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北京思安华胜科技有限公司 ATCA基础知识 ATCA基础知识 什么是ATCAATCA与传统电信平台比较ATCA规范标准ATCA平台构成ATCA性能与优势 什么是ATCA ATCA AdvancedTelecomComputingArchitecture 先进电信计算架构PICMG PCIIndustryComputerManufacturerGroup PCI工业计算机制造组织 什么是ATCA ATCA是开放式 标准化的硬件标准ATCA是PICMG制定的ATCA是电信级硬件平台的开放式标准架构 什么是ATCA 什么是ATCA ATCA为电信级平台创建了一种硬件规格模式标准刀片式板卡 标准机箱目标是为电信级平台解决高带宽 高可用性 低成本 易于升级维护 可扩展性 可管理性以及可互操作性问题 什么是ATCA 电信级硬件平台FemtoCell 毫微微蜂窝基站 网关无线安全网关WLANACDPI TrafficShaping软交换 IMS ATCA与传统电信平台的比较 COTS Commercial Off The Shelf 商用现成品或技术 是指可以采购到的具有开放式标准化接口的产品TEM TelcomEquipmentManufacturer 电信设备制造商 ATCA与传统电信平台的比较 传统电信平台建立在各家厂商封闭 专有的系统之上软硬件模块互不兼容 ATCA与传统电信平台的比较 ATCA与传统电信平台的比较 ATCA架构开放式 标准化 模块化的硬件平台架构不同厂商的产品可以相互兼容 ATCA与传统电信平台的比较 ATCA与传统电信平台的比较 电信设备制造商 TEM 在构建业务系统时可以有众多的选择众多的第三方厂商提供的成熟商业化 COTS 的软硬件构建模块采用这些标准软硬件模块 TEM可以快速开发新的业务平台 加快新产品上市时间 显著降低采购和系统开发成本 ATCA与传统电信平台的比较 ATCA与传统电信平台的比较 ATCA规范标准 PICMG1 xPCI ISA无源背板规范PCI PeripheralComponentInterconnect 外设组件互连标准ISA IndustrialStandardArchitecture 工业标准结构总线PICMG2 xCompactPCI规范 cPCI ATCA规范标准 PICMG3 XATCA规范ATCA在PICMG规范中的标准描述是 ATCA是为下一代融合通信及数据网络应用提供一个高性价比的 基于模块化结构的 兼容的 并可扩展的硬件架构 同时以模块结构的形式呈现以支持符合现代传输需求的科技或应用 ATCA规范标准 核心规范PICMG3 0定义了机械结构电源分配散热系统系统管理数据传输 ATCA规范标准 辅助规范定义了数据传输的协议 规范PICMG3 1以太和光纤通道传输PICMG3 2InfiniBand传输PICMG3 3星型传输PICMG3 4PCIExpress传输PICMG3 5RapidI O传输 ATCA平台构成 ATCA平台的构成 机框刀片式板卡背板电源分配系统散热系统机框管理系统 ATCA平台构成 刀片式板卡可以简单按位置分为前插单板和后插单板前插单板就是通常说的ATCA单板 可以分为业务单板和交换单板后插单板就是后端转换模块 RTM 为前插单板提供接口扩展 ATCA平台构成 ATCA平台构成 ATCA平台构成 ATCA平台构成 ATCA平台构成 Zone2connector highspeedserial FrontBoard Zone1connector power shelfmanagement Alignment keying Zone3connector customspecificI O ATCA前板连接器 ATCA平台构成 背板 ATCA平台构成 ATCA平台构成 背板拓扑结构ATCA架构的背板拓扑结构主要有 双星 DualStar 双双星 Dual DualStar 全网状互连 FullMesh ATCA平台构成 ATCA平台构成 双星结构在ATCA机框内有两块交换单板 每块交换单板与机框内其他的每一块单板都有一条独立通道互连双双星结构在机框内有四块交换单板 每块交换单板与机框内其他的每一块单板都有一条独立通道互连 ATCA平台构成 全网状互连结构机框内的每块单板与其他的每一块单板都有一条独立的通道互连 全网状互连结构不需要中心交换结构 每块单板都可以做数据转发和数据处理 全网状互连结构具有很大的灵活性 比较适合机框槽位较少的系统 ATCA平台构成 背板数据传输ATCA的背板数据传输包括业务平面 交换接口 更新通道 和控制平面 基本接口 同步时钟接口 背板连接器的数据传输接口分布 下页 ChannelsinATCABackplane UpdateChannels 10diff pairseach