Apr 29, 2009

IEEE 802.3ae LAN PHY and WAN PHY

10GbE标准框架包含两个新的物理层规范:LAN PHYWAN PHY。另外还有三种PCS子层:10GBASE-X10GBASE-R10GBASE-W。前两个属于LAN PHY系列,最后一个属于WAN PHY

  LAN PHYWAN PHY的区别在于帧类型和接口速度。串行LAN PHY10GBASE-R)采用的是以太网帧,数据速率为10.3125Gb/sMAC的运行速度为10.000Gb/s;加上64B/66B的编码开销,实际的线路速率为10.000* 66/64=10.3125Gb/s)。而WAN PHY则可以将64B/66B编码负荷包装到一个通过SONET连接的STS-192c帧中,数据速率为9.953Gb/s

  我们为什么需要WAN PHY

  SONET/SDH是光传输网络上采用的主要技术,因而传统的光传输基础设施都建立在工作速率为9.953Gb/sSONET/SDH协议的基础上。但是,线路速率为10.3125Gb/sLAN PHYSONET/SDH的速率不匹配,因而不能在基于SONET/SDHWAN上传输。WAN PHYIEEE为让10GbE数据速率适应SONET/SDH速度而提供的方法。

  WAN PHY可以让10GbE兼容ANSI定义的SONET STS-192c格式和数据速率,以及ITU规定的SDH VC-4-64c容器。WAN PHY并不是严格兼容SONET。它更适于被形容为10GbE的一种适应SONET的变体。它的光传输规格和延时、抖动要求仍然与SONET/SDH网络截然不同。

Apr 21, 2009

LTE分布式基站BBU和RRU网络化组网研究

目前的3G系统中,特别是TD-SCDMA系统中,分布式基站站型得到较大规模应用,该站型也必将应用于下一代宽带移动通信LTE系统中。BBU和RRU间通过光纤进行连接,相比采用电缆连接的普通基站可以较大地降低馈线的成本和工程施工难度。但是,目前BBU和RRU间只能通过裸纤进行连接,BBU可同时连接的RRU数量有限且连接距离只能局限于楼顶到楼内。如果采用基于SDH或IP的传输网络进行BBU和RRU间的数据传输,则可以实现BBU和RRU间更加灵活的连接,这样BBU可以连接更多数量的RRU,从而提高BBU处基带资源的利用率,更好地发挥基带池的功能。同时,由于BBU的集中放置则可以更好地实现对站址资源的节约。

BBU和RRU网络化组网可行性研究

BBU与RRU间网络化组网将主要基于SDH或IP的光纤传输网络来进行,光纤传输网络能否满足BBU与RRU间数据传输要求,主要面临三个问题:

——现有光纤传输网络能否满足BBU和RRU间数据传输的带宽要求;

——现有光纤传输网络能否满足BBU和RRU间数据传输的时延要求;

——现有光纤传输网络能否满足RRU和BBU间时钟传输要求。

下面分别分析现有传输网络能否满足以上三个要求。

BBU和RRU间数据传输带宽要求

LTE系统在采用20M带宽的情况下采样速率为30.72Mbps,此时在2×2 MIMO情况下,BBU和RRU间数据传输带宽为:30.72Mbps(采样速率)×16(采样精度)×2(I/Q两路)×2(天线数)=1966.08Mbps;3扇区容量配置下,BBU和RRU间总数据传输带宽为:1966.08Mbps×3=5898.24Mbps。在采用4×4 MIMO的情况下,接口速率将加倍。

对于10G的SDH光纤传输网络,考虑80%编码效率,有效传输带宽为8G,此时仅可以支持1个3扇区配置的BBU和RRU间数据传输带宽要求。在4×4MIMO的情况下,需要40G的光纤传输网络才能够满足BBU和RRU间数据传输的带宽要求。

可见,LTE系统中要实现BBU和多个RRU间的网络化组网连接将占用大量的传输带宽,目前的传输接入网传输带宽难以满足。

解决传输带宽的最终方法就是尽量降低RRU和BBU间接口带宽。对于LTE系统降低接口带宽方法可采用:降低采样精度和降低需要传输数据的天线通道个数。目前在LTE系统中,在不影响系统性能的前提下,上述两种方法都是不可行的。因此,目前很难实现传输带宽的降低。

BBU和RRU间数据传输时延要求

BBU和RRU间通过网络传输引入的时延将对基站的上行接收和下行发射产生影响。上行主要影响接收的接入性能和解调算法,下行则会影响信号的覆盖范围;对于TD-LTE系统,BBU和RRU间不同的传输时延还会影响不同基站间的空口同步。

SDH网络的传输时延主要为光纤传输时延和SDH交叉复用设备的处理时延,传输时延相对固定,在尽量减少环路中交叉复用设备数量的情况下,可基本满足BBU和RRU间对传输时延的要求。

IP网络的传输时延相比SDH网络具有较大的不确定性,容易受到网络负荷变化的影响。由于IP网络时延的不确定性,将为LTEBBU和RRU间数据传输带来一定的不确定性,因此在采用IP网络传输BBU和RRU间数据时,要使IP网络的传输距离尽可能小并且IP网络的负荷尽可能轻。

WDM无源光网络类似SDH网络,具有较小的时延,且时延相对固定,可基本满足BBU和RRU间对传输时延的要求。对于TD-LTE系统,BBU和RRU可通过采用GPS或基于IEEE1588的有线时间同步来保证RRU和BBU之间的上下行传输同步。下行方向,RRU和BBU根据GPS或基于IEEE1588的有线时间同步定时约定下行发送时间,BBU根据传输延时及抖动情况可留出较多的提前量来保证下行的发射;上行方向,BBU侧可通过一定深度的缓冲器来进行数据的缓存,从而保证对上行数据的正确接收。

BBU和RRU间时钟传输要求

BBU和RRU间时钟传输的主要要求是保证RRU中载波频率的长期稳定度至少满足0.05ppm。

LTE系统中RRU将主要采用稳定度较高的时钟晶振来实现,可满足时钟短时间稳定度要求;通过对SDH网络采用相应的再定时方法,让RRU中的时钟频率长时间同步到SDH网络的BITS时钟系统,可基本满足RRU时钟长时间稳定度要求。

在采用IP网络进行BBU和RRU间数据传输时,由于IP网络为异步网络,目前网络无法保证高稳定度时钟的传输,需要将IP网络升级为syncEthernet来保证BBU和RRU间的时钟稳定传输需求。

LTE系统中RRU在采用基于GPS或基于IEEE1588的有线时间同步时,辅以本地高稳晶振,可实现较长时间、高稳定度的时钟输出,以满足时钟短期和长期的精度要求。这种情况下,RRU中时钟稳定度可以不依赖传输网络中的时钟稳定度。

基于WDM的BBU和RRU间网络化组网

在LTE系统中RRU采用GPS或基于IEEE1588的有线时间同步的情况下,BBU和RRU间数据传输的主要难度是高的数据传输带宽。通过分析可知,目前10G的光纤传输网络仅可支持1个3扇区配置的LTEBBU和RRU间数据传输带宽要求。对于传输带宽在10G以上的数据传输,需要引入WDM技术来实现。相比SDH,WDM传输网络更具成本上的优势。***通过以上分析可知,LTE系统中BBU和RRU间的数据传输带宽较高,是影响BBU和RRU间网络化组网的主要因素,传统的SDH光纤传输网络将不适合BBU和RRU间数据的传输;将来随着WDM设备的普及和成本降低,也不排除采用WDM传输网络作为BBU和RRU间数据传输的可能性。另外,我们将进一步研究基站系统设计方式,以降低BBU和RRU间的数据传输速率,实现BBU和RRU间数据的网络化传输。

Apr 19, 2009

FCoE:FC与以太网的融合

存储交换领域一直以来纷争不断,众多的交换协议似乎正在进行一场竞走比赛。在这场旷日持久的竞赛中,光纤通道暂时占领上风,目前标准统一到了4Gb,支持8Gb和10Gb的光纤通道协议也近在眼前。光纤通道取得成功的原因是其提供了广泛的全新存储解决方案,包括更好的块传送性能,高可用性的存储存取,先进的数据中心备份及数据保护,基于虚拟化的高层存储服务以及高级管理工具。光纤通道作为一项成功的技术解决了许多与高性能数据块传输相关的难题。例如自动寻址、设备发现、光纤架构和状态变更通知等,这些机制为主机(服务器)和目标设备(存储系统)之间的交换处理提供了便利。

  不过在近几年中,总是有各种各样的新兴技术,例如InfiniBand、NAS和iSCSI,不时地引发人们对于光纤通道发展未来的争论。其中iSCSI发展势头迅猛,根据IDC的报告显示,随着10Gbps以太网日趋成熟,到2010年,iSCSI会达到外部磁盘存储系统市场份额的21%。10Gb的市场瓶颈仍然是其高价位。一旦价格明显下降,那就没有什么能阻碍iSCSI发展的阻力了。

  面对Iscsi的步步紧逼,今年4月5日,由传统存储厂商组成的工作组宣布向美国国家标准协会(ANSI)T11委员会提交一种被称为以太网光纤通道(FC over Ethernet, FCoE)的新技术标准。FCoE允许通过以太网本身传输SAN数据,同时保护并扩展用户目前在存储网络上的投资。支持此项技术的业内领先厂商包括博科、思科、EMC、Emulex、IBM、Intel、Nuova、QLogic和Sun。该提案正是向这个未来标准迈出的第一步。

  二、FCoE协议

  1、帧结构

  光纤通道的体系架构是从FC0到FC4的层次架构,详细定义见FC-FS-2。FCoE以帧结构的模式将光纤通道映射到以太网上。从光纤通道到以太网的映射如图1所示。图2表示Host端支持FCoE的一种协议栈。

  
从FC到FCoE的映射
图1 从FC到FCoE的映射


  
包含TCP/IP和FCoE的协议栈
图2 包含TCP/IP和FCoE的协议栈



  通常一个以太网的帧最大为1518字节。而一个典型的光纤通道帧最大为大约2112字节。因此在以太网上打包光纤帧时需要进行分段发送,然后在接收方进行重组。这会导致更多的处理开销,阻碍FCoE端到端传输的流畅性。FCoE也必须解决以太网和光纤通道各自所传输的帧之间的差异。因此需要一个更大的以太网帧来平衡光纤通道和以太网帧大小上的差异。有一个称为"巨型帧"(Jumbo Ethernet frames)的实质标准,尽管不是正式的IEEE标准,但它允许以太网帧在长度上达到9k字节。在使用巨型帧时需要注意,所有以太网交换机和终端设备必须支持一个公共的巨型帧格式。

  最大的巨型帧(9K字节)可以实现在一个以太网帧下封装四个光纤通道帧。但是这会使光纤通道连接层恢复以及应用802.3x暂停指令的缓冲流量控制变得更加复杂。如图3所示,FCoE向一个巨型以太网帧内封装一个完整的光纤帧(不使用循环冗余校验)。因为以太网已经提供了帧检验序列(FCS)来检验传输数据的完整性,所以不需要光纤帧的循环冗余校验(CRC)。这进一步降低了传输层所需的处理开销,同时提高通道的性能。由于光纤帧可能包括拓展的、可选择的信头或虚拟光纤标记信息,所以以太网巨型帧的大小就不合适,并且会随着封装光纤帧的需要而发生变化。

