AdvancedTCA与MicroTCA打造电信市场的COTS平台
3G网络获利最丰
2006/09/20
3G网络中占主要地位的三个无线接入标准是WCDMA、TD-SCDMA与CDMA2000。3GPP与业界厂商对网络结构的标准化做出的杰出努力,为在世界范围内成功布署3G网络业务起到了至关重要的作用。不过,3G网络是复杂的系统,包含有多种多样的网元设备,AdvancedTCA与MicroTCA技术的出现把它的实现方式引向了标准化的道路,即通过商用组件快速、低成本地布署3G网络,减少了各种独立的实现方式的复杂性,提高了互操作性。 图 1: 3G 网络结构
如图 1所示,3G网络中包含两个主要的网域:无线接入网(RAN)与核心网(CN)。无线接入网(RAN)提供移动用户的无线覆盖,根据用户密度与话务密度建立蜂窝状网络,其主要网元是移动基站(Node
B)、基站控制器(RNC)与用于汇聚流量、接入控制的边缘网关:SGSN (Serving General Packet Radio Service
Support Node)是3G网络接入服务器,GGSN (Gateway General Packet Radio Service Support
Node)是3G无线接入网域与IP网域的网关,如3G 核心网与因特网之间。
核心网是基于IP网络,并拥有以下网元:
图 2:无线网络中的 ATCA 与 MicroTCA
图2展示了ATCA 与 MicroTCA在无线网络中的典型应用领域。mTCA明确地带有紧凑型系统的特点,而网络边缘设备的选择往往取决于其尺寸,即安装空间。在接入层,mTCA可用于实现TD-SCDMA、WCDMA与固网中的接入单元,如Node
B、RNC、SGSN,以及各种基站、基站控制器、基于诸如WiMAX标准的接入服务器。对于大型系统,ATCA 更适合,并与ATCA的先驱—CPCI解决方案一道,以其高性能的处理器、IP交换能力应用于诸如VoIP服务器和其它边缘设备。
在汇聚层与核心网,对高可用性、传输容量与事务处理能力要求很高。ATCA通常是高性能的最佳选择。mTCA与ATCA可对电信网中要求的操作性与高可用性提供与生俱来的支撑,而其它IT技术却做不到。ATCA与mTCA作为一种系统技术,是电信级业务与商用组件之间自然而然的选择。
低成本、广泛布署的积木
AdvancedTCA适用于通信核心网络,因其为达到电信级可靠性(99,999%)要求而做的特别设计,拥有广泛的应用空间。ATCA含有内建的机箱管理系统,进行错误、告警与配置管理。为了做到这一点,ATCA板卡也都实现IPMI(Intelligent
Peripheral Management Interface)接口。
为了实现高密度计算与存储,ATCA板卡可以加载夹层卡,即高级夹层卡(AMC,Advanced Mezzanine Card,一种PICMG定义的夹层卡标准)。AMC支持热插拔,并被集成入机箱管理体系,它可用于ATCA载板,也可用于专有板卡。
MicroTCA技术源于ATCA与AMC,把AMC模块直接插入相应的背板,是一种特别紧凑且高性能的设计。MircoTCA系统也是PICMG的标准规范,其规范刚刚于2006年7月份获得通过。mTCA的目的是在一个紧凑系统中重用AMC模块。mTCA的灵活性与其两个重要组件的杰出设计是分不开的,一是背板,二是MicroTCA控制交换模块(MCH),用于管理机箱内的板卡与交换互连。
ATCA 与 mTCA一览
ATCA 与 mTCA含有以下部件:
图3 ATCA系统
控创是mTCA的重要推动者
控创是新发布的mTCA Release 1标准的重要推动者。mTCA的设计目标包括:与ATCA兼容,低启动成本,支持所有AMC规格,容量与可靠性可伸缩,支持电信环境要求支持机箱管理、热插拔特性。因此,mTCA
把ATCA的应用领域扩展到接入网及所有对紧凑设计与高性能有要求的领域,使成本敏感的系统可以转移到商用组件的平台上。
第一套遵循新颁布的标准,并可用于演示与评估的mTCA系统已经诞生了,图4所示是其样机 。mTCA依赖于AMC模块,并反过来促进这种紧凑、灵活的模块得以应用。今天,业界主要厂商已经在为mTCA
系统评估提供相应的AMC模块。
图4 mTCA评估系统
控创的ATCA板卡与AMC模块
ATCA板卡可以分成以下类别:
图5 ATCA样机配置示意图
图5所示的是一个紧凑型ATCA系统,标准机箱可支持多达16槽的完整系统,而这个精简系统缩减了槽位,但可提供更高的ATCA载板间互连能力,这是因为紧凑型的ATCA系统可以将更多的背板空间用于板间互连。
图中ATCA系统适用于高性能呼叫服务器、IMS服务器及应用服务器。除了紧凑的机箱结构,它还可以使用AMC模块,如用存储模块扩展存储能力,用DSP模块处理媒体流。
mTCA 延袭了ATCA的设计原则。大量的AMC组件给紧凑的mTCA系统带来了许多灵活性,但是在系统设计时也需注意一些个性化的需求,并与背板与MCH保持一致。图6是一个支持全冗余的mTCA系统。
MCH是mTCA中的交换模块,但是由于mTCA对紧凑性的要求,在MCH上集成更多的功能,如系统管理与对其它AMC模块的维护功能。MCH可向每个AMC模块提供1GbE的基本互连,并可采用其它互连技术实现高容量的AMC互连与系统上连。
图6 mTCA配置示意图
mTCA的互连技术包括GbE,、PCI-Express、SATA/SAS, Fibre Channel 与Serial
Rapid IO,这些技术的实现都需要MCH与背板的配合。同时,mTCA支持全冗余配置,其冗余、大容量互连与高吞吐能力是其它技术不能匹敌的。mTCA是满足电信级需求的紧凑型设计。
图中样机的配置是一个具有高互连容量的全冗余系统,支持多种不同的传输机制,实现了与外部系统高性能上连及通过双星拓扑结构连接AMC模块;SAS/SATA接口连接存储设备;PCI-Express连接I/O设备与CPU板。同时,还可以通过串行快速I/O提供DSP模块间高速互连。
紧凑型设计带来了操作有效性与低成本的好处。一旦被市场接受,mTCA的市场容量将会很大,客户将从庞大的市场规模中得到很高的成本效益。由于ATCA做的前期努力,已经有很多种AMC产品面市了,随着MicroTCA
Release 1.0标准的发布,mTCA这种新兴技术立即展现出了极大的潜力。最终,ATCA与mTCA将成为基于标准化硬件平台的通信网络设备的重要选择,它们定位于解决互操作性瓶颈,已经成为一种工业标准,AMC模块更易于布署,且不仅限于通信网络领域。控创将一如既往地致力于为业界提供关键部件、系统、解决方案的开发、设计、评估、工程支持。
控创公司供稿 CTI论坛编辑
下一代网络 2005-12-29 |
第三代移动通信系统 2005-12-28 |
基于aTCA架构的IPTV CDN应用 2005-11-02 |
基于CompactPCI硬件平台的七号信令网关应用 2005-11-02 |
基于cPCI架构的电信综合业务交换平台应用 2005-09-20 |