向40G 的平穩過(guò)渡

版本1.0|2010年1月

目錄

執行摘要

爆炸式增長(cháng)的移動(dòng)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(jìn)

40G部署模式

經(jīng)驗至關(guān)重要

不斷前進(jìn)

參考

執行摘要

盡管經(jīng)濟低迷，移動(dòng)數據和視頻服務(wù)的使用量依然在顯著(zhù)增長(cháng)。作為4G組成部分，當移動(dòng)網(wǎng)絡(luò )部署了更快的有效訪(fǎng)問(wèn)速度時(shí)，這樣的增長(cháng)必將加速發(fā)展。更快的訪(fǎng)問(wèn)速度將對整個(gè)網(wǎng)絡(luò )所需的帶寬產(chǎn)生雪球效應?；谙冗M(jìn)TCA(ATCA)進(jìn)行藍圖構建的電信設備制造商(TEM)可選擇將其平臺從10G輕松過(guò)渡到40G來(lái)提供更大網(wǎng)絡(luò )帶寬。在專(zhuān)為此過(guò)渡設計的40GATCA系統中，可輕松地重復使用他們現有的10G資產(chǎn)（如刀片服務(wù)器和軟件）。RadiSysATCA4.0平臺正是為此而設計。該平臺不僅僅提供了ATCA上市時(shí)間的優(yōu)勢，還可以保護投資，讓TEM以其自己的節奏享受系統遷移的過(guò)程。

然而，對于沒(méi)有為40G設定產(chǎn)品藍圖的TEM而言，情況則有些麻煩。首先，通過(guò)軟件增加功能以支持下一代標準大概可行，如LTE.1。但是由于過(guò)時(shí)的平臺架構，系統逐漸會(huì )出現容量不足，無(wú)法提供最佳性能的問(wèn)題。長(cháng)遠來(lái)看，這種方式對于應對2012年及此后預期的爆炸式移動(dòng)網(wǎng)絡(luò )流量的增長(cháng)是捉襟見(jiàn)肘的。我們需要的是具有高速交換能力的真正40G系統，無(wú)需強制軟件和硬件升級，即可調適原先的10G組件。此產(chǎn)品白皮書(shū)闡述了部署40G系統迫在眉睫的原因以及RadiSys如何從10G向40G平穩過(guò)渡。爆炸式增長(cháng)的移動(dòng)視頻需求2

對移動(dòng)流量進(jìn)行預測之后，不大可能過(guò)高估計未來(lái)移動(dòng)數據需求。移動(dòng)視頻尤為如此—最快發(fā)展部分—占2013年整個(gè)流量的64%，如圖1所示。就全球而言，至2013年，移動(dòng)數據流量將以每年翻番的速度增長(cháng)，在2008年和2013年之間增長(cháng)66倍，年復合增長(cháng)率(CAGR)達131%。拉丁美洲將是所有區域中移動(dòng)數據增長(cháng)最快的，年復合增長(cháng)率(CAGR)達166%。

圖1.Cisco預測的移動(dòng)數據流量（來(lái)源：Cisco2，2009年）

某種程度上講，每個(gè)移動(dòng)用戶(hù)對這些顯著(zhù)增長(cháng)的數據都有貢獻，他們在十年間（從2005至2015年）產(chǎn)生了約450倍的流量增長(cháng)。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據流量。而且很多歐洲移動(dòng)運營(yíng)商通過(guò)提供價(jià)格和速度可媲美固定寬帶的移動(dòng)寬帶服務(wù)鼓勵用戶(hù)消費更多網(wǎng)絡(luò )帶寬。

