原创 2M电口的HPS切换

经常可以在电路设计上看到无损切换（HPS：Hitless Protection Switching），而且有许多不同的切换方式，例如1+1，1：1和1+n。那么首先让我们看看他们有什么区别(定义来自C114）：

1＋1：指发端在主备两个信道上发同样的信息（并发），收端在正常情况下选收主用信道上的业务，因为主备信道上的业务一模一样（均为主用业务），所以在主用信道损坏时，通过切换选收备用信道而使主用业务得以恢复。此种切换方式又叫做单端切换（仅收端切换），切换速度快，但信道利用率低。

1∶1方式指在正常时发端在主用信道上发主用业务，在备用信道上发额外业务（低级别业务），收端从主用信道收主用业务从备用信道收额外业务。当主用信道损坏时，为保证主用业务的传输，发端将主用业务发到备用信道上，收端将切换到从备用信道选收主用业务，此时额外业务被终结，主用业务传输得到恢复。这种切换方式称之为双端切换（收/发两端均进行切换），切换速率较慢，但信道利用率高。由于额外业务的传送在主用信道损坏时要被终结，所以额外业务也叫做不被保护的业务。

1∶n是指一条备用信道保护n条主用信道，这时信道利用率更高，但一条备用信道只能同时保护一条主用信道，所以系统可靠性降低了。

下面我们找一款支持1+1保护的接口芯片，以2M电口为例看看1+1保护具体实现过程。光口设计可以参考各光端机厂商资料。

以前的1+1冗余保护主要利用机械继电器来切换主板和备板，切换的延迟时间通常在毫秒级，因此这一切换过程有可能引起下行设备的帧同步丢失，这就使得T1/E1无损伤保护切换变的没有意义，影响服务的质量。同样，如果采用软件方式的三态状态机或者通过检测时钟异常的方式来进行无损伤的切换同样面临延时过大的问题。

DS26518的LIU具有在1bit周期内快速切换的功能，对于输出端，它可以迅速三态TTIP和TRING；对于输入端，它可以迅速屏蔽RTIP和RRING的内阻抗匹配电路。具体工作时它依靠TXENABLE管脚和LTRCR.RHPM寄存器来实现切换，过程如下：当TXENABLE管脚拉低时，它将所有八路发送器置于三态，TTIP和TRING上呈现高阻；如果此时再将每个端口的LTRCR.RHPM位置为1，可以分别将各个端口的RTIP和RRING的内阻抗匹配电路disable，使得接收线路也呈现高阻。

对于具有这种接口特性的transceiver，我们可以把主板和备板的TXENABLE管脚用一个反向器连接，那么当备板由于TXENABLE为高电平进入正常工作状态时，主板的TXENABLE变为低电平切换到高阻状态，实现快速的无损切换。