劃世紀通訊革命:CompactPCI寬頻通訊平臺
——新一代寬頻電信網絡建設最佳選擇
陳正坤 凌華科技全球行銷項目經理 2003/04/07
電信業(yè)者近年來遇到史無前例激烈的挑戰(zhàn)，從傳統(tǒng)政府保護的藩籬解禁面對市場自由競爭機制的考驗，從以語音服務為主要范疇轉型到以數據業(yè)務為主的戰(zhàn)場。電信市場日益激烈的競爭促使服務供貨商要不斷更新，開發(fā)增強型、有附加價值及競爭力的應用，同時必須在成本與推出市場速度間取的平衡。CompactPCI開放式標準架構很好的平衡了業(yè)界標準、硬件、操作系統(tǒng)、應用開發(fā)工具，能快速有效開發(fā)高利潤的電信增值服務，同時使傳統(tǒng)以專有軟硬件架構為主的電信建設轉型，能享受開放系統(tǒng)帶來成本大幅降低及大眾化業(yè)界標準操作系統(tǒng)的好處。這一轉變讓設備及服務供貨商找到了數以百萬計的開發(fā)者，并開始采用具高可靠性、高擴展性和高性能的CompactPCI寬頻通訊平臺。
CompactPCI 寬頻通訊平臺濫觴
自從PICMG于1994提出CompactPCI標準，解決多年來電信系統(tǒng)工程師與設備制造商面臨的棘手問題-傳統(tǒng)電信設備總線如VME(Versa
Module Eurocard)與工業(yè)標準PCI(Peripheral Component Interconnect)總線不兼容問題，多年來PICMG組織已有超過400家世界級電信/計算機大廠加入如Motorola,
Lucent, Sun, HP, Dialogic, Natural Microsystem等等共同制定并遵循CompactPCI規(guī)范，因CompactPCI完整融合了計算機與工業(yè)設備諸多已經過廣泛驗證的標準.CompactPCI為傳統(tǒng)總線加值，使電信設備具有高效能及如同專屬架構般的高可靠度，同時享受PCI標準帶來的規(guī)模經濟。CompactPCI的好處包括：
標準外觀(Form Factor)
3U and 6U，極易與使用Eurocard-based的設備整合。
高效能
32bit/33MHZ可達133MB/sec,64Bit/66MHZ可達266 MB/sec。
高擴充性
透過橋接技術(Bridge)可支持最多256 PCI Bus同時運作。
高可靠度
適用惡劣環(huán)境,抗干擾,熱插拔,前插式易維修,防震,低功耗等,局部故障對服務運行沒有影響。
易管理
自我偵錯，自動config等簡化管理成本。
快速推出市場
CompactPCI基于現有PCI標準，可被眾多以PCI開發(fā)之解決方案,業(yè)界標準的操作系統(tǒng)及設備供貨商支持，加速研發(fā)而快速上市，搶得先機。
因此，CompactPCI除了廣泛應用在電信設備、計算機電話整合(Computer Telephony) ，也適合實時系統(tǒng)控制(Real Time
Machine Control)、產業(yè)自動化、實時數據采集(Real-Time Data Acquisition)、軍事系統(tǒng)等需要高速運算、模塊化及高可靠度、可長期使用的應用。CompactPCI極致的高頻寬特別適合電信網絡所需高速數據傳輸，如Router、Server,、Switch等的特性，使CompactPCI由前臺應用走進電信局端扮演更重要的角色。
CompactPCI 寬頻通訊平臺在電信領域的應用
IP與寬頻的興起使新一代網絡必然是集語音、數據、影音、服務業(yè)務于一體的全新IP寬頻架構，同時在有線及無線實體媒介皆能同時運作。建構新一代網絡的挑戰(zhàn)在于如何將現有網絡架構轉變成能提供多種服務的異質化環(huán)境，同時又能以單一控制系統(tǒng)來管理網絡！服務供貨商已清楚意識到：加值服務業(yè)務將成為Operators與競爭者差異化而立于不敗之地的主要勝出點！如視訊會議
