ATCA学习指南

1ATCA学习指南2目录第一部分基础知识...............................................................................................3第一章模块化通信平台（MCP）...............................................................3第二章ATCA.................................................................................................52.1ATCA介绍................................................................................................52.2ATCA技术亮点........................................................................................62.3AMC.........................................................................................................11第三章面向PCIExpress架构的高级交换................................................14第四章电信级操作系统..............................................................................15第五章服务可用性论坛中间件接口..........................................................15第六章高速互连串行总线..........................................................................16第七章散热技术..........................................................................................21第二部分结构.....................................................................................................25第一章Fabric接口......................................................................................26第二章机箱..................................................................................................29第三章背板..................................................................................................30第三部分电源.....................................................................................................35第四部分散热.....................................................................................................36第五部分系统管理.............................................................................................42第六部分系统互连.............................................................................................44第七部分传输协议..........................................................................................................47第一章高级交换互连(ASI)........................................................................47第二章快速结构..........................................................................................493第一部分基础知识第一章模块化通信平台（MCP）模块化通信平台拥有无可比拟的优势，MCP支持电信设备制造商（TEM）选择一流的商业化（COTS）产品，并把它们集成到平台解决方案之中。这一方法可缩短总体开发时间。电信设备制造商（TEM）可以将其资源投入到那些能让服务提供商脱颖而出并获得最大价值的领域，从而支持其以较低的成本构建网络基础设施推出新型服务。提供这些优势需要一个真正的标准化全行业解决方案架构，它应：1)拥有从网络设备提供商到解决方案厂商的广泛行业支持；2)提供具有出色互操作性和再利用性的模块化商业解决方案；3)其设计完全以满足电信行业的需求为立足点；4)为硬件平台、互连、底板交换结构、平台管理、电信级操作系统和高可用性中间件带来开放工业标准的优势。