中财网新仙剑 京城:ASI树立背板交换网络技术新标杆
来源：百度文库 编辑：中财网 时间：2024/04/30 04:06:56
2005-11-02
作者：Claudia Bestler 控创集团 新式基于PCI Express扩充的技术通过协议隧道方式降低了系统复杂度并允许异网并合 随着未来系统对带宽的要求越来越高，数据和通讯行业在不断寻找芯片、板卡及机箱间更快的互联方式。为解决这一难题，需要一种长远的、创新的互联技术，它应当具有低成本、高数据传输率等特点，电信业下一代交换标准就这样顺势而生。 什么是数据通信领域最佳的网络形态？在理想情况下，它应当提供高可扩展性和高可用性；而且具有高服务质量以及较短的等待期和抖动期；当然，高性价比优势也不可或缺。基于PCI Express(PCIe)扩充的技术，即高级交换互连(ASI)，近乎完美地集这些优点于一身，因而被认为是将来对千兆以太网的补充和替代。在数据和电信行业，ASI结合ATCA和AMC的硬件规范，正成为灵活、经济、高性能的标准商用系统(COTS)之首选。 由高级交换互连特殊兴趣小组(ASI SIG)基于最近发布的PCI Express(PCIe)定义的ASI传输格式是一种创新的网络优化。其规范的制定和市场宣传也都由ASI SIG(www.asi-sig.org)负责。ASI为电信服务器和网络基础设施带来了多项革新：基于PCIe，众多的数据和电信协议可以得到有效的、对应用层透明的传输(与协议无关的隧道)；而且某些连接的优先级和数据传输率可以预先确定(QoS)；还可以同时支持单播(unicast)和组播(multicast)，也就是数据包既可以发往单一接收方，也可以发往多个接收方。与芯片对芯片或机箱对机箱互联相比，同一机箱内板对板间通信的关键是背板连接。因此，ASI在这个应用领域具有诸多新潜力。与以太网不同的是，ASI不仅支持CPU之间的互连，也支持多个CPU与多个I/O之间的互连。特别的优势在于：ASI对于操作系统是透明的，因此可以象PCIe一样来使用。 PCIe与ASI -共同的基础 由PCI SIG定义的经济的、高可扩展的、面向各种串行I/O互连的技术，即PCI-Express(PCIe)基本规范，成为将各种I/O解决方案整合在同一平台的统一标准。PCIe与ASI有三层定义：物理层、链路层和传输层。再往上并未定义，而通称为软件层。ASI与PCIe使用相同的物理层和链路层，因此可以沿用其主要的功能及现有的基于PCI/PCIe的开发工作，包括IP、开发工具以及成型的PCI和PCIe产业链的各种便利。ASI与PCIe最大的不同是传输层，它添加了ASI专用协议并取代了原PCIe中的以CPU加RAM为中心的架构，也就是通过所谓的虚拟信道(Virtual Channel)来实现点对点网络传输，由此ASI是实现板对板传输架构中处理器对处理器或处理器对I/O互联的优选方案。 与PCIe的RAM寻址(RAM-addressed)路由相比，ASI的传输层支持基于源(Source-based)的路由。通过减少RAM寻址路由的层次结构，就可实现灵活的网络拓朴，如：星型、双星和全网格。此外，采用唯一的路由标识也为路径路由过程提供了系统内部安全认证机制。 作为串行点对点互连架构，基于PCIe的ASI还额外具有经济的平台级交换功能，并能扩展带宽，这在共享总线的架构中是不可能的。这种串行架构在点对点网络环境中允许几个不同的节点对间同时通信，在多节点互连网络中也是如此。另外，基于这种交换功能，可在充分利用带宽的前提下实现队列和QoS仲裁，同时兼顾数据流的优先级。 协议隧道(Protocol tunneling) 从技术层面讲，ASI最突出的功能之一就是协议隧道(Protocol Tunneling)：ASI将来自诸如以太网、光纤或ATM等其它媒介的数据包封装，加入标头(Header)来引导数据包通过网络，此隧道方式并不受限于数据包格式。标头包括协议接口(Protocol Interface)区，供接收方分辨包内的数据格式。因此，几乎所有的传输层、网络层和链路层协议都可通过ASI传输。这样，几个不同的采用专用协议(以太网，光纤或ATM)的网络可以合并为单一网络。隧道机制将系统的复杂度降到了最小，整个系统的可靠性也由此得到了大幅度的提高，同时管理和监控费用(OAMT)也相应下降。 对于把ASI作为PCIe终端的中心交换节点的系统开发商来说，PCIe包是格外重要的格式。