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劃世紀通訊革命:CompactPCI寬頻通訊平臺
——新一代寬頻電信網(wǎng)絡(luò )建設最佳選擇

陳正坤 凌華科技全球行銷(xiāo)項目經(jīng)理 2003/04/07

　　電信業(yè)者近年來(lái)遇到史無(wú)前例激烈的挑戰，從傳統政府保護的藩籬解禁面對市場(chǎng)自由競爭機制的考驗，從以語(yǔ)音服務(wù)為主要范疇轉型到以數據業(yè)務(wù)為主的戰場(chǎng)。電信市場(chǎng)日益激烈的競爭促使服務(wù)供貨商要不斷更新，開(kāi)發(fā)增強型、有附加價(jià)值及競爭力的應用，同時(shí)必須在成本與推出市場(chǎng)速度間取的平衡。CompactPCI開(kāi)放式標準架構很好的平衡了業(yè)界標準、硬件、操作系統、應用開(kāi)發(fā)工具，能快速有效開(kāi)發(fā)高利潤的電信增值服務(wù)，同時(shí)使傳統以專(zhuān)有軟硬件架構為主的電信建設轉型，能享受開(kāi)放系統帶來(lái)成本大幅降低及大眾化業(yè)界標準操作系統的好處。這一轉變讓設備及服務(wù)供貨商找到了數以百萬(wàn)計的開(kāi)發(fā)者，并開(kāi)始采用具高可靠性、高擴展性和高性能的CompactPCI寬頻通訊平臺。

CompactPCI 寬頻通訊平臺濫觴

　　自從PICMG于1994提出CompactPCI標準，解決多年來(lái)電信系統工程師與設備制造商面臨的棘手問(wèn)題-傳統電信設備總線(xiàn)如VME(Versa Module Eurocard)與工業(yè)標準PCI(Peripheral Component Interconnect)總線(xiàn)不兼容問(wèn)題，多年來(lái)PICMG組織已有超過(guò)400家世界級電信/計算機大廠(chǎng)加入如Motorola, Lucent, Sun, HP, Dialogic, Natural Microsystem等等共同制定并遵循CompactPCI規范，因CompactPCI完整融合了計算機與工業(yè)設備諸多已經(jīng)過(guò)廣泛驗證的標準.CompactPCI為傳統總線(xiàn)加值，使電信設備具有高效能及如同專(zhuān)屬架構般的高可靠度，同時(shí)享受PCI標準帶來(lái)的規模經(jīng)濟。CompactPCI的好處包括：

  • 標準外觀(guān)(Form Factor)

    • 　　3U and 6U，極易與使用Eurocard-based的設備整合。

  • 高效能

    • 　　32bit/33MHZ可達133MB/sec,64Bit/66MHZ可達266 MB/sec。

  • 高擴充性

    • 　　透過(guò)橋接技術(shù)(Bridge)可支持最多256 PCI Bus同時(shí)運作。

  • 高可靠度

    • 　　適用惡劣環(huán)境,抗干擾,熱插拔,前插式易維修,防震,低功耗等,局部故障對服務(wù)運行沒(méi)有影響。

  • 易管理

    • 　　自我偵錯，自動(dòng)config等簡(jiǎn)化管理成本。

  • 快速推出市場(chǎng)

    • 　　CompactPCI基于現有PCI標準，可被眾多以PCI開(kāi)發(fā)之解決方案,業(yè)界標準的操作系統及設備供貨商支持，加速研發(fā)而快速上市，搶得先機。

    　　因此，CompactPCI除了廣泛應用在電信設備、計算機電話(huà)整合(Computer Telephony) ，也適合實(shí)時(shí)系統控制(Real Time Machine Control)、產(chǎn)業(yè)自動(dòng)化、實(shí)時(shí)數據采集(Real-Time Data Acquisition)、軍事系統等需要高速運算、模塊化及高可靠度、可長(cháng)期使用的應用。CompactPCI極致的高頻寬特別適合電信網(wǎng)絡(luò )所需高速數據傳輸，如Router、Server,、Switch等的特性，使CompactPCI由前臺應用走進(jìn)電信局端扮演更重要的角色。

    CompactPCI 寬頻通訊平臺在電信領(lǐng)域的應用

    　　IP與寬頻的興起使新一代網(wǎng)絡(luò )必然是集語(yǔ)音、數據、影音、服務(wù)業(yè)務(wù)于一體的全新IP寬頻架構，同時(shí)在有線(xiàn)及無(wú)線(xiàn)實(shí)體媒介皆能同時(shí)運作。建構新一代網(wǎng)絡(luò )的挑戰在于如何將現有網(wǎng)絡(luò )架構轉變成能提供多種服務(wù)的異質(zhì)化環(huán)境，同時(shí)又能以單一控制系統來(lái)管理網(wǎng)絡(luò )！服務(wù)供貨商已清楚意識到：加值服務(wù)業(yè)務(wù)將成為Operators與競爭者差異化而立于不敗之地的主要勝出點(diǎn)！如視訊會(huì )議 (Video Conferencing)、隨選視訊(Video Streaming)、Unified Messaging等應用似乎被視為有潛力的收益來(lái)源而被服務(wù)供貨商大力推廣著(zhù)。問(wèn)題就來(lái)了！為了讓使用者能輕易在單一設備上溝通聲音影像，服務(wù)提供者須以極高的成本運營(yíng)兩種網(wǎng)絡(luò )：傳統以聲音為主的網(wǎng)絡(luò )及能提供多媒體的IP網(wǎng)絡(luò )。為了降低成本及有效運作，『寬頻通訊平臺』的出現便以網(wǎng)關(guān)(Gateway)的形式扮演接口，同時(shí)支持IP網(wǎng)絡(luò )及傳統以SS7為主的PSTN(Public Switched Telephone Network)的溝通。

