CN101621382A

CN101621382A - 基于ip网络的综合业务交换机

Info

Publication number: CN101621382A
Application number: CN200810068264A
Authority: CN
Inventors: 吴闽华
Original assignee: SHENZHEN VOKIFONE TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: SHENZHEN VOKIFONE TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2008-06-30
Filing date: 2008-06-30
Publication date: 2010-01-06

Abstract

一种基于IP网络的综合业务交换机(100)，其特征在于，包括模拟用户单元ASU(101)、模拟中继单元ATU(102)、数字中继单元DTU(103)、综合业务单元ISU(104)、主处理单元MPU(105)、业务处理单元SPU(106)、语音资源单元VRU(107)、媒体资源单元MRU(108)和快速以太接口单元FEI(109)；所述交换机(100)通过运行在模拟用户单元ASU(101)、模拟中继单元ATU(102)、数字中继单元DTU(103)、综合业务单元ISU(104)、主处理单元MPU(105)、业务处理单元SPU(106)、语音资源单元VRU(107)和媒体资源单元MRU(108)的系统程序实现其综合业务交换功能。本发明所述交换机采用通信领域中TDM、VoIP等先进技术，结合企业自身有的Intranet网络，能为企业构筑多业务一体化的通讯平台。

Description

基于IP网络的综合业务交换机

技术领域

本发明涉及数据开关网络，特别是涉及混合交换系统，尤其涉及一种基于IP网络的综合业务交换机。

背景技术

随着通信技术的日新月异，行业专网的架设中越来越多地出现了不同接入技术的移动终端，如PHS、Wifi等。长途互联、无线漫游逐渐成为行业客户的首选需求，让不同种类的移动终端在多点网络中透明无缝地接入网络并实现漫游，是需待解决的技术问题；同时，越来越多的企业由于业务的发展，出现了分支机构，各分支机构之间的多业务需求以及日益多样化的需求给通信企业带来越来越大的挑战，依托企业现有Intranet网络，为企业构筑多业务一体化的通讯平台和网络解决方案，节省企业的IT管理费用和提高企业员工的工作效率，逐渐成为各个通信企业和运营商的主要业务目标。

传统的PBX/Centrex方案可以应用于行业专网，可以让无线终端接入网络，但由于该方案基于传统的交换技术，它无法提供漫游，而且限于技术能力，存在很多的局限性。

传统的GSM/CDMA/PHS方案进了一步，可以接入某种接入技术的无线终端，也解决了漫游问题，但在组网方面却带来了更大的局限；

基于下一代网络的WCDMA/CDMA2000方案解决了上面的大部分问题，但对于一个企业来说，系统已经过于庞大了，为大型运营商设计的网络，无论初期投入还是维护成本都远远高于一个企业能够承受的范围，离规模商用仍有相当的距离。

现有技术的交换机存在以下不足：无法为企业提供多一体化的业务平台，企业各分支机构在进行业务通信成本较大，管理费用较高，工作效率低。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于避免上述现有技术的不足之处而提出一种基于IP网络的综合业务交换机。

本发明解决所述技术问题可以通过采用以下技术方案来实现：一种基于IP网络的综合业务交换机，尤其在于，包括模拟用户单元ASU、模拟中继单元ATU、数字中继单元DTU、综合业务单元ISU、主处理单元MPU、业务处理单元SPU、语音资源单元VRU、媒体资源单元MRU和快速以太接口单元FEI；

所述主处理单元MPU、综合业务单元ISU、媒体资源单元MRU、语音资源单元VRU和快速以太接口单元FEI之间通过以太网总线相互连接；

主处理单元MPU、媒体资源单元MRU、语音资源单元VRU、模拟用户单元ASU、模拟中继单元ATU和数字中继单元DTU之间通过时分交换总线相互连接；

主处理单元MPU、媒体资源单元MRU、语音资源单元VRU、模拟用户单元ASU、模拟中继单元ATU和数字中继单元DTU之间通过串口总线相互连接；

所述交换机通过运行在模拟用户单元ASU、模拟中继单元ATU、数字中继单元DTU、综合业务单元ISU、主处理单元MPU、业务处理单元SPU、语音资源单元VRU和媒体资源单元MRU的系统程序实现其综合业务交换功能。

