RadiSys：从10G向40G平稳过渡
发布时间：2010-05-20 14:33:22 热度：2178
5/20/2010,尽管经济低迷，移动数据和视频服务的使用量依然在显著增长。作为 4G 组成部分，当移动网络部署了更快的有效访问速度时，这样的增长必将加速发展。更快的访问速度将对整个网络所需的带宽产生雪球效应。基于先进 TCA(ATCA) 进行蓝图构建的电信设备制造商 (TEM) 可选择将其平台从 10G 轻松过渡到 40G 来提供更大网络带宽。在专为此过渡设计的 40G ATCA 系统中，可轻松地重复使用他们现有的 10G 资产(如刀片服务器和软件)。RadiSys ATCA 4.0 平台正是为此而设计。该平台不仅仅提供了 ATCA 上市时间的优势，还可以保护投资，让 TEM 以其自己的节奏享受系统迁移的过程。
然而，对于没有为 40G 设定产品蓝图的 TEM 而言，情况则有些麻烦。首先，通过软件增加功能以支持下一代标准大概可行，如 LTE.1。但是由于过时的平台架构，系统逐渐会出现容量不足，无法提供最佳性能的问题。长远来看，这种方式对于应对 2012 年及此后预期的爆炸式移动网络流量的增长是捉襟见肘的。我们需要的是具有高速交换能力的真正 40G 系统，无需强制软件和硬件升级，即可调适原先的 10G 组件。
爆炸式增长的移动视频需求
对移动流量进行预测之后，不大可能过高估计未来移动数据需求。移动视频尤为如此 — 最快发展部分 — 占 2013 年整个流量的 64%，如图 1 所示。就全球而言，至 2013年，移动数据流量将以每年翻番的速度增长，在 2008 年和 2013 年之间增长 66 倍，年复合增长率 (CAGR) 达 131%。拉丁美洲将是所有区域中移动数据增长最快的，年复合增长率 (CAGR) 达 166%。
图 1. Cisco 预测的移动数据流量(来源：Cisco2，2009 年)
某种程度上讲，每个移动用户对这些显著增长的数据都有贡献，他们在十年间(从 2005 至 2015 年)产生了约 450 倍的流量增长。其主要原因在于笔记本的更高配置和拥有高速、高质量视频的下一代手机的适用性。例如，一部高端手机(如 iPhone 或黑莓)能产生比 30 部基本功手机更大的数据流量。而且很多欧洲移动运营商通过提供价格和速度可媲美固定宽带的移动宽带服务鼓励用户消费更多网络带宽。
视频对吞吐量的影响
显然，LTE 是为应对网络流量巨大增长而定义。LTE 期望实现目前 3G/HSPA 网络3频谱效率的 2 至 4 倍，3 这是大范围新服务所需的增长。单论呼叫服务，当用户从纯语音向视频呼叫转变时，网络节点背板的吞吐量则大约需增加四倍，如图 2 所示。在此例中，未来网络节点将要求从 5Gbps 增加到 20 Gbps 背板，即便它们未触及数据包。为下一代网络铺平道路，从 10G 到 40G 过渡将会让背板吞吐量提高四倍。
图2. 视频要求更大带宽
视频服务增长将成为移动运营商评估新投资的框架。考虑的新的视频使用情形很多，如用户一边观看体育馆现场直播的比赛，一边将另一个视频下载到手机。体育迷希望同时密切关注周六下午播放的多个欧洲足球比赛或者美国的 NCAA 篮球联赛。
迁移到 40G-LTE
电信和IP网络的结合以及带宽饥渴服务和应用的持续增长，推动了对新标准、技术和平台的需求。这种趋势推动了 LTE 标准的发展，它为延时敏感应用(如语音和视频下载)提供了必需的带宽。这些以及其他大量创新媒体的应用将需要 50 Mbps 至 100 Mbps 的上行和下行数据传输速度。
LTE提供比其前代产品更高的吞吐量(如，四倍的更高下行速度和几乎八倍的上行速度)、高速数据包访问(HSPA)，如图 3 所示。HSPA(高速数据包访问)一种由全球使用 GSM 的移动运营商提供的高速 3G 数字数据服务。而且，LTE 具有更好的设备边缘性能、改善的等待时间和更低的每 GB 成本，同时为更多用户提供更高质量服务 (QoS)。
