U-SYS SoftX3000 软交换系统 技术手册 系统原理分册第1章 系统结构.doc

U-SYS SoftX3000 软交换系统 技术手册 系统原理分册目 录第 1 章 系统结构 .1-11.1 硬件构成. 1-11.1.1 业务处理子系统 . 1-11.1.2 维护管理子系统 . 1-21.1.3 环境监控子系统 . 1-31.2 逻辑结构. 1-31.2.1 线路接口模块. 1-41.2.2 系统支撑模块. 1-41.2.3 信令底层处理模块. 1-41.2.4 业务处理模块. 1-51.2.5 操作维护模块. 1-51.3 系统总线. 1-51.3.1 共享资源总线. 1-61.3.2 以太网总线 . 1-71.3.3 串口总线 . 1-9i目 录U-SYS SoftX3000 软交换系统 技术手册 系统原理分册第1章 系统结构1.1 硬件构成SoftX3000 的物理构成和连接关系结构如图 1-1所示。第 1 章 系统结构FE0# NET SwitchFE 去IP城域网3FE FE 去IP城域网1# NET SwitchFEFE去计费中心0#机框FE主用 iGWB去计费中心3FE1#机框0# LAN Switch备用 iGWB2# 机框1# LAN SwitchBAM后台部分LAN Switch去网管中心17#机框主机部分应急工作站WSWSWSFE：快速(百兆)以太网接口3FE：3 根 FE 以太网电缆WS：工作站图1-1 SoftX3000 的物理结构SoftX3000 硬件体系结构可分为业务处理子系统、维护管理子系统、环境监控子系统三个部分。1.1.1 业务处理子系统业务处理子系统（又称为“主机”或“前台”），是 SoftX3000 的核心部分，由 OSTA（Huawei Open Standards Telecom Architecture Platform）机框和连接设备构成，主要完成业务处理、资源管理等功能。1-1FEU-SYS SoftX3000 软交换系统 技术手册 系统原理分册第 1 章 系统结构1. 设备间的通信SoftX3000 主机系统通信主要包括三部分：各 OSTA 机框之间通信通过两个 LAN Switch（0 平面 LAN Switch 和 1 平面 LAN Switch）进行通信，各机框均有两根网线连接至两个 LAN Switch。主机与后台通信各 OSTA 机框与 BAM、iGWB 通过两个 LAN Switch（0 平面 LAN Switch 和 1 平面LAN Switch）进行通信，BAM、iGWB 均有网线连接至两个 LAN Switch。与外部 IP 网络设备通信通过两个 LAN Switch 进行通信，只有基本框 0 和基本框 1 才提供网线连接至 0# NETSwitch 和 1# NET Switch。2. 系统的容量特性在实际应用中，系统的容量由 OSTA 机框的数量来决定，可根据需要在 1 到 18 框之间灵活配置，完全满足平滑扩容的需要。1.1.2 维护管理子系统维护管理子系统（又称为“后台”），由 BAM、应急工作站、WS、iGWB 和连接设备构成，主要完成操作维护、话单管理等功能。维护管理子系统的通信关系如下四部分：与主机系统通信，BAM、iGWB、应急工作站通过两个核心 LAN Switch（0 平面 LAN Switch 和 1 平面 LAN Switch）进行通信。BAM、iGWB、应急工作站均有网线连接至两个 LAN Switch，其中应急工作站与两个 LAN Switch 之间的FE 网线正常情况下不连接，图 1-1中虚线所示，只有当 BAM 与主机系统通信不正常时，应急工作站与两个 LAN Switch 之间的 FE 网线才连接。BAM、应急工作站和主备 iGWB 各有一网线连接至 LAN Switch，各 WS 通过TCP/IP 协议以客户机/服务器的方式与 BAM、iGWB 进行通信。通过该 LANSwitch 还对外提供网管接口。与计费中心通信，主备 iGWB 各有一网线对外提供 FE 接口。应急工作站正常情况定时备份 BAM 的数据，一旦 BAM 出现故障，将两根网线分别接通两个 LAN Switch（0 平面 LAN Switch 和 1 平面 LAN Switch）后，应急工作站立即承担 BAM 的功能。1-2U-SYS SoftX3000 软交换系统 技术手册 系统原理分册第 1 章 系统结构1.1.3 环境监控子系统环境监控子系统包括每个业务处理框的电源模块监控、风扇监控模块和每个机柜的配电框监控模块，主要用于保证 SoftX3000 正常的工作环境。1.2 逻辑结构SoftX3000 系统逻辑结构如图 1-2所示。