視頻對吞吐量的影響

顯然，LTE是為應對網(wǎng)絡(luò )流量巨大增長(cháng)而定義。LTE期望實(shí)現目前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(cháng)。單論呼叫服務(wù)，當用戶(hù)從純語(yǔ)音向視頻呼叫轉變時(shí)，網(wǎng)絡(luò )節點(diǎn)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(lái)網(wǎng)絡(luò )節點(diǎn)將要求從5Gbps增加到20Gbps背板，即便它們未觸及數據包。為下一代網(wǎng)絡(luò )鋪平道路，從10G到40G過(guò)渡將會(huì )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(cháng)將成為移動(dòng)運營(yíng)商評估新投資的框架?？紤]的新的視頻使用情形很多，如用戶(hù)一邊觀(guān)看體育館現場(chǎng)直播的比賽，一邊將另一個(gè)視頻下載到手機。體育迷希望同時(shí)密切關(guān)注周六下午播放的多個(gè)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 )的結合以及帶寬饑渴服務(wù)和應用的持續增長(cháng)，推動(dòng)了對新標準、技術(shù)和平臺的需求。這種趨勢推動(dòng)了LTE標準的發(fā)展，它為延時(shí)敏感應用（如語(yǔ)音和視頻下載）提供了必需的帶寬。這些以及其他大量創(chuàng )新媒體的應用將需要50Mbps至100Mbps的上行和下行數據傳輸速度。

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）、高速數據包訪(fǎng)問(wèn)(HSPA)，如圖3所示。HSPA（高速數據包訪(fǎng)問(wèn)）一種由全球使用GSM的移動(dòng)運營(yíng)商提供的高速3G數字數據服務(wù)。而且，LTE具有更好的設備邊緣性能、改善的等待時(shí)間和更低的每GB成本，同時(shí)為更多用戶(hù)提供更高質(zhì)量服務(wù)(QoS)。

圖3.3G和4G移動(dòng)網(wǎng)絡(luò )的高峰吞吐量

LTE也預期不久以后將主要通過(guò)固定技術(shù)迎合寬帶市場(chǎng)的需求，這是因為固定技術(shù)可提供具有競爭力的數據速率，協(xié)助運營(yíng)商增加用戶(hù)群。提供輕松的遷移路徑，LTE也是3GPP和CDMA運營(yíng)商的共同目標，并形成了多種技術(shù)的結合。

絕大多數TEM提出的問(wèn)題是，實(shí)施40G-LTE支持平臺需要多久時(shí)間。時(shí)不我待；到2013年全球移動(dòng)流量可望增加超過(guò)十倍。2全部從頭開(kāi)始，完成新平臺建設將需要三年時(shí)間，這只會(huì )錯過(guò)上述的所有發(fā)展機會(huì )。通過(guò)應用ATCA，TEM可能節省一至兩年的開(kāi)發(fā)時(shí)間，并可在一年內部署，因此，可以把握住主要市場(chǎng)時(shí)機。于擁有向后兼容ATCA解決方案（如在相鄰側欄中介紹的RadiSysATCA4.0平臺）的TEM而言，要實(shí)現在2010年底之前開(kāi)始銷(xiāo)售40G設備，其所處的位置還是很好的。

RADISYSATCA4.0平臺

當TEM專(zhuān)注于構建下一代網(wǎng)絡(luò )元件時(shí)，他們需要能提供下一代交換能力、電源和散熱系統以及能支持高帶寬應用（如LTE、WiMAX、femtocell網(wǎng)關(guān)和視頻）的平臺。滿(mǎn)足這些要求，RadiSysATCA4.0平臺基于公司的第四代先進(jìn)TCA(ATCA)產(chǎn)品，確保向ATCA4.0環(huán)境平穩而經(jīng)濟地過(guò)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(jìn)。RadiSysATCA4.0平臺包括在下一代4G網(wǎng)絡(luò )中部署的一個(gè)40G機架、40G交換機和10GBASE–KR/40GBASE–KR4功能背板。40G機架含有改進(jìn)的單插槽電源以及配合40G背板連續性的散熱能力。40G交換機具有行業(yè)驗證過(guò)的交換機管理軟件并提供更高的I/O密度和到節點(diǎn)槽的本地40G交換機。重復使用交換機管理軟件可保證API接入的一致性，從而實(shí)現了對已在現有10G交換機中開(kāi)發(fā)的任何系統的重復使用。

向40G邁進(jìn)

