CN2845326Y - 一种atca背板和与该背板连接的交换单板及系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及通信设备,特别涉及一种ATCA背板、与该ATCA背板连接的ATCA交换单板及组成的ATCA系统,以解决现有ATCA系统不能同时支持宽窄带业务的问题。本实用新型提供的ATCA背板在交换单板槽位延伸到Zone3处,并在背板上提供连接器与交换单板的Zone3连接器配合,从而为窄带业务数据到交换单板提供一条通路。由于背板在交换单板槽位已经延伸到Zone3,因此它在交换单板的后插单板槽位也必须提供一组连接器与后插板在Zone3处相连。这样,交换单板及其后插板在Zone3不是直接相连的,而是分别与背板上的连接器相连,再通过背板走线连在一起。
Description
技术领域
本实用新型涉及通信设备,特别涉及一种ATCA背板、与该ATCA背板连接的ATCA交换单板及组成的ATCA系统。
背景技术
通信技术的发展和应用领域的扩大,在客观上对通信设备的容量、可靠性、可扩展性和可管理性等方面提出了越来越高的要求。顺应这一发展趋势,标准化组织之一的PICMG(PCI Industrial Computer Manufacturers Group,PCI工业计算机制造商协会)在2002年提出了一种全新的称为ATCA(AdvancedTelecommunications Computing Architecture,先进的电信计算架构)的开放硬件平台,并为此制订了PICMG3.0规范,对它的机械结构、供电、散热、系统管理、数据传输接口、背板规格等方面进行了详细的说明。根据这一规范,一个机框里的单板可以分为前插板和后插板,前插板包括节点单板(Node Board)和交换单板(Hub Board)两种,后插板作为对应前插板的延伸,主要提供对外接口,便于系统维护。
ATCA系统充分利用了以太网交换技术和其他高速串行互连技术的最新进展,在BASE平面使用10/100/1000BASE-T作为管理接口,FABRIC平面可以使用GE SerDes、InfiniBand、PCI Express、Serial RapidIO等作为业务数据的传输接口,系统用于网络的边缘层或核心层,可以满足固网、无线、传输等产品对高性能数据处理平台的需求。ATCA系统的拓扑结构可以选择双星型、双双星型、全互连等,可以满足不同应用领域对高可靠性的要求。
根据对系统容量的不同要求,ATCA系统可以使用14槽位、16槽位等规格的机框,图1是一个典型的14槽位机框的单板分配图。
如图2所示,在ATCA系统中,前插板与背板之间的接口按照功能划分为Zone1和Zone2两部分,Zone1主要完成电源接入、系统管理等功能,Zone2完成业务数据的传输,上文中提到的BASE平面和FABRIC平面就定义在Zone2区域。前插板与后插板之间的接口定义在Zone3,这是位于背板上方的一个区域,前插板和后插板在此处都与背板没有连接,而是通过各自的连接器直接相连的,这是ATCA系统的一个特殊之处。
仍如图2所示,可以看出Zone1、Zone2和Zone3是从下到上依次排列的,前插板只在Zone1和Zone2区域与背板存在连接,前插板和后插板仅在Zone3区域直接相连。
不论是前插板还是背板,它们使用的Zone1和Zone2连接器的类型、信号定义和用途在PICMG3.0规范中都有明确的定义,所有厂家生产的ATCA系统必须遵从,否则无法保证相互的兼容性,但是Zone3连接器在这些方面均没有严格规定,可以由各厂家根据自己的需要自行定义,这也意味着前插板和后插板必须配套使用。