  
在以太网封装一个光纤帧
图3 在以太网封装一个光纤帧


  FCoE帧是使用六字节MAC硬件目的地址和源地址的本地第二层以太网帧。但MAC地址是存储透明的,并且只能用于从源到目的地帧的交换。以FCoE帧中保留了存储事务中需要的光纤通道寻址,所以需要从FCID(Fibre Channel ID)到以太网MAC地址映射的方法。可以选择一个与地址解析协议(ARP)相类似的协议来实现FCID到MAC的地址映射。例如,在第三层IP环境下,地址解析协议用于从上层IP网络地址到第二层硬件MAC地址映射。此外,光纤通道使用一些较为熟知的地址来获得存储服务(例如通过SNS发现设备机制)。FCoE要求有相应的功能性来完成从熟知的地址到对应MAC地址的映射。

  在传统光纤通道中,HBA或存储端口在连接到以太网交换机时会接收FCID。FCoE设备无法确保通用以太网交换机提供专门的存储服务,所以必须依靠可用于FCoE交换机内部的域控制器和存储服务引擎来提供光纤通道登陆、寻址和其它高级服务。未来的数据中心总监将会在一个高可靠性、多协议平台上将以太网、光纤通道和FCoE存储服务融合为一体。


  2、防止丢包

  FCoE发展过程中所遇到的第一个挑战是将通过本地光纤通道的Buffer-to-buffer Credits特性所实现的流控制机制得以延续。虽然以太网交换机没有相对应的缓冲到缓冲机制,但以太网标准可以通过支持MAC控制帧来调节流入的信息量。IEEE 802.3x 流量控制标准是基于暂停帧流量控制技术的。这个技术会使得发送者后面的传输内容延迟一段特定的时间再发送,如果接收设备在这段时间过去之前清除缓冲,那么它会重新发送暂停帧,同时将终止时间归零。这使发送者可以重新传送直至接收到另一个暂停帧。

  因为FCoE机制必须支持存储数据的读写,所以所有网络存储路径下的终端设备和以太网交换机必须支持双向IEEE 802.3x流控制。尽管这样的效果可能不如Buffer-to-buffer Credits机制那么理想,但是IEEE 802.3x暂停帧可以提供对应的功能性,来调节存储流量并防止阻塞和缓冲区溢出引起的丢帧。

  IEEE中的IEEE 802.3ar阻塞管理研究小组和IEEE 802.1au阻塞通知研究小组负责以太网阻塞问题的研究工作。特别是对于存储事务来说,这有助于增强流控机制的服务层级质量,使得最关键的任务的数据流在可能发生阻塞的情况下获得最高优先权。

  3、冗余路径和故障切换

  光纤通道高可用性的特点主要是得益于其可提供的主机与目标设备之间冗余路径的Flat或CORE/EDGE的拓扑网络。从主路径到辅路径的主机总线适配卡、链路、交换机端口、交换机或存储端口,其中任何一点发生故障就会引发整个网络的故障。在某些情况下,这两条路径都是动态的并且兼备高性能和可用性。光纤通道架构中的光纤最短路径优先协议用来决定光纤交换机间传输的最佳路径,其判断基于交换机的链路带宽与流量负荷。

  以太网基础体系必须为FCoE提供相应的耐障碍性来保证存储访问的畅通无阻。当多以太网交换机通过交换机内链路(例如以完全网路拓扑)连接时,IEEE 802.1D快速生成树协议在网络上建立主路径,避免帧的发送形成无止境的环形回路。交换机之间的动态桥接端口处于推进状态,非动态失效切换桥接端口处于阻塞状态。但由于阻塞的连接不能用于数据的传输,所以网路中的阻塞连接都表示未利用和闲置的资源。快速生成树通过网桥协议数据单元来监控所有桥接端口的情况,如果连接、桥接端口或交换失效的话,快速生成树协议启动必要的失效切换桥接端口,在网络上建立选择路径。

  此外,IEEE 802.1s 多生成树协议(Multiple Spanning Tree Protocol,MSTP)和IEEE 802.1Q-2003虚拟LAN(VLAN)技术定义了另外的增强以太网路径切换的机制。与光纤通道的硬分区技术相类似,VLAN 标记可实现多达4096个群集节点组共存于一个公共的以太网基础体系内。在多业务传输平台上对生成树的增强可以使每个VLAN组中有一个单独的生成树。因此,一个虚拟局域网阻塞模式下的桥接端口可以调节成另一个虚拟局域网的转发模式,并且实现对所有网络互连性更充分的利用。

  即使有多业务传输设备的增强,已使用的网络连接仍不可避免地导致了快速生成树协议对转发和阻塞状态的依赖。越来越多复杂的第三层路由协议,例如开放最短路径优先协议(Open Shortest Path First,OSPF),在跳跃计数、带宽、延迟时间和其他测量标准的基础上选择末端节点之间的最佳路径,并且实现多路径上的负载均衡。即时串流传输协议(RSTP)作为第二层协议无法支持这样的附加功能性而保持向后兼容。需要设法找到将负载均衡、多点接入(例如一个节点有接入同一以太网网段的两条动态链路)、多播技术和广播技术引入第二层以太网的方法。


  三、FCoE与iSCSI比较

  FCoE和iSCSI都是可以在以太网上进行块数据传输的存储协议。然而每一个当初都是以不同的目标和设计标准发展起来。由于FCoE是由专门的数据中心存储协议发展而来,其中包含有FC和数据中心以太网协议。iSCSI是设计用来在包括局域网和广域网在内的任何基于IP的系统上可靠地传输存储数据。如图4所示,iSCSI借助位于第三层的整个TCP/IP协议栈来实现路由和数据包恢复,所以iSCSI可以用于可能存在潜在的网络带宽损耗。

  
以太网、光纤通道和iSCSI协议栈
图4 以太网、光纤通道和iSCSI协议栈
iSCSI主要作用在于其经济性,发挥空闲的驱动器、以太网卡、以太网交换机和IP路由器,在服务器和存储之间传输SCSI数据块。尽管服务器接入和网络基础系统成本较低,但是iSCSI存储目标成本会随着是否使用廉价磁盘驱动和是否配置基于硬盘或基于软盘的控制器而改变。因为没有专门的本地iSCSI磁盘驱动,iSCSI目标必须依靠某种形式的协议桥接(从iSCSI 到SAS/SATA或从iSCSI到FC)控制器来存储和检索数据块。所以iSCSI并不等同于那些有时用于部门级FC SAN中的JBOD。

  与iSCSI相比,FCoE的优势在于:

  (1)运行在2层数据链路以太网,可应用于数据中心或其他行业;

  (2)利用TCP/IP承载光纤通道帧,但作为2层服务运行,无TCP/IP开销;

  (3)传送光纤通道数据,减少以太网数据包丢失,未来将成为IEEE规范。

  


  四、总结

  介于庞大的安装基础,早已成熟的光纤通道技术已经具备了众多的存储特性和管理工具,这大大利于对数据中心内的共享存储系统进行各种配置。聚合增强以太网(CEE)技术使用户可以在公共以太网基础体系数据中心将存储、信息传送、网络电话、视频和其它数据结合在一起。FCoE是实现以太网高效率块存储FCoE不是光纤通道的替代物而是光纤通道的拓展,并且将与光纤通道SAN共存。

2009年主流存储厂商大预测

 【IT专家网独家】【引子】“这是最好的时期,也是最坏的时期;这是智慧的时代,也是愚蠢的时代;这是信任的年代,也是怀疑的年代;这是光明的季节,也是黑暗的季节;这是希望的春天,也是希望的冬天……”--狄更斯《双城记》

  2008年的经济危机让一些IT企业惶惶而不可终日,大叹IT冬天已经来临之时,悲观、失望之情溢于言表;同样,经济危机也让一些IT企业勃勃野心而伺机待发,暗笑天赐IT洗牌良机之时,膨胀、扩张之势蓄势待发,因此2009年将注定是一个充满着危险与机遇的年份。在竞争激烈的存储界,众多在某个技术领域实力雄厚的小厂商似乎都看到了自己的发展良机;但是,以EMC、IBM为首的六大主流存储厂商是一定不会轻易放弃自己的地盘;那么2009年,EMC、IBM、NetApp、HP、DELL、HDS这六大主流存储厂商会如何面对这个“最好的时期,也是最坏的时期”呢?这六大主流存储厂商会如何面对危险与机遇呢?这六大主流存储厂商又会在哪儿领域有所动作呢?这六大主流存储厂商又会对哪些存储技术格外偏爱呢?各位IT专家网用户莫急,且听笔者给各位一一道来,八卦水平有限,各位IT专家网用户看完一笑了之即可。今天要预测的是大名鼎鼎的EMC公司。

EMC篇

  加强自身产品与VMware的整合

  2008年的经济危机也让人们愈发看到了虚拟化的价值所在;VMware--这个X86领域的王者,也是EMC旗下的小弟,其自身价值也愈发的显现出来了。后Greene时代(2008年,EMC把“不听话”的VMware CEO Greene给”做了“)的VMware在这半年里已经通过一系列的实际行动表明:EMC和VMware将在各自产品整合方面做出更多的工作。

  EMC不仅加强自己的存储产品与VMware hypervisor之间的集成,发布了针对VMware环境的复制软件,升级自己的数据保护软件以加强针对VMware用户的备份功能,而且最近有消息现实,EMC马上就要通过了VMware Authorised Consultant(VAC)的黄金级认证,让EMC可以向VMware用户提供策略、设计和应用服务。

  可以预测的是,在2009年里,EMC公司将继续加大自身产品、服务与VMware的整合力度。也许可以说这是EMC针对其他存储厂商的一种防御性措施,还可以说EMC通过VMware来推销自己的产品。但不能否认的是,在整个经济大环境不好特殊的时期里,VMware的巨大潜力价值让EMC看到了整合的重要性。因此,在2009年,我们或许可以听到更多关于EMC的产品、服务与VMware相整合的消息。

  推出全面的云计算服务

  2008年火热的云计算促使EMC公司在云计算方面也有所动作,2008年EMC整合两家在线备份厂商Mozy和PI,成了针对个人信息管理服务业务的公司Decho。自此,EMC针对个人端的云计算服务初具雏形。

  同时,在2008年11月,EMC发布了针对企业级用户的云存储基础架构解决方案Atmos(之前被命名为Maui和Hulk);服务于包括消费类、中小企业、大型企业在内的全线客户。按照EMC的说法:Atmos可以自动配置、自我修复的,并以云存储的方式提供服务,它旨在帮助电信公司、互联网服务提供商和大型企业建立外部云存储服务或是在企业内部建立基于云存储概念的内部存储云,其可以扩展到PB级,支持数十亿的文件和对象,并提供在全球各地访问的能力。

  那么在2009年,也许EMC将全面的推出云计算服务,不仅仅是针对个人端的云服务,还有针对企业级的各种具体的云计算服务。

  革新高端存储系统

  EMC这两年在高端存储系统Symmetrix似乎鲜有动作,除了2008年一月宣布Symmetrix支持固态硬盘意外,基本上没啥动作。另外一个不争的事实是EMC在高端市场份额的在减少,不仅仅有IBM(有种说法是IBM则通过XIV的网格存储产品来替代其高端存储产品DS 8000)、HDS(HP高端就是OEM HDS的)等传统竞争对手,NetApp在2007年以后也加入了高端存储市场的争夺,此外还有一些专注高端市场的小厂商也虎视眈眈。

  经济危机首当其冲受影响的就是那些金融行业,这些行业对高端存储产品的选择也许将更加慎重和小心,因此市场竞争也将格外的激烈。作为EMC传统的优势领域,也许EMC会通过革新其高端存储产品来保持住自己的优势地位。