图 3. 3G 和 4G 移动网络的高峰吞吐量
LTE 也预期不久以后将主要通过固定技术迎合宽带市场的需求，这是因为固定技术可提供具有竞争力的数据速率，协助运营商增加用户群。提供轻松的迁移路径，LTE 也是 3GPP 和 CDMA 运营商的共同目标，并形成了多种技术的结合。
绝大多数 TEM 提出的问题是，实施 40G-LTE 支持平台需要多久时间。时不我待;到 2013 年全球移动流量可望增加超过十倍。2 全部从头开始，完成新平台建设将需要三年时间，这只会错过上述的所有发展机会。通过应用 ATCA，TEM 可能节省一至两年的开发时间，并可在一年内部署，因此，可以把握住主要市场时机。于拥有向后兼容 ATCA 解决方案(如 在相邻侧栏中介绍的 RadiSys ATCA 4.0 平台)的 TEM 而言，要实现在 2010 年底之前开始销售 40G 设备，其所处的位置还是很好的。
RADISYS ATCA 4.0 平台
当TEM专注于构建下一代网络元件时，他们需要能提供下一代交换能力、电源和散热系统以及能支持高带宽应用(如LTE、WiMAX、femtocell 网关和视频)的平台。满足这些要求，RadiSys ATCA 4.0 平台基于公司的第四代先进TCA (ATCA)产品，确保向ATCA 4.0环境平稳而经济地过渡。
RadiSys ATCA 4.0 产品是高度可伸缩和密集的产品，它对 10G 组件的交换和处理能力提供四倍的性能改进。RadiSys ATCA 4.0 平台包括在下一代 4G 网络中部署的一个 40G 机架、40G 交换机和 10GBASE–KR/40GBASE–KR4 功能背板。40G 机架含有改进的单插槽电源以及配合 40G 背板连续性的散热能力。40G 交换机具有行业验证过的交换机管理软件并提供更高的 I/O 密度和到节点槽的本地 40G 交换机。重复使用交换机管理软件可保证 API 接入的一致性，从而实现了对已在现有 10G 交换机中开发的任何系统的重复使用。
向 40G 迈进
对于TEM而言，改造10G系统来应对 40G 是几乎不可能的，除非系统是为容纳更快背板和交换组件而设计。TEM 或许可以通过软件升级添加 LTE 所需功能延长使用寿命，但这不是通向 40G 的途径。从头开始构建定制、性能优化、基于标准的 40G 解决方案的成本可能过高，尤其是在预算受限的今日经济环境中。或者，TEM 可使用商用现成 (COTS) ATCA 组件设计系统来减少开发时间，甚至可在开发周期后期进行产品决策，因为如 RadiSys 这样的供应商已经在 40G 上转并了财务和技术风险。
为40G 选择一个 ATCA 平台时，电信设备开发商应强调：
1. 具有验证过的背板和先进交换的经全面验证的 40G 平台。
2. 更低带宽要求的 10G 元素的向后兼容性。
3. 预验证 40G 和 10G 组件以避免互操作性问题。
4. 为平台提供大量合作伙伴生态系统支持以协助将部署时间从 3 年减少到 1 年。
对于从可升级至 40G 的 10G 平台开始的 TEM 而言，过渡到 40G 更加容易。如果 10G 资产是向后兼容的，则 TEM 可从投资保护中获益，因为这允许他们在 40G 机架中部署 10G 资产。向后兼容性的保证是作为 RadiSys 的系统集成测试的组成部分提供的。除了硬件，平台和刀片服务器管理软件也需要向后兼容，这可进一步减少开发、测试和认证时间。向后兼容性提供了基于客户需求分阶段部署 40G的灵活性。
40G 部署模式
使用RadiSys ATCA 4.0 平台，为 40G 作准备的 TEM 可立即开始部署，平台由 40G 机架、40G 背板和高级散热系统组成，如图 4 所示。平台和刀片服务器软件支持 10G 和 40G 刀片服务器，且 RadiSys 生态系统已经为 40G 建立了产品蓝图支持。在此阶段中，平台如 10G 系统一样可完全部署。
