向40G 的平穩(wěn)過渡

版本1.0|2010年1月

目錄

執(zhí)行摘要

爆炸式增長的移動視頻需求

視頻對吞吐量的影響

遷移到40G-LTE

RADISYSATCA4.0平臺

向40G邁進

40G部署模式

經(jīng)驗至關(guān)重要

不斷前進

參考

執(zhí)行摘要

盡管經(jīng)濟低迷，移動數(shù)據(jù)和視頻服務(wù)的使用量依然在顯著增長。作為4G組成部分，當(dāng)移動網(wǎng)絡(luò)部署了更快的有效訪問速度時，這樣的增長必將加速發(fā)展。更快的訪問速度將對整個網(wǎng)絡(luò)所需的帶寬產(chǎn)生雪球效應(yīng)。基于先進TCA(ATCA)進行藍圖構(gòu)建的電信設(shè)備制造商(TEM)可選擇將其平臺從10G輕松過渡到40G來提供更大網(wǎng)絡(luò)帶寬。在專為此過渡設(shè)計的40GATCA系統(tǒng)中，可輕松地重復(fù)使用他們現(xiàn)有的10G資產(chǎn)（如刀片服務(wù)器和軟件）。RadiSysATCA4.0平臺正是為此而設(shè)計。該平臺不僅僅提供了ATCA上市時間的優(yōu)勢，還可以保護投資，讓TEM以其自己的節(jié)奏享受系統(tǒng)遷移的過程。

然而，對于沒有為40G設(shè)定產(chǎn)品藍圖的TEM而言，情況則有些麻煩。首先，通過軟件增加功能以支持下一代標(biāo)準(zhǔn)大概可行，如LTE.1。但是由于過時的平臺架構(gòu)，系統(tǒng)逐漸會出現(xiàn)容量不足，無法提供最佳性能的問題。長遠來看，這種方式對于應(yīng)對2012年及此后預(yù)期的爆炸式移動網(wǎng)絡(luò)流量的增長是捉襟見肘的。我們需要的是具有高速交換能力的真正40G系統(tǒng)，無需強制軟件和硬件升級，即可調(diào)適原先的10G組件。此產(chǎn)品白皮書闡述了部署40G系統(tǒng)迫在眉睫的原因以及RadiSys如何從10G向40G平穩(wěn)過渡。爆炸式增長的移動視頻需求2

對移動流量進行預(yù)測之后，不大可能過高估計未來移動數(shù)據(jù)需求。移動視頻尤為如此—最快發(fā)展部分—占2013年整個流量的64%，如圖1所示。就全球而言，至2013年，移動數(shù)據(jù)流量將以每年翻番的速度增長，在2008年和2013年之間增長66倍，年復(fù)合增長率(CAGR)達131%。拉丁美洲將是所有區(qū)域中移動數(shù)據(jù)增長最快的，年復(fù)合增長率(CAGR)達166%。

圖1.Cisco預(yù)測的移動數(shù)據(jù)流量（來源：Cisco2，2009年）

某種程度上講，每個移動用戶對這些顯著增長的數(shù)據(jù)都有貢獻，他們在十年間（從2005至2015年）產(chǎn)生了約450倍的流量增長。其主要原因在于筆記本的更高配置和擁有高速、高質(zhì)量視頻的下一代手機的適用性。例如，一部高端手機（如iPhone或黑莓）能產(chǎn)生比30部基本功手機更大的數(shù)據(jù)流量。而且很多歐洲移動運營商通過提供價格和速度可媲美固定寬帶的移動寬帶服務(wù)鼓勵用戶消費更多網(wǎng)絡(luò)帶寬。

視頻對吞吐量的影響

顯然，LTE是為應(yīng)對網(wǎng)絡(luò)流量巨大增長而定義。LTE期望實現(xiàn)目前3G/HSPA網(wǎng)絡(luò)3頻譜效率的2至4倍，3這是大范圍新服務(wù)所需的增長。單論呼叫服務(wù)，當(dāng)用戶從純語音向視頻呼叫轉(zhuǎn)變時，網(wǎng)絡(luò)節(jié)點背板的吞吐量則大約需增加四倍，如圖2所示。在此例中，未來網(wǎng)絡(luò)節(jié)點將要求從5Gbps增加到20Gbps背板，即便它們未觸及數(shù)據(jù)包。為下一代網(wǎng)絡(luò)鋪平道路，從10G到40G過渡將會讓背板吞吐量提高四倍。

圖2.視頻要求更大帶寬

視頻服務(wù)增長將成為移動運營商評估新投資的框架?？紤]的新的視頻使用情形很多，如用戶一邊觀看體育館現(xiàn)場直播的比賽，一邊將另一個視頻下載到手機。體育迷希望同時密切關(guān)注周六下午播放的多個歐洲足球比賽或者美國的NCAA籃球聯(lián)賽。