使用PCIe即插即用软件，ASI架构下的PI-8协议可提供在多个支持PCIe的CPUs和多个支持PCIe的I/O节点间的透明连接。另外，ASI的隧道传输机制明显有助于软件的安全防护。 提高可扩展性 可扩展架构在系统需要扩充时可以避免在更换系统部件甚至整个系统的麻烦及由此产生的大笔费用。根据ASI规范，系统架构可简单可复杂。PCIe可以整合多个通道(Lanes-x1, x4, x8……)并以此根据要求分配相应的带宽。其它较重要的功能还有，多层次的服务质量(QoS)水平、信息处理及避免拥塞的机制。这些功能将推动下一代系统架构的标准化，同时确保在目标市场可被广泛接受。而这正是新技术要取得巨大成功的关键。 ASI与千兆以太网 ASI与千兆以太网并没有本质上的好坏之分，优选哪种连接技术通常取决于应用的需求，甚至有时把它们作为互补解决方案。目前ASI的应用包括：电信服务器、安全平台、企业路由器及媒体网关。其优势随应用而不同：在电信服务器中，显著优势见于兼容PCIe、极短的等待时间和简易的载荷/存储数据传输；而在安全平台应用上表现为高宽带及通过ASI实现的NPU-CPU连接；由于对PCIe的兼容和多协议的支持，ASI也同样非常适用于企业路由器，当今很多企业服务器都以PCI和PCIe作为CPU到I/O的连接，与PCI和PCIe兼容的ASI顺理成章地成为了这种应用中非常经济可行的升级方案，具有高度灵活且价格适中的优势；在媒体网关应用中，最关键在于多协议支持、流控制、低带宽开销(Overhead)和服务质量(QoS)。ASI可以在很高的QoS水平上路由任何协议，具有拥塞管理和虚拟通道流控制机制的ASI在QoS上拥有绝对优势，因而比以太网更有吸引力。当然，以太网也可提供QoS，但多数不是整合的硬件，而且需要附加的协议(例如DiffServ)。 在ASI和PCIe的链路层，数据包经过测试，若出现错误则会自动即时地重复传输。而以太网传输数据包时，不做任何测试并拒收错误数据包，而丢失的数据包只在协议最高层才会提示并重发。因此与ASI连接相比，以太网传输有不可忽视的延迟现象。ASI通过PICMG 3.4规范定义的交换接口的8对数据链进行ATCA板卡间的数据通信，理论上可达到16Gbps。 通过封装高层协议，ASI可提供更为简洁的系统设计方案，因为在多协议系统架构中无需转换协议。但以太网在此就受到了限制，相对增加了系统的复杂性。相比以太网，ASI在可扩展性方面的优势还有：以太网可传输100 Mbit，1 Gbit或10 Gbit(扩充倍数为10)时，ASI可通过联合多个2.5 Gbit的通道，提供带宽2.5 Gbit，5 Gbit，10 Gbit，20 Gbit(扩充倍数为2)等的传输速率。ASI提供很短的等待时间和很好的抖动控制，尤其在视频与音频数据传输上更是无可挑剔。同样在故障情况下，ASI也显示了比以太网更多的优势，例如：路径中断。以太网通过备份的交换卡重新生成网络拓朴(生成树)，而冗余的ASI交换将自动进行拓扑，可以更快的完成失效设备的更换。 根据专家一致意见，以太网非常适合本地网络中机箱对机箱的互联，而如果需要在背板上实现精确且可扩的QoS、带宽、多协议环境和集中网络，ASI更合适。 然而，即使ASI的性能与可行性具有很好的前景和创新性，千兆以太网在数据与电信市场的高速互联方案中仍保持领先。ASI这项成熟的技术已在全球得到诸如控创公司这样的硬件领导厂商的广泛支持。ASI将继续发展以得到更广泛的行业认可。专家预计，在不久的将来这两项技术会互相补充，成为行业最佳组合。 三合一：ATCA，AMC与ASI 控创作为ASI SIG成员之一，携其ATCA和AMC的领先技术，致力于ASI的推广，为广大客户提供高速互连网络的更为灵活的解决方案。控创已将千兆以太网应用于所有产品线，并在最近推出的ATCA交换板AT8901的中融入了ASI技术。 －电信基础设施解决方案的开放性工业标准架构 要点综述 多年来，电信平台一直以强调网络可用性的封闭式专有框架为基础。虽然相应的专有网络基础设施强大有效，但其设计并不能灵活且经济高效地适应新型语音与数据服务。对全新创收服务和应用的需求正改变着服务提供商设计与部署网络的方式。 此外，这种对新服务的需求还推动着电信行业采用的解决方案框架发生根本性转变。为最大限度地缩短推出新设备的时间并降低成本，电信设备制造商（TEM）正在采用一种新的开放性工业标准开发架构，即模块化通信平台（MCP）。 