Rambler's Top100
 
Статьи ИКС № 9 2008
Юрий ЯКШИН  Ю. БРЕТМАН  Леонид АКИНШИН  16 сентября 2008

MicroTCA: телекоммуникационный стандарт для нетелекоммуникационных приложений

Закрепившись на периферии телеком-инфраструктуры, стандарт MicroTCA начал свою экспансию на вертикальные рынки. Если в 2006 г. продажи оборудования MicroTCA в мире составили лишь $250 тыс., то в 2008 г. они должны превысить $45 млн, а продажи 2011 г. оцениваются аналитиками на уровне $1,1 млрд. Чем привлекателен этот стандарт?

Родственные связи

MicroTCA – ответвление стандарта AdvancedTCA, ориентированного на «сверхтяжелые» приложения операторского класса (работу с чрезвычайно интенсивными потоками данных при готовности оборудования на уровне пяти-шести девяток). Такие требования предъявляются не только в телекоммуникациях, однако для других прикладных областей стоимость оборудования AdvancedTCA нередко слишком высока, и это главный фактор, ограничивающий сферу его применимости рамками телекома.

С появлением системной архитектуры MicroTCA достоинства технологии AdvancedTCA – высочайшие пропускная способность, производительность и готовность – стали доступны для широкого спектра прикладных задач. При более низкой цене оборудование MicroTCA сохраняет компактность, гибкость, удобство в использовании и другие технологические достоинства, присущие аппаратным средствам AdvancedTCA. Поэтому в последние годы MicroTCA все чаще применяется в медицинской технике, промышленных, аэрокосмических и оборонных системах.

Каждый стандарт на своем месте

В развитой иерархической инфраструктуре, будь то сеть связи или крупное промышленное предприятие, аппаратные средства AdvancedTCA занимают место в центре, а аппаратные средства MicroTCA – на периферии. Например, ядро телекоммуникационной сети и уровень агрегирования находятся практически в безраздельном владении AdvancedTCA. Оборудование этого стандарта обеспечивает производительность и пропускную способность того уровня, который необходим для построения терабитных маршрутизаторов, SONET-коммутаторов и мощных мультиплексоров ADM. С приближением к границе уровней агрегирования и доступа на смену AdvancedTCA приходят стандарты CompactPCI и MicroTCA. Спецификация MicroTCA, в частности, уже позволяет создавать DSL-мультиплексоры, голосовые IP-шлюзы и базовые станции, включая БС для сетей третьего поколения. Уровень доступа принадлежит аппаратным средствам MicroTCA, которые хорошо подходят для построения маршрутизаторов мобильных сетей, точек доступа к сетям WiMAX, концентраторов доступа MTU NGDLC и корпоративных станций IP-телефонии.

При этом во всех структурах будут применяться одни и те же модули AdvancedMC, что существенно упростит организацию технического обслуживания, ремонта и модернизации компьютерного оборудования в масштабах компании.

Отдельно взятая система MicroTCA

Одиночная система MicroTCA оформляется как полка (крейт), содержащая одну или несколько объединительных панелей (или плат-носителей) с разъемами для подключения модулей AdvancedMC. Архитектура MicroTCA, таким образом, предполагает наличие трех структурных уровней: системы/полки, объединительные панели и съемные блоки. Съемными блоками в случае MicroTCA являются не только модули AdvancedMC, но также вентиляторы и блоки питания.

В системах MicroTCA модули AdvancedMC обычно играют роль процессорных плат, контроллеров MCH, плат ввода-вывода и средств хранения данных. Один модуль AdvancedMC может совмещать все эти функции в различных комбинациях. Контроллеры MCH реализуют на объединительной панели базовую связную структуру с той или иной топологией, позволяющей модулям AdvancedMC взаимодействовать друг с другом по быстрым последовательным каналам. Интеллектуальные функции IPMI нужны для регулирования энергопотребления системы MicroTCA и ее отдельных узлов, мониторинга температур и напряжений, управления скоростями вращения вентиляторов, поддержки «горячего» подключения и отключения сменных блоков, контроля со-вместимости портов AdvancedMC и обработки отказов. Изменение регулируемых системных параметров может быть поручено как оператору, так и специальному ПО, которое будет осуществлять администрирование системы в автоматическом режиме и требовать внимания технического персонала лишь при необходимости физической замены вышедшего из строя модуля.