遷移到40G-LTE

電信和IP網(wǎng)絡(luò)的結(jié)合以及帶寬饑渴服務(wù)和應(yīng)用的持續(xù)增長，推動了對新標(biāo)準(zhǔn)、技術(shù)和平臺的需求。這種趨勢推動了LTE標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展，它為延時敏感應(yīng)用（如語音和視頻下載）提供了必需的帶寬。這些以及其他大量創(chuàng)新媒體的應(yīng)用將需要50Mbps至100Mbps的上行和下行數(shù)據(jù)傳輸速度。

LTE提供比其前代產(chǎn)品更高的吞吐量（如，四倍的更高下行速度和幾乎八倍的上行速度）、高速數(shù)據(jù)包訪問(HSPA)，如圖3所示。HSPA（高速數(shù)據(jù)包訪問）一種由全球使用GSM的移動運營商提供的高速3G數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)服務(wù)。而且，LTE具有更好的設(shè)備邊緣性能、改善的等待時間和更低的每GB成本，同時為更多用戶提供更高質(zhì)量服務(wù)(QoS)。

圖3.3G和4G移動網(wǎng)絡(luò)的高峰吞吐量

LTE也預(yù)期不久以后將主要通過固定技術(shù)迎合寬帶市場的需求，這是因為固定技術(shù)可提供具有競爭力的數(shù)據(jù)速率，協(xié)助運營商增加用戶群。提供輕松的遷移路徑，LTE也是3GPP和CDMA運營商的共同目標(biāo)，并形成了多種技術(shù)的結(jié)合。

絕大多數(shù)TEM提出的問題是，實施40G-LTE支持平臺需要多久時間。時不我待；到2013年全球移動流量可望增加超過十倍。2全部從頭開始，完成新平臺建設(shè)將需要三年時間，這只會錯過上述的所有發(fā)展機會。通過應(yīng)用ATCA，TEM可能節(jié)省一至兩年的開發(fā)時間，并可在一年內(nèi)部署，因此，可以把握住主要市場時機。于擁有向后兼容ATCA解決方案（如在相鄰側(cè)欄中介紹的RadiSysATCA4.0平臺）的TEM而言，要實現(xiàn)在2010年底之前開始銷售40G設(shè)備，其所處的位置還是很好的。

RADISYSATCA4.0平臺

當(dāng)TEM專注于構(gòu)建下一代網(wǎng)絡(luò)元件時，他們需要能提供下一代交換能力、電源和散熱系統(tǒng)以及能支持高帶寬應(yīng)用（如LTE、WiMAX、femtocell網(wǎng)關(guān)和視頻）的平臺。滿足這些要求，RadiSysATCA4.0平臺基于公司的第四代先進TCA(ATCA)產(chǎn)品，確保向ATCA4.0環(huán)境平穩(wěn)而經(jīng)濟地過渡。

RadiSysATCA4.0產(chǎn)品是高度可伸縮和密集的產(chǎn)品，它對10G組件的交換和處理能力提供四倍的性能改進。RadiSysATCA4.0平臺包括在下一代4G網(wǎng)絡(luò)中部署的一個40G機架、40G交換機和10GBASE–KR/40GBASE–KR4功能背板。40G機架含有改進的單插槽電源以及配合40G背板連續(xù)性的散熱能力。40G交換機具有行業(yè)驗證過的交換機管理軟件并提供更高的I/O密度和到節(jié)點槽的本地40G交換機。重復(fù)使用交換機管理軟件可保證API接入的一致性，從而實現(xiàn)了對已在現(xiàn)有10G交換機中開發(fā)的任何系統(tǒng)的重復(fù)使用。

向40G邁進

對于TEM而言，改造10G系統(tǒng)來應(yīng)對40G是幾乎不可能的，除非系統(tǒng)是為容納更快背板和交換組件而設(shè)計。TEM或許可以通過軟件升級添加LTE所需功能延長使用壽命，但這不是通向40G的途徑。從頭開始構(gòu)建定制、性能優(yōu)化、基于標(biāo)準(zhǔn)的40G解決方案的成本可能過高，尤其是在預(yù)算受限的今日經(jīng)濟環(huán)境中?；蛘?，TEM可使用商用現(xiàn)成(COTS)ATCA組件設(shè)計系統(tǒng)來減少開發(fā)時間，甚至可在開發(fā)周期后期進行產(chǎn)品決策，因為如RadiSys這樣的供應(yīng)商已經(jīng)在40G上轉(zhuǎn)并了財務(wù)和技術(shù)風(fēng)險。