图1模块化通信平台的开放标准MCP模式基于主要的开放性全行业标准方案：高级电信计算体系结构（AdvancedTCA）是一项开放的行业规范，设计用于满足下一代电信级通信设备的要求。AdvancedTCA代表了PICMG历史上最大型的规范方案。PICMG针对ATCA所做的扩展工作包括高级夹层卡（AMC）标准。AMC显著提高了标准AdvancedTCA载板上夹层卡的密度。4基于PCIExpress架构的高级交换（AS）是一项多点对等层交换互连技术，它通过封装所有通信协议可实现专有底板结构的标准化，并同时提供出色的服务质量（QoS）和高可用性特性。高级交换（AS）得到了主要交换结构厂商的支持，是一项高级交换互连SIG（ASI-SIG）方案。电信级Linux是一种基于2.4Linux内核的开放源代码操作系统，所具备的增强特性可支持高可用性与可靠性的电信级要求。它由开放源代码开发实验室（OSDL）的电信级Linux工作组提供支持。服务可用性论坛中间件接口支持推出基于标准商业化硬件平台、高可用性中间件和服务应用的电信级系统。服务可用性论坛是一个由领先通信与计算公司组成的联盟，致力于制定和推广开放标准接口规范。MCP为电信设备制造商（TEM）带来的一个主要优势就是跨多种网元与应用的标准模块组件再利用。例如，电信设备制造商（TEM）可以将无线接入网的所有网员放置于由标准机箱、线卡和交换结构刀片构建的一款平台上。这种灵活的模块化架构可为整个价值链带来巨大优势。电信设备制造商（TEM）可以采用MCP来充分获取批量生产的成本优势，并通过可跨多种网元使用的灵活构建模块来节省成本。Yankee集团在其侧重AdvancedTCA刀片的价值定位研究中表示，通过购买ATCA分组处理刀片，一家专门从事电信级解决方案的电信设备制造商（TEM）可以获得以下优势：1)节省高达85%的硬件工程设计劳动力成本；2)节省高达40%的产品开发总成本；3)3至5个月即可推出硬件升级的快速上市优势；4)3至9个月即可开发出全新刀片式模块化通信平台的快速上市优势；5)12至18个月即可开发出全新电信级边缘系统的快速上市优势；6)更简单的成本结构；7)产品设计的高度灵活性；8)可预测的产品开发周期；9)完善的开发工具套件。5第二章ATCA2.1ATCA介绍ATCA也叫AdvancedTCA，是AdvancedTelecomComputingArchitecture的缩写。AdvancedTCA在核心标准中定义机械结构、散热管理、电源分配和系统管理。通过更大的新外形、显著提高的散热层（thermalenvelope）和更高的性能，它将MCP概念推向了一个全新的高度。ATCA标准的核心思想之一就是利用高速互联网络(Gbit网)替代系统级总线，ATCA的管理模块(CMM)和交换模块（Networkswitch）通过高速网络对各刀片进行管理和冗余备份。AdvancedTCA支持电信商和运营商所需要的交换结构架构：PICMG3.1AdvancedTCA以太网/光纤通道PICMG3.2AdvancedTCAInfiniBandPICMG3.3AdvancedTCAStarFabricPICMG3.4AdvancedTCAPCIExpressPICMG3.5AdvancedTCARapidIO图2可重新配置的AdvancedTCA构建模块可用于设计多种网元提高平台集成度是下一代网络的主要要求。AdvancedTCA支持多种背板配置，基本接口采用双星BASE-T千兆位以太网，可选交换接口采用全网格、星状和双星结构拓扑，每节点速度高达20Gbps。19英寸机箱中多达14个插槽以及ETSI600毫米机箱中多达16个插槽。可重复使用构建模块的提供，包括刀片和夹层卡，使设计人员能够在各种不同外形和配置中实施可重新配置的标准支架。无论是哪个厂商提供的平台，各网元都可以使用同一机箱外形。6此外，每个网元中的刀片还可以在其它网元中执行相同的功能。例如，无线节点控制器（RNC）中的控制和信令机架与GPRS服务支持节点（SGSN）所使用的硬件相同。升级AdvancedTCA刀片最为有效的一种方法就是充分利用标准夹层模块。这些模块包括处理器夹层卡（PMC）或高级夹层卡（AMC）。AdvancedTCAPMC和AMC模块（许多厂商均提供）通过支持电信设备制造商（TEM）充分利用商业化（COTS）计算与I/O引擎和外包T1/E1协议引擎，帮助其显著缩短了上市时间。AdvancedTCA刀片的大外形为实现最高性能的处理器提供了充足的架构扩展空间。MicroTCA可被视为ATCA和AMC的重新包装的通讯应用架构。它为所有小尺寸、低功耗、价格敏感的应用带来了福音，并全面支持AMC标准板卡。MicroTCA将在内部通过高速备板连接一定数量的AMC。它支持所有AMC规格包括半高-单宽、半高-双宽、全高-单宽、全高-双宽。MicroTCA将提供的备板拓扑包括星型、双星型和网状。同时将稳定性从5个9提高到6个9。总带宽将支持1G到50Gbit/s的范围。更为优越的特性是它具有与AdvancedTCA的双星拓扑完全兼容的能力。2.2ATCA技术亮点2.2.1背板灵活性背板拓扑决定着刀片在背板内部的连接方式。AdvancedTCA可提供更多交换接口（fabricinterface）选择，支持各种不同网元与AdvancedTCA的灵活集成。AdvancedTCA还支持到背板的基本接口（Baseinterface）和交换接口（Fabricinterface），提供了出色的灵活性。这使TEM能够采用工业标准接口提供更高的每端口带宽，从而使其设计满足新用户需求并符合新的使用要求。AdvancedTCA支持多种不同的拓扑：星状拓扑（startopology）可带来简单、经济高效的设计。在电信基础设施中，网格拓扑（meshtopology）可提供最高带宽、路由灵活性和可靠