  加大对SAS技术的支持

  2008年主流存储厂商基本上都更新了其中端存储系统的产品线,其中最让人感到兴奋的无疑是HDS AMS 2000系列全面支持SAS,SAS技术也成功走入主流中端存储产品,普及趋势不可避免。而其他主流存储厂商的中端存储产品,要么是增加CPU处理能力、增大缓存,或者添加一些对固态硬盘的支持(固态硬盘2008年才开始在企业级存储产品火热起来,相对SAS的普及时间,固态硬盘的普及之路需要更长的时间),这些基本上是所有主流存储厂商或多或少都会做。令人遗憾的是,作为存储领域的举足轻重的角色,EMC在2008年发布的CLARiiON CX4之时,看重只是SATA II和固态硬盘的支持,虽然EMC中低端存储系统也对SAS技术有所支持,但相比HDS来说,EMC的支持力度似乎还不够。

  HDS在2008年开启了中端存储系统全面支持SAS的先河;也许在2009年,EMC会在中低端存储系统中全面支持SAS技术。

  积极开拓消费类市场

  2008年EMC在消费类市场做了两件重要的事情:第一是就是推出了由EMC中国研发中心研发的针对消费类群体的存储宝箱,第二就是收购了消费类存储厂商IOmega。这两件事充分说明了EMC想在消费类存储市场有一番作为的决心。不管EMC出于什么目的,但是可以明确一点的是EMC看到了消费类用户对存储需求已日趋发生改变的事实。

  庞大的消费类市场让EMC看到了广阔商机,预测在2009年的消费类市场,国内将以存储宝箱为主、Iomega为辅;而欧美则是以IOmega为主、存储宝箱为辅;同时相信EMC会推出更加贴近消费用户的产品与服务(存储宝箱就产品、价格而言,估计很难对抗其他消费类存储厂商的产品),同时不排除EMC在存储宝箱上会改变一些渠道销售策略(目前已经合作的有联想,也许下一步就是DELL、HP等等)。

IBM篇

固态硬盘丰富产品线

  相对于其他厂商来说,IBM对固态硬盘的态度并没有人们想象的那么保守,虽然在2008年9月份的发布会上,IBM发布的最新中端磁盘阵列中并没有加入对固态硬盘的支持,但是IBM公司却明确表示:固态硬盘在研发最新中端磁盘阵列时,已经被纳入计划当中了。只是目前固态硬盘这个市场还刚刚起步,各方面准备尚未充足,如果这个时候推出支持固态硬盘的产品,对用户来说帮助不大、因此IBM会选择在恰当的时期加入固态硬盘的支持。

  所以,2009年对于IBM来说,加入固态硬盘的支持可谓是十拿九稳的(起码DS 5000是肯定的)。当然,相比EMC、HDS等厂商的步伐(EMC、HDS都宣布了对它们的高端存储系统加入固态硬盘的支持),IBM能否在高端存储系统DS 8000也加入对固态硬盘的支持就难说了(涉及到DS 8000的发展问题,下文有相关分析)。

  XIV逐渐取代DS 8000 重点服务云计算?

  一个不能否认的事实是IBM高端存储产品DS 8000这几年一直处于停滞的状态;也正是这种停滞,让业界出现了对IBM DS 8000前景的质疑;加上2007年底IBM公司把网格存储厂商XIV收购了,业界也开始猜测IBM想通过XIV取代DS 8000,成为高端存储系统的新主力。

  虽然IBM高层表示:从长远来讲,XIV代表了一个潮流的方向。XIV具有高度的模块化,通过模块化结构是满足客户的需要。在高速数据成长的业务、混合负载负载下,XIV能够很好的保持数据的一致性的同时,提供高质量的数据响应服务。DS8000还会是一个高端主流的产品!DS8000适合一些传统的业务;而XIV则非常适合于那些未来业务数据高速增长的客户。

  但是,面对当前云计算及相关服务的蓬勃发展,IBM难道会把云计算押宝到DS 8000上?指望DS 8000显然不现实,云计算的一些特点和XIV的一些特质刚好能够很好的吻合在一起。因此,在2009年,XIV毫无疑问的将会具有更广阔的发展空间。

HP篇

 收购重复数据删除厂商?

  如果评选2008年存储界最拉风的领域的话,那么重复数据删除技术必然会获得最高的得票;然而在这个最拉风的领域,惠普公司似乎稍显沉寂,除了偶尔传出其OEM Sepaton重复数据删除产品的消息外,再无更多消息;而EMC、IBM、NetApp这几个常年的竞争对手却闹的正欢腾:EMC收购Avamar,联手昆腾,立志通过重复数据删除技术完善BuRA备份归档解决方案;IBM则通过收购Diligent达到釜底抽薪的目的,让Diligent几个OEM伙伴Sun、HDS颇为尴尬;NetApp则通过自主研发的重复数据删除技术来完善自身的备份解决方案,并加强与赛门铁克等厂商的合作。

  面对竞争对手在2008年风风火火的表现,惠普当然不会甘于人后;所以笔者预测惠普在2009年会在重复数据删除领域有一番动作,也许会在SMB市场研发并推出自主的重复数据删除技术,而在企业级市场,则可能会选择收购,至于收购对象,也许会是Sepaton,也许会是Data Domain,也许还会是。。。

  在产品线中加入对固态硬盘的支持

  2008年存储界最拉风的领域除了重复数据删除外,另一个就是固态硬盘了。很可惜,相比EMC们,惠普又没赶上这一拨,当然不能说惠普就在此领域落后了,俗话说的好:赶的早不如赶的瞧;人家惠普也不是傻子,没准暗地里正蓄势待发了。

  当然,最先实现的恐怕就是惠普高端存储系统了(惠普高端存储产品OEM HDS UPS系列),最近有消息显示,HDS似乎也开始热衷于固态硬盘了,HDS将在其高端存储系统UPS V和VM中加入对固态硬盘的支持。那么这也意味着惠普即将在不久的将来也加入到支持固态硬盘的队伍中去。

  SAS进驻惠普中端存储系统

  对于SAS技术来说,HDS在2008年推出全面支持SAS技术的中端存储系统AMS 2000可谓是带了个好头,相信其他主流存储厂商在200年或多或少都会迈出这一步。

  笔者预测惠普将在其中端存储系统MSA RAID阵列和EVA中端存储系统中加入对SAS 1.0的支持(2.5英寸3Gbps SAS磁盘),加上SAS技术发展良好,业界已经推出SAS 2.0(6Gbps SAS);没准到了2009年年底,惠普的中端存储系统会在原有基础之上更进一步,支持SAS 2.0;如果真是这样,那意味着惠普EVA 4400支持的FATA将逐渐退位,而SAS时代正式到来!

  发力iSCSI领域?

  2008年惠普在存储领域唯一的亮点就是花了3.6亿美金把LeftHand给买了,而与LeftHand规模相当的Equallogic却花了DELL14亿美金,单单从钱上来看,惠普的确是做了笔好买卖。

  虽然很多存储人士都不看好或者质疑这次收购,比如说分析公司Storage Switzerland创始人George Crump表示:“这似乎并不是一次成功的收购,因为惠普已经有太多的存储产品了。我担心惠普收购LeftHand会埋没了一款非常好的产品。”但是更多的好处是:LeftHand能够帮助惠普将他们的SAN产品扩展到那些由服务器整合和虚拟化技术推动的市场,将惠普带入共享存储领域;完善惠普的虚拟化功能特性;帮助惠普扩展其iSCSI产品,这也是目前增长速度最快的一个市场部分。

  惠普存储产品线的确太多,整合可能会遇到一些困难;但是相对其他竞争对手,惠普的确是已经纳下太多了,再不奋力追赶,也许就真要掉队了,因此相信惠普会在2009年借助LeftHand发力iSCSI领域。

HDS篇

固态硬盘的支持

  面对EMC、IBM、NetApp、DELL等厂商在固态硬盘领域的动作,HDS当然不会袖手旁观。EMC早在2008年1月份就宣布在高端存储系统中支持固态硬盘;而NetApp也在2008年年底宣布了对固态硬盘的支持;IBM则明确了公司在2009年会加入对固态硬盘的支持;因此HDS公司必然会加强对固态硬盘的关注。

  可以明确的是HDS会在高端存储系统USP中加入对固态硬盘的支持。联想到HDS和日立环球(传统硬盘厂商)都是日立集团下的子公司。那么在2009年,HDS和日立环球会在固态硬盘领域有着紧密的合作。

  AMS 2000在2009年升级到SAS 2.0

  2008年年底存储界最大的一个亮点就是HDS在其最新的中端存储系统AMS 2000中对SAS技术的全面支持。开创了主流存储厂商对SAS技术全面支持的先河。相信有HDS的带头作用,其他主流厂商会更加认真的对待SAS技术。

  HDS在2008年推出的AMS 2000支持的是SAS 1.0(3GB),随着SAS 2.0(6GB)的推出;HDS会把AMS 2000升级到SAS 2.0么?让我们拭目以待。

  重复数据删除--OEM Diligent还是其他厂商?

  HDS在重复数据删除领域选择的是Diligent,但是Diligent在2008年被IBM给收购了,这一下子让HDS颇为尴尬。所以HDS是继续选择OEM Diligent产品呢,还是选择OEM 其他重复数据删除厂商的产品?异或自己研发重复数据删除产品?或者直接就是通过收购来满足自己的需求?

  相比来说,Diligent在重复数据删除处理方式跟Data Domain(In-Line模式)一样,因此HDS如果继续选择OEM的话,那么可能会倾向于选择那些采用In-Line模式的厂商。还有一种情况就是可能自足研发重复数据删除产品。至于收购,鉴于当前独立重复数据删除厂商并不多,HDS收购重复数据删除厂商的可能性偏小。

  因此,HDS可能会在2009年走OEM和自主研发的道路。

Dell篇

2009年DELL主打EqualLogic

  就在整个IP SAN市场快速发展的时候,DELL公司收购的iSCSI存储厂商EqualLogic也体现出效应了,先不说DELL公司的收购让EMC大吃了一惊,以至于后来出现了DELL要提前和EMC分手的传言,虽然最后以DELL和EMC延长合作协议击碎传言,但至少说明DELL公司想在存储领域有一番作为的决心。

  查查IP SAN去年的市场份额,我们会惊人的发现DELL公司已经悄然以31.1%占据第一。随着10GB以太网的普及,IP SAN这个市场的发展将不可阻挡;因此,我们预测DELL公司必然会在2009年主打EqualLogic,也许2009年市场上会出现更多EqualLogic的声音。

  寻求合作 推出完善的重复数据删除方案

  重复数据删除作为存储另外一个比较火热的领域,DELL公司也不会轻易放弃这个领域,相比EMC、IBM、NetApp,DELL公司可能还是会先选择走合作的道路(这跟EMC的合作比较类似)。虽然在2008年传出了EMC、昆腾、DELL联手合作研发重复数据删除的消息,但是后来也没有下文了,这其中应该是有一定的原因。

  EMC虽然收购了重复数据删除厂商Avamar,按照EMC的说法,Avamar在重复数据删除领域的解决方案是最全面的,但是业界还是传出EMC和昆腾、DELL在重复数据删除领域有合作的消息,这里不好去说明啥。但是至少说明EMC公司可能还没整合、完善好它的重复数据删除解决方案,因此作为EMC的紧密合作伙伴,DELL公司在这个领域的声音也就少多了。我们预测2009年,随着EMC的整合完善,DELL也将会推出比较完善的重复数据删除解决方案。

