ATCA基础知识

1、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ATCA ATCA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=Advanced Telecom Computing Architecture，先进电信计算架构 PICMG=PCI Industry Computer Manufacturer Group，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

2、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 WLAN AC DPI & Traffic Shaping 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=Telcom Equipment Manufacturer，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

3、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,PICMG 1.x PCI/ISA无源背板规范 PCI=Periph

4、eral Component Interconnect，外设组件互连标准 ISA=Industrial Standard Architecture，工业标准结构总线 PICMG 2.x CompactPCI规范（cPCI）,ATCA规范标准,PICMG 3.X ATCA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PICMG 3.0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

5、准,辅助规范定义了数据传输的协议、规范 PICMG 3.1以太和光纤通道传输 PICMG 3.2InfiniBand 传输 PICMG 3.3星型传输 PICMG 3.4PCI Express传输 PICMG 3.5Rapid I/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

6、成,ATCA平台构成,Zone 2 connector (high speed serial),Front Board,Zone 1 connector (power, shelf management),Alignment/ keying,Zone 3 connector (custom specific I/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（Dual Star） 双双星（DualDual Star） 全网状互连（Full Mesh）,ATCA平台构成,ATCA平台构成,双星结构在AT

7、CA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）,.,Channels in A

8、TCA Backplane,Update Channels (10 diff. pairs each),Sync Clocks (3 x2 diff. 6pair total),Fabric Interface High-speed Star (8 diff. pairs each, 120 pairs),Base Interface Ethernet Star (4 diff. pairs each, 64 pairs),IPMB Star (2 traces each),-48VDC Power (2 feeds of 48V, RTN),8 Ring/Test Lines,Zone2,Z

9、one1,IPMB-管理层；Base Interface-控制层；Fabric-数据层,ATCA平台构成,基本接口（Base Interface） Base Interface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10/100/1000 BAST-T以太网通道 双星型拓扑结构 交换单板的Base Interface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（Fabric Interface） Fabric Interface是ATCA架构的

10、业务平面的数据通道，为ATCA单板提供高速数据传输 Fabric Interface提供以太网通道以供机框内单板互连 Fabric Interface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） Fabric Interface支持ATCA架构的多种拓扑结构 Fabric Interface 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（Update Channel） 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

11、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（Synchronization Clock Interface） 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=Shelf Management Controller，机框管理控制器 IPMI=Intelligent Platform Management Interface，智能平台管理接口 IPMC=IPM Controller，智能平台管理控制器 IPMB=IPM Bus，智能平台管理总线 FRU=Field Replaceable Units，现场置换单元 IC

12、=Inter-Integrated Circuit 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 IC 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

13、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IC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200W300W 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

14、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