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標準化、模塊化建構電信未來(lái)

2004/11/15

　　電信行業(yè)的競爭日趨激烈，這中間不僅有政府力量逐漸退出、市場(chǎng)自由競爭加劇的原因，更有電信業(yè)務(wù)從語(yǔ)音服務(wù)為主向數據業(yè)務(wù)為主轉化的緣故。如何才能有效降低成本、快速開(kāi)發(fā)并導入新的電信增值業(yè)務(wù)已經(jīng)成為每個(gè)電信運營(yíng)商不得不面臨的問(wèn)題，而解決這個(gè)問(wèn)題一個(gè)有效的方法就是采用標準化、模塊化的電信設備。

　　采用標準化、模塊化的電信設備帶來(lái)的利益是顯而易見(jiàn)的：

　　降低成本。標準化、模塊化的設備很容易實(shí)現大規模生產(chǎn)，而大規模生產(chǎn)帶來(lái)的生產(chǎn)成本的降低可以反映到電信運營(yíng)商建構電信平臺成本支出的降低上；同時(shí)，標準化、模塊化則意味電信運營(yíng)商可以從不同的設備提供商處購買(mǎi)相同的產(chǎn)品，而這也將會(huì )大大降低其采購成本。

　　快速的進(jìn)入市場(chǎng)時(shí)間。由于標準化和模塊化，電信設備開(kāi)發(fā)商很容易找到需要的模塊和系統，而板卡和系統開(kāi)發(fā)商都有自己擅長(cháng)的專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域，這樣一來(lái)，新的電信設備的開(kāi)發(fā)周期便大大縮短，新的電信增值業(yè)務(wù)推出的周期也相應縮短。電信運營(yíng)商不僅獲得了寶貴的市場(chǎng)進(jìn)入時(shí)間，更可以利用專(zhuān)業(yè)分工實(shí)現利潤最大化。

　　國際PICMG3.0協(xié)會(huì )主席、凌華科技CTO Jeff Munch先生指出：電信設備標準化、模塊化這一趨勢已經(jīng)顯現出來(lái)，按照電信設備5－7年的循環(huán)周期，電信設備標準化的高峰應該為期不遠了，而對于舊設備包袱很小的中國來(lái)說(shuō)，這正是一次直接采用最新的平臺架構，縮短和歐美技術(shù)差距的絕佳時(shí)機！

　　而在電信設備標準化、模塊化的趨勢中，最受人們關(guān)注的技術(shù)就是CompactPCI和AdvancedTCA了。

cPCI--應用大行其道

　　1994年，PICMG協(xié)會(huì )推出了PICMG2.X規范--即CompactPCI。CompactPCI完整融合了計算機和工業(yè)設備諸多已經(jīng)經(jīng)過(guò)廣泛驗證的標準，不僅具有高性能和專(zhuān)屬架構的高可靠性，更可以享受標準化帶來(lái)的規模經(jīng)濟。CompactPCI有如下優(yōu)點(diǎn)：

　　標準外觀(guān)。CompactPCI有兩種外觀(guān)規格--3U和6U，基于歐規卡標準的設計使其很容易和以歐規卡為基礎的設備進(jìn)行整合。

　　高效能。在CompactPCI的基礎架構中，最高數據傳輸速度高達4Gb/s。

　　高可擴展性。通過(guò)橋接技術(shù)最多可以支持256個(gè)PCI 總線(xiàn)同時(shí)運作。

　　高可靠性。CompactPCI獨特的設計使其具有了堅固的封裝、良好的散熱性能、良好的抗靜電性能、良好的防腐和電磁屏蔽性，同時(shí)支持熱插拔技術(shù)，基于CompactPCI的系統可靠性可以達到99.999%.。

　　易管理。基于PICMG2.9規范，使得系統可以實(shí)現自我偵錯、自我config等管理功能，降低了系統的管理維護成本。

　　較短的開(kāi)發(fā)周期，由于CompactPCI具有和PCI總線(xiàn)相同的電氣性能，使得設備開(kāi)發(fā)商可以采用基于PCI的解決方案，并得到業(yè)界標準的操作系統和設備開(kāi)發(fā)商的支持，大大降低了設備開(kāi)發(fā)的周期，
在國際PICMG協(xié)會(huì )的大力推動(dòng)下，CompactPCI得到全球數百家硬件設備廠(chǎng)商和軟件廠(chǎng)商的支持，在電信和電信增值領(lǐng)域得到了廣泛的應用，具體如下表所示：


　　而在電信領(lǐng)域之外，在交通運輸系統、軍事應用、量測儀器、自動(dòng)化設備等領(lǐng)域，CompactPCI的應用也正呈現加速成長(cháng)的趨勢。據國際知名研究機構IMS對全世界各地主要的單板嵌入式計算機購買(mǎi)者的調查數據顯示，在所有受訪(fǎng)者中有42.9%的人表示于2006年以前采用cPCI單板計算機。而凌華科技CompactPCI產(chǎn)品銷(xiāo)售額成倍增長(cháng)這一事實(shí)也充分印證了同樣的市場(chǎng)趨勢。

AdvancedTCA--下一代電信網(wǎng)絡(luò )應用的新寵

　　據全球著(zhù)名的行業(yè)組織UMTS論壇稱(chēng)，全球使用3G/UMTS標準的WCDMA用戶(hù)數量已經(jīng)超過(guò)1000萬(wàn)，而且這一數量還在迅速增長(cháng)。在3G應用中，數據業(yè)務(wù)被推向了一個(gè)全新的層面，而這對于底層的計算平臺也提出了更高的要求--更為強大的計算性能、更為強大的數據傳輸能力、與強大計算性能相配套的散熱性能和更為強大的系統管理能力。

