PowerAccess體系結構
──在寬帶語(yǔ)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．基于標準的機箱

　　　　　三．PowerAccess體系結構
　　　　　　　3.1 PowerAccess總線(xiàn)
　　　　　　　3.2 應用專(zhuān)用硅芯片

　　在向一個(gè)集中網(wǎng)絡(luò )基礎設施的過(guò)渡中，通過(guò)寬帶接入的語(yǔ)音網(wǎng)關(guān)是一個(gè)關(guān)鍵組件，但他們經(jīng)常要面對市場(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(guò)一個(gè)大的端口數量，攤薄了機箱、冗余電源供給、以及冗余CPU的固定成本。一個(gè)高密度的設計也降低了設備功耗，并縮小了產(chǎn)品體積，這一點(diǎn)很重要，因為中心局機房的空間成本很高。使用基于標準的機箱也可以達到降低成本的目的，另外還可以縮短開(kāi)發(fā)和部署所需的時(shí)間。通過(guò)使用應用專(zhuān)用的硅芯片來(lái)實(shí)現指定的功能，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)機箱只有一定數量的插槽，所以實(shí)現一個(gè)高密度系統的第一步是開(kāi)發(fā)高密度的板卡。能夠采取的步驟包括：
　　● 通過(guò)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接口數量。
　　● 加大提供壓縮、回聲抑制、會(huì )議、音頻檢測、以及處理通道所需其它功能的資源
　　　 板密度。
　　通過(guò)結合媒體流處理資源和I／O接口，系統的密度還可以進(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(lèi)交換機時(shí)，需要許多組件：
　　● 一個(gè)高速ATM連接（OC3）
　　● 用于音頻檢測的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)現一個(gè)低成本高效益的方案，這些資源必須在占用最少數量板卡的情況下，支持要求的通道數。

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二．基于標準的機箱

　　除了使用高密度板之外，使用標準機箱是另一個(gè)降低端口成本的措施。PICMG（PCI工業(yè)化計算機制造商團體）工業(yè)團體和標準團體積極推動(dòng)CompactPCI機箱結構在中心局環(huán)境的應用，已經(jīng)定義了一個(gè)標準化機箱的布局、PCI總線(xiàn)、TDM總線(xiàn)、前面板接口、背板接口、電源需求、信號電平等──所有都滿(mǎn)足由運營(yíng)商的中心局部署提出的NEBS第三級的要求。PCIMG已經(jīng)定義了熱插拔和其它CompactPCI系統高可用的規范，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)標準，許多供應商已經(jīng)設計出CompactPCI機箱和組件，還有I／O和其它資源板，為集成商和設備OEM廠(chǎng)商提供幾種技術(shù)資源。另外，開(kāi)發(fā)的CompactPCI系統讓開(kāi)發(fā)商快速把產(chǎn)品投向市場(chǎng)。通過(guò)利用供應商提供的板卡和軟件，新系統可以很快地開(kāi)發(fā)出來(lái)，所需時(shí)間只是全部組件都由內部開(kāi)發(fā)所需時(shí)間的一小部分。這對象PSTN或ATM接口那樣的系統組件特別有意義，因為這些組件中的技術(shù)遵守行業(yè)協(xié)議和信令標準，并需要通過(guò)國家的認證才能部署。軟件利用有文件詳細說(shuō)明的API來(lái)開(kāi)發(fā)，部署馬上就可以開(kāi)始，因為電信接口都是通過(guò)了認證的。

　　CompactPCI的目標是要達到運營(yíng)級的電信系統。例如，為了在提供一個(gè)電纜接口的同時(shí)達到一個(gè)大的MTBF（平均故障間隔時(shí)間），板卡廠(chǎng)商已經(jīng)利用CompactPCI建議設計出具有被動(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(xiàn)也是可能的，這在歐洲就很重要，因為那里的中心局設備都是背靠墻壁的。但是，在這種情況下，板卡被拔出系統之前必須先拔下電纜。

　　對于電信應用，CompactPCI提供了一個(gè)明確定義的TDM（時(shí)分多路復用）總線(xiàn)、H.110總線(xiàn)、用于承載64kbps的語(yǔ)音通道。H.110總線(xiàn)有4096個(gè)TDM時(shí)隙，這些時(shí)隙在系統的板卡間提供連接通道，足夠建立2048個(gè)全雙工的語(yǔ)音通道。H.110總線(xiàn)非常靈活，并給用戶(hù)在一個(gè)CompactPCI系統內的任何板卡之間移動(dòng)語(yǔ)音通道的能力。但是，只有2048個(gè)語(yǔ)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體系結構

　　為了解決CompactPCI的這一限制，NMS開(kāi)發(fā)出了PowerAccess體系結構，它借助現有的CompactPCI標準，同時(shí)把它的通道容量擴展到2048之上。這種體系結構以PowerAccess總線(xiàn)為特色，PowerAccess總線(xiàn)是一個(gè)輔助的4096個(gè)TDM時(shí)隙，支持現存的CompactPCI H.110總線(xiàn)。由于提供語(yǔ)音通道的增多，從而可以提高系統的密度。

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　　3.1 PowerAccess總線(xiàn)

　　PowerAccess總線(xiàn)（PAB）有和H.110總線(xiàn)一樣的布局。它支持安排在流和時(shí)隙中的64kbps的語(yǔ)音通道，使用源自于H.110的同一個(gè)時(shí)鐘，這就意味著(zhù)不需要使用復雜的時(shí)鐘方案。編程也容易，因為PAB通過(guò)使用連續的H.110總線(xiàn)流和時(shí)隙計數系統來(lái)接入。H.110總線(xiàn)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系統中的交換應用同時(shí)具有PAB總線(xiàn)和H.110總線(xiàn)，提供8192個(gè)時(shí)隙或4096個(gè)同時(shí)進(jìn)行的會(huì )話(huà)。

　　PowerAccess總線(xiàn)的實(shí)現是利用CompactPCI J3連接插頭上的針腳，來(lái)承載PowerAccess總線(xiàn)信號到達后面的輸入／輸出轉接板。請注意，在CompactPCI標準中J3連接插頭被指定為"用戶(hù)自定義"。PAB信號后來(lái)被連接到在后面輸入／輸出轉接板上的一個(gè)PAB連接插頭上。多塊支持PowerAccess連接插頭的轉換板之間用一條電纜連接起來(lái)，這個(gè)配置在任何標準的CompactPCI機箱都是支持的。請看圖1和圖2。

圖1 PowerAccess總線(xiàn)的背板I／O模塊示意圖

圖2 背板I／O模塊間的PowerAccess總線(xiàn)連接

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

　　為了提供更大的總線(xiàn)數量，PowerAccess總線(xiàn)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。對于一個(gè)有16插槽的機箱，這種方法在一個(gè)接入網(wǎng)關(guān)中能提供高達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。請看圖3。

圖3 用PAB輔助總線(xiàn)連接多條DS3接入

　　PAB的另一個(gè)好處是便于系統輸入／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(guò)PAB分段連接群組內各板。H.110總線(xiàn)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(xiàn)可以由備份板代替繼續工作。

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　　3.2 應用專(zhuān)用硅芯片

　　高容量和低端口成本也需要由對接入網(wǎng)關(guān)優(yōu)化過(guò)的芯片技術(shù)的支持。PowerAccess體系結構建立在用于和第二代ASIC設備結合的、藝術(shù)級的商用DSP芯片基礎之上。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，節省了機箱插槽，同時(shí)增加了系統密度。

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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