PICMG3.0规范中定义的节点单板主要用于接入来自外部的FE(FastEthernet,快速以太网)、GE(Gigabit Ethernet,千兆以太网)、ATM(AsynchronousTransfer Mode,异步转移模式)、POS(Packet Over SDH/Sonet,基于SDH/Sonet的IP业务,其中:SDH,Synchronous Digital Hierarchy,同步数字体系)等宽带业务,通过单板上的高性能通用处理器、数字信号处理器和网络处理器进行实时处理;交换单板用于转发来自节点单板的宽带业务数据,速率可以是10Mbps、100Mbps、1000Mbps或者更高。
为了进一步提高ATCA系统的容量和适应性,满足宽窄带一体化产品的设计需求,实现目前宽窄带并存的网络向纯宽带网络的顺利过渡,有必要在ATCA系统中引入TDM(Time Division Multiplexing,时分多路复用)接入和交换功能。由于PICMG3.0规范中定义的ATCA系统主要针对的是宽带业务,并没有考虑为窄带业务提供足够的支持,因此为了实现这一需求,必须对ATCA系统的背板、节点单板和交换单板进行必要的改进,同时尽量与规范保持一致。其中,本文所述的宽带是指速率为10Mbps、100Mbps、1000Mbps或10Gbps的以太网接口及业务,但是不限于上述接口及业务,本文所述的窄带是指速率为2.048Mbps的E1接口及业务,或者是速率为1.544Mbps的T1接口及业务,但是不限于上述接口及业务。
实用新型内容
本实用新型提供一种双面插ATCA背板、配合应用的交换单板和该交换单板的后插板以及组成的ATCA系统,以解决现有ATCA系统不能同时支持宽窄带业务的问题。
一种ATCA背板,包括交换单板槽位和节点单板槽位,所述交换单板槽位在区域Zone2中设置有至少一个Zone2交换单板连接器,所述节点单板槽位在Zone2中设置有至少一个Zone2节点单板连接器,所述Zone2交换单板连接器的至少一个端口通过背板走线相连所述Zone2节点单板连接器的至少一个端口;所述交换单板槽位延伸到Zone3并在该延伸部位设置有Zone3交换单板连接器,其中:所述Zone3交换单板连接器的至少一个端口通过背板走线相连所述Zone2节点单板连接器的至少一个端口。
在所述交换单板槽位的延伸部位设置所述Zone3交换单板连接器的一面还设置有另一个Zone3交换单板连接器,另一面设置有Zone3后插板连接器,该另一个Zone3交换单板连接器的端口通过背板走线相连所述Zone3后插板连接器的端口。
所述交换单板槽位包括互为备份的两个。
所述Zone2节点单板连接器至少包括P23节点单板连接器,其中,位于该P23节点单板连接器的第7行至第10行中至少一个端口通过背板走线相连所述Zone3交换单板连接器的至少一个端口。
所述Zone2节点单板连接器中至少包括P24节点单板连接器,其中,该P24节点单板连接器的至少一个端口通过背板走线相连所述Zone3交换单板连接器的至少一个端口。
一种与所述ATCA背板相连的交换单板,包括背板连接器,所述背板连接器包括设置在Zone3中的Zone3背板连接器。
所述Zone3背板连接器包括上下设置的两组。
所述背板连接器还包括设置在Zone2中的Zone2背板连接器。
一种ATCA系统,包括背板、交换单板、节点单板和后插板,所述背板包括交换单板槽位和节点单板槽位,所述交换单板槽位在区域Zone2中设置有至少一个Zone2交换单板连接器,所述节点单板槽位在Zone2中设置有至少一个连接所述节点单板的Zone2节点单板连接器,所述Zone2交换单板连接器的至少一个端口通过背板走线相连所述Zone2节点单板连接器的至少一个端口;所述交换单板槽位延伸到Zone3并在该延伸部位设置有Zone3交换单板连接器,所述交换单板分别通过所述Zone2交换单板连接器和Zone3交换单板连接器连接所述背板,其中:所述Zone3交换单板连接器的至少一个端口通过背板走线相连所述Zone2节点单板连接器的至少一个端口。