(Video Conferencing)、隨選視訊(Video Streaming)、Unified Messaging等應用似乎被視為有潛力的收益來源而被服務供貨商大力推廣著。問題就來了！為了讓使用者能輕易在單一設備上溝通聲音影像，服務提供者須以極高的成本運營兩種網絡：傳統(tǒng)以聲音為主的網絡及能提供多媒體的IP網絡。為了降低成本及有效運作，『寬頻通訊平臺』的出現便以網關(Gateway)的形式扮演接口，同時支持IP網絡及傳統(tǒng)以SS7為主的PSTN(Public
Switched Telephone Network)的溝通。
結合語音與數據的網關
傳統(tǒng)的語音連結是直接將訊號與局端的Class 5 交換機連接，在撥號音之號，收集所撥號碼及分析使用者需求(如國際電話,長途電話等)而后接通，在新一代網絡架構中，使用者的訊號不會直接與Class
5連接，而是先經過軟交換"Softswitch" ，由軟交換先判定此需求服務的性質，然后再將服務需求轉介至封包交換網絡(Packet-Switching
Network) ，或傳統(tǒng)由SS7構建的語音網絡。因此，在不損壞傳統(tǒng)語音網絡穩(wěn)定運作而又能快速建置整合新一代IP通訊基礎建設，『寬頻通訊平臺』便成了網絡設備供貨商及電信系統(tǒng)業(yè)者最佳解決方案！
CompactPCI寬頻通訊平臺正是在新一代寬頻網絡建設強烈需求下孕育而生的。CompactPCI寬頻通訊平臺與架構在CompactPCI
標準之眾多解決方案，使設備供貨商與服務供貨商能根據自己需要，結合IP、ATM、IN、TDM眾家之長，建設開放式電信等級的寬頻網絡架構，不但降低網絡建設及運行維護成本，更能快速提供新加值服務、搶占新市場、滿足用戶不斷變化的需求。CompactPCI寬頻通訊平臺除了加快網絡基礎建設的建置速度，更提供具彈性、可靠性及擴充性的網絡運算解決方案，發(fā)展出各種為電信服務業(yè)者所量身訂作的高密度IP運算關鍵核心。
取代商用服務器成為電信應用系統(tǒng)新寵
在硬件方面，從 CompactPCI 標準所延伸的各種體積輕巧模塊化組件，如PMC子卡彈性擴充卻不增加卡片厚度，以及搭配1U、2U、4U、8U、9U、12U等多種規(guī)格機箱選擇，適合不同應用安置在同一標準機架中便于管理，單一機箱可配置多達21組I/O，多備援的供電系統(tǒng)、服務器系統(tǒng)采用的『抽屜式』熱抽換設計、由前端進行系統(tǒng)設定、維修及熱插拔、高可靠度的無風扇式CPU、最小化MTTR(Mean
Time To Repair)等設計，均是為實現電信等級的高可靠性。
在軟件方面CompactPCI 采用開放式操作系統(tǒng)，而具備豐富驅動程序和開發(fā)工具的優(yōu)勢，不但可應用在各種實時交換應用系統(tǒng)開發(fā)，原來必須架構在大型商用服務器(如IBM、HP、SUN等等)的各種RTOS
(Real-Time OS，如Solaris、Linux、VxWorks等)上開發(fā)的舊有電信應用系統(tǒng)，也能夠輕易移植到CompactPCI平臺上，享受新一代CompactPCI寬頻通訊平臺帶來的低成本經濟效益及快速上市的優(yōu)勢，如計費系統(tǒng)(Billing
System)、Unified Messaging、串流服務器(Streaming Server)等。
因此，CompactPCI寬頻通訊平臺是新一代電信網絡建設最佳選擇，不但適合新一代寬頻網絡建設整合傳統(tǒng)語音網絡及IP數據網絡，更逐漸取代傳統(tǒng)商用伺服主機在電信應用中的地位。常見的應用有：各種基地臺控制系統(tǒng)(BSC:
Base Station Controller)、無線網絡控制系統(tǒng)(MSC: Mobile Switch Center)、軟交換(SoftSwitch)、多媒體IP網關器、遠程訪問、SS7網關器、信號傳送端點系統(tǒng)、計算機電話整合(CTI)、IP電話、VOIP,WAN/MAN跨接連線、光纖交換解決方案、整合訊息(Unified
