电信基石ATCA平台系列解决方案

多年以来，电信平台一直都是建立在各厂家独自的封闭、专有平台上，这与现今各行业标准化、模块化发展趋势与思想几乎是背道而驰，这也为电信运营商在设备的选择、设备的维护上带来了很大的难度。本文阐述了电信级设备发展对硬件平台的需求，并在此基础上介绍了大唐移动RASTAP平台对于相关电信应用的解决方案，可满足电信RAS、通用、IP化、支持系列化规模等需求。

在设计上，ATCA从基础设计开始就考虑为通讯设备服务，ATCA标准是设备商、电信公司共同商讨后形成的新标准，因此ATCA规范符合了电信公司的使用要求，ATCA专门为满足TEM（Telecom epuipment Manufactory，电信设备制造商）的需求而设计，所以非常适用于电信行业。使用ATCA平台开发产品可以节省开发周期，提升性价比，最终会使得TEM更方便快捷地开发产品，得到回报。对于运营商来说，可以减少维护费用，降低成本。

随着通信网络的不断发展，移动数据业务被推向了一个全新层面，并且考虑到未来数据业务的爆发式增长，从保护投资角度，新推出的产品需要提供数倍于现在主流产品的数据吞吐量，这就对底层的计算平台也提出了更高的要求——更为强大的计算性能、更为强大的数据传输能力、与强大计算性能相配套的散热性能和更为强大的系统管理能力。

基于对以电信网络发展的前瞻性分析，大唐移动公司在业界率先推出了基于先进的ATCA架构的RASTAP电信级通用硬件平台。RASTAP产品符合PICMG3.0核心规范和PICMG3.1 Ethernet互连规范，支持每通道1G、10G到40G的系列平台平滑演进。，其中的RAS特性是电信及IT设备的核心，该特性的支持可保证业务应用实现的可靠性、可用性及可服务性。

RASTAP产品采用标准的19"机柜，由高性能的交换板、处理器板、接口板组成，可以满足高吞吐量、高可靠性的电信行业产品应用。该硬件平台提供了交换式连接，每个点到点的连接能达到最大40Gbps的带宽，单框交换容量支持24Gbps、240Gbps、640Gbps的系列化配置；支持IMA E1、PPP E1、fractional E1、STM-1、信道化STM-1、STM-4、POS、CPOS、FE、GE、10GE等丰富的接口种类；业务面采用多核处理器、网络处理器、DSP等不同板卡，面向不同类型的应用，提供强大的处理能力，多核处理器板卡提供硬件加密引擎，单板支持10Gbps的处理能力。控制面采用X86多核处理，支持强大的信令及协议处理能力；散热性能有了极大的提升，从而为高性能单板的应用提供了条件。

RASTAP平台可提供丰富的IP化通用解决方案，具有如下特色和优势：

该平台已大量应用在中移动稳定运行的TD-SCDMA RNC设备中，系列化平台可快速构建产品，缩短产品开发周期；

具有丰富的大型电信级设备的开发经验，帮助客户构建完整解决方案；

国资委大型电信设备提供商，提供可信的售后保障服务。

基于大唐移动的RASTAP通用IP化硬件平台，可非常方便地构建具有高性价比的多网元产品，可以仅通过加载不同的软件支持TD-SCDMA RNC、LTE EPC、DPI应用、IMS、WLAN AC等网络设备的组建，同时可支持客户的平滑升级能力、能够更方便快捷地集成到网络中，保护用户投资；从而可大大地降低运营成本，节省维护费用。

1、TD-SCDMA RNC产品应用解决方案

TD-SCDMA平台的硬件组成架构如下所示：

图1 TD-SCDMA RNC系统组成

如图1所示，TD-SCDMA遵循控制、业务分离的原则，可满足客户快速开发业务的需求。该平台控制面、用户面、系统管理IPMI均采用双星型交换式互连；时钟、交换、全局主控、信令处理等关键板卡支持1＋1热备份工作方式；交换单元提供24Gbps的无阻塞交换，完成系统各单元之间的数据交互；系统各单元之间通过千兆以太网进行交互，IP交换的方式使得数据传送非常高效、灵活，可很好地适应未来高速数据业务增长的需求；业务处理采用资源池方案，可保证处理负荷的均衡；接口板处理具备冗余备份机制，在一个接口出现故障时，系统能够自动进行保护切换，不中断业务。设备监控可对单板关键器件的温度、单板电压、风扇等探测点进行周期检测，根据设备工作的环境变化可自动进行散热控制等，保证了设备的正常运行。

RASTAP平台的网同步系统可根据网元的不同需求灵活配置以满足2级或3级时钟精度要求。供电方面采用了电信业界的-48V电源标准，从设备配电入口、插箱、单板共3级均支持双路供电接入；平台提供良好的散热性能与过热保护，每槽位最大支持200W（根据高性能应用场景可升级为300W平台）的散热能力，插箱内采用3个风机组，单个风机故障不影响整框工作；采用可管理风机设计，根据系统实际运行状况风速可自动调整；产品提供的完善的负荷控制算法、可靠的CPU占用率检测算法，这些设计可保证设备的高可靠性工作。

RASTAP产品在维护上非常简单。硬件平台组成部件采用FRU思想进行设计，可大大降低MTTR时间； 各单板的Flash/FPGA/CPLD/IPMC固件具备在线下载功能，便于远程和集中维护；产品线缆种类少，共3大类电缆，简化工程施工，维护简单；设备支持上、下走线，可灵活满足机房及工程安装及维护便利性；插箱采用前后插板方式设计，后出线方式，简洁美观，维护简单。

2、TD-LTE EPC产品应用解决方案

图2 TD-LTE EPC系统组成

如图2所示，TD-LTE产品由MME、SGW、PGW、PCRF、CG、NTP、DNS、HSS、OMC及相关外围的连接设备（FW、CE、Switch、BG etc）组成。其中 MME、SGW、PGW、PCRF等核心网元可基于RASTAP平台产品进行灵活、快速构建，同时可保护我们的核心价值和关键技术。

MME是构建于开放式SAF的中间件之上的高性能产品，它利用了大唐移动在无线接入网络设备积累的经验，且具备更高集成度、更高性能和灵活性的特点。

SGW/PGW是高性能、高集成度的智能信令服务网关。该产品专门针对移动多媒体核心网络而设计，为所有会话提供稳定的IP接入点，可按照用户、会话的QoS等级提供分级服务，并支持用户在无线接入网内部或之间的移动接入。支持SGW/PGW分设与合设。

PCRF是EPC与应用层连接的关键网元，是QoS控制和策略计费，实现业务感受提升，完成精细化运营的必要设备。

CG是大唐移动生产的一款基于RASTAP平台，同时构建于开放式中间件之上的跨平台、多接入的高性能计费网关产品，能满足不同客户的需求，支持多种类型产品的接入。

图3 基于RASTAP产品的SGW/PGW网元配置指标

基于大唐移动核心的网元实现，通过OEM方式集成外围的互联设备，可提供EPC的整体解决方案。LTE EPC已通过上海世博网的建设和测试，现在中移动正在进行南京试验网的建设和验证，为随后的大规模LTE建网做准备。

图4 大唐移动上海世博EPC试验网