在所述交换单板槽位的延伸部位设置所述Zone3交换单板连接器的一面还设置有连接所述交换单板的另一个Zone3交换单板连接器,另一面设置有连接该交换单板后插板的Zone3后插板连接器,该另一个Zone3交换单板连接器的端口通过背板走线相连所述Zone3后插板连接器的端口。
所述节点单板在Zone3通过连接器连接该节点单板的后插板。
本实用新型的有益效果如下:
本实用新型提供了宽窄带一体的ATCA背板、配合应用的交换单板和该交换单板的后插板以及组成的ATCA系统,在ATCA背板的交换单板槽位支持宽窄带一体的交换单板(Hub Board),同时支持它的后插板用于信号后出线;在节点单板及其后插单板槽位仍然支持符合PICMG3.0规范的节点单板和后插板,而且节点单板还可以具有窄带业务接入功能,使系统的灵活性、业务容量和集成度都有很大的提高。
附图说明
图1为现有14槽位机框的单板分配示意图;
图2为现有ATCA系统的前后插板连接示意图;
图3为本实用新型所述背板结构示意图,其中,交换单板槽位延伸到Zone3;
图4为使用本实用新型所述背板时,交换单板、后插板和背板的连接示意图;
图5为同时支持宽窄带业务的信号流向示意图;
图6为使用本实用新型所述背板时,节点单板、后插板和背板的连接示意图。
具体实施方式
本实用新型主要提供宽窄带一体的ATCA背板设计方案,以满足节点单板和交换单板同时支持宽窄带业务的需求,重点针对与PICMG3.0规范的不同之处进行描述,而与规范相同之处就不再赘述了。
参阅图2,根据PICMG3.0规范的定义,交换单板与背板之间的接口位于Zone1和Zone2,这两个部分的信号分配和定义是不能改动的,例如Zone1用于接入电源和系统管理,Zone2用于接入宽带的业务数据,否则无法与规范兼容。Zone3本来是用作交换单板与其后插板互连使用的,与背板没有信号的连接,但是为了让交换单板支持窄带交换功能,使来自节点单板的窄带业务也能通过背板达到交换单板,可以将背板在交换单板槽位延伸到Zone3处,并在背板上提供连接器与交换单板的Zone3连接器配合,从而为窄带业务数据到交换单板提供一条通路。因此本实用新型提供的背板结构主要是在交换单板槽位和与交换单板对应的后插单板槽位进行改进,并在节点单板上增加支持窄带业务的设计。
如图3所示,为14槽位ATCA背板1的插槽改进结构,其中,虚线部分是标准的ATCA背板,实线部分是改进之后的ATCA背板。
在PICMG3.0规范中,Zone3的最大高度为95.1mm,在此条件下可以根据需要选用各种类型的连接器,例如ZD连接器、2mm连接器等,连接器的数量也没有限定。如果需要同时支持窄带业务的交换功能以及后插板的话,则交换单板在Zone3的连接器分为两组,第一组用于接收来自节点单板的窄带业务数据,为了减少管脚数量、简化背板布线和提高抗干扰能力,每块节点单板可以采用差分传输方式通过两对差分信号来传输窄带业务数据到交换单板槽位(发送和接收各一对差分信号),信号电平可以使用LVPECL(Low Voltage PositiveEmitter Coupled Logic,低压正电源供电的射极耦合逻辑)、LVDS(Low VoltageDifferential Signalling,低压差分信号)等,对于14槽位机框来说12块节点单板一共有24对差分信号;第二组可以作为交换单板与其后插板之间的信号通道。为了与交换单板在Zone3处对接,背板也必须在Zone3提供配对的两组连接器。
交换单板的后插板作为前插板信号的延伸,可用于对外提供级连接口。由于背板在交换单板槽位已经延伸到Zone3,并提供了两组连接器与交换单板相连,因此它在交换单板的后插单板槽位也必须提供一组连接器与后插板在Zone3处相连。这样,交换单板及其后插板在Zone3不是直接相连的,而是分别与背板上的连接器相连,再通过背板走线连在一起,这是与PICMG3.0规范的不同之处。
如图4所示,本实用新型所述的背板在交换单板槽位上共包括如下三部分不同功能的连接器:
1、第一部分为设置在Zone1域的连接器,主要用于电源接入、系统管理等功能接入;
