PowerAccess體系結(jié)構(gòu)
──在寬帶語音網(wǎng)關(guān)中提高端口密度和降低端口成本

　　　　　一．高密度板

　　　　　二．基于標(biāo)準(zhǔn)的機(jī)箱

　　　　　三．PowerAccess體系結(jié)構(gòu)
　　　　　　　3.1 PowerAccess總線
　　　　　　　3.2 應(yīng)用專用硅芯片

　　在向一個(gè)集中網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施的過渡中，通過寬帶接入的語音網(wǎng)關(guān)是一個(gè)關(guān)鍵組件，但他們經(jīng)常要面對(duì)市場(chǎng)的要求，降低每端口售價(jià)。創(chuàng)建高密度的方案是降低端口成本的一種方法。一個(gè)更高的端口密度通過一個(gè)大的端口數(shù)量，攤薄了機(jī)箱、冗余電源供給、以及冗余CPU的固定成本。一個(gè)高密度的設(shè)計(jì)也降低了設(shè)備功耗，并縮小了產(chǎn)品體積，這一點(diǎn)很重要，因?yàn)橹行木謾C(jī)房的空間成本很高。使用基于標(biāo)準(zhǔn)的機(jī)箱也可以達(dá)到降低成本的目的，另外還可以縮短開發(fā)和部署所需的時(shí)間。通過使用應(yīng)用專用的硅芯片來實(shí)現(xiàn)指定的功能，刪除任何不必要的特性，還可以進(jìn)一步降低每端口的售價(jià)。

一．高密度板　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　由于每個(gè)機(jī)箱只有一定數(shù)量的插槽，所以實(shí)現(xiàn)一個(gè)高密度系統(tǒng)的第一步是開發(fā)高密度的板卡。能夠采取的步驟包括：
　　● 通過支持多個(gè)E1或T1，或提供更高容量的接口，比如DS3、ST1、STS3、STM1或
　　　 OC3，增加每塊板支持的I／O接口數(shù)量。
　　● 加大提供壓縮、回聲抑制、會(huì)議、音頻檢測(cè)、以及處理通道所需其它功能的資源
　　　 板密度。
　　通過結(jié)合媒體流處理資源和I／O接口，系統(tǒng)的密度還可以進(jìn)一步加大。
　　舉例，在創(chuàng)建一個(gè)連接到PSTN的VoDSL網(wǎng)關(guān)，但又不使用五類交換機(jī)時(shí)，需要許多組件：
　　● 一個(gè)高速ATM連接（OC3）
　　● 用于音頻檢測(cè)的DSP資源
　　● 用于回聲抑制的DSP資源
　　● 高密度PSTN接口
　　● SS7接口
　　為了實(shí)現(xiàn)一個(gè)低成本高效益的方案，這些資源必須在占用最少數(shù)量板卡的情況下，支持要求的通道數(shù)。

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二．基于標(biāo)準(zhǔn)的機(jī)箱

　　除了使用高密度板之外，使用標(biāo)準(zhǔn)機(jī)箱是另一個(gè)降低端口成本的措施。PICMG（PCI工業(yè)化計(jì)算機(jī)制造商團(tuán)體）工業(yè)團(tuán)體和標(biāo)準(zhǔn)團(tuán)體積極推動(dòng)CompactPCI機(jī)箱結(jié)構(gòu)在中心局環(huán)境的應(yīng)用，已經(jīng)定義了一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化機(jī)箱的布局、PCI總線、TDM總線、前面板接口、背板接口、電源需求、信號(hào)電平等──所有都滿足由運(yùn)營(yíng)商的中心局部署提出的NEBS第三級(jí)的要求。PCIMG已經(jīng)定義了熱插拔和其它CompactPCI系統(tǒng)高可用的規(guī)范，這也是部署到中心局的一個(gè)基本要求。

　　利用這個(gè)工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，許多供應(yīng)商已經(jīng)設(shè)計(jì)出CompactPCI機(jī)箱和組件，還有I／O和其它資源板，為集成商和設(shè)備OEM廠商提供幾種技術(shù)資源。另外，開發(fā)的CompactPCI系統(tǒng)讓開發(fā)商快速把產(chǎn)品投向市場(chǎng)。通過利用供應(yīng)商提供的板卡和軟件，新系統(tǒng)可以很快地開發(fā)出來，所需時(shí)間只是全部組件都由內(nèi)部開發(fā)所需時(shí)間的一小部分。這對(duì)象PSTN或ATM接口那樣的系統(tǒng)組件特別有意義，因?yàn)檫@些組件中的技術(shù)遵守行業(yè)協(xié)議和信令標(biāo)準(zhǔn)，并需要通過國(guó)家的認(rèn)證才能部署。軟件利用有文件詳細(xì)說明的API來開發(fā)，部署馬上就可以開始，因?yàn)殡娦沤涌诙际峭ㄟ^了認(rèn)證的。

　　CompactPCI的目標(biāo)是要達(dá)到運(yùn)營(yíng)級(jí)的電信系統(tǒng)。例如，為了在提供一個(gè)電纜接口的同時(shí)達(dá)到一個(gè)大的MTBF（平均故障間隔時(shí)間），板卡廠商已經(jīng)利用CompactPCI建議設(shè)計(jì)出具有被動(dòng)組件的背面輸入／輸出板卡。這使得不用拔下電纜，從前面就可以更換板上的有效組件。要求板卡具有前面輸入／輸出連接線也是可能的，這在歐洲就很重要，因?yàn)槟抢锏闹行木衷O(shè)備都是背靠墻壁的。但是，在這種情況下，板卡被拔出系統(tǒng)之前必須先拔下電纜。