所述主处理单元MPU包括内存单元、引导存储器ROM、闪存模块、实时时钟芯片、主处理器、缓存器、时分交换模块、复杂可编程逻辑器件CPLD、现场可编程逻辑器件FPGA、串口、两块以太网收发模块和以太网交换模块，内存单元、引导存储器ROM、缓存器和主处理器之间通过总线相互连接；缓存器、闪存模块、实时时钟芯片、复杂可编程逻辑器件CPLD、现场可编程逻辑器件FPGA和时分交换模块通过总线相互连接；所述其中一块以太网收发模块分别与以太网交换模块和现场可编程逻辑器件FPGA作电连接；所述串口与主处理器之间作电连接；另一以太网收发模块与主处理器作电连接，并且该以太网收发模块还通过总线连接到系统时分交换总线、以太网交换总线以及串口总线上；所述串口、时分交换模块和以太网交换模块均通过总线连接到集成在背板内的系统时分交换总线、以太网交换总线和/或串口总线上；所述主处理单元MPU通过其内的程序完成协议栈的处理和系统管理的功能。

所述综合业务单元ISU运行在LINUX系统环境下，利用其内的程序实现以太网数据包过滤、第三方接口以及用户访问控制，并可实现软件防火墙的功能。

所述媒体资源单元MRU通过其内的程序进行语音的编码和解码；所述模拟用户单元ASU提供16对用户模拟线接口。

所述模拟中继单元ATU提供8对模拟中继接口。

所述业务处理单元SPU包括内存单元、引导存储器ROM、闪存模块、主处理器、缓存器、复杂可编程逻辑器件CPLD、以太网收发模块、串口和缓存器；所述内存单元、引导存储器ROM、主处理器和缓存器通过总线相互连接；闪存模块、缓存器和复杂可编程逻辑器件CPLD之间通过总线相互连接；主处理器分别与以太网收发模块、串口和缓存器作电连接；以太网收发模块、串口和缓存器通过总线连接到集成在背板内的系统时分交换总线、以太网交换总线和/或串口总线上；所述业务处理单元SPU能通过其内的程序控系统内各分布式软件运行，使系统得以高效率运行。

所述媒体资源单元MRU包括内存单元、资源处理模块和以太网收发模块；所述内存单元与资源处理模块作电连接；以太网收发模块与资源处理模块作电连接；所述以太网收发模块和资源处理模块通过总线连接到集成在背板内的系统时分交换总线、以太网交换总线和/或串口总线上。

所述模拟用户单元ASU包括保护电路、模拟线路芯片、缓存器、复杂可编程逻辑器件CPLD和单片机；各模拟线路芯片间通过总线相互连接并连接到单片机和复杂可编程逻辑器件CPLD；以便受单片机和复杂可编程逻辑器件CPLD的控制；单片机和复杂可编程逻辑器件CPLD之间作电连接；所述保护电路与模拟线路芯片作电连接；所述缓存器、单片机和各模拟线路芯片均通过总线连接到集成在背板内的系统时分交换总线和/或串口总线上。

数字中继单元DTU包括保护电路、转换器、数字中继处理芯片、缓存器、复杂可编程逻辑器件CPLD和单片机，所述数字中继单元DTU提供4对数字中继接口，所述数字中继接口包括E1接口或T1接口；所述转换器与数字中继处理芯片之间作电连接；数字中继处理芯片分别与缓存器、复杂可编程逻辑器件CPLD和单片机作电连接；复杂可编程逻辑器件CPLD和单片机之间作电连接；所述缓存器、数字中继处理芯片和单片机均通过总线连接到集成背板内的系统时分交换总线和/或串口总线上。

所述快速以太接口单元FEI以多路转换模块、以太网收发模块、转换器、以太网交换模块、复杂可编程逻辑器件CPLD和单片机，快速以太接口单元FEI提供8个10/100M以太网接口，具备二层交换功能和基于802.1q的VLAN；所述以太网交换模块分别与以太网收发模块、复杂可编程逻辑器件CPLD和单片机作电连接；所述转换器与以太网收发模块作电连接并连接到以太网交换总线以及串口总线上；所述单片机与复杂可编程逻辑器件CPLD作电连接并连接到以太网交换总线和/或串口总线上。