　　設計新一代計算平臺標準的重任又落到了PICMG身上。2001年底，PICMG協(xié)會(huì )用戶(hù)組織一個(gè)專(zhuān)門(mén)的委員會(huì )起草滿(mǎn)足高吞吐量、高可靠性的新一代計算機平臺標準--AdvancedTCA（先進(jìn)的通訊計算機架構）、也即PICMG3.X標準。在預先制定的SOW（State of Work）中，是這樣描述PICMG3.0規范（PICMG3.X的主規范）的："PICMG3.0標準是為下一代融合通訊及數據網(wǎng)絡(luò )應用提供一個(gè)高性?xún)r(jià)比的、基于模塊化結構的、兼容的、并可擴展的硬件架構，同時(shí)以模塊架構的形式呈現以支持符合現代傳輸需求的科技或應用，在核心標準中定義機械結構、散熱管理。電源分配和系統管理。PICMG3.0規范的特色是專(zhuān)著(zhù)于電信運營(yíng)級需求'可靠性、可用性、使用性（RAS）'的應用，同時(shí)附帶目的則為加速在高可靠度資料中心（HA Data Center）對此技術(shù)的應用，是規范的目標更清楚針對那些未被現存CompactPCI標準規范或專(zhuān)屬架構滿(mǎn)足的應用，PICMG3.0及其輔助規范將帶給這樣的應用市場(chǎng)一個(gè)良好的解決方案。"

　　經(jīng)過(guò)1年的辛勤勞作，AdvancedTCA即PICMG3.X規范于2002年底如期推出。和CompactPCI相比，ATCA有如下不同：

特性（Attribute）

CPCI

ATCA

板卡尺寸（Board Size）

6U×160mm×0.8 pitch
57 sq in＋2 Mez

8U×280mm×1.2 pitch
140 sq in＋4Mez

單槽位電壓（Power Consumption Per Slot）

35-50W

150-200W

背板帶寬（Backplane Bandwidth）

－4Gb/s

－2.4Tb/s

網(wǎng)絡(luò )帶寬（Network Bandwidth）

OC－3/OC－12

OC－192/OC－768

電源系統（Power System）

集中轉換器（Central Converters）
5、12、2.3v Backplane

分布轉換器（Distributed Conversers）
Dual 48v Backplane

機架的功能密度（Functional Density of Shelf）

低

高

是否有時(shí)鐘、更新和測試總線(xiàn)（Clock、Update、Test Bus）

無(wú)

有

管理性能（Management）

有

高級

機架的基礎成本（Base Cost of Shelf）

低

高

是否有更多的供貨商支持（Mutli-vendor Support）

有

將來(lái)會(huì )有

　　從上表中我們可以看出，AdvancedTCA在多個(gè)方面的指標有了大幅度的提升：

　　首先，空間擴大和電源提供能力的加強為系統數據處理能力的大幅度提升提供了可能。強大的電源提供能力使得采用更高頻次的處理器，AdvancedTCA可以支持主頻高達3.0MHz的Xeon處理器，而空間的擴大一方面為散熱性能的改進(jìn)提供了余地，另一方面在同一塊背板上可以使用更多的板卡。
其次，數據傳輸能力得到巨大提升。在采用全網(wǎng)狀連接的AdvancedTCA機箱中最高數據傳輸能力可以達到2.4Tb/s，完全消除了帶寬不足給電信應用帶來(lái)的障礙。

　　第三，基于IPMI（智能平臺管理接口），AdvancedTCA系統的管理性能有了大幅度的提高。通過(guò)ShMC（機框管理控制器），系統管理子系統可以對機箱內的單板、電源、風(fēng)扇、溫度傳感器等現場(chǎng)置換單元（Field Replaceable Units，FRUs）進(jìn)行智能調節和管理，而管理子系統的實(shí)體承載采用雙IPMB總線(xiàn)，可以確保一條總線(xiàn)失效的情況下系統管理的仍可以穩定進(jìn)行。

　　最后，AdvancedTCA增加專(zhuān)門(mén)針對電信應用的時(shí)鐘總線(xiàn)（Clock Bus）、更新總線(xiàn)（Update Bus）和測試總線(xiàn)（Test bus）。專(zhuān)門(mén)的時(shí)鐘總線(xiàn)可以滿(mǎn)足電信級應用對時(shí)鐘的需求；更新總線(xiàn)可以為高可靠的冗余背板（HA redundant Board）提供物理同步時(shí)鐘；測試總線(xiàn)則可以為注入DLSLAM之類(lèi)的特殊需求提供電信測試總線(xiàn)。

　　在PICMG的大力推動(dòng)下，越來(lái)越多的廠(chǎng)商開(kāi)始投入到AdvancedTCA產(chǎn)品的研發(fā)和生產(chǎn)過(guò)程中，而兼容性測試也在PICMG協(xié)會(huì )的大力推動(dòng)下正在不同的會(huì )員之間展開(kāi)。據IMS調查數據顯示，AdvancedTCA標準正在被越來(lái)越多的電信設備開(kāi)發(fā)商和電信運營(yíng)商接受。可以預見(jiàn)的是，在下一代電信網(wǎng)絡(luò )中，AdvancedTCA將會(huì )得到廣泛的認可和應用。而就目前的情況來(lái)看，在未來(lái)相當長(cháng)時(shí)間內，CompactPCI將會(huì )和AdvancedTCA相互補充，共同促進(jìn)電信行業(yè)乃至信息產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。


凌華科技公司供稿 CTI論壇編輯


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