2、第二部分为设置在Zone2域的连接器,PICMG3.0规范规定为5个ZD连接器,分别定义为P20到P24连接器,用于宽带业务的交换;
3、第三部分为设置在Zone3域的连接器,一般包括两组,一组用于窄带业务的交换,可以参照PICMG3.0规范定义为P30连接器,另一组用于交换单板和后插板连接,可以参照PICMG3.0规范定义为P31连接器和P31’连接器,P31和P31’连接器之间通过背板走线相连,P31连接器用于连接交换单板,P31’连接器用于连接该交换单板的后插板。
交换单板上的连接器配合该三部分连接器相应进行设置。
仍如图4所示,为背板1、交换单板2及其后插板3的连接示意图:其中,交换单板2通过位于交换单板槽位Zone2的P20~24连接器连接背板1,同时通过位于交换单板槽位Zone3的P30连接器连接背板1,交换单板槽位的P20~24连接器通过背板走线连接节点单板槽位中位于Zone2的连接器,用于为宽带业务交换提供途径;P30连接器通过背板1走线连接节点单板Zone2连接器的保留端口,用于为窄带业务交换提供途径;P31和P31’连接器用于交换单板2连接对应的后插板3,用于延伸业务信号。其中,P20~24连接器为ZD连接器,P30、P31和P31’连接器根据需要选择ZD连接器或2mm连接器。
业务信号的流向如图5所示,其中粗线表示宽带业务,细线表示窄带业务,节点单板4发送的宽带业务数据通过Zone2的连接器到背板1,然后从交换单板槽位的Zone2到交换单板2;节点单板4发送的窄带业务数据也通过Zone2连接器到背板1,然后从交换单板槽位的Zone3到交换单板4。
如图6所示,为节点单板4、后插板3与背板1之间的连接关系,由于背板1只是在交换单板槽位的Zone3进行了扩展,节点单板槽位并没有变化,因此仍然可以使用符合PICMG3.0规范的节点单板4及其后插板3,它们只通过位于Zone3域的连接器相连,即图6所示的P40和P41’连接器,后插板2与背板1没有信号连接,图6中虚线部分是交换单板槽位在Zone3的扩展部分示意。
对于节点单板槽位Zone2的P23连接器来说,它的第1、2行用作Fabric通道2,第3、4行用作Fabric通道1,第5行用作Base通道1,第6行用作Base通道2,剩下的4行保留,可以根据需要自行定义,如表1所示。
表1 节点单板槽位Zone2的P23连接器信号分配
P23连接器的行号 | 用途 | 说明 |
1 | Fabric通道2 | 2个端口,4对差分线 |
2 | 2个端口,4对差分线 | |
3 | Fabric通道1 | 2个端口,4对差分线 |
4 | 2个端口,4对差分线 | |
5 | Base通道1 | 2个端口,4对差分线 |
6 | Base通道2 | 2个端口,4对差分线 |
7 | 保留 | 可以自行定义 |
8 | ||
9 | ||
10 |
为了让节点单板支持窄带业务接入功能,可以在上述P23连接器的7、8、9、10行自行定义2个端口,每个端口由一对差分发送信号、一对差分接收信号组成,用于传输窄带的业务数据,并通过背板走线分别连接到两块交换单板上,形成双星型结构,可以提高系统的可靠性。此外,节点单板Zone2的P24连接器上的所有信号管脚都是保留的,也可以自行定义完成同样的功能。由于窄带业务信号是定义在连接器的保留管脚上的,符合PICMG3.0规范的节点单板不会使用这些管脚,因此背板对于这两种节点单板都是兼容的。
显然,本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样,倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内,则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (14)