同现有技术相比较，本发明采用的上述技术方案的有益效果在于：

1、本发明所述交换机采用通信领中TDM、VoIP等先进技术，结合企业自身有的Intranet网络，能为企业构筑多业务一体化的通讯平台；

2、能为企业的节省各分支机构的通信费用、提高员工的工作效率；

3、能为为运营商提供了一种面向企业大客户的完善的解决方案。

附图说明

图1是本发明所述基于IP网络的综合业务交换机的内部逻辑框图；

图2是本发明所述基于IP网络的综合业务交换机内部总线连接框图；

图3是所述主处理单元MPU逻辑框图；

图4是所述业务处理单元SPU逻辑框图；

图5是所述媒体资源单元MRU逻辑框图

图6是所述模拟用户单元ASU逻辑框图；

图7是所述数字中继单元DTU逻辑框图；

图8是所述快速以太接口单元FEI逻辑框图。

具体实施方式

以下结合各附图所示之最佳实施例作进一步详述。

本发明之一种基于IP网络的综合业务交换机100，如图1所示，包括模拟用户单元ASU101、模拟中继单元ATU 102)、数字中继单元DTU 103、综合业务单元ISU 104、主处理单元MPU 105、业务处理单元SPU 106、语音资源单元VRU 107、媒体资源单元MRU 108和快速以太接口单元FEI 109；

如图2所示，所述主处理单元MPU 105、综合业务单元ISU 104、媒体资源单元MRU 108、语音资源单元VRU 107和快速以太接口单元FEI 109之间通过以太网总线相互连接；

主处理单元MPU 105、媒体资源单元MRU 108、语音资源单元VRU 107、模拟用户单元ASU 101、模拟中继单元ATU 102和数字中继单元DTU(103)之间通过时分交换总线相互连接；

主处理单元MPU 105、媒体资源单元MRU 108、语音资源单元VRU 107、模拟用户单元ASU 101、模拟中继单元ATU 102和数字中继单元DTU 103之间通过串口总线相互连接；

所述交换机100通过运行在模拟用户单元ASU 101、模拟中继单元ATU 102、数字中继单元DTU 103、综合业务单元ISU 104、主处理单元MPU 105、业务处理单元SPU 106、语音资源单元VRU 107和媒体资源单元MRU 108的系统程序实现其综合业务交换功能。

所述主处理单元MPU 105包括内存单元201、引导存储器ROM 202、闪存模块203、实时时钟芯片204、主处理器205、缓存器206、时分交换模块207、复杂可编程逻辑器件CPLD 208、现场可编程逻辑器件FPGA 209、串口210、两块以太网收发模块211和以太网交换模块212，内存单元201、引导存储器ROM 202、缓存器206和主处理器205之间通过总线相互连接；缓存器206、闪存模块203、实时时钟芯片204、复杂可编程逻辑器件CPLD208、现场可编程逻辑器件FPGA 209和时分交换模块207通过总线相互连接；所述其中一块以太网收发模块211分别与以太网交换模块212和现场可编程逻辑器件FPGA 209作电连接；所述串口210与主处理器205之间作电连接；另一以太网收发模块211与主处理器205作电连接，并且该以太网收发模块211还通过总线连接到系统时分交换总线、以太网交换总线以及串口总线上；所述串口210、时分交换模块207和以太网交换模块212均通过总线连接到集成在背板内的系统时分交换总线、以太网交换总线和/或串口总线上；所述主处理单元MPU 105通过其内的程序完成协议栈的处理和系统管理的功能。

所述主处理单元MPU 105能提供对外接口，在可靠性要求相对较低的应用环境下，该单元主要提供如应用环境和服务进程等嵌入式软件功能，也能提供传入数据包的路由功能以及设备管理功能，同时能提供以太网和TDM交换功能，起到会议桥接以及异步信号处理的功能。

所述综合业务单元ISU 104运行在LINUX系统环境下，利用其内的程序实现以太网数据包过滤、第三方接口以及用户访问控制，并可实现软件防火墙的功能，该业务单元还能利用其内和软件实现VPN客户管理、应用环境管理、记录呼叫日志和提供第三方接口等功能。