Netapp篇

继续打造完善的重复数据删除策略

  2008年除了EMC、IBM这些大厂热衷重复数据删除外,NetApp也对重复数据删除格外热衷,相比EMC、IBM、HP、HDS等竞争对手选择收购或者OEM相比,NetApp选择了自己研发重复数据删除技术;而且NetApp在重复数据删除领域的步伐显得格外的活跃。

  在2008年,NetApp非常重要的一件事情就是宣布自己的重复数据删除技术将对其他厂商的存储系统开放,可以对竞争对手的主存储进行重复数据删除;相信2008年除了EMC、IBM这些大厂热衷重复数据删除外,NetApp也对重复数据删除格外热衷,相比EMC、IBM、HP、HDS等竞争对手选择收购或者OEM相比,NetApp选择了自己研发重复数据删除技术;而且NetApp在重复数据删除领域的步伐显得格外的活跃,比如VMware、微软、赛门铁克、Commvault等,完善自己的重复数据删除策略,打造从主存储到备份再到归档的全线重复数据删除一体化方案。

  与Onstor、iSllion等在NAS领域展开激烈竞争

  NetApp作为NAS领域的头牌,在NAS领域有着举足轻重的影响力;但是在2008年,NetApp的一些比较小的竞争对手却开始活跃起来,比如说Onstor、iSilon等。Onstro、ISilon的集群NAS让这两家公司在2008年获得了不少眼球。卧榻之下,岂容他人酣睡,NetApp想必也看到了集群NAS给它带来的竞争压力。也许在2009年,NetApp公司将自己领先的NAS领域与这些小厂商们展开激烈的竞争。

AMCC推出10G ENET/OTN Framer/Mapper/PHY设备PEMAQUID --- S19258

AMCC推出10G ENET/OTN Framer/Mapper/PHY设备PEMAQUID http://www.cnele.com  更新时间:2008年02月18日  来源:电子工程专辑 【收藏此页】【 】【E-mail给朋友】【打印此文】【关闭窗口
AMCC日前宣布推出一种用于10GbE, 10G光纤通道WIS(OC-192/STM-64) 和OTU2网络应用程序的XAUI-to-XFI 10G LAN/WAN/OTN

Framer/Mapper/PHY设备PEMAQUID。

PEMAQUID S19258是AMCC的首个MEtrON城域以太网光学网络产品系列设备,专为城域以太网和电信级以太网解决方案系统而设计。PEMAQUID为城域WDM传输网络提供性价比高的电信以太网

解决方案。

电信服务提供商希望从传统SONET/SDH 传输设备转移到电信级以太网设备和10GbE/OTN 服务,需要性价比高的新型硅产品。PEMAQUID 是当今市场上首个物理层设备,使以太网能够实现OTN 整合。在推出PEMAQUID 之前,服务供应商必须在电信以太网和交换机路由器平台上使用后端DWDM 设备,以进入/退出光学传输网络。

PEMAQUID 及其集成的10GbE 到OTU2 映射模式、EDC..FEC 和XAUI 与串行10G接口是一种专为这一转移而优化设计的产品PEMAQUID 能够直接连接10G MAC网络处理器或10GbE 交换机与XFP/SFP+ 光学模块。单个PEMAQUID 可以取代多达三种设备(FEC/Framer/Mapper 设备、SFI4.1 到串行10G 物理层设备和桥接设备)将10G MAC 连接到FEC/FRAMER/Mapper。

PEMAQUID 对于城域以太网交换机/路由器和DWDM 系统非常理想。这种高度集成的设备通过10GbE 以上WAN 和OTN映射模式的丰富套件,支持纯10GbE LAN 城域以太网网络以及WAN 和OTN网络。凭借其集成串行10G PHY XFI/SFI 接口和临时G.709 GFEC/EFEC 功能,为XFP 和SFP+ 光学模块提供无缝接口。最适合电信级城域以太网交换机/路由器卡..OTU2 DWDM 客户端周边设备和线卡以及10GbE/OC192多服务提供平台MSPP客户端周边设备和线卡。

AMCC 传输营销主管Neal Neslusan 说道:“为了迎来新兴城域以太网网络,人们都希望尽量利用低廉的企业以太网基础设施的各个方面。PEMAQUID 最适合发挥这个作用,它促进OTN 网络和所有企业以太

网设备常用的10G MAC交换机以及网络/信息包处理器之间的直接连接。AMCC 的技术组合使我们能够快速向市场推出这种高度集成的领先产品。这种设备功能丰富,市场需求极大,一些客户平台已经进入后期设计阶段。”

Infonetics研究公司首席分析师兼共同创始人Michael Howard称:“AMCC 的PEMAQUID 设备在集成10G I/O 技术和10GbE 框架构建/映射服务方面是一大进步。S19258 为10GbE 以上的光学传输网络OTN以及10GbE LAN 和WAN网络提高效率、降低设备成本。”

通过利用AMCC极为成功的Rubicon产品系列的10G Mapper/OTN/FEC功能,并集成AMCC QT2x25 PHY 产品线的10G PHY 和XAUI接口,该公司创造了一种高度集成的解决方案,大幅度节省成本、耗电和空间。凭籍集成FRACn 合成器,仅需一种低廉的外部参考震荡器,PEMAQUID 即可支持从9.954Gbps 到11.32Gbps 的10G 线速,同时满足SONET/SDH 和OTN 抖动要求。除时间的选择灵活外,PEMAQUID设备支持七种10GbE 映射模式,其中包括位元透通映射、GFP 映射、WIS框架构建和10GbE LAN 通过模式。

同时,PEMAQUID 具有集成ITU G.709 FEC 和AMCC 的增强FEC(ITU G.975.1.I4 ),能够在低OSNR 环境中通过OTN 网络进行10GbE 的城域和长距离传输。此外,GFEC 和增强FEC 同时弥补非线性通道间的损害,对于DWDM 系统允许25Ghz 的窄通道间隔。

PEMAQUID具有10GbE映射、框架构建、FEC和集成10G Phy等丰富功能,以小型19x19信息包提供,在普通应用下仅消耗2.5瓦特。S19258 现在向试用客户提供样本。预计2008年3月全面对外推出。

Apr 17, 2009

Revolution of 10GE Ethernet Switches with Introduction of the PETRA Family

Revolution of 10GE Ethernet Switches with Introduction of the PETRA Family
10 Gbit/s to 10 Tbit/s Non-blocking Ethernet switching shelves with 100 ms buffers for Carrier Ethernet, Enterprise and Data Center networks

Dune Networks, a provider of networking devices for Metro Ethernet, Enterprise and Data Center platforms, announced the availability of its PETRA line of FAP (Fabric Access Processor) devices as part of its SAND chipset. Announced are the P220 and P230 devices of the Petra family, providing 40Gbits/s and 80Gbits/s full-duplex traffic management and fabric access functionality. By quadrupling the level of integration of existing devices in the market today, the P220 and P230 drive the evolution toward dense 10GE-port systems. The P220 and P230, together with the new generation of classification devices, enable the economic design of nonblocking switches with deep buffering and densities of hundreds of 10GE ports in a single shelf. The devices further support 40GE or OC768c rate ports and are ready of 100GE port rate.

The PETRA family enables system vendors building a product-line to share the same switching and traffic management infrastructure, and to address both different densities and different applications. Cost effective small chassis can be designed by meshing several P220/P230 devices without the need of fabric devices/cards. Half rack chassis with densities of hundreds of 10GE ports can be designed by interconnecting the P220/P230 with fabric element devices. Multiple chassis of different sizes can be interconnected in a non-blocking resilient way via multi-stage fabric organization, supporting a world record of over 100Tbps of line rate capacity or thousands of 10GE ports or 40GE/100GE equivalent.

System vendors which are shipping in volume switching platforms based on earlier generations of SAND devices (e.g. FAP10V/20V/11V/21V FE200) are able to enhance their deployed switching systems. New line cards with higher 10GE ports density or supporting 40GE/OC768c port rates can be plugged into the legacy deployed systems. The P220 and P230 maintain Dune’s backward compatibility methodology extending product life-cycle to more than 10 years.

“Dune’s P220 and P230 devices strengthen Dune’s leading position in the switch market”, said Jag Bolaria, Senior Analyst with The Linley Group. “On the basis of availability, nonblocking performance, integration, and scalability, Dune’s P220 and P230 represent the leading fabric and TM architecture as well as being the first 80G full-duplex devices to sample. We believe the PETRA family should enable Dune’s customers to target new applications and reduce development time.”

“We are excited to release the new PETRA family, and drive switching and traffic management to the next level of speeds and HQoS requirements,” said Eyal Dagan, Chief Executive Officer of Dune Networks. “The P220 and P230 join the previous generations of SAND chipset that are employed in over 100 designs and are accelerating the mass adoption of 10GE in the enterprise, data center, and carrier networks”.

The P220/P230 in more detail:

The PETRA P220 and P230 support multiple interfaces on the line side enabling the connection of a wide range of Network Processors, Packet Processor devices, and FPGA devices. The P220 and P230 provide DRAM-based, deep packet buffering, which enables comprehensive traffic management, and integrate an interface that facilitates a Clos mesh fabric interconnect.

The PETRA devices support a wide range of line interfaces, including XAUI, XAUI+, SPAUI, RXAUI, SGMII, and SGMII+. XAUI+ doubles the data rates up to 6.25Gbits/s; RXAUI is like XAUI, but using two lanes running at 6.25Gbits/s; SGMII+ is like SGMII, but runs at 2.5Gbits/s; and SPAUI is a Dune-originated interface that combines the XAUI physical layer with enhancements supporting channelization and flow control similar to SPI-4.2. Each interface has the ability to run at its native speed or higher speeds, up to 6.25Gbits/s per lane. The devices feature a micro-code based parser and mapping logic, to accommodate wide range packet formats. The Petra line is designed to interoperate with an array of Packet and Networks Processors, including Marvell, EZchip, Xelerated, and Bay Microsystems, in addition to proprietary PP solutions.

The PETRA family uses external DRAM memory to buffer data. Buffering is required to enable comprehensive traffic management for carrier applications and to provide superior goodput and fairness performance.

Like previous FAP devices, the P220 and P230 interconnect and communicate via the fabric interface, enabling economic implementation of a complete product line around a single architecture. The system is scalable from 40Gbits/s to 10Tbps via mesh, single-stage configurations, and up to 100Tbps via multi-stage configurations. The backplane interface operates at rates of 6.25Gbits/s, as well as at 3.125Gbits/s for backward compatibility with previous FAP and FE devices. This enables existing systems to be upgraded in the field with denser line cards and fabric cards.

The P220 and P230 include a programmable traffic manager. The scheduling and shaping hierarchy are fully programmable, with simultaneous shaping at all levels of hierarchy.  The TM is designed to be compliant with MEF and DSL-FORUM TR-059 scheduling and shaping standards, and includes additional flexibility.

EN-Genius Says…

EDITOR’S NOTE: The announcement above covers only the fabric access processor which is a companion to the FE600 Fabric Element and P130 aggregating MAC/packet pre-processor that comprise Dune’s new multi-Terabit SAND switch architecture. The review will focus on the fabric processor but we’ll try to include some information on the other devices in the family for context. For more information about these other devices please visit Dune’s web site.

