劃世紀(jì)通訊革命:CompactPCI寬頻通訊平臺
——新一代寬頻電信網(wǎng)絡(luò)建設(shè)最佳選擇
陳正坤 凌華科技全球行銷項(xiàng)目經(jīng)理 2003/04/07
電信業(yè)者近年來遇到史無前例激烈的挑戰(zhàn)，從傳統(tǒng)政府保護(hù)的藩籬解禁面對市場自由競爭機(jī)制的考驗(yàn)，從以語音服務(wù)為主要范疇轉(zhuǎn)型到以數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)為主的戰(zhàn)場。電信市場日益激烈的競爭促使服務(wù)供貨商要不斷更新，開發(fā)增強(qiáng)型、有附加價值及競爭力的應(yīng)用，同時必須在成本與推出市場速度間取的平衡。CompactPCI開放式標(biāo)準(zhǔn)架構(gòu)很好的平衡了業(yè)界標(biāo)準(zhǔn)、硬件、操作系統(tǒng)、應(yīng)用開發(fā)工具，能快速有效開發(fā)高利潤的電信增值服務(wù)，同時使傳統(tǒng)以專有軟硬件架構(gòu)為主的電信建設(shè)轉(zhuǎn)型，能享受開放系統(tǒng)帶來成本大幅降低及大眾化業(yè)界標(biāo)準(zhǔn)操作系統(tǒng)的好處。這一轉(zhuǎn)變讓設(shè)備及服務(wù)供貨商找到了數(shù)以百萬計的開發(fā)者，并開始采用具高可靠性、高擴(kuò)展性和高性能的CompactPCI寬頻通訊平臺。
CompactPCI 寬頻通訊平臺濫觴
自從PICMG于1994提出CompactPCI標(biāo)準(zhǔn)，解決多年來電信系統(tǒng)工程師與設(shè)備制造商面臨的棘手問題-傳統(tǒng)電信設(shè)備總線如VME(Versa
Module Eurocard)與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)PCI(Peripheral Component Interconnect)總線不兼容問題，多年來PICMG組織已有超過400家世界級電信/計算機(jī)大廠加入如Motorola,
Lucent, Sun, HP, Dialogic, Natural Microsystem等等共同制定并遵循CompactPCI規(guī)范，因CompactPCI完整融合了計算機(jī)與工業(yè)設(shè)備諸多已經(jīng)過廣泛驗(yàn)證的標(biāo)準(zhǔn).CompactPCI為傳統(tǒng)總線加值，使電信設(shè)備具有高效能及如同專屬架構(gòu)般的高可靠度，同時享受PCI標(biāo)準(zhǔn)帶來的規(guī)模經(jīng)濟(jì)。CompactPCI的好處包括：
標(biāo)準(zhǔn)外觀(Form Factor)
3U and 6U，極易與使用Eurocard-based的設(shè)備整合。
高效能
32bit/33MHZ可達(dá)133MB/sec,64Bit/66MHZ可達(dá)266 MB/sec。
高擴(kuò)充性
透過橋接技術(shù)(Bridge)可支持最多256 PCI Bus同時運(yùn)作。
高可靠度
適用惡劣環(huán)境,抗干擾,熱插拔,前插式易維修,防震,低功耗等,局部故障對服務(wù)運(yùn)行沒有影響。
易管理
自我偵錯，自動config等簡化管理成本。
快速推出市場
CompactPCI基于現(xiàn)有PCI標(biāo)準(zhǔn)，可被眾多以PCI開發(fā)之解決方案,業(yè)界標(biāo)準(zhǔn)的操作系統(tǒng)及設(shè)備供貨商支持，加速研發(fā)而快速上市，搶得先機(jī)。
因此，CompactPCI除了廣泛應(yīng)用在電信設(shè)備、計算機(jī)電話整合(Computer Telephony) ，也適合實(shí)時系統(tǒng)控制(Real Time