所述媒体资源单元MRU 108通过其内的程序进行语音的编码和解码；所述模拟用户单元ASU 101提供16对用户模拟线接口。

所述模拟中继单元ATU 102提供8对模拟中继接口。

所述业务处理单元SPU 106包括内存单元301、引导存储器ROM(302)、闪存模块(303)、主处理器(304)、缓存器(305)、复杂可编程逻辑器件CPLD 306、以太网收发模块307、串口308和缓存器309；所述内存单元301、引导存储器ROM 302、主处理器304和缓存器305通过总线相互连接；闪存模块303、缓存器305和复杂可编程逻辑器件CPLD 306之间通过总线相互连接；主处理器304分别与以太网收发模块307、串口308和缓存器309作电连接；以太网收发模块307、串口308和缓存器309通过总线连接到集成在背板内的系统时分交换总线、以太网交换总线和/或串口总线上；所述业务处理单元SPU 106能通过其内的程序控系统内各分布式软件运行，使系统得以高效率运行。

该业务处理单元SPU 106主要用作话音处理，可以支持1+1或N+1冗余备份。

所述媒体资源单元MRU 108包括内存单元401、资源处理模块402和以太网收发模块403；所述内存单元401与资源处理模块402作电连接；以太网收发模块403与资源处理模块402作电连接；所述以太网收发模块403和资源处理模块402通过总线连接到集成在背板内的系统时分交换总线、以太网交换总线和/或串口总线上。

所述媒体资源单元MRU 108具备VOIP编码和解码功能，支持G.711，or G.723，G.726，G.728，G.729a/b低速率语音编码/解码标准，可以支持T.38传真转发功能，能提供DSP资源地址池，同时提供FSK和DTMF资源，有回声抑制功能。

所述模拟用户单元ASU 101包括保护电路501、模拟线路芯片502、缓存器503、复杂可编程逻辑器件CPLD 504和单片机505；各模拟线路芯片502间通过总线相互连接并连接到单片机505和复杂可编程逻辑器件CPLD 504；以便受单片机505和复杂可编程逻辑器件CPLD 504的控制；单片机505和复杂可编程逻辑器件CPLD 504之间作电连接；所述保护电路501与模拟线路芯片502作电连接；所述缓存器503、单片机505和各模拟线路芯片502均通过总线连接到集成在背板内的系统时分交换总线和/或串口总线上。

所述模拟用户单元ASU 101能提供16路POTS模拟线接口，具备三方会议功能，能提供反极性信号。

数字中继单元DTU 103包括保护电路601、转换器602、数字中继处理芯片603、缓存器604、复杂可编程逻辑器件CPLD 605和单片机606，所述数字中继单元DTU 103提供4对数字中继接口，所述数字中继接口包括E1接口或T1接口；所述转换器602与数字中继处理芯片603之间作电连接；数字中继处理芯片603分别与缓存器604、复杂可编程逻辑器件CPLD 605和单片机606作电连接；复杂可编程逻辑器件CPLD 605和单片机606之间作电连接；所述缓存器604、数字中继处理芯片603和单片机606均通过总线连接到集成背板内的系统时分交换总线和/或串口总线上。

所述快速以太接口单元FEI 109以多路转换模块701、以太网收发模块702、转换器703、以太网交换模块704、复杂可编程逻辑器件CPLD 705和单片机706，快速以太接口单元FEI 109提供8个10/100M以太网接口，具备二层交换功能和基于802.1q的VLAN；所述以太网交换模块704分别与以太网收发模块702、复杂可编程逻辑器件CPLD 705和单片机706作电连接；所述转换器703与以太网收发模块702作电连接并连接到以太网交换总线以及串口总线上；所述单片机706与复杂可编程逻辑器件CPLD 705作电连接并连接到以太网交换总线和/或串口总线上。

所述快速以太接口单元FEI 109能提供8个10/100M快速以太网端口，支持二层交换功能，支持基于802.1q协议的VLAN功能。

本发明所述的基于IP网络的综合业务交换机采用先进的软硬件技术、电信级的设计，保证了设备的高可靠性。系统使用成熟高性能的CPU和DSP，并使用嵌入式实时操作系统和高效的算法，具有优异的性能。设备采用模块化插板式设计，支持多种接口板卡，可以根据需求灵活地提供不同的功能，并可根据容量平滑扩容。