Dune’s latest fabric access processors (FAPs) are scaled-up versions of the 10/20 Gbit/s FAP11V and FAP21V devices I reviewed earlier this year (see my March 2008 review) which stretches their SAND architecture comfort zone into the multi-Terabit range. As with earlier devices, the FAPs can be tied together to form relatively small fabric-less switches of up to 230 Gbit/s or combined with FE600 switch fabric for larger single- or multi-stage multi-Terabit structures. Their new 80 Gbit/s aggregating/oversubscribing MAC (the P130) rounds out the family with a compact 8X10G (or 80X1G) line interface that will make it practical for equipment manufacturers to make the shift to 10GbE with same line densities (24 - 32 lines per card) as current GbE systems.

Like Dune’s earlier fabric processors, the PETRA 220/230 handles all the tagging, segmentation, scheduling, and traffic management functions necessary to prepare packets for transport within the SAND switch fabric. As the block diagram indicates, it uses DRAM for packet buffering and faster QDR SRAM to store the packet descriptors that the ingress processor uses to perform ingress traffic shaping. Dune says it can support at least seven user-definable priority levels and can go higher if really necessary). They wouldn’t disclose the precise number of queues the processor can manage, but hinted that it’s in the 10s of thousands.

To accommodate the higher bandwidth, the processor system – side connection supports either several standard XAUI 10G interfaces or a single SPAUI connection, a hybrid of XAUI SerDes technology and SPI 4.2 channel configuration capabilities that’s supported by Bay, EZchip, and FPGA vendors plus multiple IP sources (for more information, check out the SPAUI white paper). The only important interconnect missing on this generation of Dune products is the Interlaken interface that’s being promoted by a consortium led by Cisco (see the Interlaken Alliance web site for more info). When questioned about the absence of support for Interlaken, Dune said that they see it as the most sensible choice for connections running at 40G and above. They also said that that plans are already underway to include Interlaken in future products along with SPAUI for 10G - 20G connections.

The fabric processor flexible line-side interface allows you to use whatever MAC/PHY combination you desire but Dune’s Petra P130 MAC/aggregator/traffic manager is definitely worth considering because its smart oversubscription and additional traffic management capabilities allow you to load your switch heavily and still maintain critical QoS/SLA commitments. The P130 integrated traffic manager provides buffering and contention resolution tasks at the system edge before the traffic hits the fabric processor. It goes beyond simple priority bit and VLAN tag inspection used by some MACs, allowing classification based on anything in header. This is possible thanks to the P130 packet pre-processor that uses a micro-code-based engine. The pre-processor can be programmed using a GUI-based development tool to allow support for custom applications. A typical non-standard application (if there is such a thing) would be something like prioritizing packets that are encapsulated within multiple protocols. When I asked about the aggregating MACs being sold by the likes of Marvell, Cortina, and Ample/Mindspeed, Dune said that those chips can’t match the P130 80 Gbit/s capacity and have less sophisticated classification capabilities.

The FAP companion FE 600 switch fabric element (FE) has 600 Gbit/s worth of capacity and is backwards-compatible with previous FAPs, a nice feature that allows you to upgrade the switch capacity in existing equipment without the use of a forklift. Like all Dune FEs, it uses a SAR-like fabric transport mechanism that supports fixed or variable sized cell switching for improved efficiency. Instead of using external SRAM or DRAM, the FE600 uses a block of on-chip memory that eliminates the speed bump of the chip-to-chip interface. Of course such a large chunk of memory adds to the already-considerable power (Dune estimates it draws a between 25 W and 30 W) but it is acceptable for the kind of density it delivers.

All connections to the FE 600 switch are made via its 6.25 Gbit/s SerDes transceivers (5 Gbit/s useful capacity). Dune says that the transceivers have both transmit pre-emphasis and de-emphasis plus a DFE-based equalizer that allows it to accommodate nearly any channel condition in backplane environments using simple FR-4 material (not back drilled) of up to 50 inches in total length. The 3rd party IP in Dune transceivers includes a microcontroller which uses the receiver slicer circuit to implement a digital scope function that allows you to see the SerDes signal as seen at the input to the detector. This is similar to the chip-on-scope function featured in several of Vitesse’s latest offerings (see my August 2008 review) but adds the ability to automatically perform fine-tuning of equalization settings that the Vitesse parts do not have. Given the features and performance it offers, I strongly suspect that the transceiver cores are Synopsys IP (originally developed by Accelerant) but Dune would not confirm this.

Usually when a company makes claims for its new product line that are as bold as those Dune has made here, I’m more than a bit suspicious, but this looks like a logical, doable extension of their previous product lines. Based on Dune’s track record of delivering on its promises and the basic soundness of their switch architecture I think that they have a good chance at hitting their self-declared price/performance target of delivering 10GE silicon cost at around 3x the cost of 1GE silicon that they feel is necessary to drive 10GbE to mass adoption. The higher speeds, levels of integration and resulting power consumption do add some risk to the PETRA family’s successful roll-out but I’m pretty confident the have viable products that should sell well even in the weak market we’ll likely face in 2009.

Dune Networks is currently sampling the PETRA P220 and P230 to selected customers. While Dune declined to provide specific pricing for its parts, they did say that with this level of integration they expect that, in high volumes, the silicon BOM of a moderately-sized (24 - 96 port) switch should start to approach $100 per 10GE port.

Apr 12, 2009

全球电信业2008年回顾与2009年展望

全球电信业2008年经历了较多的起伏波折,但是变革和转型的本质从未停顿。在数字网络的大千世界里,全球电信业正加速转型,从人均接入建设模式转换到人均带宽建设模式。在2009年,这种势头将得以继续,数字洪水即将到来。


1、PC终端化,终端PC化 

从iPhone的走红到G-Phone的问世,从年初MID热、年中令人眼花缭乱的各种山寨机泛滥,到年底的Net-Book(上网本、山寨本),MID/IID毫无疑问成为了2008年的主角,给人们带来了很多惊诧。人们通过i-Phone和G-Phone,认识了Apple Store 和Android Market模式,认识了Widget的深厚功力,更认识到PC制造元素与终端制造元素融合所带来的丰富的创造力量。2008年全球HSPA与MBB的深度覆盖,带来了MID/IID/PC超强的网络连接能力。 

百花齐放式的技术发展与融合,破解了困惑传统终端已久的所谓“3-Put”(throughput、input、output)瓶颈;IT技术上的突 破,使缺位多年的一些解决方案得以萌发。业务的发展再次使运营商认识到终端的价值,终端是体验和认识网络功能的第一门户,并且是未来运营的制高点。FMC 首先在终端上得以实现,也揭开了终端发展转折点的序幕。 

数据卡是PC终端化的原始途径,反映了“PC + 移动宽带”的巨大需求,Dell、Apple等一些PC厂家,都开始通过嵌入终端元素来制造瘦PC,以满足做强终端功能的市场需求。 

PC终端化的典型证据,就是2009年所有PC/MID/IID将缺省配置Wi-Fi、3G Modem,并提供更多的Online业务能力。这将导致人们挂在无线网上的时间超过固网,移动接入不单替代了固定接入,而且移动带宽消费逐步替代固定带 宽消费。PC与移动终端的融合,对传统终端制造商、传统PC制造商、运营商、最终用户的影响是深远甚至是致命的。市场需求促使基于终端业务的新电信运营商 和新终端厂家诞生,电信行业的市场格局实现突破。 


2、视频业务的兴起 

2008年很多人通过网络视频(包括移动视频)观看了北京奥运会、NBA、美国总统选举等大事件。网络流量结构在悄然发生变化,网络媒体流量已经占全 球总流量的50%以上,其中大多数流量是由P2P、移动宽带(MBB)、数字家庭与数字媒体娱乐(DME)等新兴业务所产生。全球60%以上的互联网用户在线下载视音频内容,P2P/P4P业务已成为消耗干线带宽的主要应用。 

随着移动宽带的兴起,用户将花更多时间挂在网上,移动宽带与流媒体消费将更高。随着P4P的出现和移动流媒体的普及,可以预测,未来几年内的媒体流量 将成为网络的主导业务,成为改变网络发展方向的主要推动力。网络流量结构将更接近Media:Data:Voice = 99:0.9:0.1。回想2000年全球网络中的数据流量首次与话音流量各占50%至今,这八年来电信行业发生了多么巨大的变化,可想象当前媒体流的增 速还将快过数据流量的前景。 

几乎所有的主流运营商,包括VDF、O2、KDDI、T-Mobile、“3”、SK、NTT、Cingular、Verizon等,都推出了自己的 网络视频业务。最近,Wii、Yahoo即将推出基于Widget的新网络电视的消息,更是进一步震撼了传统的视频行业。 


3、“人均接入”趋于临界饱和 

传统电信一百多年来的梦想是主线普及,让每个人都能连接到网络。这个梦想在2010-2011年期间就将成为现实。 

目前,在发达国家和地区的人均接入早已饱和,一些国家和地区的移动渗透率超过160%,宽带与固定接入也达到经济性饱和;在新兴市场,人均接入也临近 饱和,市场竞争在相互搬迁、重复建设中展开,电路资产建设逐年放缓,把人类都连接到网络上的初级梦想已经基本实现,基于话务运营的各种经济活动逐渐失去活 力。 

人们开始把内容、信息、生活与工作都放到网络上,从而大量地消耗着带宽。对带宽的需求和渴望,驱动着人均接入继续朝着人均带宽、人均安全、人均存储和 人均信息消费的方向发展。UA(无所不在的接入)、云计算等先进技术应运而生,未来2-3年将是网络社会从接入基本温饱型向接入小康型阶段过渡的重要时期。所谓“接入小康”,是指基本上可以做到无所不在的网络接入(UA)和基本带宽保证。 

电路资产的建设已接近尾声,大量的未来投资转向数字资产,这也是未来网络可持续赢利发展的必然要求。 

2008年互联网的SNS大行其道,各式各样的SNS,比如MySpace的“Data Availability”、Facebook的“Connect"和Google的“Friend Connect”等,给电信业的人均物理接入赋予了新内涵。“虚拟连接”在整个互联网范围内开始通用,不受运营地域限制,未来可以跨界和跨社区运营,充分 扩大了传统连接的含义;“虚拟连接”把虚拟化和云计算等概念有机地结合起来,并为未来过渡到人均带宽、人均存储、人均安全、人均计算等全新价值空间提供了平滑的跳板。 


4、互联网的力量 

2008年是互联网尽显风采的一年,不仅仅是因为SNS赢得了巨大的人气和成功,还包括互联网力量开始渗透到现实生活的各个方面,对人类生活产生了巨大影响。不少网络门户、垂直网站、电信运营商纷纷试水SNS模式。 

在2008年,很多大事件都是借互联网力量展现出其强大效果,影响范围之广超乎想象。从年初吸引了近5%春晚观众的“艳照门”开始,到春运那场牵动千家万户的“雪”和随后Google的雪地图,再到汶川地震的网络救援和爱心、奥运火炬传递所展示出的中国力量……互联网的冲击波震撼着我们。 

奥巴马的总统竞选演说通过YouTube在全美发表,互联网已然影响到美国政治,并将在其上台后继续影响互联网发展。温家宝总理在全国节能减排工作会议上的讲话,也通过网络现场直播。不少人喜好的人肉搜索,开创了另外一种行政监督和廉政的渠道,范跑跑、华南虎、毒奶粉、公共事件的揭露等等,“长尾经济”又诞生出了“长尾政治”的效果。 

