SYS6K系統(tǒng)充分融合了窄帶電路技術、NGN分組技術和寬帶技術，提供了一個可以面向NGN和PSTN的綜合業(yè)務接入平臺的解決方案。SYS6K綜合接入媒體網(wǎng)關，符合中華人民共和國通信行業(yè)標準YD/T1243.3-2002。本文所設計的分組語音處理模塊正是該綜合接入媒體網(wǎng)關上完成PCM碼流與IP數(shù)據(jù)間的轉換以及部分媒體協(xié)議處理的功能模塊。

　　1SYS6K系統(tǒng)設計需求

　　SYS6K是可提供綜合業(yè)務接入的大容量接入媒體網(wǎng)關，提供模擬用戶接入、ADSL接入、VDSL接入、SHDSL接入等功能。對于模擬用戶接入，接入方式既提供E1接口接入傳統(tǒng)PSTN交換機，也提供10M/100M/1000M以太網(wǎng)口接入IP網(wǎng)絡。

　　將傳統(tǒng)語音承載在IP上是個必然的趨勢，現(xiàn)在各大運營商也都在上馬NGN的項目。所以既能滿足當前PSTN業(yè)務的需求，又能實現(xiàn)到NGN的平滑過渡的產(chǎn)品正是運營商所期待的。SYS6K的方案提供以上兩種方式的兼容主要都是根據(jù)局方的業(yè)務需求來決定的。分組語音處理模塊是主控板上的一個功能模塊，其選配與否根據(jù)數(shù)據(jù)上行選走El或是走VoIP來決定的，其功能主要完成語音處理，提供模擬話音到IP報文之間的轉換。前期的媒體網(wǎng)關開發(fā)，完成所需的信號處理、信令、打包和控制功能，以及發(fā)送壓縮或未壓縮的VolP報文(IP語音包)。

　　AMU是IONEAX6000綜合接入媒體網(wǎng)關的主控板，是實現(xiàn)媒體網(wǎng)關功能的主要部分，由窄帶語音交換和寬帶數(shù)據(jù)交換兩部分組成。窄帶語音交換部分由CPU控制單元、E1接口單元、HW時隙交換單元、安全邏輯單元、VoIP單元以及DSP單元組成。寬帶數(shù)據(jù)交換部分由CPU控制單元、GALILEO二層交換套片和千兆光接口組成。窄帶語音交換部分的CPU處理器完成MGCP的處理、窄帶業(yè)務管理、接續(xù)控制、對外串口管理和主備控制等功能。E1接口單元完成2MPCM碼流到8MHW的轉換，并從PCM碼流中提取窄帶的工作基準時鐘。HW時隙交換單元由兩片IDT72V70840組成，可提供PSTN電話語音交換和DDN數(shù)據(jù)交換，這兩種業(yè)務分別在兩個網(wǎng)片中獨立處理。安全邏輯單元實現(xiàn)窄帶時鐘處理，對VoIP模塊和CPU的數(shù)據(jù)進行分類限流以及MAC地址和IP地址的替換。VoIP模塊完成HW信號和IP數(shù)據(jù)流之間的轉換，實現(xiàn)傳統(tǒng)PSTN語音信號在InterNet上的傳輸，可以使IONEAX6000從傳統(tǒng)接入設備平滑地過渡到下NGN設備。DSP單元完成標準信號音放送、收號檢測。

　　2分組語音處理模塊分析

　　VoIP依功能基本上分成兩大部份，一是語音Codec即壓縮和解壓縮，二是予以IP封包進而進行語音信息的收發(fā)。該分組語音處理模塊(PVM)功能即實現(xiàn)PCM碼流與IP數(shù)據(jù)間的轉換以及媒體防議處理，以扣板的形式在系統(tǒng)中作為主控板的一個功能模塊。在整個系統(tǒng)中由主控板實現(xiàn)業(yè)務的控制，如呼叫的建立、管理和關閉等，主控板也要管理配置本模塊，作為扣板在系統(tǒng)中是時刻受控的。而且每次復位都需要主控板配置加載配置字，所以本模塊的故障處理、復位與否都是由主控板決定的，而不能由扣板自己決定是否復位。故和主控板之間的關系是隨時受控的，其信號走向穿插了主控板的寬帶和窄帶部分。

　　3綜合接入媒體網(wǎng)關SYS6K方案

　　SYS6K是框式一體化結構，集模擬用戶接入、ADSL接入、VDSL接入、SHDSL接入等功能于一身的綜合接入媒體網(wǎng)關，由電源板PTU、主控板AMU、業(yè)務板ALU、ADU、VDU、IVD、SDU等組成。分組語音處理模塊PVM是主控板AMU上的一個功能性可選配扣板。

　　寬帶數(shù)據(jù)部分CPU系統(tǒng)采用Motorola的8245CPU系統(tǒng)，對外提供一個32位的PCI接口和LOCALBUS接口。PCI總線可支持5個設備，8245通過PCI總線可對GALILEO48303進行配置，再通過GALILEO公司定義的GUNK總線實現(xiàn)對各業(yè)務網(wǎng)口、上行千兆光口、路由模塊的數(shù)據(jù)交換。AMU單板總體框圖如圖1。