在用户侧，该综合业务交换机能提供有线、无线、分组一体化的接入手段。系统可提供本地用户接入，也可以通过局域网连接IP终端设备，或通过数字中继接口连接企业原有的传统PBX设备。特别地，本发明所述的基于IP网络的综合业务交换机可以连接PHS基站下带PHS移动终端，或通过Wifi网络连接Wifi移动终端。

在网络侧，为实现企业与公网之间的互通，本发明所述基于IP网络的综合业务交换机内置了中继网关功能。对于企业的异地分支机构，多台交换机可以分别布放在各地区，并通过内部网完成分支机构的互连，在小的临时办事处可以直接使用具有FXO接口的IAD布放办公电话，各地统一拨号方案，方便企业应用并节省了长途话费的开支。

基于IP网络的综合业务交换机支持完善的基本业务，并提供丰富的补充业务，支持短消息、传真等数据业务，可以最大程度地满足企业用户多样的业务需求。同时，系统还提供配套的业务服务器，提供包括语音邮箱、传真服务、呼叫中心、调度系统等更多更灵活的增值业务应用。

Claims

1、一种基于IP网络的综合业务交换机(100)，其特征在于，包括模拟用户单元ASU(101)、模拟中继单元ATU(102)、数字中继单元DTU(103)、综合业务单元ISU(104)、主处理单元MPU(105)、业务处理单元SPU(106)、语音资源单元VRU(107)、媒体资源单元MRU(108)和快速以太接口单元FEI(109)；

所述主处理单元MPU(105)、综合业务单元ISU(104)、媒体资源单元MRU(108)、语音资源单元VRU(107)和快速以太接口单元FEI(109)之间通过以太网总线相互连接；

主处理单元MPU(105)、媒体资源单元MRU(108)、语音资源单元VRU(107)、模拟用户单元ASU(101)、模拟中继单元ATU(102)和数字中继单元DTU(103)之间通过时分交换总线相互连接；

主处理单元MPU(105)、媒体资源单元MRU(108)、语音资源单元VRU(107)、模拟用户单元ASU(101)、模拟中继单元ATU(102)和数字中继单元DTU(103)之间通过串口总线相互连接；

所述交换机(100)通过运行在模拟用户单元ASU(101)、模拟中继单元ATU(102)、数字中继单元DTU(103)、综合业务单元ISU(104)、主处理单元MPU(105)、业务处理单元SPU(106)、语音资源单元VRU(107)和媒体资源单元MRU(108)的系统程序实现其综合业务交换功能。

2、如权利要求1所述的基于IP网络的综合业务交换机，其特征在于：

所述主处理单元MPU(105)包括内存单元(201)、引导存储器ROM(202)、闪存模块(203)、实时时钟芯片(204)、主处理器(205)、缓存器(206)、时分交换模块(207)、复杂可编程逻辑器件CPLD(208)、现场可编程逻辑器件FPGA(209)、串口(210)、两块以太网收发模块(211)和以太网交换模块(212)，内存单元(201)、引导存储器ROM(202)、缓存器(206)和主处理器(205)之间通过总线相互连接；缓存器(206)、闪存模块(203)、实时时钟芯片(204)、复杂可编程逻辑器件CPLD(208)、现场可编程逻辑器件FPGA(209)和时分交换模块(207)通过总线相互连接；所述其中一块以太网收发模块(211)分别与以太网交换模块(212)和现场可编程逻辑器件FPGA(209)作电连接；所述串口(210)与主处理器(205)之间作电连接；另一以太网收发模块(211)与主处理器(205)作电连接，并且该以太网收发模块(211)还通过总线连接到系统时分交换总线、以太网交换总线以及串口总线上；所述串口(210)、时分交换模块(207)和以太网交换模块(212)均通过总线连接到集成在背板内的系统时分交换总线、以太网交换总线和/或串口总线上；所述主处理单元MPU(105)通过其内的程序完成协议栈的处理和系统管理的功能。

