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．基于標準的機箱

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

　　在向一個集中網(wǎng)絡基礎(chǔ)設施的過渡中，通過寬帶接入的語音網(wǎng)關(guān)是一個關(guān)鍵組件，但他們經(jīng)常要面對市場的要求，降低每端口售價。創(chuàng)建高密度的方案是降低端口成本的一種方法。一個更高的端口密度通過一個大的端口數(shù)量，攤薄了機箱、冗余電源供給、以及冗余CPU的固定成本。一個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，另外還可以縮短開發(fā)和部署所需的時間。通過使用應用專用的硅芯片來實現(xiàn)指定的功能，刪除任何不必要的特性，還可以進一步降低每端口的售價。

一．高密度板　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　由于每個機箱只有一定數(shù)量的插槽，所以實現(xiàn)一個高密度系統(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)的密度還可以進一步加大。
　　舉例，在創(chuàng)建一個連接到PSTN的VoDSL網(wǎng)關(guān)，但又不使用五類交換機時，需要許多組件：
　　● 一個高速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
　　為了實現(xiàn)一個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．基于標準的機箱

　　除了使用高密度板之外，使用標準機箱是另一個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CompactPCI機箱結(jié)構(gòu)在中心局環(huán)境的應用，已經(jīng)定義了一個標準化機箱的布局、PCI總線、TDM總線、前面板接口、背板接口、電源需求、信號電平等──所有都滿足由運營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(tǒng)高可用的規(guī)范，這也是部署到中心局的一個基本要求。

　　利用這個工業(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。通過利用供應商提供的板卡和軟件，新系統(tǒng)可以很快地開發(fā)出來，所需時間只是全部組件都由內(nèi)部開發(fā)所需時間的一小部分。這對象PSTN或ATM接口那樣的系統(tǒng)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，并需要通過國家的認證才能部署。軟件利用有文件詳細說明的API來開發(fā)，部署馬上就可以開始，因為電信接口都是通過了認證的。

　　CompactPCI的目標是要達到運營級的電信系統(tǒng)。例如，為了在提供一個電纜接口的同時達到一個大的MTBF（平均故障間隔時間），板卡廠商已經(jīng)利用CompactPCI建議設計出具有被動組件的背面輸入／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(tǒng)之前必須先拔下電纜。

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

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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標準，同時把它的通道容量擴展到2048之上。這種體系結(jié)構(gòu)以PowerAccess總線為特色，PowerAccess總線是一個輔助的4096個TDM時隙，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隙中的64kbps的語音通道，使用源自于H.110的同一個時鐘，這就意味著不需要使用復雜的時鐘方案。編程也容易，因為PAB通過使用連續(xù)的H.110總線流和時隙計數(shù)系統(tǒng)來接入。H.110總線有32個流（從0到31），每個流支持128個時隙。PAB增加了32個流（從32到63）。例如，一個在CompactPCI系統(tǒng)中的交換應用同時具有PAB總線和H.110總線，提供8192個時隙或4096個同時進行的會話。

　　PowerAccess總線的實現(xiàn)是利用CompactPCI J3連接插頭上的針腳，來承載PowerAccess總線信號到達后面的輸入／輸出轉(zhuǎn)接板。請注意，在CompactPCI標準中J3連接插頭被指定為"用戶自定義"。PAB信號后來被連接到在后面輸入／輸出轉(zhuǎn)接板上的一個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信號傳送到系統(tǒng)中的另一塊板，就象H.110總線一樣。CompactPCI機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行時隙交換。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。對于一個有16插槽的機箱，這種方法在一個接入網(wǎng)關(guān)中能提供高達6048個通道的容量。在這個例子中，需要3條PAB電纜，每條電纜有四個PAB連接插頭。請看圖3。

圖3 用PAB輔助總線連接多條DS3接入

　　PAB的另一個好處是便于系統(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 應用專用硅芯片

　　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設備結(jié)合的、藝術(shù)級的商用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)省了機箱插槽，同時增加了系統(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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