尽管目前有多款"基于标准"的解决方案架构正在进行宣传，其质量却参差不齐。本文概括介绍了MCP架构的重要性原因及其所立足的工业标准，并简要总结了这些开放标准为电信设备制造商（TEM）带来的优势。此外，还介绍了MCP如何为专有架构提供一个明确的替代选择。 MCP: 为电信设备制造商（TEM）带来诸多优势 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： ·拥有从网络设备提供商到解决方案厂商的广泛行业支持； 广泛的行业支持 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。 ·基于PCI Express*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2.4 Linux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。 模块化、互操作性与再利用性 如今从边缘到网络核心，MCP解决方案被部署到各个应用当中。MCP支持多种面向I/O、应用处理和分组处理的可互操作刀片。这些构建模块相结合可简化不同厂商通信解决方案的集成，并实现新服务经济快速的部署。 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。 下面是西门子移动在发布其下一代电信架构*时，对AdvancedTCA在其系列产品中的巨大价值所做的总结： "先前的基础设施网元均基于专有的特定产品硬件，而西门子移动的下一代电信架构将充分采用可互操作的工业标准，包括AdvancedTCA、电信级Linux以及服务可用性论坛针对高可用性中间件的应用接口规范等。随着基于通用模块化硬件平台的软件应用的推出，西门子将逐渐部署传输、控制与服务网元。由于快速部署和网络构建的需要，3G移动服务提供商从此次移植中的受益将尤为明显。"（资料来源：西门子移动新闻发布，2004年2月。） 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： ·节省高达85%的硬件工程设计劳动力成本； 商业化芯片 AdvancedTCA支持电信设备制造商（TEM）使用商业通用芯片来消除专有ASIC设计的复杂性，同时满足严格的网络基础设施要求。这样，电信设备制造商（TEM）就可自由使用研发资源并将其工作重心放在对通信平台其它领域的增值 开放的标准 基于工业标准的开放电信架构使得电信设备制造商（TEM）及其客户可以采用多家厂商的最佳方法、性能和产品特性来推动技术创新。这为原本针对企业服务器应用而设计的架构带来了独特的优势，该架构随后又经过了改进以支持更加严格的电信要求。 AdvancedTCA AdvancedTCA标准规定了标准刀片外形、底板、机械特性、电源与散热特性、以及管理系统。通过更大的新外形、显著提高的散热层（thermal envelope）和更高的性能，它将MCP概念推向了一个全新的高度。AdvancedTCA支持电信商和运营商所需要的交换结构架构： ·PICMG 3.1 AdvancedTCA以太网/光纤通道 最大限度获得多厂商支持 合作厂商的选择对设备制造商选择具有最佳性价比、特性集和可扩充性的解决方案的能力有着重要的影响。自PICMG于2002年12月发布AdvancedTCA规范以来，AdvancedTCA已经获得了巨大的支持，至少有超过38家厂商已推出或正在开发90多种相关产品，包括机箱、服务器刀片、I/O刀片、交换结构刀片、存储组件、管理模块、电源以及正在不断发展壮大的标准化软件模块等。众厂商对AdvancedTCA规范的普遍采用在很大程度上是由于该架构的强大可靠及其灵活满足客户需求的出色能力。 各厂商可自由采用AdvancedTCA架构进行构建，而无需支付授权费用或版权费。AdvancedTCA规范简写版已在PICMG中国网站发布。 可扩充性与升级能力 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）。AdvancedTCA PMC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。 最大限度提高平台集成度 提高平台集成度是下一代网络的主要要求。