    結合語(yǔ)音與數據的網(wǎng)關(guān)

    　　傳統的語(yǔ)音連結是直接將訊號與局端的Class 5 交換機連接，在撥號音之號，收集所撥號碼及分析使用者需求(如國際電話(huà),長(cháng)途電話(huà)等)而后接通，在新一代網(wǎng)絡(luò )架構中，使用者的訊號不會(huì )直接與Class 5連接，而是先經(jīng)過(guò)軟交換"Softswitch" ，由軟交換先判定此需求服務(wù)的性質(zhì)，然后再將服務(wù)需求轉介至封包交換網(wǎng)絡(luò )(Packet-Switching Network) ，或傳統由SS7構建的語(yǔ)音網(wǎng)絡(luò )。因此，在不損壞傳統語(yǔ)音網(wǎng)絡(luò )穩定運作而又能快速建置整合新一代IP通訊基礎建設，『寬頻通訊平臺』便成了網(wǎng)絡(luò )設備供貨商及電信系統業(yè)者最佳解決方案！

    　　CompactPCI寬頻通訊平臺正是在新一代寬頻網(wǎng)絡(luò )建設強烈需求下孕育而生的。CompactPCI寬頻通訊平臺與架構在CompactPCI 標準之眾多解決方案，使設備供貨商與服務(wù)供貨商能根據自己需要，結合IP、ATM、IN、TDM眾家之長(cháng)，建設開(kāi)放式電信等級的寬頻網(wǎng)絡(luò )架構，不但降低網(wǎng)絡(luò )建設及運行維護成本，更能快速提供新加值服務(wù)、搶占新市場(chǎng)、滿(mǎn)足用戶(hù)不斷變化的需求。CompactPCI寬頻通訊平臺除了加快網(wǎng)絡(luò )基礎建設的建置速度，更提供具彈性、可靠性及擴充性的網(wǎng)絡(luò )運算解決方案，發(fā)展出各種為電信服務(wù)業(yè)者所量身訂作的高密度IP運算關(guān)鍵核心。

    取代商用服務(wù)器成為電信應用系統新寵

    　　在硬件方面，從 CompactPCI 標準所延伸的各種體積輕巧模塊化組件，如PMC子卡彈性擴充卻不增加卡片厚度，以及搭配1U、2U、4U、8U、9U、12U等多種規格機箱選擇，適合不同應用安置在同一標準機架中便于管理，單一機箱可配置多達21組I/O，多備援的供電系統、服務(wù)器系統采用的『抽屜式』熱抽換設計、由前端進(jìn)行系統設定、維修及熱插拔、高可靠度的無(wú)風(fēng)扇式CPU、最小化MTTR(Mean Time To Repair)等設計，均是為實(shí)現電信等級的高可靠性。

    　　在軟件方面CompactPCI 采用開(kāi)放式操作系統，而具備豐富驅動(dòng)程序和開(kāi)發(fā)工具的優(yōu)勢，不但可應用在各種實(shí)時(shí)交換應用系統開(kāi)發(fā)，原來(lái)必須架構在大型商用服務(wù)器(如IBM、HP、SUN等等)的各種RTOS (Real-Time OS，如Solaris、Linux、VxWorks等)上開(kāi)發(fā)的舊有電信應用系統，也能夠輕易移植到CompactPCI平臺上，享受新一代CompactPCI寬頻通訊平臺帶來(lái)的低成本經(jīng)濟效益及快速上市的優(yōu)勢，如計費系統(Billing System)、Unified Messaging、串流服務(wù)器(Streaming Server)等。

    　　因此，CompactPCI寬頻通訊平臺是新一代電信網(wǎng)絡(luò )建設最佳選擇，不但適合新一代寬頻網(wǎng)絡(luò )建設整合傳統語(yǔ)音網(wǎng)絡(luò )及IP數據網(wǎng)絡(luò )，更逐漸取代傳統商用伺服主機在電信應用中的地位。常見(jiàn)的應用有：各種基地臺控制系統(BSC: Base Station Controller)、無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )控制系統(MSC: Mobile Switch Center)、軟交換(SoftSwitch)、多媒體IP網(wǎng)關(guān)器、遠程訪(fǎng)問(wèn)、SS7網(wǎng)關(guān)器、信號傳送端點(diǎn)系統、計算機電話(huà)整合(CTI)、IP電話(huà)、VOIP,WAN/MAN跨接連線(xiàn)、光纖交換解決方案、整合訊息(Unified Messaging)、計費系統、地址服務(wù)(Location-based Service)、Internet存取服務(wù)等不勝枚舉。茲將常見(jiàn)CompactPCI在電信領(lǐng)域應用整理如下表：