對于TEM而言，改造10G系統來(lái)應對40G是幾乎不可能的，除非系統是為容納更快背板和交換組件而設計。TEM或許可以通過(guò)軟件升級添加LTE所需功能延長(cháng)使用壽命，但這不是通向40G的途徑。從頭開(kāi)始構建定制、性能優(yōu)化、基于標準的40G解決方案的成本可能過(guò)高，尤其是在預算受限的今日經(jīng)濟環(huán)境中?；蛘?，TEM可使用商用現成(COTS)ATCA組件設計系統來(lái)減少開(kāi)發(fā)時(shí)間，甚至可在開(kāi)發(fā)周期后期進(jìn)行產(chǎn)品決策，因為如RadiSys這樣的供應商已經(jīng)在40G上轉并了財務(wù)和技術(shù)風(fēng)險。

為40G選擇一個(gè)ATCA平臺時(shí)，電信設備開(kāi)發(fā)商應強調：

1.具有驗證過(guò)的背板和先進(jìn)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.預驗證40G和10G組件以避免互操作性問(wèn)題。

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

對于從可升級至40G的10G平臺開(kāi)始的TEM而言，過(guò)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(jìn)一步減少開(kāi)發(fā)、測試和認證時(shí)間。向后兼容性提供了基于客戶(hù)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作準備的TEM可立即開(kāi)始部署，平臺由40G機架、40G背板和高級散熱系統組成，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系統一樣可完全部署。

圖4.40G部署階段

2010年，現有的和新的RadiSysATCA4.0系統可輕松進(jìn)行40G交換更新。同樣，也可能用配有更快的處理器、具有持續數據流的新40G功能刀片服務(wù)器來(lái)升級節點(diǎn)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(kāi)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或從頭開(kāi)始開(kāi)發(fā)新系統而言，利用RadiSysATCA4.0平臺可為T(mén)EM提供更快的上市時(shí)間、更少的風(fēng)險、更低的開(kāi)發(fā)成本和更大的靈活性。

經(jīng)驗至關(guān)重要

RadiSys是10G平臺公認的行業(yè)領(lǐng)導者，它實(shí)施最新的運算(CPU)、交換、媒體處理和數據包處理技術(shù)。為40G（圖5）而準備，RadiSys自覺(jué)作出了讓其現有客戶(hù)走在一起的決定，并保證了走向未來(lái)的安全道路。

圖5.RadiSysPromentumATCASys-6016

沒(méi)有軟件，所有平臺都不算完整的平臺。RadiSys通過(guò)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。所有這些組件都預先經(jīng)過(guò)了健全的集成測試，從而讓RadiSys及其合作伙伴為T(mén)EM顯著(zhù)地減少了開(kāi)發(fā)時(shí)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)系統合作伙伴

不斷前進(jìn)

作為領(lǐng)先者利用經(jīng)驗和知識來(lái)正確預測需求。一馬當先，RadiSys是SYS-601010G平臺的領(lǐng)跑者?；诮?jīng)驗構筑，RadiSys正在通過(guò)RadiSysATCA4.0平臺引領(lǐng)發(fā)展道路。但設計精良的平臺僅僅是成功的一個(gè)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)系統合作伙伴的軟件并使用下一代處理器板。進(jìn)一步保護TEM之前的投資，所有現有的10G處理器板將得到驗證并在40G平臺上運行?，F在，我們在競爭中保持領(lǐng)先并在下一代移動(dòng)網(wǎng)絡(luò )的上升通道上取得成功就有了堅實(shí)的保障。

有關(guān)RadiSysATCA4.0平臺詳情，請訪(fǎng)問(wèn)

http://www.radisys.com/atca4-0.html。

參考：

1 LTE代表未來(lái)的演進(jìn)，第四代(4G)移動(dòng)帶寬標準。

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

3 來(lái)源： http://www.nokia.com/NOKIA_COM_1/Press/Press_Events/Nokia_Technology_Media_Briefing/LTE_Press_Backgrounder.pdf,pg1。