Функции системного управления MicroTCA распределены между менеджером объединительной панели, менеджером полки и менеджером системы. Следует отметить, что иерархия управления в типовой системе MicroTCA слабо соотносится с ее функциональной и структурной иерархиями. Гибкость, заложенная в стандарт MicroTCA, такова, что функции контроллера MCH вполне могут быть реализованы на модуле AdvancedMC (процессорном или любом другом), а функции менеджера объединительной панели и менеджера полки – на контроллере MCH. Такая гибкость дает разработчикам свободу действий в плане «затачивания» создаваемой системы под специфические требования конкретных приложений.

Выгоды интеграции

Одним из наиболее быстрых и экономичных путей освоения любой новой системной архитектуры являются готовые интегрированные платформы. Такие платформы обычно рассчитаны на решение определенных категорий задач и состоят из тщательно подобранных компонентов, сконфигурированных, настроенных и протестированных на предмет корректности их совместной работы.

Интегрированные платформы избавляют проектировщиков от головной боли, связанной с выработкой оптимальной архитектурной стратегии, оценкой различных вариантов функциональной, структурной и логической организации системы и подбором базовых аппаратных средств. Когда все вопросы подобного рода решены, разработчик может сосредоточить свои усилия на тех направлениях, которые должны принести наибольшую отдачу (оптимизация в соответствии с конкретными узкоспециальными требованиями, разработка инновационных сервисов и т.п.).

Примером интегрированных платформ могут служить продукты холдинга Kontron, в частности платформа OM6062, рассчитанная на установку до шести модулей AdvancedMC средней толщины и одинарной или удвоенной ширины и предназначенная для использования в промышленных MicroTCA-приложениях. Платформа оптимизирована с учетом специфики применения, что включает отказ от дорогостоящего резервирования, кубическую форму корпуса, способствующую более эффективному охлаждению, применение особых съемных блоков питания и реализацию функций системного управления на объединительной панели. Свой вклад в снижение стоимости конечной системы дает и формфактор удвоенной ширины: на модуле AdvancedMC большей площади можно разместить больше высокопроизводительных активных компонентов, а увеличенная передняя панель предоставляет больше места для реализации различных физических интерфейсов. Это интегрированное решение может применяться, например, в промышленном и медицинском секторах для построения систем обработки изображений, контроля перемещений и управления технологическими процессами.

Использование интегрированных платформ

Архитектура MicroTCA позволяет создавать из готовых стандартизованных модулей недорогие конечные системы различного назначения.

Возьмем голосовой IP-шлюз (VoIP Gateway) для подключения сетей IP-телефонии к сетям более высокого уровня. Аппаратная конфигурация, обеспечивающая выполнение функций VoIP Gateway, должна предусматривать наличие модулей ввода-вывода для подключения голосовых TDM-каналов, DSP-модулей для обработки голосового трафика, модулей для работы с голосовыми пакетами RTP и модулей системного управления. Для обеспечения необходимых уровней производительности и пропускной способности, а также в целях резервирования все перечисленные структурные единицы должны присутствовать в системе как минимум в двух экземплярах. Кроме того, для коммутации внутрисистемных соединений потребуются контроллеры MCH. Для создания конфигурации такого рода в качестве «строительных блоков» MicroTCA могут быть использованы, например, интегрированные платформы OM6040 Compact, OM6060 и OM5080 из продуктовой линейки Kontron.

. . .


Технология MicroTCA имеет хорошие перспективы в самых различных приложениях, поскольку является едва ли не единственной стандартизованной архитектурой, способной обеспечивать высочайшую производительность и пропускную способность на системном уровне за небольшие деньги. Сохраняя совместимость с AdvancedTCA на уровне модулей AdvancedMC, архитектура MicroTCA позволяет быстро осваивать новые принципы организации внутрисистемных со-единений и обеспечивает надежную защиту пользовательских инвестиций.
Поделиться:
Заметили неточность или опечатку в тексте? Выделите её мышкой и нажмите: Ctrl + Enter. Спасибо!