各厂商业已推出多款基于AdvancedTCA的解决方案，广泛涵盖了从带有3个插槽的2U机箱到带有14个插槽的14U机箱等各种各样的机箱和插槽配置。 借助英特尔开发的10U机箱，AdvancedTCA将平台集成度提升至了一个新的高度。该配置可在每格（per frame）多达4个机箱的标准19英寸机架中支持24枚处理器（带有2个开关的双星配置）。这种高密度配置可在每刀片系统200 W或更低功耗的标准AdvancedTCA规范内，每格（per frame）支持多达96枚处理器。 成本优势 基于AdvancedTCA标准的架构灵活性支持主板、机箱和系统级设计人员在多种不同的外形和配置中自由部署标准的可重新配置机架。AdvancedTCA的出色灵活性使其成为接入、边缘和一些核心网元及服务器应用的理想平台。支持统一架构上多种网元的能力可显著缩短电信设备制造商（TEM）的开发时间并降低其成本。对制造商而言，这些可再利用的灵活构建模块可形成规模经济效应，并消除新网元问世时对开发商进行重新培训的需要。 面向PCI Express架构的高级交换 高级交换是一项新兴的技术，可实现刀片到刀片（blade-to- blade）通信的标准化。它是一种多点、对等交换互连技术，能够支持任何协议、多种数据传输机制，利用拥塞管理提供可扩展服务质量（QoS），并可提供电信级高可用性特性。高级交换是唯一基于标准的光纤技术，支持基于数据包和单元的流量传输，包括PCI Express、以太网、IP、光纤通道、ATM、SONET/SDH、TDM等。通过众多光纤技术选择，如高级交换、万兆以太网、InfiniBand架构、PCI Express架构和StarFabric等，ATCA平台能够为大量应用提供带宽可扩展性支持。 由于高级交换采用了与PCI Express架构相同的物理和数据链路层，因此它能够充分利用强大的PCI Express开发商社区的优势，并获得领先交换光纤厂商的支持。 高级交换的优势包括： 电信级操作系统 电信级要求极为强大可靠的操作系统，来提供电信级网络设备所需的高级管理能力。随着网络融合的深入，真正的多媒体电信服务不久将会变为现实。这将带动对更多容量和优化架构的需求，以便使这些服务能够带来持久的利润。模块化通信平台提供了多种电信级操作系统选择，它们在提供开放软件环境优势的同时，满足了这些严格的要求。 对于选择Linux的开发商而言，电信级Linux（CGL）无疑是AdvancedTCA平台的首选操作系统。CGL的优势在于，它是由众多从事AdvancedTCA开发与规范制定的同类公司和开发商开发而成，从而确保了紧密集成与支持。这十分重要，因为调整和"强化"电信级操作系统需要对平台的规范和要求有一个深入的了解。 为满足运营商的要求，电信级Linux支持多个技术领域： 服务可用性论坛中间件接口 现在的用户希望在他们需要时能够不间断地提供新服务。为满足这一需求，通信设备需要在满足上市时间和成本限制的同时，集成最高水平的可用性和可靠性。服务可用性论坛的成员均为业内领先的通信和计算公司，他们致力于共同开发和推广高可用性及管理软件接口规范，从而支持使用商业化（COTS）硬件平台、中间件和服务应用提供具有高可用性的电信级系统。服务可用性论坛促进并帮助业界采用这些规范。 基于开放标准的服务可用性高可用性中间件API为创建开放编程环境而设计，该环境可用来简化升级和提供增强的厂商互操作性。为实现这些目标，服务可用性论坛向电信行业推出了标准的API规范。使用管理中间件的目的在于为监视与管理平台组件提供服务，以期达到100%的服务可用性目标。反过来，这还需要一个能提供最大范围管理中间件产品选择的强大开发商群体，为开发商提供匹配可管理性与特定系统服务需求的自由性。 服务可用性中间件得到了AdvancedTCA的有效补充，AdvancedTCA能支持多种标准机箱管理接口，包括CLI、SNMP、HTTP、RPC、HPI和RMCP（局域网上的IPMI），并能轻松地集成不同厂商的商业化（COTS）中间件解决方案。这种高水平的接口标准化和灵活性可避免TEM从头开发应用，而且也无需将应用移植到每个新硬件平台。 结论 随着电信设备制造商不断进行从专有设计向"标准化"架构的转变，在架构框架中引进的开放程度可能起到至关重要的作用。模块化通信平台真正以开放的工业标准为基础，为TEM提供了下列优势： 作者：Sven Freudenfeld 控创集团 为何电信设备制造商(TEM)正在迅速改变其新产品的开发理念？