Machine Control)、產(chǎn)業(yè)自動化、實(shí)時數(shù)據(jù)采集(Real-Time Data Acquisition)、軍事系統(tǒng)等需要高速運(yùn)算、模塊化及高可靠度、可長期使用的應(yīng)用。CompactPCI極致的高頻寬特別適合電信網(wǎng)絡(luò)所需高速數(shù)據(jù)傳輸，如Router、Server,、Switch等的特性，使CompactPCI由前臺應(yīng)用走進(jìn)電信局端扮演更重要的角色。
CompactPCI 寬頻通訊平臺在電信領(lǐng)域的應(yīng)用
IP與寬頻的興起使新一代網(wǎng)絡(luò)必然是集語音、數(shù)據(jù)、影音、服務(wù)業(yè)務(wù)于一體的全新IP寬頻架構(gòu)，同時在有線及無線實(shí)體媒介皆能同時運(yùn)作。建構(gòu)新一代網(wǎng)絡(luò)的挑戰(zhàn)在于如何將現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)轉(zhuǎn)變成能提供多種服務(wù)的異質(zhì)化環(huán)境，同時又能以單一控制系統(tǒng)來管理網(wǎng)絡(luò)！服務(wù)供貨商已清楚意識到：加值服務(wù)業(yè)務(wù)將成為Operators與競爭者差異化而立于不敗之地的主要勝出點(diǎn)！如視訊會議
(Video Conferencing)、隨選視訊(Video Streaming)、Unified Messaging等應(yīng)用似乎被視為有潛力的收益來源而被服務(wù)供貨商大力推廣著。問題就來了！為了讓使用者能輕易在單一設(shè)備上溝通聲音影像，服務(wù)提供者須以極高的成本運(yùn)營兩種網(wǎng)絡(luò)：傳統(tǒng)以聲音為主的網(wǎng)絡(luò)及能提供多媒體的IP網(wǎng)絡(luò)。為了降低成本及有效運(yùn)作，『寬頻通訊平臺』的出現(xiàn)便以網(wǎng)關(guān)(Gateway)的形式扮演接口，同時支持IP網(wǎng)絡(luò)及傳統(tǒng)以SS7為主的PSTN(Public
Switched Telephone Network)的溝通。
結(jié)合語音與數(shù)據(jù)的網(wǎng)關(guān)
傳統(tǒng)的語音連結(jié)是直接將訊號與局端的Class 5 交換機(jī)連接，在撥號音之號，收集所撥號碼及分析使用者需求(如國際電話,長途電話等)而后接通，在新一代網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)中，使用者的訊號不會直接與Class
5連接，而是先經(jīng)過軟交換"Softswitch" ，由軟交換先判定此需求服務(wù)的性質(zhì)，然后再將服務(wù)需求轉(zhuǎn)介至封包交換網(wǎng)絡(luò)(Packet-Switching
Network) ，或傳統(tǒng)由SS7構(gòu)建的語音網(wǎng)絡(luò)。因此，在不損壞傳統(tǒng)語音網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定運(yùn)作而又能快速建置整合新一代IP通訊基礎(chǔ)建設(shè)，『寬頻通訊平臺』便成了網(wǎng)絡(luò)設(shè)備供貨商及電信系統(tǒng)業(yè)者最佳解決方案！
CompactPCI寬頻通訊平臺正是在新一代寬頻網(wǎng)絡(luò)建設(shè)強(qiáng)烈需求下孕育而生的。CompactPCI寬頻通訊平臺與架構(gòu)在CompactPCI
標(biāo)準(zhǔn)之眾多解決方案，使設(shè)備供貨商與服務(wù)供貨商能根據(jù)自己需要，結(jié)合IP、ATM、IN、TDM眾家之長，建設(shè)開放式電信等級的寬頻網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，不但降低網(wǎng)絡(luò)建設(shè)及運(yùn)行維護(hù)成本，更能快速提供新加值服務(wù)、搶占新市場、滿足用戶不斷變化的需求。CompactPCI寬頻通訊平臺除了加快網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)建設(shè)的建置速度，更提供具彈性、可靠性及擴(kuò)充性的網(wǎng)絡(luò)運(yùn)算解決方案，發(fā)展出各種為電信服務(wù)業(yè)者所量身訂作的高密度IP運(yùn)算關(guān)鍵核心。
