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標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化建構(gòu)電信未來

2004/11/15

　　電信行業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)日趨激烈，這中間不僅有政府力量逐漸退出、市場(chǎng)自由競(jìng)爭(zhēng)加劇的原因，更有電信業(yè)務(wù)從語音服務(wù)為主向數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)為主轉(zhuǎn)化的緣故。如何才能有效降低成本、快速開發(fā)并導(dǎo)入新的電信增值業(yè)務(wù)已經(jīng)成為每個(gè)電信運(yùn)營商不得不面臨的問題，而解決這個(gè)問題一個(gè)有效的方法就是采用標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化的電信設(shè)備。

　　采用標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化的電信設(shè)備帶來的利益是顯而易見的：

　　降低成本。標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化的設(shè)備很容易實(shí)現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)，而大規(guī)模生產(chǎn)帶來的生產(chǎn)成本的降低可以反映到電信運(yùn)營商建構(gòu)電信平臺(tái)成本支出的降低上；同時(shí)，標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化則意味電信運(yùn)營商可以從不同的設(shè)備提供商處購買相同的產(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(biāo)準(zhǔn)化和模塊化，電信設(shè)備開發(fā)商很容易找到需要的模塊和系統(tǒng)，而板卡和系統(tǒng)開發(fā)商都有自己擅長的專業(yè)領(lǐng)域，這樣一來，新的電信設(shè)備的開發(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(yīng)縮短。電信運(yùn)營商不僅獲得了寶貴的市場(chǎng)進(jìn)入時(shí)間，更可以利用專業(yè)分工實(shí)現(xiàn)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(shè)備標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化這一趨勢(shì)已經(jīng)顯現(xiàn)出來，按照電信設(shè)備5－7年的循環(huán)周期，電信設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)化的高峰應(yīng)該為期不遠(yuǎn)了，而對(duì)于舊設(shè)備包袱很小的中國來說，這正是一次直接采用最新的平臺(tái)架構(gòu)，縮短和歐美技術(shù)差距的絕佳時(shí)機(jī)！

　　而在電信設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化的趨勢(shì)中，最受人們關(guān)注的技術(shù)就是CompactPCI和AdvancedTCA了。

cPCI--應(yīng)用大行其道

　　1994年，PICMG協(xié)會(huì)推出了PICMG2.X規(guī)范--即CompactPCI。CompactPCI完整融合了計(jì)算機(jī)和工業(yè)設(shè)備諸多已經(jīng)經(jīng)過廣泛驗(yàn)證的標(biāo)準(zhǔn)，不僅具有高性能和專屬架構(gòu)的高可靠性，更可以享受標(biāo)準(zhǔn)化帶來的規(guī)模經(jīng)濟(jì)。CompactPCI有如下優(yōu)點(diǎn)：

　　標(biāo)準(zhǔn)外觀。CompactPCI有兩種外觀規(guī)格--3U和6U，基于歐規(guī)卡標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)計(jì)使其很容易和以歐規(guī)卡為基礎(chǔ)的設(shè)備進(jìn)行整合。

　　高效能。在CompactPCI的基礎(chǔ)架構(gòu)中，最高數(shù)據(jù)傳輸速度高達(dá)4Gb/s。

　　高可擴(kuò)展性。通過橋接技術(shù)最多可以支持256個(gè)PCI 總線同時(shí)運(yùn)作。

　　高可靠性。CompactPCI獨(dú)特的設(shè)計(jì)使其具有了堅(jiān)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(tǒng)可靠性可以達(dá)到99.999%.。

　　易管理。基于PICMG2.9規(guī)范，使得系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)自我偵錯(cuò)、自我config等管理功能，降低了系統(tǒng)的管理維護(hù)成本。

　　較短的開發(fā)周期，由于CompactPCI具有和PCI總線相同的電氣性能，使得設(shè)備開發(fā)商可以采用基于PCI的解決方案，并得到業(yè)界標(biāo)準(zhǔn)的操作系統(tǒng)和設(shè)備開發(fā)商的支持，大大降低了設(shè)備開發(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(shù)百家硬件設(shè)備廠商和軟件廠商的支持，在電信和電信增值領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，具體如下表所示：


　　而在電信領(lǐng)域之外，在交通運(yùn)輸系統(tǒng)、軍事應(yīng)用、量測(cè)儀器、自動(dòng)化設(shè)備等領(lǐng)域，CompactPCI的應(yīng)用也正呈現(xiàn)加速成長的趨勢(shì)。據(jù)國際知名研究機(jī)構(gòu)IMS對(duì)全世界各地主要的單板嵌入式計(jì)算機(jī)購買者的調(diào)查數(shù)據(jù)顯示，在所有受訪者中有42.9%的人表示于2006年以前采用cPCI單板計(jì)算機(jī)。而凌華科技CompactPCI產(chǎn)品銷售額成倍增長這一事實(shí)也充分印證了同樣的市場(chǎng)趨勢(shì)。