1、一种ATCA背板,包括交换单板槽位和节点单板槽位,所述交换单板槽位在区域Zone2中设置有至少一个Zone2交换单板连接器,所述节点单板槽位在Zone2中设置有至少一个Zone2节点单板连接器,所述Zone2交换单板连接器的至少一个端口通过背板走线相连所述Zone2节点单板连接器的至少一个端口,其特征在于:
所述交换单板槽位延伸到Zone3并在该延伸部位设置有Zone3交换单板连接器,其中:所述Zone3交换单板连接器的至少一个端口通过背板走线相连所述Zone2节点单板连接器的至少一个端口。
2、如权利要求1所述的ATCA背板,其特征在于,在所述交换单板槽位的延伸部位设置所述Zone3交换单板连接器的一面还设置有另一个Zone3交换单板连接器,另一面设置有Zone3后插板连接器,该另一个Zone3交换单板连接器的端口通过背板走线相连所述Zone3后插板连接器的端口。
3、如权利要求1所述的ATCA背板,其特征在于,所述交换单板槽位包括互为备份的两个。
4、如权利要求1所述的ATCA背板,其特征在于,所述Zone2节点单板连接器至少包括P23节点单板连接器,其中,位于该P23节点单板连接器的第7行至第10行中至少一个端口通过背板走线相连所述Zone3交换单板连接器的至少一个端口。
5、如权利要求1所述的ATCA背板,其特征在于,所述Zone2节点单板连接器中至少包括P24节点单板连接器,其中,该P24节点单板连接器的至少一个端口通过背板走线相连所述Zone3交换单板连接器的至少一个端口。
6、一种与权利要求1所述ATCA背板相连的交换单板,包括背板连接器,其特征在于,所述背板连接器包括设置在Zone3中的Zone3背板连接器。
7、如权利要求6所述的交换单板,其特征在于,所述Zone3背板连接器包括上下设置的两组。
8、如权利要求6或7所述的交换单板,其特征在于,所述背板连接器还包括设置在Zone2中的Zone2背板连接器。
9、一种ATCA系统,包括背板、交换单板、节点单板和后插板,所述背板包括交换单板槽位和节点单板槽位,所述交换单板槽位在区域Zone2中设置有至少一个Zone2交换单板连接器,所述节点单板槽位在Zone2中设置有至少一个连接所述节点单板的Zone2节点单板连接器,所述Zone2交换单板连接器的至少一个端口通过背板走线相连所述Zone2节点单板连接器的至少一个端口,其特征在于:
所述交换单板槽位延伸到Zone3并在该延伸部位设置有Zone3交换单板连接器,所述交换单板分别通过所述Zone2交换单板连接器和Zone3交换单板连接器连接所述背板,其中:所述Zone3交换单板连接器的至少一个端口通过背板走线相连所述Zone2节点单板连接器的至少一个端口。
10、如权利要求9所述的ATCA系统,其特征在于,在所述交换单板槽位的延伸部位设置所述Zone3交换单板连接器的一面还设置有连接所述交换单板的另一个Zone3交换单板连接器,另一面设置有连接该交换单板后插板的Zone3后插板连接器,该另一个Zone3交换单板连接器的端口通过背板走线相连所述Zone3后插板连接器的端口。
11、如权利要求9或10所述的ATCA系统,其特征在于,所述节点单板在Zone3通过连接器连接该节点单板的后插板。
12、如权利要求9所述的ATCA系统,其特征在于,所述交换单板槽位包括互为备份的两个。
13、如权利要求9所述的ATCA系统,其特征在于,所述至少一个Zone2节点单板连接器中包括P23节点单板连接器,该P23节点单板连接器的第7行至第10行中至少一个端口通过背板走线相连所述Zone3交换单板连接器的至少一个端口。
14、如权利要求9所述的ATCA系统,其特征在于,所述至少一个Zone2节点单板连接器中包括P24节点单板连接器,其中,该P24节点单板连接器的至少一个端口通过背板走线相连所述Zone3交换单板连接器的至少一个端口。
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