取代商用服務(wù)器成為電信應(yīng)用系統(tǒng)新寵
在硬件方面，從 CompactPCI 標(biāo)準(zhǔn)所延伸的各種體積輕巧模塊化組件，如PMC子卡彈性擴(kuò)充卻不增加卡片厚度，以及搭配1U、2U、4U、8U、9U、12U等多種規(guī)格機(jī)箱選擇，適合不同應(yīng)用安置在同一標(biāo)準(zhǔn)機(jī)架中便于管理，單一機(jī)箱可配置多達(dá)21組I/O，多備援的供電系統(tǒng)、服務(wù)器系統(tǒng)采用的『抽屜式』熱抽換設(shè)計、由前端進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)定、維修及熱插拔、高可靠度的無風(fēng)扇式CPU、最小化MTTR(Mean
Time To Repair)等設(shè)計，均是為實(shí)現(xiàn)電信等級的高可靠性。
在軟件方面CompactPCI 采用開放式操作系統(tǒng)，而具備豐富驅(qū)動程序和開發(fā)工具的優(yōu)勢，不但可應(yīng)用在各種實(shí)時交換應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)，原來必須架構(gòu)在大型商用服務(wù)器(如IBM、HP、SUN等等)的各種RTOS
(Real-Time OS，如Solaris、Linux、VxWorks等)上開發(fā)的舊有電信應(yīng)用系統(tǒng)，也能夠輕易移植到CompactPCI平臺上，享受新一代CompactPCI寬頻通訊平臺帶來的低成本經(jīng)濟(jì)效益及快速上市的優(yōu)勢，如計費(fèi)系統(tǒng)(Billing
System)、Unified Messaging、串流服務(wù)器(Streaming Server)等。
因此，CompactPCI寬頻通訊平臺是新一代電信網(wǎng)絡(luò)建設(shè)最佳選擇，不但適合新一代寬頻網(wǎng)絡(luò)建設(shè)整合傳統(tǒng)語音網(wǎng)絡(luò)及IP數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)，更逐漸取代傳統(tǒng)商用伺服主機(jī)在電信應(yīng)用中的地位。常見的應(yīng)用有：各種基地臺控制系統(tǒng)(BSC:
Base Station Controller)、無線網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)(MSC: Mobile Switch Center)、軟交換(SoftSwitch)、多媒體IP網(wǎng)關(guān)器、遠(yuǎn)程訪問、SS7網(wǎng)關(guān)器、信號傳送端點(diǎn)系統(tǒng)、計算機(jī)電話整合(CTI)、IP電話、VOIP,WAN/MAN跨接連線、光纖交換解決方案、整合訊息(Unified
Messaging)、計費(fèi)系統(tǒng)、地址服務(wù)(Location-based Service)、Internet存取服務(wù)等不勝枚舉。茲將常見CompactPCI在電信領(lǐng)域應(yīng)用整理如下表：
應(yīng)用案例：CompactPCI寬頻通訊平臺應(yīng)用在VoIP Gateway
如圖一所示，CompactPCI寬頻通訊平臺應(yīng)用在VoIP Gateway，扮演串聯(lián)傳統(tǒng)PSTN網(wǎng)絡(luò)與新一代IP Network的溝通橋梁，使服務(wù)供貨商能快速輕易整合運(yùn)營兩種網(wǎng)絡(luò)，而使用者在不需改變使用習(xí)慣及設(shè)備下，即能享受到低廉的新費(fèi)率所帶來的新服務(wù)。典型應(yīng)用服務(wù)包括IP電話、IP傳真、Unified
Messaging、IP Call Center、Internet Call Waiting等。IP Gateway是任何VoIP的核心并至少提供以下五個基本功能：