Messaging)、計費系統(tǒng)、地址服務(Location-based Service)、Internet存取服務等不勝枚舉。茲將常見CompactPCI在電信領域應用整理如下表：
應用案例：CompactPCI寬頻通訊平臺應用在VoIP Gateway
如圖一所示，CompactPCI寬頻通訊平臺應用在VoIP Gateway，扮演串聯傳統(tǒng)PSTN網絡與新一代IP Network的溝通橋梁，使服務供貨商能快速輕易整合運營兩種網絡，而使用者在不需改變使用習慣及設備下，即能享受到低廉的新費率所帶來的新服務。典型應用服務包括IP電話、IP傳真、Unified
Messaging、IP Call Center、Internet Call Waiting等。IP Gateway是任何VoIP的核心并至少提供以下五個基本功能：
1. 與PBS,PSTN或其它電話接的接口
2. 基本呼叫處理功能
3. 實時(Real-Time)語音壓縮與解壓縮
4. 對壓縮的語音封包與解封包
5. 與IP網絡的接口
一些IP Gateway還可以提供其它的功能包括：IVR(Interactive Voice Response)、計費(Billing)等。
如何實現如此多功能的IP Gateway如圖二架構，在CompactPCI標準的背板上，整合了計算機電話領域常用的標準H.110 bus，提供冗余時鐘支持熱插拔板卡如VoIP、FoIP、T1/E1
等功能，這些都是應用開發(fā)商基于CompactPCI及H.110標準所開發(fā)現成的解決方案(Off-The-Shelf) ，同時具有電信等級CompactPCI標準的高可靠度特征。
熱插拔
過去只有在昂貴的專屬系統(tǒng)中才有的功能，能在正運行中的系統(tǒng)拔出或插入功能板卡而不影響系統(tǒng)其它部位運作，實現高可用性及便利擴充性。
備援供電及負載平衡
如圖三，CompactPCI機箱備有熱備份電源及風扇，電源自動負載平衡，降低故障發(fā)生率。
備援CPU配置
使更換故障CPU不影響系統(tǒng)正常運作。保持故障局部化，同時有備份的資源，能馬上替代，故障排除時間不超過秒單位，達到『99.999%』電信級高可用性。
結論
建立在開放,可程序化(Programmable)的高可用性CompactPCI結構已成為新一代電信網絡建設的核心，設備供貨商及服務供貨商對這整種解決方案的需求日益殷切，標準的發(fā)展使開發(fā)商的產品都與CompactPCI開放式平臺兼容，設備供貨商及服務供貨商可以在廣泛的產品中選擇，并享受競爭開放市場帶來的低成本優(yōu)勢，彈性與快速上市多重優(yōu)勢。如圖四，依據RTC
Magazine 估計，CompactPCI市場將由1999年的美金$350 Million成長到2003年的美金$3200 Million，年復合成長率高達45.6%，其中又以2002年至2003年最大幅成長。CompactPCI為工業(yè)計算機產業(yè)開拓了一個以往傳統(tǒng)工業(yè)計算機無法應用的新市場，而CompactPCI需針對電信等級應用提供高可靠度及達到嚴苛高品質要求，卻又為傳統(tǒng)工業(yè)計算機廠商豎立高進入障礙，因此，目前能提供電信級CompactPCI寬頻通訊平臺幾為國外廠商，如Motorola、Ziatech、Force
Computer等，而亞洲目前則有凌華(ADLINK TECHNOLOGY INC.)為CompactPCI領導廠商。設備供貨商及服務供貨商在選擇CompactPCI寬頻通信平臺供貨商時，除了需具備堅強研發(fā)能力，高品質的制造能力(如6
sigma、世界級通訊大廠認證等)、是否能快速提供滿足客制化需求的產品更是關鍵，畢竟沒有一家供貨商能接受提供客戶完全沒有差異化的產品。CompactPCI寬頻通訊平臺帶來的劃世紀通訊革命將是新一代電信網絡設備應商及運營商的最佳選擇。
凌華科技供稿 CTI論壇編輯
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