    應用案例：CompactPCI寬頻通訊平臺應用在VoIP Gateway


    　　如圖一所示，CompactPCI寬頻通訊平臺應用在VoIP Gateway，扮演串聯(lián)傳統PSTN網(wǎng)絡(luò )與新一代IP Network的溝通橋梁，使服務(wù)供貨商能快速輕易整合運營(yíng)兩種網(wǎng)絡(luò )，而使用者在不需改變使用習慣及設備下，即能享受到低廉的新費率所帶來(lái)的新服務(wù)。典型應用服務(wù)包括IP電話(huà)、IP傳真、Unified Messaging、IP Call Center、Internet Call Waiting等。IP Gateway是任何VoIP的核心并至少提供以下五個(gè)基本功能：

    1. 與PBS,PSTN或其它電話(huà)接的接口
    2. 基本呼叫處理功能
    3. 實(shí)時(shí)(Real-Time)語(yǔ)音壓縮與解壓縮
    4. 對壓縮的語(yǔ)音封包與解封包
    5. 與IP網(wǎng)絡(luò )的接口

    　　一些IP Gateway還可以提供其它的功能包括：IVR(Interactive Voice Response)、計費(Billing)等。


    　　如何實(shí)現如此多功能的IP Gateway如圖二架構，在CompactPCI標準的背板上，整合了計算機電話(huà)領(lǐng)域常用的標準H.110 bus，提供冗余時(shí)鐘支持熱插拔板卡如VoIP、FoIP、T1/E1 等功能，這些都是應用開(kāi)發(fā)商基于CompactPCI及H.110標準所開(kāi)發(fā)現成的解決方案(Off-The-Shelf) ，同時(shí)具有電信等級CompactPCI標準的高可靠度特征。

  • 熱插拔

    • 　　過(guò)去只有在昂貴的專(zhuān)屬系統中才有的功能，能在正運行中的系統拔出或插入功能板卡而不影響系統其它部位運作，實(shí)現高可用性及便利擴充性。

  • 備援供電及負載平衡


    • 　　如圖三，CompactPCI機箱備有熱備份電源及風(fēng)扇，電源自動(dòng)負載平衡，降低故障發(fā)生率。


  • 備援CPU配置


    • 　　使更換故障CPU不影響系統正常運作。保持故障局部化，同時(shí)有備份的資源，能馬上替代，故障排除時(shí)間不超過(guò)秒單位，達到『99.999%』電信級高可用性。

    結論

    　　建立在開(kāi)放,可程序化(Programmable)的高可用性CompactPCI結構已成為新一代電信網(wǎng)絡(luò )建設的核心，設備供貨商及服務(wù)供貨商對這整種解決方案的需求日益殷切，標準的發(fā)展使開(kāi)發(fā)商的產(chǎn)品都與CompactPCI開(kāi)放式平臺兼容，設備供貨商及服務(wù)供貨商可以在廣泛的產(chǎn)品中選擇，并享受競爭開(kāi)放市場(chǎng)帶來(lái)的低成本優(yōu)勢，彈性與快速上市多重優(yōu)勢。如圖四，依據RTC Magazine 估計，CompactPCI市場(chǎng)將由1999年的美金$350 Million成長(cháng)到2003年的美金$3200 Million，年復合成長(cháng)率高達45.6%，其中又以2002年至2003年最大幅成長(cháng)。CompactPCI為工業(yè)計算機產(chǎn)業(yè)開(kāi)拓了一個(gè)以往傳統工業(yè)計算機無(wú)法應用的新市場(chǎng)，而CompactPCI需針對電信等級應用提供高可靠度及達到嚴苛高品質(zhì)要求，卻又為傳統工業(yè)計算機廠(chǎng)商豎立高進(jìn)入障礙，因此，目前能提供電信級CompactPCI寬頻通訊平臺幾為國外廠(chǎng)商，如Motorola、Ziatech、Force Computer等，而亞洲目前則有凌華(ADLINK TECHNOLOGY INC.)為CompactPCI領(lǐng)導廠(chǎng)商。設備供貨商及服務(wù)供貨商在選擇CompactPCI寬頻通信平臺供貨商時(shí)，除了需具備堅強研發(fā)能力，高品質(zhì)的制造能力(如6 sigma、世界級通訊大廠(chǎng)認證等)、是否能快速提供滿(mǎn)足客制化需求的產(chǎn)品更是關(guān)鍵，畢竟沒(méi)有一家供貨商能接受提供客戶(hù)完全沒(méi)有差異化的產(chǎn)品。CompactPCI寬頻通訊平臺帶來(lái)的劃世紀通訊革命將是新一代電信網(wǎng)絡(luò )設備應商及運營(yíng)商的最佳選擇。


    凌華科技供稿 CTI論壇編輯


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