1. 與PBS,PSTN或其它電話接的接口
2. 基本呼叫處理功能
3. 實(shí)時(Real-Time)語音壓縮與解壓縮
4. 對壓縮的語音封包與解封包
5. 與IP網(wǎng)絡(luò)的接口
一些IP Gateway還可以提供其它的功能包括：IVR(Interactive Voice Response)、計費(fèi)(Billing)等。
如何實(shí)現(xiàn)如此多功能的IP Gateway如圖二架構(gòu)，在CompactPCI標(biāo)準(zhǔn)的背板上，整合了計算機(jī)電話領(lǐng)域常用的標(biāo)準(zhǔn)H.110 bus，提供冗余時鐘支持熱插拔板卡如VoIP、FoIP、T1/E1
等功能，這些都是應(yīng)用開發(fā)商基于CompactPCI及H.110標(biāo)準(zhǔn)所開發(fā)現(xiàn)成的解決方案(Off-The-Shelf) ，同時具有電信等級CompactPCI標(biāo)準(zhǔn)的高可靠度特征。
熱插拔
過去只有在昂貴的專屬系統(tǒng)中才有的功能，能在正運(yùn)行中的系統(tǒng)拔出或插入功能板卡而不影響系統(tǒng)其它部位運(yùn)作，實(shí)現(xiàn)高可用性及便利擴(kuò)充性。
備援供電及負(fù)載平衡
如圖三，CompactPCI機(jī)箱備有熱備份電源及風(fēng)扇，電源自動負(fù)載平衡，降低故障發(fā)生率。
備援CPU配置
使更換故障CPU不影響系統(tǒng)正常運(yùn)作。保持故障局部化，同時有備份的資源，能馬上替代，故障排除時間不超過秒單位，達(dá)到『99.999%』電信級高可用性。
結(jié)論
建立在開放,可程序化(Programmable)的高可用性CompactPCI結(jié)構(gòu)已成為新一代電信網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的核心，設(shè)備供貨商及服務(wù)供貨商對這整種解決方案的需求日益殷切，標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展使開發(fā)商的產(chǎn)品都與CompactPCI開放式平臺兼容，設(shè)備供貨商及服務(wù)供貨商可以在廣泛的產(chǎn)品中選擇，并享受競爭開放市場帶來的低成本優(yōu)勢，彈性與快速上市多重優(yōu)勢。如圖四，依據(jù)RTC
Magazine 估計，CompactPCI市場將由1999年的美金$350 Million成長到2003年的美金$3200 Million，年復(fù)合成長率高達(dá)45.6%，其中又以2002年至2003年最大幅成長。CompactPCI為工業(yè)計算機(jī)產(chǎn)業(yè)開拓了一個以往傳統(tǒng)工業(yè)計算機(jī)無法應(yīng)用的新市場，而CompactPCI需針對電信等級應(yīng)用提供高可靠度及達(dá)到嚴(yán)苛高品質(zhì)要求，卻又為傳統(tǒng)工業(yè)計算機(jī)廠商豎立高進(jìn)入障礙，因此，目前能提供電信級CompactPCI寬頻通訊平臺幾為國外廠商，如Motorola、Ziatech、Force
Computer等，而亞洲目前則有凌華(ADLINK TECHNOLOGY INC.)為CompactPCI領(lǐng)導(dǎo)廠商。設(shè)備供貨商及服務(wù)供貨商在選擇CompactPCI寬頻通信平臺供貨商時，除了需具備堅強(qiáng)研發(fā)能力，高品質(zhì)的制造能力(如6
sigma、世界級通訊大廠認(rèn)證等)、是否能快速提供滿足客制化需求的產(chǎn)品更是關(guān)鍵，畢竟沒有一家供貨商能接受提供客戶完全沒有差異化的產(chǎn)品。CompactPCI寬頻通訊平臺帶來的劃世紀(jì)通訊革命將是新一代電信網(wǎng)絡(luò)設(shè)備應(yīng)商及運(yùn)營商的最佳選擇。
凌華科技供稿 CTI論壇編輯
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