简单讲，作为新产品快速上市的理想选择，开放的模块化通信平台正逐渐被人们所接受。以商用标准化(COTS)平台为基础，电信设备制造商宁愿更多地投入到应用上，而不只是像过去那样将精力和资源投入基础平台和中间件的研发。应电信设备制造商及服务提供商对运营级和高性能产品的需求，上百家PICMG (PCI Industrial Computer Manufacturers Group)协会成员一起制定了高级电信计算架构(AdvancedTCA)这个开放标准。 AMC规范是ATCA标准的延伸，它定义了具备可热插拔及现场可更换等特性的下一代夹层卡，主要用作基于ATCA平台的I/O、数据处理和存储应用。ATCA与AMC的完美结合使得新兴电信应用开发的灵活性和模块化达到了崭新的高度。采用"AMC everywhere"的设计策略 - 也就是每一款ATCA处理器板、交换板及载板都须支持AMC模块 - 在OAM&P(操作、管理、维护和配置)方面更加灵活，更加节省成本。现有的AMC模块是基于AMC.1规范，既有千兆以太网又有PCI Express的路由。通过IPMI可轻易实现的可管理性以及高可用性、低功耗、高密集度计算、低运营成本等等都是AMC的优点所在，此外，更加吸引用户的是内容、计费、传输等设备的合并可大大减少固定资产投入。而对运营商来说，空前的灵活性优势可以使他们在超低的成本和风险下增加或减少新生无线服务而又不会降低服务质量。 由于PICMG 3.x规范还是采用了标准化的背板技术，下一步是标准化交换接口。运营级系统所需的高性能，低成本的交换架构已倾向于高级交换互连技术(ASI)，它将给系统开发商们在做新的高性能接口集成时具有更多的灵活性。 高级交换互连(ASI) - 高性价比和可扩充性 由ASI SIG(Advanced Switching Interconnect Special Interest Group)认定的高级交换互连接口标准(ASI)将成为PICMG3.4和AMC.1规范中交换接口部分。ASI这种更高性能、低成本的交换架构是与协议无关的，是对PCI-Express的补充。此外，ASI兼容PCI-Express，可增强系统的灵活性和模块化。ASI主要面向机架到机架、板卡到板卡、芯片到芯片之间的互连，支持单星(star),双星(dual star)或全网格(mesh)等多种配置，还有多协议支持、QoS、冗余路由及更高的交换性能等优势。 通过协议接口(PIs)， ASI协议有三种不同的数据传输类型。第一种是交换服务(Fabric service)，主要用于设备的配置、枚举、发现和事件处理；第二种是隧道技术(tunneling)，即ASI可以封装任何协议，包括PCI-Express、以太网、ATM和iTDM等。所谓封装，即在ASI交换器边缘的桥设备取得进入本地的协议数据并加入额外的头信息将其转换为ASI包。这样，在沿用现有的硬件和软件基础上，可提供更强的交换能力；第三种传输类型为本地数据传输协议，此协议包括简单加载及存储(SLS)，讯息队列(SQ)和套接数据传输(SDT)。不同于PCI-Express，通过ASI连接的处理器和设备不再局限于按照上行主设备和下行设备的分层结构。取而代之的是，处理器之间和处理器至设备间的通讯信道可以单独创建和消除。 ASI/GbE - 构建开放式模块化IMS网络基本单元 高级交换是多种新兴的IP多媒体子系统(IMS)网络单元的理想背板互连方案。但是如果不将背板互连标准化，产品上市周期(TTM)和采用像ATCA这样的标准平台的规模效应将难以保证。在某些情况下，背板上的千兆以太网(GbE)连接已能满足要求，但为追求最大的灵活性，象ASI这样的第二个互连方案的存在仍是必需的。 依据IMS基础设施的基本元素(即安全网关，应用服务器，媒体网关，电话会议控制器等)，计算卡与I/O卡的类型以及组合方式将有所改变。通过在ATCA基本通道实现以太网交换和互连通道(Fabric channel)中实现高级交换。开发商均可满足IMS平台对性能、成本、灵活性和高可用性的需求。在一个支持"AMC Everywhere"并采用ASI和GbE互连的ATCA系统中，系统开发商们完全可以自行组合多种DSP卡、网络处理器(NP)卡、处理器卡及存储卡，使得其整个系统可以覆盖从接入到传输层各个区间。 在IMS平台应用中，ASI的关键优势在于它对PCI-Expresss上传输的数据流进行封装的能力。