互联网的力量从未如此巨大,可以推举总统,可以把官员拉下马,可以影响人生观和价值观,可以实施人道救助,可以创造虚拟经济,可以对金融危机推波助澜。实际上,互联网已经比电信和电视更深入地渗透到社会生活的各个角落,其影响力已逐渐超越电信和电视,发挥出我们无法预测的力量,并向人类提出了更多的尖锐问题。 


5、无线:风景这边独好 

2008年全球无线领域的投资比例超过总投资的65%,成为电信业最大的亮点。3G逐渐成为互联网接入的主要手段,移动宽带(MBB)开始成为运营商的主流业务。全球80%以上的人口在蜂窝网络的覆盖之下,人们越来越多地通过移动装置上网,上网时间逐渐超过了固定终端。 

与固定接入相比,移动接入的新概念更加丰富:WISE(无线互联网业务环境)、USN(传感器网络)、AUN(泛在网络)、Femto、Hybrid 等盛行一时;HSPA 用户全球每月增长400万,从2007年的1100万增长到2008年的5000多万,全球93个国家开展了应用;EV-DO用户全球有9700万,应用在全球103个国家的169个网络。预计2012年之前,全球3G用户将远超过16亿。 

全球很多运营商的数据业务在2008年实现超过50%的增长。一些运营商把每月提升1%的非话音业务收入占比(年度贡献为12%)作为关键考核指标。 除SMS外,主要的数据业务还包括音乐、VPN、视频、游戏等,终端、业务和新商业模式都对移动数据通信产生正反馈。随着数据业务流量的增加,将进一步产 生对移动接入、Backhaul、城域、骨干、核心网的扩容需求。然而,扩容技术复杂,如小区分裂、Mesh Backhaul、Hybrid容量技术等,这意味着即使是移动这个亮点,其发展前景仍存在着很多困难和隐患。同时,IMS、Femto、LTE等技术的 商用仍将缓慢成熟,期待着本质上的突破。 


6、经济危机对电信业和互联网行业的影响 

电信业属于实体经济(重资产特征),而互联网行业则多偏向虚拟经济(轻资产特征),实体经济与实体经济之间的关系非常密切,所以电信业无可避免地受到经济危机的影响。然而,此次经济危机的“震中”不在IT与互联网,与当年的IT泡沫在本质上有所不同,由金融危机引起的经济危机,对于IT业和互联网行业的资产关联影响是有限的。由于实体经济受到致命挫伤,大量经济活动与交易转向IT与互联网,因此互联网活动和交易反而受益颇多,并在一定程度上刺激了网络建设。 

当前,正在转型的电信业处于电路资产存量达到顶峰的时期,还没有准备好向全数字资产过渡,对资本和商业模式的依赖极为严重。电信业的很多建设属于过度竞争驱动和非理性投资,在话音业务普遍增量不增收的趋势下,这些建设很难再看到曙光。因此,此次经济危机的持续,必将暴露和激化一些矛盾,使那些经不住考验的商业模式、没有充分的ROI计划、过分的电路资产建设彻底暴露出来,并逐渐被淘汰。 

运营商们越来越清楚地认识到传统电信运营模式是一种过期模式,无论如何修正,也赚不到足够的资金来持续发展。投资减少,投资更侧重收益,深刻暴露了电路资产运营中赢利与资产效益的矛盾。数字资产的建设与发展,必然是此次经济危机带来的最大机会。 


7、网络的尺寸和复杂度呈指数增长 

视频流、云计算、人均带宽等这些发展趋势,使得运营商必须具备提供网络存储和流量管理的能力,网络的尺寸和复杂度则呈指数增长。美国FCC已经规定人均768Kbps和1Mbps才算是MBB。而当网络带宽达到100M时,基站密度将增加50倍,扇区与承载之间的传输流量将是扇区与有效承载的上百倍,MBB接入网与核心网结构将十分复杂。MBB带来的蜂窝极限化(极小蜂窝)实际上就是固定网络,网络扩容与演进时的优化与规划,以及流量结构变化导致的网络性能下降,都成为发展的桎梏;传统电路蜂窝扩容没有任何障碍,而采取无线蜂窝体制的“大密度MBB覆盖”或数据蜂窝扩容存在诸多难以逾越的技术瓶颈……这些现象在2008年开始变得非常明显。 

未来是网络跟随人,而不是人跟随网络。新的智能体验意味着大量的带宽消费,人们要求的是Web到Video,Video到Web;除了50亿人连接到网络外,还有200万M2M机器设备与MID涌入网络。网络流量结构的巨大改变,并不仅仅是一种赢利模式与资源竞争问题,更深层次的问题是由此产生的从量 变到质变的转折。网络层次结构变得越来越扁平,更加Mesh与复杂,路由、业务交换、超大容量的传输、协同等技术越来越复杂。海量的网络设备连接使得网络 的“重量”和复杂度呈指数增加,运营商开始为此而担忧。 


8、云计算 

云计算一度成为各运营商认可的概念和追逐目标,同时运营商开始建设云服务设施,新的运营观念随之萌芽,运营商将具备提供网络存储和流量管理的能力。云模式已普遍被认同。 

Verizon在2008年第一季度发布了其所谓的“云计算”计划:Managed service; co-location; hosting via data centers; virtual IT; enterprise computing; ICT resources as a services。Sprint的云计划则是:any service over any network on any device。随后,很多新运营商和IT厂家如MS、SUN、IBM、Google、Apple、Nokia、Amazon及一些老牌运营商们,也都相继 推出了自己的“云”服务计划和概念。 

基于安全和巨大容量的虚拟网络,客户可以把大量数字资产寄放和托管在网络中。根据长尾理论,大量 “测不准”的网络应用与网络创新,可通过网络云平台来销售各自的价值,复杂的需求可以通过网络协同能力来满足。一时间,网络存储、网络安全、网络数据银 行、网络计算和各种专业云得到市场追捧。很快,除了IDC,人们还将看到ISC(互联网存储中心)、ICC(互联网客户中心)等众多的运营实体。 

“云”成为数字时代的网络银行,成为SaaS的实体寄托,人们只需要携带一张特殊的个人通信指纹“卡”就可以畅游整个网络,获取任何想要的服务,并安全有效地使用任何网络资产。



1、Zettabyte时代初露端倪 

随着智能终端、网络泛在、移动宽带、流媒体技术的成熟,以及数字媒体娱乐与视频业务的迅猛发展,人们已经开始把大量存储、安全、计算和带宽消费等放在 网络上,使得网络流量结构发生了很大变化,Cable公司也在提供IPTV。个人带宽消费与存储从Mbps到Gbps,全网及“云”谈论的是T- Scale、P-Scale甚至是E-Scale,网络正逐渐进入Zettabyte(1021)时代。 

超宽带或巨宽带时代的到来,首先体现在移动宽带承载大流量时出现的瓶颈。用户对于流媒体、交互视频、P2P文件传输以及音乐下载等网络应用的需求一直在加速增长,从而对互联网容量提出了更高要求。 

互联网用户2009年将生成161EB的新数据,这对于用户和运营商来说是一件好事。1EB等于11亿GB,大小相当于时长约5万年的DVD质量的视 频。因此,运营商必须密切关注互联网容量需求的问题。除传输外,巨大容量的加工与计算是更实质性的问题。很多专家认为,互联网容量能否满足用户日益增长的需求,取决于互联网骨干网运营商的前瞻性。 

Mesh计算、分布式与协同、云结构、P4P(对称P2P)、Ad-Hoc、图形/图像交换、大容量网元之间的信息交换、个人存储安全网络(PSSN)等技术,都将成为Zettabyte时代的新热点。 


2、用户数据成为核心竞争力 

拥有大量用户数据是运营商具有的得天独厚的条件,这是任何其它非运营商机构所不具备的。在网络的网元里面,如GGSN、HSS、DPI、IP Policy等中,存在着大量用户数据;在业务平台和网络智能部件里面,也存在大量用户消费行为与内容数据。这些用户数据是用户的“网络标识整体”,是“以用户为运营中心”的新的战略制高点。 

移动运营商之所以能够逃脱纯“管道工”的命运,就是因为有了HLR,也就是所谓的“有围墙的花园”中的围墙。在数字资产和Zettabyte时代,运 营商有了更强大的武器,就是“用户的Profile”,即俗称的“通信指纹”。目前大容量核心网和超大容量HSS首先得到了应用,但如何解决这些通信指纹的优化数据结构、聚合、可延展性、全息性、安全、私密及与云计算的关系等,将是今后的长期任务。 

当用户数据一旦成为运营商的新核心竞争力,运营商不仅能够提供更多有效的网络和应用服务,更重要的是找到了数字资产运营所缺乏的商业模式。随着通信指纹普遍被承认和使用,很多业务的商业模式与赢利模式问题就迎刃而解了,以往在电路资产前提下似是而非的观点和商业模式难点将不再成为问题。 


3、“超音速IP”(超宽带与流媒体)导致对“亚音速”(传统IP)的怀疑 

Zettabyte时代的到来是因为媒体流的贡献,但由于目前的网络还不适应99%的流量都是媒体流的业务结构,大量媒体流至今并不在传统电信骨干网上传递,而是在专用NGI或Google专网之类的承载设施上传递。 

All-IP可能出现量变产生质变的问题,大容量流媒体需求将提出对类似“MP”(Media Protocol)协议的要求。MBB普及后,首先遇到瓶颈的可能就是IP承载与路由选择、移动宽带的承载性能等,这些都将成为挑战IP模式的端倪。 

事实上,对IP的怀疑早就存在。“Internet已经不可能继续如它以前那样的基本设计方式来发展,作为Web流量控制设备的路由器太复杂了,大网 络的运行越来越难且不经济”;“在网络设施发展的十字路口,又一次提出革命还是改良的问题,Internet 应当是面向连接还是无连接,现在是无连接非实时……但未来的“Internet”需要有一些类似无连接实时,但支持大容量的新的协议”等等。 

2009年将揭开谜底,因为“丑小鸭”已经长大到无法掩盖其“天鹅”特征的时候了,MBB与T-Scale的流量,将呼唤出下一代的创新企业。 


4、MBB与移动云计算,Hybrid技术盛行 

移动宽带首先遇到的问题是接入资源紧张,覆盖与密度一直是一对矛盾。基站在频谱效率一定的前提下,若容量达到每用户100Mbps,则每个用户终端就缩变成一个基站,而覆盖接近于零,实际上就相当于固网;当覆盖很大,容量势必减少。 

2009年全球接入资源紧张的局面将出现,首先体现在蜂窝密度和WLL上,接下来将在Backhual上,而后将在MBB的网络规划和优化上更加突出体现出来,并带来前所未有的复杂性与困难,最终导致体系结构和原理上的变化。 

针对这些,能从根本上解决问题的技术是被越来越多的专家认同的Hybrid技术方案——即把固定、移动真正融合的方案,包括SingleRAN改进、 无线SON(自组织网络)、MANET(Mobility Ad-Hoc Network)、X-Mesh、未来移动天空的“三朵云”方案等全新技术。 

MBB的三个发展趋势:移动资源紧缺现象严重;Hybrid技术方案盛行;移动云计算的开始。移动资源紧缺最有可能的解决方案不是扩大频率带宽,而是2G/3G混合与频率中立;Hybrid需要创新;而“移动云”可能成为首先实施的云计划,因为移动应用广泛、业务领域多、起步规模小、MID/IID更广泛地使用网络资源和更方便地访问网络,都需要云的支持。另外,用户在网时间长,商业模式简单,也很适应云计算模式。 


