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毅航通信iSX4000通用业务平台系统

2011/10/17

  本项目是基于分布式、模块化和严格遵守和支持行业主流标准及协议的设计理念,以双星网架构(DNS:Double Network Star)为基石,集成数量丰富的中继接口与VoIP接口资源、功能强大的语音增强资源、全面的信令处理能力和交换能力,构成一套性价比高、配置灵活、扩展性强、可靠性高的语音增值服务解决平台。

  本系统从逻辑上主要由3个逻辑层组成,分别为应用层、核心控制层和硬件层。系统整体的结构逻辑图请参考下图。


  一、应用层

  系统的最上层是应用层。该层主要由两部分组成,一部分是用户的业务应用程序,另一部分是本系统的支撑软件系统;该层的构建基础是本系统的二次开发接口iSX4000 API。二次开发接口iSX4000与核心控制层的通信是通过TCP/IP来进行的。

  1.iSX4000 API

  本系统提供了3组独立的API,分别为IsxApi、PrdApi和OamApi。其中IsxApi根据不同的功能组,分为SRL、Voice、DTI、Global Call、IPM等几部分。IsxApi是大部分语音应用需要使用到的API。各API的功能说明,请参考下表:

  iSX4000 API说明表:


  2.业务应用程序

  用户的业务应用程序可以有一个或多个,这取决于用户的实际需要。用户业务程序通过调用iSX40000 API的接口,实现业务流程的控制,并结合一定的商业逻辑,实现特定的增值业务功能,为最终用户来提供增值服务,满足最终用户的各种需求。本系统支持软件热插拔功能,允许用户业务程序可以动态卸载和加载,而不影响整个系统的运行。用户业务程序相互独立,互不干扰,充分体现分布式的设计思想。

  3.支撑软件系统

  支撑软件系统主要由OAM、CallSim、SMCap和IsxLog等软件组成,为本系统提供完善的硬软件配置、呼叫仿真、信令分析和API开发辅助的支撑环境。

  二、核心控制层

  系统的中间层的是核心控制层,由主控软件(MC)和录放音设备软件(PRD)组成。核心控制层的软件与硬件层的通信也是通过TCP/IP来进行的。

  1. MC

  MC是整个的系统控制核心,其完成对iSX4000 交换机的所有控制功能,包括系统配置管理、呼叫控制、媒体网关控制和媒体资源管理等。应用层的业务应用程序发起的所有控制命令,通过MC路由到指定的iSX4000交换机上,并由iSX4000交换机最终完成指定的操作,而操作的结果最终通过MC,返回给业务应用程序。同理,由iSX4000交换机发起的控制信号,亦是通过MC来派发给特定的业务应用程序,业务应用程序处理后,通过MC反馈给iSX4000交换机。

  在整个系统中,有且只有一个MC运行,控制整个系统。

  2. PRD

  PRD是用于配合 iSX4000 实现动态录放音功能的核心软件,其通常运行在专用服务器上。对于小系统,PRD也可以运行在主机上。

  PRD通过 TCP/IP 和 iSX4000 上的 DSP 资源板通信,传送录放音数据。PRD 采用了先进的专有技术,以确保语音数据的平滑传送,避免在多路同时录放音时发生拥塞,导致语音不连续或失真。PRD 除了能够实现本地硬盘文件的录放, 还能够支持流式录放音,流式录放音非常适合需要实时对语音数据进行处理的应用,例如 TTS 和 ASR 。

  在整个系统中,可多个0~32个PRD运行,共同完成业务应用程序录放方面的功能。

  三、硬件层

  系统的最低层是硬件层――iSX4000交换机。硬件层主要由接入子层和资源子层组成。接入子层包含PSTN接入子系统和VoIP接入子系统;而资源子层由多功能DSP语音处理子系统、信令处理子系统和交换子系统来构成。

  硬件层的各部分实际由不用的子板来完成,下面是硬件层的各部分与实现其功能的物理子板的对照表。

  1.DNS架构

  在硬件层中,有两个核心网络,分别为以TDM交换矩阵芯片为核心的TDM星形交换网络,和以太网交换机为中心的IP交换网络,这两个网络是系统的基石,这种系统架构我们称为双星形网络构构(DNS: Double Network Star)。

  TDM星形交换网络的原理相当简洁,其架构逻辑图如下:



  以太网交换机IP交换网络,其架构逻辑图如下:


  2.硬件部件

  硬件层中所有的核心硬件围绕DNS来构建,下面是硬件层的主要部件组成:

  2.1 机箱

  为系统提供基本的热插拔槽位和电源接口,并为内部部件提供良好的散热环境。每个机箱为系统提供2个母板槽位(母板与扩展板槽位相同)、四个信令板槽位和一个后I/O板槽位。另外,机箱还提供了上19”标准机架的安装支架。

  2.2 母板

  母板集成了高性能的RISC处理器,16K×16K的无阻塞交换矩阵,三个独立的全线速以太网交换机,内部时钟模块,大电流-48V DC-DC电源模块(给母板上的功能子板以及背板供电),中继接口板槽位和DSP资源板板槽位。

  2.3 扩展板

  集成了大电流-48VDC-DC电源模块(给扩展板板上的功能子板以及背板供电)和提供8个DSP子板槽位。

  2.4 中继板

  中继子板实现多种网络接口功能,包括帧同步、信令处理、时钟恢复和告警检测。中继子板上所有通道支持A-law to A-law,或者 U-law to U-law转换,适应全球的网络环境。

  2.5 DSP资源板

  提供了回声消除、语音增强、DTMF语音检测、电话功能、会议功能、文件录放音和流式录放音等功能。

  2.6 PRI信令板

  提供了完整的ISDN-PRI信令处理能力,另外,还提供了强大的信令捕获功能。

  2.7 SS7信令板

  提供了完整的SS7-ISUP信令处理能力,另外,还提供了强大的信令捕获功能。

  2.8后I/O板

  提供机箱与外界之间的物理通信接口。提供了4个SCSI-3接口,供PSTN网络线路连接用;提供了4个RJ45以太网接口,连接应用主机系统。

  3.物理结构

  3.1 物理外观结构

  如下图:


  3.2 内部的板卡结构

  如下图:


  创新点:

  1、采用基于TCP/IP的分布式处理框架:系统的所有构件(资源板、主控模块、SDK等)都搭建在TCP/IP之上,构成分布式处理结构。

  2、高质的DSP算法:单片DSP可以并行处理256通道,可提供进行任意人员数量的音频会议功能。

  3、采用PowerPC 405低功耗嵌入式CPU和vxworks嵌入式操作系统。

  4、单服务器可以并发支持2000线等的大容量录放音技术。

  5、跨平台技术:主机软件支持windows/linux/AIX等多个操作系统。

  技术先进性分析:

  1、TDM星形交换网络:通过大容量的TDM交换芯片,令硬件平台的各个部件使用自己专有的通道,避免了对CT_BUS总线的争抢,达成无阻塞交换,降低了硬件的设计难度和软件的管理难度。

  2、高密度,低功耗:不需要高处理能力的CPU,大量使用低功耗的器件,产品在提供64E1中继接入的情况下,整个的功耗不超过200W。

CTI论坛报道



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