线路接口模块业务处理模块FE接口FE接口单元数据库处理单元业务处理单元以太网总线/共享资源总线设备管理单元宽带信令处理单元多媒体信令处理单元iGWB 0系统支撑模块基本框信令底层处理模块LANiGWB 1应急工作站线路接口模块业务处理模块SwitchBAM业务处理单元WSWS以太网总线/共享资源总线操作维护模块设备管理单元宽带信令处理单元多媒体信令处理单元系统支撑模块信令底层处理模块扩容框n图1-2 系统逻辑结构图SoftX3000 硬件逻辑结构由 5 个模块组成，即线路接口模块、系统支撑模块、信令底层处理模块、业务处理模块和操作维护模块。1-3U-SYS SoftX3000 软交换系统 技术手册 系统原理分册第 1 章 系统结构说明：关于机架、机柜、机框、单板、线缆等详细内容请参见U-SYS SoftX3000 软交换系统 设备手册。SoftX3000 实现内嵌 MRS（Media Resource Server）的单板内容请参见U-SYSSoftX3000 软交换系统 设备手册。1.2.1 线路接口模块该模块提供各类物理接口以满足系统组网的需求，包括宽带接口单元 IP 转发板 IFMI（IP Forward Module）和 IFMI 后插接口板 BFII（Back insert FE Interface Unit）。IFMI 板通过 BFII 提供 100M bit/s 以太网口与外部 IP 网互连，完成与外部设备的通信。IFMI 完成 IP 信令信息流的汇聚，根据一定的策略通过以太网总线分发到 BSGI（Broadband Signaling Gateway）或 MSGI（Multimedia Signaling Gateway Unit）进行 UDP（User Datagram Protocol）TCP（Transmission Control Protocol）SCTP（Stream Control Transmission Protocol）消息处理。1.2.2 系统支撑模块系统支撑模块实现程序/数据的加载、设备管理/维护及板间通讯等功能，包括系统管理板 SMUI（System Management Unit）、系统管理板后插接口板 SIUI（SystemInterface Unit）、热插拔控制单元 HSCI（Hot-Swap and Control Unit）等几个部分：SMUI 板作为单元框的主控板，完成包括系统中所有设备的程序加载控制、数据配置、工作状态控制等功能。HSCI 板完成左右共享资源总线连接、单板热插拔控制、框内以太网总线交换等功能。1.2.3 信令底层处理模块该模块提供信令协议处理功能，包括宽带信令协议处理单元 BSGI 和多媒体信令处理单元 MSGI 板。BSGI 进行 MGCP（Media Gateway Control Protocol）、H.248（H.248/MeGaCoprotocol）、UDP、SCTP、M2UA（SS7 MTP2-User Adaptation Layer）、M3UA（SS7 MTP3-User Adaptation Layer）、IUA（ISDN User AdaptationLayer）、V5UA（V5 User Adaptation Layer）等协议编解码处理，并通过以太网总线将消息分发到 FCCU 处理。1-4U-SYS SoftX3000 软交换系统 技术手册 系统原理分册第 1 章 系统结构MSGI 进行 UDP、TCP、多媒体信令协议编码处理后，其中多媒体信令协议包括了 SIP（Session Initiated Protocol）、H.323 RAS（Registration，Admissionand Status）和 H.323 CALL Signaling（以 ISDN 的 Q.931/Q.932 为基础制订的，其中尤以 Q.931 为最重要），通过以太网总线将消息分发到 FCCU 处理。1.2.4 业务处理模块业务处理模块由呼叫控制单元 FCCU 和数据库单元 CDBI（Central Database Board）构成。FCCU 完成 H.323、SIP、MGCP、H.248、R2、DSS1（Digital Subscribersignaling No.1）、V5 及 MTP3 层以上信令消息，如 MTP3、INAP、ISUP（Integrated Services Digital Network User Part/ISDN User Part）等消息的处理，而且提供计费、主机话单存储等功能。CDBI 作为系统中心数据库单元，存储集中式的资源数据（局间中继资源、资源能力状态、用户数据、IP Centrex 数据），为业务处理单元提供呼叫资源查询的服务1.2.5 操作维护模块操作维护模块由 BAM、WS、iGWB 计费网关、LAN Switch 和应急工作站等设备构成，负责整个系统的管理、维护以及话单的处理。