协议接口8(PI-8)是ASI SIG认定的封装PCI-Expresss数据包的方式。PI-8封装可以很容易的在支持PCIe的主CPU和一个或多个PCIe设备之间建立。一旦封装建立之后，基于ASI架构的PCI Express环境即可运行传统的PCI/PCIe应用程序，而无需更改BIOS和驱动等。这样以来，IMS平台开发人员可将I/O单元与计算单元分离来以提高系统设计的灵活性、模块化水平与高可用性，并能保持易于升级到更为复杂的系统的特性。 IMS基础设施中的多媒体网络部件 面向移动用户的多媒体内容传送对IMS平台的发展方向具有极为重要的影响。包交换流媒体(Packet- Switched Streaming，PSS)、多媒体信息服务(Multimedia Messaging Service，MMS)和多媒体广播/群播服务(Multimedia Broadcast/Multi-cast Service，MBMS)等经3GPP标准化成为数据传输的关键要素。运用开放式模块化部件实现服务传送平台的关键要素如下： ·以太网 我们可以为移动用户提供的多媒体服务是如此的丰富多彩，包括服务器对用户、用户对用户以及多用户应用。在传统电信网络中针对每种应用需要配置专门的硬件平台，而TEMs目前已经可以提供更先进的设备(如ATCA/AMC)，将不同的内容、计费和传输应用整合到比过去大大简化的平台上。 图2表示的是IMS基础网络单元的一个例子(媒体资源功能平台结合媒体网关控制功能)，一个4U 5槽的ATCA机箱含CPU板、交换板以及一个AMC载板(支持存储、I/O及DSP等各类AMC卡)。它可以作为一个流媒体音频/视频(PSS, MMS, MBMS)，SMS及转码应用样例，这个平台可以处理从任意文件格式到任意文件格式的互操作，比如AMR, AMR-WB, AMR-WB+, AAC, AAC+, VMR-WB Codec, MPEG-4, MPEG-2, 和JPEG等等。此例中的AT8901交换卡支持千兆以太网基本接口；交换接口通过板载StarGen Merlin 10端口ASI芯片组的夹层卡来支持ASI，该夹层卡的8个端口连至交换接口，另两个端口分别连至两个AMC模块。这样，交换卡上的两个全高AMC模块通过StarGen ASI夹层卡路由至交换接口，而用于ASI的协议接口基于PI-8并可以对PCI-Expresss上传输的数据流进行封装。关于处理能力，可以在配有两个AMC模块的两个ATCA CPU刀片上同样采用StarGen Kestrel桥连接PI-8主设备与交换接口上的ASI。基本接口将提供与其他板卡之间的局域网连接。 对于AMC载板，同样可采用StarGen Merlin芯片组通过PI-8实现PCI-Express到ASI的隧道。在IMS环境下，系统需要各种接口来连接千兆以太网、ATM(E1/T1)、TDM(OC-3/STM1 AMC)及DSP AMC或处理器AMC等。关于存储应用，可以采用支持SATA或PATA存储的AMC模块实现。DSP AMC和处理器AMC则分别完成转码和数字信号处理功能，例如回波消除处理。 多媒体内容(音频、视频、图像)可以通过SIP和H.248网络架构所支持的多种格式进行编码，且可以存储在基于多个不同网络的存储区域网络(SAN)内。内容转码是解决下一代电信服务难题的关键，这需要高速处理能力(MIPS)来确保操作质量。 采用支持AMC的ATCA刀片的4U 5槽机箱，可保持外形较小而且相应的成本也较低。但是理想的方案还是12U或13U的ATCA机箱。采用单一的基于Merlin的交换卡，系统将受限为最多9槽配置。但是通过在ATCA交换卡上采用非阻塞多协议转换拓扑技术，即可支持最大14和16槽。 如图3所示配置方案，由于支持ASI隧道技术，板卡间由千兆网和PI-8绑定连接在一起。这种ASI架构益处众多，如阻塞管理(Congestion Management)可减少轻载(Over Provisioning)的需求，基于2.5 Gb/s的串行/解串器(SerDes)背板可以拥有更高的密度，支持多协议的QoS保证，以及兼容PCI-Express。另外，ASI架构大大提高了系统的可用性。切换时间得到改善，如果一个CPU刀片出现故障或需要被更换，I/O AMC模块可由备用CPU刀片来支持。它完全支持双星(dual star)和全网络(full mesh)结构，同时多媒体服务传送的质量在小设备上仍然可以得到保证。 