AdvancedTCA--下一代電信網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的新寵

　　據(jù)全球著名的行業(yè)組織UMTS論壇稱，全球使用3G/UMTS標(biāo)準(zhǔn)的WCDMA用戶數(shù)量已經(jīng)超過1000萬，而且這一數(shù)量還在迅速增長。在3G應(yīng)用中，數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)被推向了一個(gè)全新的層面，而這對(duì)于底層的計(jì)算平臺(tái)也提出了更高的要求--更為強(qiáng)大的計(jì)算性能、更為強(qiáng)大的數(shù)據(jù)傳輸能力、與強(qiáng)大計(jì)算性能相配套的散熱性能和更為強(qiáng)大的系統(tǒng)管理能力。

　　設(shè)計(jì)新一代計(jì)算平臺(tái)標(biāo)準(zhǔn)的重任又落到了PICMG身上。2001年底，PICMG協(xié)會(huì)用戶組織一個(gè)專門的委員會(huì)起草滿足高吞吐量、高可靠性的新一代計(jì)算機(jī)平臺(tái)標(biāo)準(zhǔn)--AdvancedTCA（先進(jìn)的通訊計(jì)算機(jī)架構(gòu)）、也即PICMG3.X標(biāo)準(zhǔn)。在預(yù)先制定的SOW（State of Work）中，是這樣描述PICMG3.0規(guī)范（PICMG3.X的主規(guī)范）的："PICMG3.0標(biāo)準(zhǔn)是為下一代融合通訊及數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用提供一個(gè)高性價(jià)比的、基于模塊化結(jié)構(gòu)的、兼容的、并可擴(kuò)展的硬件架構(gòu)，同時(shí)以模塊架構(gòu)的形式呈現(xiàn)以支持符合現(xiàn)代傳輸需求的科技或應(yīng)用，在核心標(biāo)準(zhǔn)中定義機(jī)械結(jié)構(gòu)、散熱管理。電源分配和系統(tǒng)管理。PICMG3.0規(guī)范的特色是專著于電信運(yùn)營級(jí)需求'可靠性、可用性、使用性（RAS）'的應(yīng)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(duì)此技術(shù)的應(yīng)用，是規(guī)范的目標(biāo)更清楚針對(duì)那些未被現(xiàn)存CompactPCI標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范或?qū)偌軜?gòu)滿足的應(yīng)用，PICMG3.0及其輔助規(guī)范將帶給這樣的應(yīng)用市場(chǎng)一個(gè)良好的解決方案。"

　　經(jīng)過1年的辛勤勞作，AdvancedTCA即PICMG3.X規(guī)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(tǒng)（Power System）

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

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

機(jī)架的功能密度（Functional Density of Shelf）

低

高

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

無

有

管理性能（Management）

有

高級(jí)

機(jī)架的基礎(chǔ)成本（Base Cost of Shelf）

低

高

是否有更多的供貨商支持（Mutli-vendor Support）

有

將來會(huì)有

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

　　首先，空間擴(kuò)大和電源提供能力的加強(qiáng)為系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理能力的大幅度提升提供了可能。強(qiáng)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(dá)3.0MHz的Xeon處理器，而空間的擴(kuò)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(shù)據(jù)傳輸能力得到巨大提升。在采用全網(wǎng)狀連接的AdvancedTCA機(jī)箱中最高數(shù)據(jù)傳輸能力可以達(dá)到2.4Tb/s，完全消除了帶寬不足給電信應(yīng)用帶來的障礙。

　　第三，基于IPMI（智能平臺(tái)管理接口），AdvancedTCA系統(tǒng)的管理性能有了大幅度的提高。通過ShMC（機(jī)框管理控制器），系統(tǒng)管理子系統(tǒng)可以對(duì)機(jī)箱內(nèi)的單板、電源、風(fēng)扇、溫度傳感器等現(xiàn)場(chǎng)置換單元（Field Replaceable Units，F(xiàn)RUs）進(jìn)行智能調(diào)節(jié)和管理，而管理子系統(tǒng)的實(shí)體承載采用雙IPMB總線，可以確保一條總線失效的情況下系統(tǒng)管理的仍可以穩(wěn)定進(jìn)行。

　　最后，AdvancedTCA增加專門針對(duì)電信應(yīng)用的時(shí)鐘總線（Clock Bus）、更新總線（Update Bus）和測(cè)試總線（Test bus）。專門的時(shí)鐘總線可以滿足電信級(jí)應(yīng)用對(duì)時(shí)鐘的需求；更新總線可以為高可靠的冗余背板（HA redundant Board）提供物理同步時(shí)鐘；測(cè)試總線則可以為注入DLSLAM之類的特殊需求提供電信測(cè)試總線。

　　在PICMG的大力推動(dòng)下，越來越多的廠商開始投入到AdvancedTCA產(chǎn)品的研發(fā)和生產(chǎn)過程中，而兼容性測(cè)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。據(jù)IMS調(diào)查數(shù)據(jù)顯示，AdvancedTCA標(biāo)準(zhǔn)正在被越來越多的電信設(shè)備開發(fā)商和電信運(yùn)營商接受�？梢灶A(yù)見的是，在下一代電信網(wǎng)絡(luò)中，AdvancedTCA將會(huì)得到廣泛的認(rèn)可和應(yīng)用。而就目前的情況來看，在未來相當(dāng)長時(shí)間內(nèi)，CompactPCI將會(huì)和AdvancedTCA相互補(bǔ)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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