在传统的PSTN电话网中,用户电话业务是通过PBX (也就是通常所说的用户交换机)接入到PSTN公网交换机上,实现了长途、本地的电话和传真等业务的通信。其中PBX (Private Branch Exchange)是很重要的一个环节,通常也称为“小交换机”、“集团电话”或者“程控交换机”。目前的电话交换网中共存着多种信令方式,包括ISDN PRI、Q.Sig、中国一号、R2、E&M、七号信令(SS7)、V5等,各种信令之间的转化以及信令解析、语音时隙的交换都需要由PBX来完成,通常PBX能支持上百门甚至上千门数量的电话接口,从PBX出来的FXO、FXS接口和中继2M接口可以连接到PCM设备,提供本地语音业务,也可上传输网络(SDH或者PDH线路)给远端客户提供语音业务。故这么多大容量的电话语音业务的接入和分配工作,电话线的配线工程是必不可少的工作。目前的电信机房中通常采用多种配线架来完成配线工程,其一,MDF配线架(总配线架),通常是指连接运营商线路和用户线路之间的配线架,用于固定电话线的配线,一端连接用户线一端连接交换机,是连接外线电缆和程控交换机的重要环节,具有可靠的保护功能,防止因雷电或电力系统等各种自然或人为因素产生的过电压、过电流对通信设备造成的损伤;其二,VDF音频配线架,主要是在MDF后面的用户端部分,连接PCM设备的用户端口,在这里接入了包括电话业务、远动信号、计量、故录等业务的连线。通常的电话交换网络拓扑如下图1所示。
图1 目前常见电话网络拓扑
如上图所示的电话网络中,中心端PSTN公网交换机到SDH传输网络之间的接入,通过PBX(用户交换机)、MDF主配线架、VDF音频配线架、PCM设备和SDH接入设备的配合使用才打通了语音通道;用户端通过PCM设备和SDH接入设备配合使用实现了电话、传真业务的接入。
故综上所述,现有的电话网络有其以下的不足和有待改进的地方:
1)中心端使用的设备和配线架模块过多,而且PBX(用户交换机)一般价格比较昂贵,增加了成本投入;
2)目前大多数通信机房都安装了比较多的配线架,包括DDF、MDF、VDF、ODF等等,大量配线架的使用对于机房物理空间需求过大;
3)一般的PBX都支持上百门甚至上千门的模拟电话接口,对于工程初建或者后期维护都极大的增加了配线工程量,增加工作人员的工作量、延长了工作时间;
4)接入断点多,浪费资源,容易产生故障;
5)传真、POS业务不稳定,客户满意度下降;
6)客户电话号码需要变更的情况下,需要变动动物理连线,需要在VDF架上进行跳线操作,增加了工作量;
7)客户端的电话和传真的接入需要使用SDH接入设备和PCM设备配合使用,在目前光纤到户(FTTH)、光纤到楼(FTTB) 、光纤到路边(FTTC)、光纤到路边(FTTO)等的大趋势下,急需要推出集成SDH和PCM技术为一体的接入设备作为替代。
1. 智能电话分配系统方案
针对如上传统电话交换网络中的不足和缺陷,电话业务的接入、分配以及配线工作由硬件操作转变为软件操作成为必要,值得开发商投入成本去开发新产品适应新趋势,从节省人力、财力以及后期运行维护方面来考量,对运营商客户也是相当有吸引力的。故此北京瑞光极远针推出了智能电话分配系统方案,中心端使用了STM-1智能电话分配设备,远端使用MSTP 155-24多业务接入设备,其推荐方案实施如下图2所示。
图2 智能电话分配系统方案
本智能电话分配系统相对于传统的电话接入系统,有如下优势和技术创新点:
1)中心端STM-1 智能电话分配设备技术集成度高,集信令模块、电子配线单元和SDH接口功能为一体;
2)一台STM-1 智能电话分配设备最多支持63路E1线路连接到电话公网交换机上,最多可接入1890(63*30)门电话;
3)智能电话分配设备的信令模块支持ISDN PRI、Q.Sig、中国一号、R2、E&M、七号信令(SS7)、V5等信令,并能够在这几种常见信令之间灵活转换;
4)智能电话分配设备中的电子配线单元可完全替代了物理的配线架,接入E1线路中的64K时隙可随意交叉,同时E1线路可交叉映射到STM-1线路上从而进入传输网络;
5)客户端的MSTP设备集SDH技术与PCM技术于一体,实现了电话客户到传输网的直接接入,最少支持30路电话的接入,很适合给铺设了的光纤并且需要多门电话的集团客户(比如酒店、办公楼等)使用;
6)信令部分采用模块化结构,无阻塞交换,功耗低,可靠性高,在信令转换和小型汇接等应用中,是低成本高效率的最佳选择;
7)配套的网络管理系统软件功能强大,操作方便,2M线路中64K电话时隙的路由以及2M时隙到STM-1光口上的交叉复用都是纯软件操作,只需要个别专业的网管人员维护就能保证系统的正常运行。
2.设备介绍
2.1 STM-1智能电话分配设备
2.1.1 硬件结构
STM-1智能电话分配设备采用2U高的机箱,方便安装于19英寸的机柜中。16个E1接口为RJ45水晶头,2个STM-1光口为FC接口。设备为-48V供电。
2.1.2 工作原理
STM-1智能电话分配设备集成了信令处理和转换、电子配线、SDH时隙交叉和SDH成帧功能,其原理功能框图如下图3所示。
图3 STM-1智能电话分配设备功能结构
如图3所示,来自PSTN公共电话网的带有信令的E1信号进入STM-1智能电话分配设备的信令模块,实现信令处理和转换功能,信令模块的主要功能特性如下:
最大支持16个E1,16条七号信令链路;
信令支持ISDN PRI、Q.Sig、中国一号、R2、E&M、七号信令(SS7)、V5等;
七号信令支持双链路负荷分担,支持链路组;
七号信令链路支持从网络或PCM等多种连接方式;
支持七号信令网关(将七号信令链路从PCM连接到网络);
智能路由选择,可按时隙分组,主叫被叫均可作为路由条件;
多功能号码变换,可按时隙分组,主叫被叫均可任意变化;
呼叫限制,支持黑名单和白名单;
虚拟主叫,可按固定规则改变主叫号码;
支持录放音,提供简单的语音流程和主被叫认证;
提供详细的呼叫记录;
提供方便的监控软件;
提供CTI编程接口。
经过信令处理和转换的2M信号进入电子配线模块,在此实现64K时隙的交叉连接,根据不同节点电话或者传真用户接入需求可灵活配置,等同于实现了MDF和VDF的配线操作,完成64K时隙交叉后的2M信号进入SDH交叉和成帧模块,实现2M信号到SDH光线路的交叉复用功能,然后通过STM-1口接入622M/2.5G SDH传输网络。
智能电话分配设备的STM-1模块设计符合ITU-T标准要求,故能与华为、中兴公司的主流SDH设备兼容对接,保证无障碍的接入到目前大多数核心传输网络中,市场推广面广泛。