　　3.1窄帶語音交換部分

　　窄帶語音交換部分完成對PSTNEl信號的接入、E1和PCM信號之間的轉換、PCM時隙之間的交換、PCM語音與IP數(shù)據(jù)流之間的轉換、安全邏輯等功能。主要信號流向是E1芯片收到PSTN網(wǎng)送來的E1信號，從中提取2M時鐘信號作為整個窄帶系統(tǒng)的基準時鐘，并以此產(chǎn)生各個芯片所需的時鐘與幀同步信號。同時，PSTN網(wǎng)送來的E1信號經(jīng)過E1芯片后，編碼類型由HDB3轉換為NRz，然后再送入網(wǎng)片進行PCM時隙交換，送給各用戶板，或者送給PVM扣板進行處理。由于系統(tǒng)本身也提供模擬用戶接入PSTN網(wǎng)絡，在TDM接口部分，主控板AMU和窄帶業(yè)務板ALU已經(jīng)完成了模擬信號到數(shù)字信號的轉換。對話音業(yè)務而言有兩條處理途徑，通過系統(tǒng)的E1接口接入PSTN交換機或其他中繼設備，或者通過分組語音處理模塊打成IP報文。系統(tǒng)設計送入PVM的已經(jīng)是PCM信號的Highway。

　　3.2寬帶數(shù)據(jù)處理部分

　　寬帶數(shù)據(jù)交換部分完成對各種接入方式的基本配置、以太網(wǎng)交換和以太網(wǎng)管理等功能。寬帶部分結構框圖如圖2所示。

　　系統(tǒng)寬帶業(yè)務豐富，寬帶處理功能強大，對PVM而言，由于采用的是主控板上的可選配功能模塊設計，考慮到系統(tǒng)接口的一致性，不能提供對外的業(yè)務接口，所以只能依賴于AMu上的上行口入網(wǎng)。

　　4分組語音處理模塊設計

　　分組語音處理模塊是VoIP產(chǎn)品中非常關鍵的一個部分。VoIP語音專用IC分為語音編解碼和封包處理兩部份。本文綜合SYS6K功能及性能需求，通過對幾種可選芯片的情況分析，最終選中了BroADCom的方案。選用Broadcom的CalistoBCMl510與FPGA配合的方案。因為BCMl510單片有190路6711、128路6711+T.38、96路6711+T.38的處理能力，比較適合SYS6K的大容量需求，功耗也較小，且可單片選配和復位，既可基本滿足系統(tǒng)滿配的容量需求，又給業(yè)務容量和類型帶來了很好的靈活性，能很方便地實現(xiàn)多規(guī)格設計。1510完成語音編解碼和數(shù)據(jù)打包，但由于SPICEBUS屬于Broadcom專用協(xié)議，需由FPGA充當SPICEBRIDGE，完成橋接功能，再經(jīng)過Switch芯片送到業(yè)務網(wǎng)口?？傮w結構如圖3所示。

　　5硬件初始化設計分析

　　PVM扣板驅動程序主要負責完成硬件初始化，內核加載，完成PVM扣板的驅動，控制PVM扣板完成各種操作。

　　初始化PVM扣板主要是設置PVM扣板硬件信息，加載內核程序給Calisto。BCMl510。按照初始化流程分為如圖4所示的幾個部分。

　　(1)加載PVM扣板上的FPGA，即SPICEBRIDGE。SPICEBRIDGE實現(xiàn)CPU的控制報文與CALISTOBCMl510的CELL之間的轉換。只有SPICEBRIDGE正常工作，PVM模塊才能進行下一步的工作。

　　(2)初始化FPGA上的LUT和寄存器。

　　(3)在CPU上創(chuàng)建一個MUX層網(wǎng)絡接口，為CPU與CALISTOBCMl510通信做準備。

　　(4)對CALIST0BCMl510進行一級加載。一級加載是SPICEBRIDGE自動實現(xiàn)的，驅動程序僅需要將內核文件放到SPICEBRIDGE下的SDRAM中的指定位置，啟動SPICEBRIDGE進行一級加載就可以了。

　　(5)對CalistoBCMl510進行二級加載。二級加載是CPU通過MUX層網(wǎng)絡接口，將加載內核傳送給CalistoBCMl510完成的。

　　(6)創(chuàng)建通道。在CalistoBCMl510上預先創(chuàng)建一定數(shù)量的通道(一般是480個)。

　　(7)激活通道。通道在創(chuàng)建完成后，必須進行激活才能夠使用。

　　6結論

　　本文完成了可與主控設備相配合的分組語音處理模塊PVM的硬件電路設計，并付諸于生產(chǎn)，可應用于多個接入網(wǎng)關和中繼網(wǎng)關設備，降低原有分組語音處理模塊的成本，增大系統(tǒng)處理容量，經(jīng)過硬件調測和軟硬件聯(lián)調之后已實際應用在綜合接入媒體網(wǎng)關上。