图 4. 40G 部署阶段
2010 年，现有的和新的 RadiSys ATCA 4.0 系统可轻松进行 40G 交换更新。同样，也可能用配有更快的处理器、具有持续数据流的新 40G 功能刀片服务器来升级节点刀片服务器以支持 10G 至 40G 接口。
升级至 40G 交换维护了软件和硬件组件的可重复使用性，因此，保护了之前的投资。平台和刀片服务器管理软件原样保留，只需要重新验证。开发者可能需要改变一些链接到软件模块的库，然而，从 10G 到 40G 的迁移相对而言是轻松的。总而言之，较之修改上一代系统或从头开始开发新系统而言，利用 RadiSys ATCA 4.0 平台可为 TEM 提供更快的上市时间、更少的风险、更低的开发成本和更大的灵活性。
经验至关重要
RadiSys 是 10G 平台公认的行业领导者，它实施最新的运算 (CPU) 、交换、媒体处理和数据包处理技术。为 40G(图 5)而准备，RadiSys自觉 作出了让其现有客户走在一起的决定，并保证了走向未来的安全道路。
图 5. RadiSys Promentum ATCA Sys-6016
没有软件，所有平台都不算完整的平台。RadiSys 通过其自有软件以及其他行业领先者的软件使该平台更加完整。所有这些组件都预先经过了健全的集成测试，从而让 RadiSys 及其合作伙伴为 TEM 显著地减少了开发时间和风险。例如，货架管理(配合 HPI)、刀片服务器管理和电信级 Linux 都包含在此平台管理套件中，如图 6所示。
图 6. RadiSys 生态系统合作伙伴
不断前进
作为领先者利用经验和知识来正确预测需求。一马当先，RadiSys 是 SYS-6010 10G 平台的领跑者。基于经验构筑，RadiSys 正在通过 RadiSys ATCA 4.0 平台引领发展道路。但设计精良的平台仅仅是成功的一个必要条件，RadiSys 已经集合了其他关键元件，这些元件集成了生态系统合作伙伴的软件并使用下一代处理器板。进一步保护 TEM 之前的投资，所有现有的 10G 处理器板将得到验证并在 40G 平台上运行。现在，RadiSys在竞争中保持领先并在下一代移动网络的上升通道上取得成功就有了坚实的保障。
然而，对于没有为 40G 设定产品蓝图的 TEM 而言，情况则有些麻烦。首先，通过软件增加功能以支持下一代标准大概可行，如 LTE.1。但是由于过时的平台架构，系统逐渐会出现容量不足，无法提供最佳性能的问题。长远来看，这种方式对于应对 2012 年及此后预期的爆炸式移动网络流量的增长是捉襟见肘的。我们需要的是具有高速交换能力的真正 40G 系统，无需强制软件和硬件升级，即可调适原先的 10G 组件。
爆炸式增长的移动视频需求
对移动流量进行预测之后，不大可能过高估计未来移动数据需求。移动视频尤为如此 — 最快发展部分 — 占 2013 年整个流量的 64%，如图 1 所示。就全球而言，至 2013年，移动数据流量将以每年翻番的速度增长，在 2008 年和 2013 年之间增长 66 倍，年复合增长率 (CAGR) 达 131%。拉丁美洲将是所有区域中移动数据增长最快的，年复合增长率 (CAGR) 达 166%。
图 1. Cisco 预测的移动数据流量(来源：Cisco2，2009 年)
某种程度上讲，每个移动用户对这些显著增长的数据都有贡献，他们在十年间(从 2005 至 2015 年)产生了约 450 倍的流量增长。其主要原因在于笔记本的更高配置和拥有高速、高质量视频的下一代手机的适用性。例如，一部高端手机(如 iPhone 或黑莓)能产生比 30 部基本功手机更大的数据流量。而且很多欧洲移动运营商通过提供价格和速度可媲美固定宽带的移动宽带服务鼓励用户消费更多网络带宽。