3、如权利要求1所述的基于IP网络的综合业务交换机，其特征在于：

所述综合业务单元ISU(104)运行在LINUX系统环境下，利用其内的程序实现以太网数据包过滤、第三方接口以及用户访问控制，并可实现软件防火墙的功能。

4、如权利要求1所述的基于IP网络的综合业务交换机，其特征在于：

所述媒体资源单元MRU(108)通过其内的程序进行语音的编码和解码；所述模拟用户单元ASU(101)提供16对用户模拟线接口。

5、如权利要求1所述的基于IP网络的综合业务交换机，其特征在于：

所述模拟中继单元ATU(102)提供8对模拟中继接口。

6、如权利要求1所述的基于IP网络的综合业务交换机，其特征在于：

所述业务处理单元SPU(106)包括内存单元(301)、引导存储器ROM(302)、闪存模块(303)、主处理器(304)、缓存器(305)、复杂可编程逻辑器件CPLD(306)、以太网收发模块(307)、串口(308)和缓存器(309)；所述内存单元(301)、引导存储器ROM(302)、主处理器(304)和缓存器(305)通过总线相互连接；闪存模块(303)、缓存器(305)和复杂可编程逻辑器件CPLD(306)之间通过总线相互连接；主处理器(304)分别与以太网收发模块(307)、串口(308)和缓存器(309)作电连接；以太网收发模块(307)、串口(308)和缓存器(309)通过总线连接到集成在背板内的系统时分交换总线、以太网交换总线和/或串口总线上；所述业务处理单元SPU(106)能通过其内的程序控系统内各分布式软件运行，使系统得以高效率运行。

7、如权利要求1所述的基于IP网络的综合业务交换机，其特征在于：

所述媒体资源单元MRU(108)包括内存单元(401)、资源处理模块(402)和以太网收发模块(403)；所述内存单元(401)与资源处理模块(402)作电连接；以太网收发模块(403)与资源处理模块(402)作电连接；所述以太网收发模块(403)和资源处理模块(402)通过总线连接到集成在背板内的系统时分交换总线、以太网交换总线和/或串口总线上。

8、如权利要求1所述的基于IP网络的综合业务交换机，其特征在于：

所述模拟用户单元ASU(101)包括保护电路(501)、模拟线路芯片(502)、缓存器(503)、复杂可编程逻辑器件CPLD(504)和单片机(505)；各模拟线路芯片(502)间通过总线相互连接并连接到单片机(505)和复杂可编程逻辑器件CPLD(504)；以便受单片机(505)和复杂可编程逻辑器件CPLD(504)的控制；单片机(505)和复杂可编程逻辑器件CPLD(504)之间作电连接；所述保护电路(501)与模拟线路芯片(502)作电连接；所述缓存器(503)、单片机(505)和各模拟线路芯片(502)均通过总线连接到集成在背板内的系统时分交换总线和/或串口总线上。

9、如权利要求1所述的基于IP网络的综合业务交换机，其特征在于：

数字中继单元DTU(103)包括保护电路(601)、转换器(602)、数字中继处理芯片(603)、缓存器(604)、复杂可编程逻辑器件CPLD(605)和单片机(606)，所述数字中继单元DTU(103)提供4对数字中继接口，所述数字中继接口包括E1接口或T1接口；所述转换器(602)与数字中继处理芯片(603)之间作电连接；数字中继处理芯片(603)分别与缓存器(604)、复杂可编程逻辑器件CPLD(605)和单片机(606)作电连接；复杂可编程逻辑器件CPLD(605)和单片机(606)之间作电连接；所述缓存器(604)、数字中继处理芯片(603)和单片机(606)均通过总线连接到集成背板内的系统时分交换总线和/或串口总线上。

10、如权利要求1所述的基于IP网络的综合业务交换机，其特征在于：

所述快速以太接口单元FEI(109)以多路转换模块(701)、以太网收发模块(702)、转换器(703)、以太网交换模块(704)、复杂可编程逻辑器件CPLD(705)和单片机(706)，快速以太接口单元FEI(109)提供8个10/100M以太网接口，具备二层交换功能和基于802.1q的VLAN；所述以太网交换模块(704)分别与以太网收发模块(702)、复杂可编程逻辑器件CPLD(705)和单片机(706)作电连接；所述转换器(703)与以太网收发模块(702)作电连接并连接到以太网交换总线以及串口总线上；所述单片机(706)与复杂可编程逻辑器件CPLD(705)作电连接并连接到以太网交换总线和/或串口总线上。