為40G選擇一個ATCA平臺時，電信設(shè)備開發(fā)商應(yīng)強調(diào)：

1.具有驗證過的背板和先進交換的經(jīng)全面驗證的40G平臺。

2.更低帶寬要求的10G元素的向后兼容性。

3.預(yù)驗證40G和10G組件以避免互操作性問題。

4.為平臺提供大量合作伙伴生態(tài)系統(tǒng)支持以協(xié)助將部署時間從3年減少到1年。

對于從可升級至40G的10G平臺開始的TEM而言，過渡到40G更加容易。如果10G資產(chǎn)是向后兼容的，則TEM可從投資保護中獲益，因為這允許他們在40G機架中部署10G資產(chǎn)。向后兼容性的保證是作為RadiSys的系統(tǒng)集成測試的組成部分提供的。除了硬件，平臺和刀片服務(wù)器管理軟件也需要向后兼容，這可進一步減少開發(fā)、測試和認(rèn)證時間。向后兼容性提供了基于客戶需求分階段部署40G的靈活性。

40G部署模式

使用RadiSysATCA4.0平臺，為40G作準(zhǔn)備的TEM可立即開始部署，平臺由40G機架、40G背板和高級散熱系統(tǒng)組成，如圖4所示。平臺和刀片服務(wù)器軟件支持10G和40G刀片服務(wù)器，且RadiSys生態(tài)系統(tǒng)已經(jīng)為40G建立了產(chǎn)品藍圖支持。在此階段中，平臺如10G系統(tǒng)一樣可完全部署。

圖4.40G部署階段

2010年，現(xiàn)有的和新的RadiSysATCA4.0系統(tǒng)可輕松進行40G交換更新。同樣，也可能用配有更快的處理器、具有持續(xù)數(shù)據(jù)流的新40G功能刀片服務(wù)器來升級節(jié)點刀片服務(wù)器以支持10G至40G接口。

升級至40G交換維護了軟件和硬件組件的可重復(fù)使用性，因此，保護了之前的投資。平臺和刀片服務(wù)器管理軟件原樣保留，只需要重新驗證。開發(fā)者可能需要改變一些鏈接到軟件模塊的庫，然而，從10G到40G的遷移相對而言是輕松的?？偠灾?，較之修改上一代系統(tǒng)或從頭開始開發(fā)新系統(tǒng)而言，利用RadiSysATCA4.0平臺可為TEM提供更快的上市時間、更少的風(fēng)險、更低的開發(fā)成本和更大的靈活性。

經(jīng)驗至關(guān)重要

RadiSys是10G平臺公認(rèn)的行業(yè)領(lǐng)導(dǎo)者，它實施最新的運算(CPU)、交換、媒體處理和數(shù)據(jù)包處理技術(shù)。為40G（圖5）而準(zhǔn)備，RadiSys自覺作出了讓其現(xiàn)有客戶走在一起的決定，并保證了走向未來的安全道路。

圖5.RadiSysPromentumATCASys-6016

沒有軟件，所有平臺都不算完整的平臺。RadiSys通過其自有軟件以及其他行業(yè)領(lǐng)先者的軟件使該平臺更加完整。所有這些組件都預(yù)先經(jīng)過了健全的集成測試，從而讓RadiSys及其合作伙伴為TEM顯著地減少了開發(fā)時間和風(fēng)險。例如，貨架管理（配合HPI）、刀片服務(wù)器管理和電信級Linux都包含在此平臺管理套件中，如圖6所示。

圖6.RadiSys生態(tài)系統(tǒng)合作伙伴

不斷前進

作為領(lǐng)先者利用經(jīng)驗和知識來正確預(yù)測需求。一馬當(dāng)先，RadiSys是SYS-601010G平臺的領(lǐng)跑者。基于經(jīng)驗構(gòu)筑，RadiSys正在通過RadiSysATCA4.0平臺引領(lǐng)發(fā)展道路。但設(shè)計精良的平臺僅僅是成功的一個必要條件，RadiSys已經(jīng)集合了其他關(guān)鍵元件，這些元件集成了生態(tài)系統(tǒng)合作伙伴的軟件并使用下一代處理器板。進一步保護TEM之前的投資，所有現(xiàn)有的10G處理器板將得到驗證并在40G平臺上運行?，F(xiàn)在，我們在競爭中保持領(lǐng)先并在下一代移動網(wǎng)絡(luò)的上升通道上取得成功就有了堅實的保障。

有關(guān)RadiSysATCA4.0平臺詳情，請訪問

http://www.radisys.com/atca4-0.html。

參考：

1 LTE代表未來的演進，第四代(4G)移動帶寬標(biāo)準(zhǔn)。

2 來源：來源：Cisco可視網(wǎng)絡(luò)指數(shù)：預(yù)測和方法，2008-201來自2009年6月9日，見：
http://www.cisco.com/en/US/solutions/collateral/ns341/ns525/ns537/ns705/ns827/white_paper_c11-520862.html。

3 來源： http://www.nokia.com/NOKIA_COM_1/Press/Press_Events/Nokia_Technology_Media_Briefing/LTE_Press_Backgrounder.pdf,pg1。