Embedded Computing

AMC, ATCA & µTCA

28.09.2006 | Redakteur:

Anwender, die Rechnersysteme mit hohen Datenübertragungsraten und absoluter Zuverlässigkeit benötigen, interessieren sich immer mehr für den AdvancedTCA-Standard. Seine Vorzüge gegenüber CompactPCI...

Anwender, die Rechnersysteme mit hohen Datenübertragungsraten und absoluter Zuverlässigkeit benötigen, interessieren sich immer mehr für den AdvancedTCA-Standard. Seine Vorzüge gegenüber CompactPCI und proprietären Lösungen eröffnen gerade im Telekommunikationsmarkt die Möglichkeit, eine Standardisierung der Infrastruktur voranzutreiben. Wie wird sich der AdvancedTCA-Markt weiter entwickeln und welche Angebote sind derzeit verfügbar?

Ein ATCA-System bietet Netzwerkbetreibern Plattformen mit Steuerungs- und Datenebenen sowie Speicher- und Verwaltungsfunktionen in einer einzigen Einheit. Den Verwaltungsfunktionen liegt das Protokoll IPMI V1.5 zu Grunde. Dabei gibt es eine eigene Schnittstelle für den Datenverkehr über die Steuerungs- und Datenebene, wobei die Konvergenz innerhalb eines einzelnen Systems gewährleistet ist. Die Steuerungsebene basiert auf einem Gigabit-Ethernet-Netzwerk mit Übertragungsraten bis zu 26 GBit/s. In Dual-Band-Konfigurationen lassen sich also Datenübertragungsraten von bis zu 260 GBit/s erreichen. So können die Module mit einer im Vergleich zu OC-768 fünffachen Datenübertragungsrate kommunizieren. Außerdem wird eine ganze Sys-tempalette unterstützt, u.a. Ethernet, Gigabit-Ethernet, InfiniBand, StarFabric, PCI Express sowie Rapid-I/O.

Eine Full-Mesh-Topologie erreicht einen Datendurchsatz von bis zu 5 TBit/s.Da das gesamte System redundant ausgelegt ist, wird eine Verfügbarkeit von über 99,999% garantiert. Die Racks sind modular aufgebaut und lassen sich einfach konfigurieren. Dementsprechend ist es möglich, einzelne Module mit unterschiedlichen Schnittstellen und verschiedenen Technologien sowie Speichermedien für die verschiedensten Anwendungen auf der gleichen Plattform zu verbinden. Das Service-Availability-Forum (SAF) normiert die Middleware-Spezifikationen zur Unterstützung der Infrastruktur der hochverfügbaren Plattform. Bei ATCA-Boards handelt es sich um Steckkarten, die normalerweise in Telefon-Switches verwendet werden. Aufgrund des breiten Leistungsspektrums sowie der umfangreichen I/O-Konfigurationen entsprechen die ATCA-Boards den Standards PICMG 3.x und die AMC-Karten den Vorgaben von PICMG AMC.x. Die AMC-Karten wurden als Steckkarten für die ATCA-Carrier-Karten entwickelt. Die AMC-Karten (Mezzanine) können auch in kleinen Systemen sowie I/O-Karten und deren eigenen Rückwandplatinen eingesetzt werden.

ATCA ist erforderlich geworden, da weder VMEbus noch CompactPCI die besonderen Anforderungen der Telekommunikation erfüllen konnten. Compact-PCI kann zwar einen gewissen Anteil auf dem Telekommunikationsmarkt für sich beanspruchen. Allerdings veranschlagt Lars Larson, Analyst des unabhängigen schwedischen Marktforschungsinstituts MODT AB, diesen Anteil auf kaum wesentlich mehr als 5%. Der überwiegende Teil des Marktes wird derzeit wie schon früher durch proprietäre Lösungen dominiert. Dies wird sich mit ATCA allerdings schnell ändern.Larson ist überzeugt, dass mit der Einführung von ATCA kein Telekommunikationsunternehmen mehr neue proprietäre Server-Projekte in Betrieb nehmen wird. Vorhandene Architekturen werden bestimmt noch einige Jahre weiter bestehen. Danach aber werden sämtliche Server-Plattformen auf der Grundlage der handelsüblichen ATCA-Standardkomponenten betrieben.

Seiner Auffassung nach wird der ATCA-Markt bis 2010 auf 1,5 bis 2 Mrd. € anwachsen, während sich andere wichtige Märkte, wie in den USA und in Asien, in ähnlicher Weise entwickeln werden, sodass ein weltweites Umsatzvolumen von 6 Mrd. € zu erwarten ist. Dies stimmt weit gehend mit den Prognosen einer Studie von Crystal Cube/Metz überein, die bis 2007 ein weltweites Volumen von 7 Mrd. $ für den ATCA-Markt vorhersagt.Da der Markt für diese Produkte noch relativ neu ist, sind verlässliche Prognosen schwierig. Allerdings lassen sich schon jetzt einige wichtige Trends be-obachten. Fast alle wichtigen Hersteller von Telekommunikationsausrüstung, wie Alcatel, Lucent oder Siemens, unterstützen den neuen offenen ATCA-Standard in ihren neuen Produkten für Vermittlungsstellen. Die Systementwicklung schreitet mit großen Schritten voran, und einige Systeme wurden bereits in Betrieb genommen. Die Mehrzahl der ATCA-Carrier wird mit AMC-Karten (Mezzanine) ausgestattet (bis zu acht AMCs/ATCA-Blades).

MicroTCA-Spezifikation in Arbeit

Die Arbeit an den Spezifikationen für das neue MicroTCA-System wird mit hohem Tempo fortgesetzt und soll noch Anfang 2006 abgeschlossen werden. Die ersten Systemwürfel sind bereits erhältlich. Der Druck auf die Produktentwicklung und -produktion ist immens. Systemmodifikation und Produktionskapazitäten werden den Implementierungszyklus eventuell etwas verlangsamen. Sobald die endgültigen Spezifikationen verabschiedet sind, werden MicroTCA-Systeme umgehend den Kunden vorgestellt.Bis jetzt waren über 80% der Steckkarten in Vermittlungen proprietäre Systeme. Da die Kosten für die Entwicklung eigener Boards für viele Unternehmen unerschwinglich geworden sind, wird sich das in naher Zukunft drastisch ändern. Diese Unternehmen werden stattdessen auf offene Standardprodukte ähnlich CompactPCI und VME umstellen.

Für diese Umstellung werden acht bis zehn Jahre veranschlagt. Dann werden sämtliche Vermittlungen über diese neue Architektur verfügen.In einigen Marktbereichen werden sich MicroTCA-Systeme sogar noch schneller etablieren. Sie sind wesentlich kleiner und billiger, bieten allerdings auch nur geringere Spitzenleistungen als die ATCA-Systeme. AMC-Module sind die einzigen Steckkomponenten in den MicroTCA-Systemen. AMC-Karten mit einem oder mehreren Kanälen sind mit Datenübertragungsraten von 12,5 GBit/s erhältlich. Bis jetzt werden die folgenden Protokolle verwendet: PCI Express (AMC.1), Gigabit-Ethernet (AMC.2), Fibre Channel (AMC.3) sowie Serial Rapid I/O (AMC.4). AMC wird in großen Mengen zur Bestückung der ATCA-Carrier-Karten verwendet. SBS Technologies bietet ein breites Sortiment an AMC-Karten (siehe Kasten).

Adrian Bernhard

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