5、SaaS落地,CaaS、DAM等新概念越来越成熟 

把网络和通信的能力释放出来,变成一种服务(即CaaS),是运营商的新理念。运营商拥有很多可开放的通信服务能力,如把CRBT能力开放给音乐网站,作为新歌试听与促销;又如运营商利用其公信力,把网络实时计费能力开放出来,替长尾应用厂商代收费。 

基于PPP(个人可携带门户)的Widget的交易管理平台,是典型的、集结了很多网络资源的“通信服务”,带给客户的感觉是只要使用了PPP,客户无论走到哪里,都可以同样享受资源和服务,而不必担心存储空间、访问速度、安全私密等问题。在网络上提供有偿服务,进行某种数字资产的“买卖和交易”,需要一个公平和超强管理能力的交易平台,这就是所谓的“数字资产交易所(DAM,Digital Assets Market-Place)”的含义。Widget交易平台是一种特殊意义下的DAM,有望成为DAM商业模式的第一个应用。 

人均存储、人均安全、人均计算等与通信能力结合的服务能力(CaaS),是全新的商业服务和模式,具有广阔的前途。例如,用于网络个人存储的存储分发 网络(SDN),这种存储云为那些即拍即存的摄影用户提供存储,为那些商业客户提供每人50-100G以上的私密存储空间,也能为运营商提供更先进的营收 模式。 

SaaS将从2009-2010年开始,成功转为具有某种实际业务交付的实用平台技术,同时逐渐演化为某种特定功能的“计算云”。那些重视和能认识到SaaS 背后本质而非概念的公司,将在未来3-5年里占据业务领域的主导地位。 


6、智能化Online业务 

互联网的最大特点是业务的开放性与进化性。任何终端要想生存和得到市场认可,就必须具备Online业务能力,这就是互联网终端和应用赖以长期生存的关键能力与特征。 

MID/IID/Net-Book结合移动云计算,开创了新的应用时代,基于PPP的个人可携带门户式Widget的出现,彻底解决了移动互联网的商业模式问题,也逐渐解决了FMC宽带业务的商业模式问题。 

Google Android Market、Apple Apps Store、Wii、Facebook OAP等都是Online业务的集散地,也是第三方贡献者和使用者的乐园。同样,各运营商也有各自同样类型的业务平台,例如CMCC的OMS。 Android平台的推出以及正在开发的Android应用商店,使终端的Online商店与软件销售模式,恰似有源之水,发展势头强劲,也使那些山寨 G-Phone、i-Phone们难以为继。以Wii、Kindle、Chumby为代表的另类专业MID、Nokia改造N系列成为Net-book雏 形,都瞄准了互联网MID/IID个性化软件能力和Online运营能力。这间接证明了运营商做Online终端的优势。 


7、网络中立、开放接入与非对称管制 

至少一半以上的国家管制机构开始进一步放宽管制,接入开放与频率中立将成为新主题。随着无线频谱资源的短缺,以及2G频谱资源的租赁期到期,越来越多的国家正在考虑如何充分利用有限的空间与接入资源的重新分配来提供更多的服务。 

接入资源有限已是不争事实,随着带宽消费时代的到来,空中频率与本地环路都将出现紧张,如何更有效地利用接入资源,释放并将陈旧资产翻新使用,成为各国政府最为关切的问题,因为这涉及到国家未来的核心竞争力。 

网络中立、接入开放、频率中立、技术中立管制趋势、非对称管制等等,都是电信向互联网模式转型以及业务要求和资源利用最大化的需要。统一牌照在 2009年将成为某些区域的主潮流,意味着电信管制将放宽对技术制式的控制,例如频率中立、SSS(频谱共享系统)等,2G频段逐渐开放给UMTS使用, 传统电视频率“白空间”考虑拿出来供3G/4G使用,由运营商自行选择,700MHz的使用有望达到全球统一。一些国家还逐步解除对国际出口网关的管制, 加速互联网的增长。Open-access规则也会有实质进展。 

Wi-Fi在频率开放、频率中立、SSS中越来越多地被作为默认频段,因此管制机构都在为Wi-Fi清频。在全球金融危机的大环境下,管制机构也在思考推动网络基础设施的共享。 


8、流量等于收入,新商业模式浮现 

未来信息通信(Infocom)的三个要素原则:开放性与连通性;网络无所不在;个性化与社区化。在未来的通信框架下,人均接入不如人均带宽赚钱,这成为新商业模式的基础。 

在话音收入出现疲惫后,带宽类与服务类收入开始增加。因为设备遵从摩尔定律,设备价格每18个月平均下降一半,如何利用更宽的网络来提供未来的新收 入,成为运营商转型的关键指标。尽管数字媒体通信时代的商业模式还不很清晰,但绝大多数主流运营商仍都把每月非话音收入提升一个百分点,作为对CEO的绩 效考核指标。 

接下来,数字资产配置(建设)比例、数字资产赢利能力、人均月带宽消费量这三个指标,将成为运营商竞争和考核KPI的重要指标。随着带宽的广泛应用,新商业模式已经出现,宽带(包括移动宽带)的商业模式将不再充满疑惑。 


9、中国3G一枝独秀 

中国3G将带来2800亿人民币的史无前例的大蛋糕和2万亿的相关投资,必将催生很多新事物。FSBB(全业务宽带)将成为三大运营商的整体战略,但八仙过海,各显神通,市场将很快看到竞争的白热化,竞争将出现在带宽消费能力、运营商数字资产比例、终端控制能力与新Online业务结合能力(价值链整合)等方面。 

全业务宽带(FSBB)的技术挑战将会增多,三大运营商的ARPU结构会发生重大变化,新赢利模式将浮出水面并冲击着人们的传统观念,更多的先知先觉 SP/CP们会抢先推出新商业模式下的应用。中国是世界上唯一的拥有3种全3G制式、5种无线制式、3家FSBB的国家,中国式的创新必将为全球MBB发 展提供更多的宝贵经验和贡献。 


10、经济危机影响深化 

对实体经济的影响将加快电信转型,加速行业洗牌,经济危机打破了电信业必须重资产模式的咒语,电信业必须寻找新的赢利维度。带宽的效益将逐渐显现(带宽的收益增多),导致建设带宽比建设连接更赚钱,新投资方向转移了传统的建设投资。 

新运营商的介入和冲击将变大,而且逐渐证明是行之有效的,传统电信越来越效仿互联网。从上游产业看,器件与芯片订货减少的情况还将持续至少一年;电路资产的投入大幅度下降和缩水,而新数字资产设备尚未成熟。 

电信业本质矛盾的过早暴露,将给予那些有准备和有实力的电信玩家提供改变格局的时间和机会。毫无疑问,对于全球电信业而言,此次经济危机的持续,无论从淘汰过时、揭示矛盾的角度看,还是从促进转型、行业洗牌的角度看,其本质是机会大于危机,这种论断将得到2009年全球电信业实践的证实。



Mar 31, 2009

100Gbit/s光传送技术的发展

文/张海懿工业和信息化部电信研究院通信标准研究所  

    40Gbit/s高速传输技术的发展历程来看,单通道40Gbit/s技术在1995~1996年左右出现,40Gbit/sWDM技术在2001年左右创造了传输容量10Tbit/s量级的新记录,随后陷入低谷。40Gbit/s技术在2004~2006年左右又开始升温,并出现局部试商用,同时路由器逐渐出现40Gbit/sPOS接口,40Gbit/sWDM技术在2007~2008年的发展非常活跃,出现多种调制编码,多厂家支持40Gbit/s WDM设备,国内外对于40Gbit/s WDM系统的应用也日益增多,业务需求日益明显,预计在明年会有更多的40Gbit/s WDM系统的应用出现。伴随着业务量的增长,40GE和100GE的逐步标准化,从2004年左右,100Gbit/s的技术逐步开始出现,并受到了广泛的关注,以下将从标准和技术应用等角度对于100Gbit/s高速传输技术的发展进行分析。

    100Gbit/s相关标准化工作
    100Gbit/s的标准化工作在多个标准组织同时进行,包括IEEE、ITU-T和OIF等,他们各自所关心的问题又有所不同。
    1.IEEE
    IEEE802.3ba是IEEE关于40Gbit/s和100Gbit/s以太网的专门研究组,他们的目标是为40Gbit/s和100Gbit/s的以太网增加更高速率的PHY选项,有许多串行和并行的选项,包括与ITU-T的传输速率匹配等问题都会在这里进行讨论,这个项目计划2010年6月完成,如图1所示。今年会议上对于100G有关项目达成的共识是为OTN的后续发展提供必要的支持,主要在于传输速率和ODU容器容量的选择,以便OTN能够很好地满足100GE的承载需求,要支持MAC数据速率为100Gbit/s,同时提供支持100Gbit/s运行的物理层规范,主要的结果如下:
       
                  图1  IEEE高速以太网项目的标准化时间表

    100GE的编码速率为103.125Gbit/s±100ppm,以下传输需求需要满足:
    (1)铜缆上至少传输10m~10×10Gbit/s(基于10GBASE-KR)
    (2)多模光纤上至少传输100m~10×10Gbit/s在每个方向的10根光纤上
    (3)单模光纤上至少传输10km~4×25Gbit/s~1.3DWDM(800GHz间隔)
    (4)单模光纤上至少传输40km~4×25Gbit/s~1.3DWDM(800GHz间隔)
    IEEE会进一步研究相关的100GE接口传输问题,对于在多模光纤上是否需要传输更长的距离也在进一步讨论中,同时希望ITU-T定义合适的容器来承载100GE以太网信号。
    2.ITU-T
    ITU-TSG15是在光传送领域有较大影响力的国际标准化组织,目前它在进行物理层传输和OTN等多方面的标准化工作,与100Gbit/s有关的问题集中在ODU4/OTU4速率的定义方面,由于OTN技术和标准的发展超前与以太网技术,在当时的标准当中没有充分考虑对于GE、10GE等以太网业务的适配和承载,采用了一些超频的方式来解决问题,随着40GE和100GE标准化的进行,OTN的高阶容器的速率定义与以太网业务的速率兼容,能够更好满足传送需求,对于OTU4的比特速率有3种建议,分别是111.8Gbit/s、112.8Gbit/s和111.6Gbit/s,主要的需求体现在采用一个速率能足以承载所有已知的客户信号并且能够使用合理的复用器达到标准的SDH时钟,同时也希望在可能的情况下尽可能选择112Gbit/s以下的速率,因此OTU4的速率选择为111.809973Gbit/s(=255/227×2.488320Gbit/s×40)。经过讨论,同意OTU4的速率必须要使用FEC,并开展了相关的研究,同时根据IEEE的传输需求,同意开展研究4×28Gbit/sDWDM配置下通路间隔为800GHz的应用代码来支持OTU4应用传输10km和40km的需求。
    3.OIF
    OIF主要定义电接口标准。OIF在10Gbit/s、25Gbit/s等速率上提供了相关电接口规范,可以用于IEEE相关高速以太网传输,同时,OIF于2008年9月左右开始研究100Gbit/s长距离DWDM传输项目,该项目遵从ITU-T定义的112Gbit/s传输速率,采用DP-QPSK和相关接收机结合的技术来开展100Gbit/s长距离传输的研究,主要分为两个阶段:第一阶段是定义框架,会进行功能方面的分解,同时伴随接口定义等;第二阶段是针对某些特定的方面进行研究。目前已经定义了3个方面,分别是光子集成、FEC和模块的电子工艺等方面,这3个方面都会围绕选定的DP-QPSK调制方式开展。
    综合以上来看,IEEE主要定义高速以太网的相关规范,也就是100Gbit/s的客户信号的相关要求,包括速率等方面会对传输标准产生影响;OIF规范相关的电接口,对于IEEE采用何种电接口的方式进行内部传送有较大影响,同时它也开展了针对DP-QPSK码型的100Gbit/s长距传输研究;而ITU-T作为传送领域一直以来较为强势的标准组织,它定义了OTU4的速率,保证了未来100GE作为客户信号映射进OTN的兼容性,同时开展了相关光波分传输接口和FEC等方面的研究工作,但是从某种角度来说,它也受到OIF开展的相关长距离传输标准研究的挑战。可以预见,这几个标准组织关于100Gbit/s的标准化工作都会互相促进,在合作和竞争的环境下更快地推进。

