面向下一代MSPP的分布式交换架构可显著降低系统成本与功耗

作者：William Bartholomay

技术总监

Radu Iorgulescu

产品经理

TranSwitch公司

随着TDM和分组交换技术的日益发展和相互渗透，下一代多业务提供平台(MSPP)需要采用新的交换方法来适应这种变化。TranSwitch公司开发出一种分布式交换架构，能有效节省纯TDM和混合TDM以及分组交换网络单元(NE)方案的生命周期成本。相对于集中式TDM交换架构，TranSwitch的分布式TDM交换架构从成本、功耗冗余度和性能三方面解决了这个问题。

与传统的集中式TDM交换架构不同，TranSwitch的分布式交换架构并不要求采用集中冗余交换卡。这种架构通过利用一种高度集成且具性成本效益的技术，将一个单独的元件(见图1)配置在线路卡或支路卡(tributary card)上，从而能对所有TDM交换功能提供支持。

这种架构的优点是，所有级别的交换和性能监控都能在任何线路可到达的路径上直接执行，无需采用单独的卡或设备。此架构可支持回接(loopback)功能，回接被作为交换功能的一部分。由于互连所用的单元很少，因此时延可达到最小。交换和保护功能在当地每个支路卡完成。这样，保护交换的速度就与端口数目无关，因而在一个满负载机架上执行的交换操作与在单独支路卡上的交换操作同样快速。所有的路径数据都分配给每一个支路卡，从而使得SNCP、MS-SPRING、1+1、1:N和1:1这类保护方案以及Bridge＆Roll等功能的实施更加简化。

图1：面向下一代MSPP系统的分布式交换架构。

除了SONET/SDH成帧、开销处理和高阶、低阶指针处理以外，每个部件还针对高阶和低阶路径信号结合了严格无阻塞的交叉连接。从任何线路卡到支路卡，其他线路卡甚至支路卡之间，均采用集成高速串行链路传送信息。同时，对具有任意粒度(VT.15/VC-12到STS-48/STM4-4c)的所有SONET/SDH通信进行全面性能监控，也保证了分布式交换架构完全符合ITU-T和Telcordia的建议。

与集中式交换架构相比，分布式交换架构具有以下优势：

1. 系统成本线性可调

分布式架构并不需要对全冗余交换架构进行初始投资，因此，整个系统不但初始成本下降了60%以上，而且还支持真正的线性可调系统成本(见图2)。

2. 系统成本更低、业务处理能力更强

由于分布式架构不需要冗余的集中式交换架构，因此即使系统完全装备，成本也较低。由于用于集中式交换架构的两个插槽未用，分布式架构每层还可另外容纳两个线路卡或支路卡，从而能提供更高的业务处理能力。此外，由于需要测试和检验的系统部件较少，因此系统的设计、测试和综合NRE也减少了。

3. 系统功耗更低、功率分配更合理

与集中式交换方案相比，分布式系统的功耗与配置的元件成正比。而在集中式架构中，交叉连接器件是针对最大系统容量设计的，即使实际只用到很少一部分，功耗也很大(通常每个器件是7到15瓦)（见图2）。而且，集中式交换架构通常对机械设计和散热要求更高。分布式架构为运营商降低了系统的生命周期成本，因为只需支付电费以及为实际使用的设备电路建造HVAC的费用，而无需为热备份容错和尚未使用的业务容量支付费用。

图2：集中式与分布式交换架构的成本和功耗比较。

4. 固有容错能力、保护方案简单

分布式架构不需要单独的交换卡，因此增强了整个系统的实用性。系统不易出现单点故障，具备固有容错能力。当需要从故障中恢复时，分布式交换架构不必象集中式交换架构那样进行复杂的时隙互换(TSI)操作。

5. 服务速度快

服务速度即系统实现业务改变或响应网络配置改变的能力。分布式交换架构配置简单快速，只需将支路或线路资源指定给某个连接。当服务供应商采用UPSR/SNCP这样的网络保护机制时，最重要的标准就是故障检测和服务恢复之间所用的时间。分布式交换架构有个优点，那就是只在UPSR/SNCP汇点(sink)等需要的地方实现保护机制。因此，某个支路卡的故障恢复就不会像集中式资源中那样受软件或容量、延迟的限制。

6. OAM&P更快更简单

任何电信级系统在运作、管理、维护和供应(OAM&P)的开发和测试上的投入很容易就达到硬件开发投入的2到3倍。但如果采用分布式交换架构，这些软件投入就可以大大降低，因为分布式交换架构既不需要容错算法，也不需要复杂的路径搜索算法。同时，供应和恢复行为所需的人工操作的复杂度也可以大幅降低。