通过将ASI和千兆以太网结合到背板上，以及PCI Express和以太网从局部到刀片的应用，满足IMS平台需求的灵活的系统架构即可实现。实际上由于ASI对PCI-Express兼容，可以把IO从处理引擎中剥离，同时不给系统开发商带来任何软件方面的额外负担。 总结： 使用高级交换技术作为高速率互联背板协议，同时继续采用千兆以太网作为传输控制和窄带数据通信可获得如下优势： ·阻塞管理(Congestion Management)可减少轻载(Over -Provisioning)需求 背板互连的标准化可以加速产品上市时间，并获取转向ATCA之类标准平台的规模效益。正如很多产品声明所说，在PCI Express和以太网环境下ATCA和AMC得以充分发挥其优势。通过在背板上结合ASI和千兆以太网，以及PCI Express和以太网从局部到刀片的应用，增加了系统架构的灵活性，以满足日益增长的IMS平台应用需求。
Layer model of PCIe and ASI
fabric = communication network
Representation of the path routing process with the different topologies
2005-11-02
英特尔公司供稿
·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；
·其设计完全以满足电信行业的需求为立足点；
·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。
·节省高达40%的产品开发总成本；
·3至5个月即可推出硬件升级的快速上市优势；
·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；
·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；
·更简单的成本结构；
·产品设计的高度灵活性；
·可预测的产品开发周期；
·完善的开发工具套件。
"所创建的新平台可实现较短的开发周期（为当前系统的1/3），并可通过采用开放软件/硬件显著降低开发成本。" （资料来源：NEC新闻发布2003年9月。）
·PICMG 3.2 AdvancedTCA InfiniBand
·PICMG 3.3 AdvancedTCA StarFabric
·PICMG 3.4 AdvancedTCA PCI Express
·PICMG 3.5 AdvancedTCA RapidIO
·支持采用标准和用户定义协议接口的多协议封装，使设计人员能够简化设备设计并避免成本高昂的协议转换。
·支持来自大型PCI Express价值链的重新利用和规模经济效应。
·无需协议或电气修改便可提供多条带有多种链路尺寸的可扩展串行通道。
·支持增强型服务质量（QoS）机制从简到繁扩展，包括拥塞管理、外出安排（egress scheduling）、多个虚拟通道和多个流量类别。
·通过完全冗余、故障识别与隔离、安全性和基于硬件的可靠传输来提供电信级高可用性。
·部署多种本地数据传输能力，包括通过加载/存储或队列移动模式的基于套接字（sockets）的通信。
·高性能和高可扩展性
- 操作系统平台可支持数百万用户；
- 典型处理：每节点每秒可进行几百到几千次处理；
·可靠性
- 防止任何单点故障的硬件装置；
- 至少需要达到5个"9"
·高可用性
- 支持在线-待机/在线-在线集群；
- 冗余网络和存储；
·在线更新和升级
- 最大限度缩短停机时间的升级机制；
·最大限度的开放和选择带来的竞争优势，得到了广泛支持的硬件平台、互连、背板交换结构、平台管理、电信级操作系统和高可用性中间件等工业标准的鼎立帮助。
·模块化支持基于可再利用的商业化（COTS）构建模块的高度可扩展的实施。
·能够使用基于工业标准的构建模块来开发平台，从而支持它们缩短产品上市时间，并释放用于全新软件创新的资源。
·提供专门为满足电信行业需求而设计的架构。
2005-11-02
·网络处理
·TDM和ATM线路接口
·存储
·DSP
·基于2.5 Gb/s 串行/解串器(SerDes)的高密度背板
·强固的QoS可支持多协议实时传送
·兼容PCI Express，使系统更加灵活化和模块化