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標準化、模塊化建構電信未來

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、市場自由競爭加劇的原因，更有電信業(yè)務從語音服務為主向數(shù)據(jù)業(yè)務為主轉化的緣故。如何才能有效降低成本、快速開發(fā)并導入新的電信增值業(yè)務已經(jīng)成為每個電信運營商不得不面臨的問題，而解決這個問題一個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的利益是顯而易見的：

　　降低成本。標準化、模塊化的設備很容易實現(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營商建構電信平臺成本支出的降低上；同時，標準化、模塊化則意味電信運營商可以從不同的設備提供商處購買相同的產(chǎn)品，而這也將會大大降低其采購成本。

　　快速的進入市場時間。由于標準化和模塊化，電信設備開發(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)領域，這樣一來，新的電信設備的開發(fā)周期便大大縮短，新的電信增值業(yè)務推出的周期也相應縮短。電信運營商不僅獲得了寶貴的市場進入時間，更可以利用專業(yè)分工實現(xiàn)利潤最大化。

　　國際PICMG3.0協(xié)會主席、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(xiàn)出來，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說，這正是一次直接采用最新的平臺架構，縮短和歐美技術差距的絕佳時機！

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

cPCI--應用大行其道

　　1994年，PICMG協(xié)會推出了PICMG2.X規(guī)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)過廣泛驗證的標準，不僅具有高性能和專屬架構的高可靠性，更可以享受標準化帶來的規(guī)模經(jīng)濟。CompactPCI有如下優(yōu)點：

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

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

　　高可擴展性。通過橋接技術最多可以支持256個PCI 總線同時運作。

　　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，同時支持熱插拔技術，基于CompactPCI的系統(tǒng)可靠性可以達到99.999%.。

　　易管理�；赑ICMG2.9規(guī)范，使得系統(tǒng)可以實現(xiàn)自我偵錯、自我config等管理功能，降低了系統(tǒng)的管理維護成本。

　　較短的開發(fā)周期，由于CompactPCI具有和PCI總線相同的電氣性能，使得設備開發(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(tǒng)和設備開發(fā)商的支持，大大降低了設備開發(fā)的周期，
在國際PICMG協(xié)會的大力推動下，CompactPCI得到全球數(shù)百家硬件設備廠商和軟件廠商的支持，在電信和電信增值領域得到了廣泛的應用，具體如下表所示：


　　而在電信領域之外，在交通運輸系統(tǒng)、軍事應用、量測儀器、自動化設備等領域，CompactPCI的應用也正呈現(xiàn)加速成長的趨勢。據(jù)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者的調查數(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單板計算機。而凌華科技CompactPCI產(chǎn)品銷售額成倍增長這一事實也充分印證了同樣的市場趨勢。

AdvancedTCA--下一代電信網(wǎng)絡應用的新寵

　　據(jù)全球著名的行業(yè)組織UMTS論壇稱，全球使用3G/UMTS標準的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應用中，數(shù)據(jù)業(yè)務被推向了一個全新的層面，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(shù)據(jù)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(tǒng)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)會用戶組織一個專門的委員會起草滿足高吞吐量、高可靠性的新一代計算機平臺標準--AdvancedTCA（先進的通訊計算機架構）、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(guī)范（PICMG3.X的主規(guī)范）的："PICMG3.0標準是為下一代融合通訊及數(shù)據(jù)網(wǎng)絡應用提供一個高性價比的、基于模塊化結構的、兼容的、并可擴展的硬件架構，同時以模塊架構的形式呈現(xiàn)以支持符合現(xiàn)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(tǒng)管理。PICMG3.0規(guī)范的特色是專著于電信運營級需求'可靠性、可用性、使用性（RAS）'的應用，同時附帶目的則為加速在高可靠度資料中心（HA Data Center）對此技術的應用，是規(guī)范的目標更清楚針對那些未被現(xiàn)存CompactPCI標準規(guī)范或專屬架構滿足的應用，PICMG3.0及其輔助規(guī)范將帶給這樣的應用市場一個良好的解決方案。"

　　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)絡帶寬（Network Bandwidth）

OC－3/OC－12

OC－192/OC－768

電源系統(tǒng)（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

是否有時鐘、更新和測試總線（Clock、Update、Test Bus）

無

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

將來會有

　　從上表中我們可以看出，AdvancedTCA在多個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(tǒng)數(shù)據(jù)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機箱中最高數(shù)據(jù)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的障礙。

　　第三，基于IPMI（智能平臺管理接口），AdvancedTCA系統(tǒng)的管理性能有了大幅度的提高。通過ShMC（機框管理控制器），系統(tǒng)管理子系統(tǒng)可以對機箱內(nèi)的單板、電源、風扇、溫度傳感器等現(xiàn)場置換單元（Field Replaceable Units，F(xiàn)RUs）進行智能調節(jié)和管理，而管理子系統(tǒng)的實體承載采用雙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)定進行。

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

　　在PICMG的大力推動下，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，而兼容性測試也在PICMG協(xié)會的大力推動下正在不同的會員之間展開。據(jù)IMS調查數(shù)據(jù)顯示，AdvancedTCA標準正在被越來越多的電信設備開發(fā)商和電信運營商接受�？梢灶A見的是，在下一代電信網(wǎng)絡中，AdvancedTCA將會得到廣泛的認可和應用。而就目前的情況來看，在未來相當長時間內(nèi)，CompactPCI將會和AdvancedTCA相互補充，共同促進電信行業(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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