视频对吞吐量的影响
显然，LTE 是为应对网络流量巨大增长而定义。LTE 期望实现目前 3G/HSPA 网络3频谱效率的 2 至 4 倍，3 这是大范围新服务所需的增长。单论呼叫服务，当用户从纯语音向视频呼叫转变时，网络节点背板的吞吐量则大约需增加四倍，如图 2 所示。在此例中，未来网络节点将要求从 5Gbps 增加到 20 Gbps 背板，即便它们未触及数据包。为下一代网络铺平道路，从 10G 到 40G 过渡将会让背板吞吐量提高四倍。
图2. 视频要求更大带宽
视频服务增长将成为移动运营商评估新投资的框架。考虑的新的视频使用情形很多，如用户一边观看体育馆现场直播的比赛，一边将另一个视频下载到手机。体育迷希望同时密切关注周六下午播放的多个欧洲足球比赛或者美国的 NCAA 篮球联赛。
迁移到 40G-LTE
电信和IP网络的结合以及带宽饥渴服务和应用的持续增长，推动了对新标准、技术和平台的需求。这种趋势推动了 LTE 标准的发展，它为延时敏感应用(如语音和视频下载)提供了必需的带宽。这些以及其他大量创新媒体的应用将需要 50 Mbps 至 100 Mbps 的上行和下行数据传输速度。
LTE提供比其前代产品更高的吞吐量(如，四倍的更高下行速度和几乎八倍的上行速度)、高速数据包访问(HSPA)，如图 3 所示。HSPA(高速数据包访问)一种由全球使用 GSM 的移动运营商提供的高速 3G 数字数据服务。而且，LTE 具有更好的设备边缘性能、改善的等待时间和更低的每 GB 成本，同时为更多用户提供更高质量服务 (QoS)。
图 3. 3G 和 4G 移动网络的高峰吞吐量
LTE 也预期不久以后将主要通过固定技术迎合宽带市场的需求，这是因为固定技术可提供具有竞争力的数据速率，协助运营商增加用户群。提供轻松的迁移路径，LTE 也是 3GPP 和 CDMA 运营商的共同目标，并形成了多种技术的结合。
绝大多数 TEM 提出的问题是，实施 40G-LTE 支持平台需要多久时间。时不我待;到 2013 年全球移动流量可望增加超过十倍。2 全部从头开始，完成新平台建设将需要三年时间，这只会错过上述的所有发展机会。通过应用 ATCA，TEM 可能节省一至两年的开发时间，并可在一年内部署，因此，可以把握住主要市场时机。于拥有向后兼容 ATCA 解决方案(如 在相邻侧栏中介绍的 RadiSys ATCA 4.0 平台)的 TEM 而言，要实现在 2010 年底之前开始销售 40G 设备，其所处的位置还是很好的。
RADISYS ATCA 4.0 平台
当TEM专注于构建下一代网络元件时，他们需要能提供下一代交换能力、电源和散热系统以及能支持高带宽应用(如LTE、WiMAX、femtocell 网关和视频)的平台。满足这些要求，RadiSys ATCA 4.0 平台基于公司的第四代先进TCA (ATCA)产品，确保向ATCA 4.0环境平稳而经济地过渡。
RadiSys ATCA 4.0 产品是高度可伸缩和密集的产品，它对 10G 组件的交换和处理能力提供四倍的性能改进。RadiSys ATCA 4.0 平台包括在下一代 4G 网络中部署的一个 40G 机架、40G 交换机和 10GBASE–KR/40GBASE–KR4 功能背板。40G 机架含有改进的单插槽电源以及配合 40G 背板连续性的散热能力。40G 交换机具有行业验证过的交换机管理软件并提供更高的 I/O 密度和到节点槽的本地 40G 交换机。重复使用交换机管理软件可保证 API 接入的一致性，从而实现了对已在现有 10G 交换机中开发的任何系统的重复使用。
向 40G 迈进