　　對(duì)于電信應(yīng)用，CompactPCI提供了一個(gè)明確定義的TDM（時(shí)分多路復(fù)用）總線、H.110總線、用于承載64kbps的語音通道。H.110總線有4096個(gè)TDM時(shí)隙，這些時(shí)隙在系統(tǒng)的板卡間提供連接通道，足夠建立2048個(gè)全雙工的語音通道。H.110總線非常靈活，并給用戶在一個(gè)CompactPCI系統(tǒng)內(nèi)的任何板卡之間移動(dòng)語音通道的能力。但是，只有2048個(gè)語音通道是建立非常高密度網(wǎng)關(guān)的一個(gè)限制。

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三．PowerAccess體系結(jié)構(gòu)

　　為了解決CompactPCI的這一限制，NMS開發(fā)出了PowerAccess體系結(jié)構(gòu)，它借助現(xiàn)有的CompactPCI標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)把它的通道容量擴(kuò)展到2048之上。這種體系結(jié)構(gòu)以PowerAccess總線為特色，PowerAccess總線是一個(gè)輔助的4096個(gè)TDM時(shí)隙，支持現(xiàn)存的CompactPCI H.110總線。由于提供語音通道的增多，從而可以提高系統(tǒng)的密度。

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　　3.1 PowerAccess總線

　　PowerAccess總線（PAB）有和H.110總線一樣的布局。它支持安排在流和時(shí)隙中的64kbps的語音通道，使用源自于H.110的同一個(gè)時(shí)鐘，這就意味著不需要使用復(fù)雜的時(shí)鐘方案。編程也容易，因?yàn)镻AB通過使用連續(xù)的H.110總線流和時(shí)隙計(jì)數(shù)系統(tǒng)來接入。H.110總線有32個(gè)流（從0到31），每個(gè)流支持128個(gè)時(shí)隙。PAB增加了32個(gè)流（從32到63）。例如，一個(gè)在CompactPCI系統(tǒng)中的交換應(yīng)用同時(shí)具有PAB總線和H.110總線，提供8192個(gè)時(shí)隙或4096個(gè)同時(shí)進(jìn)行的會(huì)話。

　　PowerAccess總線的實(shí)現(xiàn)是利用CompactPCI J3連接插頭上的針腳，來承載PowerAccess總線信號(hào)到達(dá)后面的輸入／輸出轉(zhuǎn)接板。請(qǐng)注意，在CompactPCI標(biāo)準(zhǔn)中J3連接插頭被指定為"用戶自定義"。PAB信號(hào)后來被連接到在后面輸入／輸出轉(zhuǎn)接板上的一個(gè)PAB連接插頭上。多塊支持PowerAccess連接插頭的轉(zhuǎn)換板之間用一條電纜連接起來，這個(gè)配置在任何標(biāo)準(zhǔn)的CompactPCI機(jī)箱都是支持的。請(qǐng)看圖1和圖2。

圖1 PowerAccess總線的背板I／O模塊示意圖

圖2 背板I／O模塊間的PowerAccess總線連接

　　為了支持實(shí)現(xiàn)不使用后面的輸入／輸出轉(zhuǎn)接板，或去除后面額外連接電纜，解決辦法是通過母板來把J3信號(hào)傳送到系統(tǒng)中的另一塊板，就象H.110總線一樣。CompactPCI機(jī)箱制造商必須增加這些連接線，但系統(tǒng)后面的連接電纜就不再需要了。NMS將為希望在母板上實(shí)現(xiàn)的客戶提供完整的PAB文件。

　　為了提供更大的總線數(shù)量，PowerAccess總線可以分段，這允許在組成一組的板卡間進(jìn)行時(shí)隙交換。例如，一塊提供2016通道的ATM板可以和每塊板提供672通道的三塊STS1板相連接。對(duì)于一個(gè)有16插槽的機(jī)箱，這種方法在一個(gè)接入網(wǎng)關(guān)中能提供高達(dá)6048個(gè)通道的容量。在這個(gè)例子中，需要3條PAB電纜，每條電纜有四個(gè)PAB連接插頭。請(qǐng)看圖3。

圖3 用PAB輔助總線連接多條DS3接入

　　PAB的另一個(gè)好處是便于系統(tǒng)輸入／輸出和資源板的N＋1冗余備份。在圖3所示有6048個(gè)端口的網(wǎng)關(guān)中，由接入板和資源板組成的群組通過PAB分段連接群組內(nèi)各板。H.110總線用于連接那些每種板一塊的備份板，于是一塊板出故障利用H.110總線可以由備份板代替繼續(xù)工作。

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　　3.2 應(yīng)用專用硅芯片

　　高容量和低端口成本也需要由對(duì)接入網(wǎng)關(guān)優(yōu)化過的芯片技術(shù)的支持。PowerAccess體系結(jié)構(gòu)建立在用于和第二代ASIC設(shè)備結(jié)合的、藝術(shù)級(jí)的商用DSP芯片基礎(chǔ)之上。這種技術(shù)允許制造夾層的板卡，這種夾層板能夠插入到接口板上，支持媒體流化功能，比如回聲抑制和壓縮，節(jié)省了機(jī)箱插槽，同時(shí)增加了系統(tǒng)密度。

表1：每種接入網(wǎng)關(guān)功能影響板卡可變成本的探討

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