而且核心 LAN Switch 具有实现多框间设备互联的功能。1.3 系统总线如图 1-3所示，每个 OSTA 机框包括了共享资源总线、以太网总线和串口总线三种类型的系统总线，从而实现了单板通信、程序和数据加载、告警上报等 SoftX3000的所有功能。1-5U-SYS SoftX3000 软交换系统 技术手册 系统原理分册第 1 章 系统结构SIUIHSCISIUIHSCI串口总线共享资源总线A共享资源总线B以太网总线A以太网总线BSMUISMUIALUI图1-3 机框总线示意图1.3.1 共享资源总线1. 功能SMUI 板 通 过 共 享 资 源 总 线 进 行 本 框 所 有 可 加 载 单 板 （ IFMI/BSGI/FCCU/CDBI/MRCA/MSGI）的加载、管理和维护。2. 实现方式如图 1-4所示，每个机框包括 2 条共享资源总线 A 和 B，每条共享资源总线带宽为2G bit/s。共享资源总线的状态和资源由 SMUI 来仲裁和管理。BFIIBFIISIUIHSCISIUIHSCI共享资源总线A共享资源总线B前插板前插板前插板前插板前插板前插板SMUISMUI前插板前插板前插板前插板前插板前插板图1-4 共享资源总线示意图1-6后插板后插板后插板后插板后插板后插板后插板后插板后插板后插板后插板后插板前插板前插板前插板前插板前插板前插板前插板前插板前插板前插板前插板前插板U-SYS SoftX3000 软交换系统 技术手册 系统原理分册第 1 章 系统结构6 槽上 SMUI 通过共享资源总线 A 管理左半框的前插板， 槽 SMUI 通过共享资源总线 B 管理右半框的前插板（ALUI、UPWR 除外）。7、9 槽上的 HSCI 以内部 PCI总线分别与两条共享资源总线相连，从而实现两条资源总线的连接。因此 6 槽上SMUI 可以通过 9 槽上的 HSCI、共享资源总线 B 管理右半框的前插板，8 槽 SMUI可以通过 7 槽上的 HSCI、共享资源总线 A 管理左半框的前插板。1.3.2 以太网总线1. 功能OSTA 机框中的 MRCA（Media Resource Control Unit）、FCCU、BSGI、MSGI、IFMI、SMUI、CDBI 通过以太网总线作为板间业务的通信通道，保证系统处理流程的统一、流畅。2. 实现方式如图 1-5所示，每个机框包括 2 条以太网总线 A 和 B，每条以太网总线的带宽为 100Mbit/s。如图 1-5所示，以太网总线 A 与 9 槽的 HSCI 相连，以太网总线 B 与 7 槽的HSCI 相连。网线SIUIHSCISIUIHSCI以太网总线A以太网总线B前插板前插板前插板前插板前插板前插板SMUISMUI前插板前插板前插板前插板前插板前插板图1-5 以太网总线示意图说明：SMUI 不直接与以太网线总线连接，而是通过 4 根外部网线将 2 块 SIUI 板的网口与2 块 HSCI 板相连，形成以太网双平面。1-78U-SYS SoftX3000 软交换系统 技术手册 系统原理分册第 1 章 系统结构3. 以太网双平面如图 1-6所示，各机框通过 HSCI 板上的 FE（Fast Ethernet）接口与综合配置机柜的核心交换 LAN Switch 互联，捆绑方式提高物理连接的可靠性及通信带宽，组成双平面。外部核心 LAN Switch 间通过 GE（Gigabit Ethernet）互联，组成交叉平面。内部网线外部网线外部网线SMUISIUIHSCILAN Switch3FESMSIHSU内部网线U外部网线C外部网线LAN SwitchOSTA机框图1-6 以太网双平面示意图由于采用双平面通信结构，因此，无论是在加载的过程中，还是在加载结束以后，系统均将为每块 SMUI 板配置两个 IP 地址，一个位于“172.20.xxx.xxx”网段，一个位于“172.30.xxx.xxx”网段，子网掩码为 255.255.0.0。具体如表 1-1所示。表1-1 SMUI IP 地址变化SMUI加载阶段加载中加载结束正常通信路径(1)6 号槽 SMUI172.20.框号.100172.30.框号.100172.20.200.模块号172.30.200.模块号8 号槽 SMUI172.20.框号.101172.30.框号.101172.20.200.模块号172.30.200.模块号说明系统分配临时 IP 地址，并使两块 SMUI板 IP 地址不同。系统将重新配置SMUI 板的 IP 地址，并使两块 SMUI 板具有相同的 IP 地址。正常情况下，机框 A 的处理板 A 板与机框 B 的处理板 C 板通信包括两条路径，如图 1-7所示。1-8IIIU-SYS SoftX3000 软交换系统 技术手册 系