对于TEM而言，改造10G系统来应对 40G 是几乎不可能的，除非系统是为容纳更快背板和交换组件而设计。TEM 或许可以通过软件升级添加 LTE 所需功能延长使用寿命，但这不是通向 40G 的途径。从头开始构建定制、性能优化、基于标准的 40G 解决方案的成本可能过高，尤其是在预算受限的今日经济环境中。或者，TEM 可使用商用现成 (COTS) ATCA 组件设计系统来减少开发时间，甚至可在开发周期后期进行产品决策，因为如 RadiSys 这样的供应商已经在 40G 上转并了财务和技术风险。
为40G 选择一个 ATCA 平台时，电信设备开发商应强调：
1. 具有验证过的背板和先进交换的经全面验证的 40G 平台。
2. 更低带宽要求的 10G 元素的向后兼容性。
3. 预验证 40G 和 10G 组件以避免互操作性问题。
4. 为平台提供大量合作伙伴生态系统支持以协助将部署时间从 3 年减少到 1 年。
对于从可升级至 40G 的 10G 平台开始的 TEM 而言，过渡到 40G 更加容易。如果 10G 资产是向后兼容的，则 TEM 可从投资保护中获益，因为这允许他们在 40G 机架中部署 10G 资产。向后兼容性的保证是作为 RadiSys 的系统集成测试的组成部分提供的。除了硬件，平台和刀片服务器管理软件也需要向后兼容，这可进一步减少开发、测试和认证时间。向后兼容性提供了基于客户需求分阶段部署 40G的灵活性。
40G 部署模式
使用RadiSys ATCA 4.0 平台，为 40G 作准备的 TEM 可立即开始部署，平台由 40G 机架、40G 背板和高级散热系统组成，如图 4 所示。平台和刀片服务器软件支持 10G 和 40G 刀片服务器，且 RadiSys 生态系统已经为 40G 建立了产品蓝图支持。在此阶段中，平台如 10G 系统一样可完全部署。
图 4. 40G 部署阶段
2010 年，现有的和新的 RadiSys ATCA 4.0 系统可轻松进行 40G 交换更新。同样，也可能用配有更快的处理器、具有持续数据流的新 40G 功能刀片服务器来升级节点刀片服务器以支持 10G 至 40G 接口。
升级至 40G 交换维护了软件和硬件组件的可重复使用性，因此，保护了之前的投资。平台和刀片服务器管理软件原样保留，只需要重新验证。开发者可能需要改变一些链接到软件模块的库，然而，从 10G 到 40G 的迁移相对而言是轻松的。总而言之，较之修改上一代系统或从头开始开发新系统而言，利用 RadiSys ATCA 4.0 平台可为 TEM 提供更快的上市时间、更少的风险、更低的开发成本和更大的灵活性。
经验至关重要
RadiSys 是 10G 平台公认的行业领导者，它实施最新的运算 (CPU) 、交换、媒体处理和数据包处理技术。为 40G(图 5)而准备，RadiSys自觉 作出了让其现有客户走在一起的决定，并保证了走向未来的安全道路。
图 5. RadiSys Promentum ATCA Sys-6016
没有软件，所有平台都不算完整的平台。RadiSys 通过其自有软件以及其他行业领先者的软件使该平台更加完整。所有这些组件都预先经过了健全的集成测试，从而让 RadiSys 及其合作伙伴为 TEM 显著地减少了开发时间和风险。例如，货架管理(配合 HPI)、刀片服务器管理和电信级 Linux 都包含在此平台管理套件中，如图 6所示。
图 6. RadiSys 生态系统合作伙伴
不断前进
作为领先者利用经验和知识来正确预测需求。一马当先，RadiSys 是 SYS-6010 10G 平台的领跑者。基于经验构筑，RadiSys 正在通过 RadiSys ATCA 4.0 平台引领发展道路。但设计精良的平台仅仅是成功的一个必要条件，RadiSys 已经集合了其他关键元件，这些元件集成了生态系统合作伙伴的软件并使用下一代处理器板。进一步保护 TEM 之前的投资，所有现有的 10G 处理器板将得到验证并在 40G 平台上运行。现在，RadiSys在竞争中保持领先并在下一代移动网络的上升通道上取得成功就有了坚实的保障。
