給網橋模塊的CTS，通知網橋模塊開始發送數據。
3．3　DSP和E1芯片的接口
　　通過將E1芯片MT9075的INT／MOT管腳連接到高電平，我們將MT9075設置在Intel非復用并行處理器接口模式。將DSP和MT9075之間的數
據總線、地址總線、讀寫信號、片選信號連接，即可以實現對MT9075內部的寄存器的讀寫。MT9075內部的寄存器包括控制寄存器和數據寄存器（存儲器）。通過設置控制寄存器，使MT9075工作于正確的模式；通過讀寫數據寄存器，即可以方便地獲取E1線路上的數據，也可以方便地往E1線路上發送數據。
　　為了保證從MT9075的數據寄存器中讀取的數據既不遺漏也不重復，將MT9075的RxFP腳連接到DSP的一個中斷腳INT1。這樣，MT9075每收到一幀數據后，RXFP出現的脈沖正好可以當作DSP的一個外部中斷信號，觸發DSP中的中斷處理程序來從MT9075的數據寄存器中讀取數據。
　　為了能及時地處理MT9075的異常狀態，將MT9075的中斷腳連接到DSP的最高級別的中斷腳NMI。這樣，MT9075出現異常狀態時，DSP中相應的程序可以及時通過查詢MT9075的寄存器來判斷錯誤類型并作相應處理。
　　如果本設備應用在E1線路的兩端，那么只需要一片E1芯片即可以。如圖2中的A、D兩設備。　　如果本設備在E1線路的中段，截取了E1線路，為了保證整條E1線路能暢通，則需要兩片E1芯片。可以為每個設備分配E1線路中的幾個時隙，每個設備只讀取這幾個時隙中的數據，也只往這幾個時隙中發送數據。而其他數據，通過設置MT9075的寄存器，可以原封不動地繼續通過E1線路往下
一個節點傳送。如圖2中的B、C兩設備。
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　　時鐘同步是保證E1芯片能夠可靠工作的一個關鍵。這里簡要說明一下本設備中如何實現時鐘同步。
　　以圖2為例，整個設備中只能有一個主時鐘。設定設備A的發送部分工作在主時鐘方式，線路LN1連接到設備A的發送方。那么B、C、D的接收要從E1線路提取時鐘，并且發送數據時即采用此提取出的時鐘。特別對于D設備，從LN1提取出的時鐘將用于往LN2發送數據。這樣，整個系統即可以實現同步。
　　時隙的分配、設備類型的識別、以及時鐘同步的·41·模式，均通過撥碼開關來設置。設備的工作狀態，通過發光二極管指示。
整個系統的工作流程可以概括如下：
　 （1）系統上電后，DSP運行初始化程序：讀取撥碼開關的配置，設置MT9075的寄存器，對MT9075進行初始化；對DSP自身進行必要的初始化。IR－ETH模塊上電后可以自行初始化。
　 （2）當網橋模塊收到不是發送給本局域網的數據后，將數據按照HDLC格式進行封裝，然后通過將RTS腳電平拉低來發出請求，從而觸發DSP的中斷。DSP通過IO1腳送出一個響應給網橋模塊的CTS，然后網橋模塊開始通過同步串口發送數據，DSP的同步串口接收到數據，根據配置寫入到MT9075相應時隙對應的數據寄存器中。MT9075將數據寄存器中的數據送到E1線路中相應的時隙中去。
　 （3）另一端設備中的MT9075收到E1上一幀數據后，通過RxFP腳觸發DSP的中斷。DSP程序根據配置，從MT9075中的數據寄存器中讀取相應時隙的數據。然后通過DSP的同步串口，將數據送給IR－ETH模塊。網橋模塊收到數據后，按照HDLC協議進行解碼，還原成局域網上的數據格式，然后通過局域網接口送到局域網中去。這樣，兩個局域網往上的數據就實現了互通，兩個地理位置相差
很遠的局域網實際變成了一個大的局域網。
4結束語
　　本設備可以在ISO七層模型中的數據鏈路層實現802．3局域網的互連，并能提供最大比MODEM快三十倍以上的傳輸速率。即使各個局域網在地理位置上相差很遠，由本網橋系統連接起來之后，用戶方看到的將是一個大型局域網。用戶對遠地局域網上數據的操作將和操作本地局域網一樣。在規劃好IP地址以后，Internet上流行的http，ftp，telnet等服務均可以在本網橋系統之上透明地使用。本系統中兩個網橋之間的E1線路由電信部門提供，借助電信部門的成熟技術，理論上可以實現全球范圍內的數據傳輸。利用本設備組建的網絡不需要借用公眾互聯網，保密性好。本設備在組建企業專用網、遠程監控等方面有著很廣泛的應用前景。

1　曹漢房等．脈沖與數字電路．武漢：華中理工大學出版社，1989
2　朱世華．程控數字交換原理與應用．西安：西安交通科技大學出版社，1996
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