SyncClocks 3x2diff 6pairtotal FabricInterface High speedStar 8diff pairseach 120pairs BaseInterface EthernetStar 4diff pairseach 64pairs IPMBStar 2traceseach 48VDCPower 2feedsof 48V RTN 8Ring TestLines Zone2 Zone1 IPMB 管理层 BaseInterface 控制层 Fabric 数据层 ATCA平台构成 基本接口 BaseInterface BaseInterface可以理解为ATCA架构的管理控制平面总线 一般在系统中用来传输控制面信息支持10 100 1000BAST T以太网通道双星型拓扑结构交换单板的BaseInterface提供以太网通道与其他单板相连 每条通道是以4对差分线的形式在背板传输其他单板有两条通道 分别与两块交换单板相连 ATCA平台构成 ATCA平台构成 交换接口 FabricInterface FabricInterface是ATCA架构的业务平面的数据通道 为ATCA单板提供高速数据传输FabricInterface提供以太网通道以供机框内单板互连FabricInterface的每个通道 Channel 由8对差分线 4对接收 4对发送 构成 每两对差分线 1对接收 1对发送 构成一个端口 Port FabricInterface支持ATCA架构的多种拓扑结构FabricInterface支持多种传输协议 见ATCA辅助规范 ATCA平台构成 ATCA平台构成 更新通路 UpdateChannel 更新通路可以理解为相临两块单板之间的专属内部链接通路 提供状态信息共享例如在热备份系统中提供互锁信号 如备份板在规定时间内收不到主系统有效信号 备份板将接管系统同步时钟接口 SynchronizationClockInterface 同步时钟接口采用冗余总线连接方式 提供6对 3种时钟信号 ATCA平台构成 机框管理系统ShMC ShelfManagementController 机框管理控制器IPMI IntelligentPlatformManagementInterface 智能平台管理接口IPMC IPMController 智能平台管理控制器IPMB IPMBus 智能平台管理总线FRU FieldReplaceableUnits 现场置换单元I C Inter IntegratedCircuit总线 ATCA平台构成 IPMI Intel DELL HP及NEC等公司共同提出的开放标准的硬件管理接口规格 定义了嵌入式管理子系统进行通信的特定标准I C总线 由PHILIPS公司开发的两线式串行总线 用于连接微控制器及其外围设备 ATCA平台构成 ATCA机框管理系统由两个独立互为热备份的ShMC和位于各个业务板卡上的IPMC组成ShMC是系统管理模块 完成机框设备管理 传感器 事件管理 风扇框 电源框管理 用户管理 IPMI协议处理 远程维护等功能 ATCA平台构成 IPMC位于ATCA架构的单板和其他机框组件上 完成其上各种关键硬件资源的监视 控制及管理 如热插拔处理 电源管理 风扇管理等 ATCA平台构成 IPMB总线是整个ATCA系统的系统管理总线 由两条I C总线组成 通过背板连接器连接ShMC与各单板 配电框 风扇框的IPMC 完成监控命令的下发和告警信息的上报 IPMB总线提供双总线或双星型配置 以冗余架构保证系统可靠性 ATCA平台构成 电源分配系统ATCA电源主要是为了满足电信级应用对大功率的需求单板最大功率可达200W 300W供电方式 48V电源直接引入单板在电源供给上采用双冗余电源以防止电源供给异常引发单点故障 ATCA平台构成 散热系统 ATCA平台构成 ATCA的先进性能 高性能网络通信设备的要求 足够强的数据处理能力足够高的数据传输速度足够多的外部连接接口安全而高效的系统管理机制 标准而可靠的系统连接方式易于维护的系统结构良好的开放性和可扩展性抗恶劣环境容错性强 ATCA的先进性能 背板高速传输 总带宽可达2 5Tbps 全冗余架构 板卡 背板 管理及电源 提供高可靠性 点对点交换结构 支持双星型 全网状等多种网络拓扑 支持热插拔 确保系统运行不中断 易于升级维护 高可用性 系统设计支持99 999 可用性 每单板200W的散热功率 支持高性能CPU 网络处理器 大尺寸刀片式板卡 支持高性能硬件模块和高I O密度 系统规模灵活 可扩展 可以满足多种网元的需求 AMC高级夹层卡 支持出色的刀片级模块化和可扩展性 后端转换模块 RTM 支持后部I O扩展 支持智能平台管理接口 IPMI 可提供远程系统管理能力 ATCA的优势 ATCA的最大优势是 标准化 模块化缩短开发时间 快速部署新应用业务降低开发成本 开发系统不再需要专用硬