    40Gbit/s和100Gbit/s的应用需求
    40Gbit/sDWDM系统的大规模商用的推动力是由于IP业务的迅猛增长,路由器上高速40Gbit/sPOS接口的出现,从总体来看,40Gbit/s的需求在未来的1~2年会逐步扩大,目前几乎所有的传输设备制造厂商都已经有了相关产品,针对不同传输距离和不同波长数的应用,有多种码型的系统可以提供使用。
    针对100Gbit/s的传输需求来看,主要还是未来可能出现的100GE或者相应的POS接口的出现,100GE的标准化还在进行当中,预计2010年能够正式成为标准。但是很多设备制造商已经从5年甚至更早以前开始,最近两年全球各大运营商也对此表现出极大的兴趣,近期相关会议报道的100Gbit/s波分复用系统试验如表2所示。同时Verizon在2007年采用阿尔卡特朗讯的设备进行了504km的传输试验,2008年采用诺基亚西门子的设备进行了1040km的长途现场传输试验。北电也在国际会议上报道采用统一平台,同时传输10Gbit/s、40Gbit/s和100Gbit/s的信号,通道间隔为50GHz,并达到100km以上的传输距离。国内设备制造商华为也在2008年宣称研制出100Gbit/s波分样机,适合长距离传输,可实现长达2000km的无电中继传输。

                       表2  近两年会议报道的100Gbit/s波分复用系统试验
                 

    目前国内运营商已经开始了40Gbit/sDWDM系统的试验和商用,对于100Gbit/s的长距离传输也保持了非常大的兴趣和关注,但是可以相信100Gbit/s的传输需求还会在今后的2~3年中逐步发展,这期间不会对40Gbit/s的传输造成替代性的威胁。
    40Gbit/s向100Gbit/s平滑过渡的问题,从技术上来说,100Gbit/s传输所面临的物理传输限制更加严峻,无论是色度色散、偏振模色散、非线性效应、背靠背OSNR容限等都更加难以达到,与40Gbit/s采用多种多样的码型相比,100Gbit/s大家更为关注偏振复用、相干接收、多相位调制和OFDM等技术以克服物理传输的限制。因此简单地讨论40Gbit/s和100Gbit/s的平滑过渡是不现实的,必须在系统的设计和研发初期就考虑到演进的需求,同时在技术的采用方面进行统一的考虑,才可能在商用阶段真正达到平滑过渡,这也是运营商在网络初期应用中比较希望能够提供的功能,同时40Gbit/s和100Gbit/s系统的兼容也能够部分地减少40Gbit/s生命周期对于40Gbit/s波分系统应用在业界的影响
    随着40Gbit/sDWDM系统的商用,100GE以太网等的规范和对于业务的预测,也催生了业界对于100Gbit/s传输需求的关注,ITU-T、IEEE和OIF等标准组织都开展了100GE或者100Gbit/s传送等方面的标准和研究工作,设备制造商和运营商也对于100Gbit/s技术的研究和应用给予了较高的热情,近两年开展了各种试验,证明100Gbit/s传输成为现实的可能性,相信随着技术和标准的不断发展,特别是业务网络传输需求的扩展,100Gbit/s技术将在今后的2~3年内逐步发展起来。 

云宣言:引发云计算之战

近日,一份所谓的《云计算宣言》(The Open Cloud Manifesto)在IT业内引起了轩然大波。有关此宣言的原文请见:http://www.opencloudmanifesto.org/。其实笔者看了整个宣言的内容,主旨就是开放和互用性,应该是没有什么太值得争议的地方,之所以引得人们的关注,是因为该宣言是由IBM发起的,而后微软、亚马逊等对此宣言的部分内容提出了质疑,并声称目前不会签署此项协议。目前该宣言签署的厂商包括了IBMAMDEMCSunSAPVMWare等在业内知名的芯片、存储、虚拟化、软件等厂商,但却没有微软、亚马逊、GoogleSalesforceIT和互联网的大佬。尽管目前业内对此宣言褒贬不一,但笔者认为,所谓的开放也好,互用性也罢,除了为了今后客户的利益,这之中厂商寻求自己在未来云计算市场的领导地位和商业利益更可见一斑。

 

其实笔者看到这份宣言是由IBM发起的时候,第一就是联想到了前不久IBM并购Sun。谁都知道,在云计算领域,Sun是首先将云计算落地实用化的IT厂商,而支撑这一切的是Sun的服务器、存储和相关的解决方案。相比之下,IBM也是云计算的主张和倡导者,目前也有相应的云计算的产品和服务,从这个意义上看,IBM并购Sun之后,在灭掉一个云计算的对手的同时,也增强了自己在云计算领域的实力。其二就是笔者想到了IBM之前在刀片服务器推广之初一手建立的Blade.org的行业组织,感觉与今天的《云计算宣言》很是类似,谁都知道,IBM凭借当年的Blade.org以最小的代价攫取了最大的利益,在目前的刀片服务器市场,其与惠普占据了该市场80%以上的绝对市场份额。难道此次的《云计算宣言》是当年IBMBlade.org的如法炮制吗?笔者认为二者具有很高的类似性。如果真是这样的话,那么微软、亚马逊等出来质疑,甚至最终决定不签署这个协议也自在情理之中了。

 

谁都知道,微软在去年发布了自己的“Windows Azure”云计算计划。,其目的是创建一个允许用户在使用Windows时有更大灵活性的操作系统,让企业既能在自己的电脑网络上运行某些程序,也可以委托微软在其大型数据中心处理某些任务。对此,微软首席软件架构师雷奥兹(Ray Ozzie)称,Windows Azure标志着微软软件将全面向云计算转型。而按照当时美国《商业周刊》的评论是:如果Azure取得成功,Windows无疑将成为微软手中的一柄“利器”,因为许多公司和个人消费者已经熟知如何制作和运行基于Windows的软件,而Azure能引导他们很轻松地将这些软件拓展到网络领域。从微软的Windows Azure可以看出,微软希望凭借自己在软件领域和产业界的影响力及已有的大量的企业客户来开拓自己的云计算市场。那么此时IBM牵头的《云计算宣言》无疑是对于微软自家Windows Azure的挑战。鉴于目前云计算市场仍然在起步的阶段,也许IBM最直接的目的是想通过此宣言,以联合的形式稀释或者延缓微软进军云计算市场的步伐才是其真正的目的。

 

对此,微软微软开发者平台产品管理高级总监史蒂芬马丁(Steven Martin)发表博客文章对《云计算宣言》进行抨击,并呼吁以更加开放的方式来制定行业标准也是再正常不过的反应。

 

除了微软之外,其实亚马逊和、GoogleSalesforce也都有各自的云计算的计划和方案。例如亚马逊的弹性计算云(Amazon Elastic Compute Cloud, EC2)就是一项在云里提供可变大小计算能力的web服务。而GoogleGoogle Apps也是风头正劲。对此,亚马逊称,如同其它有关标准和(商业)行为的构想,我们将检审这一份宣言。关于网络服务之开放与标准的想法已经讨论多年,而我们确实相信,标准会继续演进到云计算领域。但目前为止,我们从云端顾客得到的意见是,实践开放与顾客灵活度的最好方式,是你实际提供给他们哪些东西。从亚马逊对于《云计算宣言》的言论看,显然亚马逊认为自己的解决方案是针对客户需求而量身定制的,自己的云计算解决方案已经足以满足用户的需求。

 

IBM发起的《云计算宣言》到微软、亚马逊等厂商的反应,与其说是让云计算走向标准、开放和互用性,不如说云计算之战已经箭在弦上,一触即发,这也证明了云计算将是未来产业的发展趋势,谁都希望在开始就能够站到有利的位置,以夺取云计算的制高点和主动权,因为这背后不但关系着各自用户的利益,更是厂商们自己商业利益之所在。但笔者认为,在一个新的产业发展的初期,大家齐心协力,求同存异,先将这个市场的饼做大才是根本。

Mar 28, 2009

中国房地产之殇(二) --- 我们是如何成了冤大头?

——购房虚火的成因分析

先来总结上一个章节的内容吧——我从四个方面来分析了房子应该的价格。“成本说”的意义在于揭示:房价的最终价格应该在哪个区域。因为一个成熟的行业,其商品价格必然是“成本+资金社会平均利润”。这个问题,马克思政治经济学已经讲得很透彻了,我就不再啰嗦。第二种算法“供求关系论”的意义在于在认同土地资源的特殊性的基础上,分析理性房价应该是怎么,进一步解释房价的不合理性。第三和第四种算法其实是一回事。也就是叫“跳出房价谈房价”。由于垄断的市场与自由竞争的市场,它的价格曲线肯定是不同的,所以作为一个理性和客观的分析者,必须引入一个替代物品作为参照来分析。但,最后两种算法最大的意义是驳斥了“购房投资论”。这个,在接下来的讨论会很重要。

有位叫“大乘菩提心”的网友的留言说得很有道理:大家在看魔术师表演时,不管他表演得有多逼真,但是我们都能从物理常识出发,知道这些都是假的。这时有人会质问你:假的?我们眼真真的看到表演者就是这么弄的啊,怎么会是假的?面对这样的质问声音,我们无法从表演原理上给与反击,毕竟我们不是搞魔术的,我们不知道表演者的技巧所在。但是不需要知道他的技巧,我们只要知道能量守恒原理,就不需要研究他的永动机!!!当然,如果面对一个连“能量守恒”等基本科学常识都不认同的读者,我也不知道要如何解释了。

好了,上节课的总结就先到这里,希望能帮您理顺了思路,接下来要分析原因了。如果说上面分析的是魔术现象的物理常识,那下面分析的就是魔术表演的“门子”了。

我们为什么要买房子,因为我们认为“居者有其屋”是必要的。有很多公众人物说房价不会下跌,“因为需求的刚性存在”。但,从上面的分析知道,如果仅仅是为了满足住的需求,很多人通过租房子是可以解决的,而事实上我们也很少见到正常人露宿街头,可见目前“住的需求”起码并不大于供给。于是我们剥下了“刚性需求”伪装的外衣:我们现在购房要满足的需求并不是因为住!

不为了住,那为了什么?种种迹象表明,我们需要满足的更多的是一种心理安全感和投资出口。(我们的民族心理很奇怪,经常驱使我们做点舍本逐末的事情。)

有个数据是这样的:在国外,城市居民拥有产权房比率最高的是美国,为68%,英国为56%,欧洲其他国家为30%50%。而据我国建设部公布的数据显示,城市居民住房自有率接近82%。(《中国经济周刊》20060626日)难道我们的老百姓比美国民众还富裕?自有住房率是个大课题,我在这里不展开说,只是想告诉大家,想住房真的不一定要有房子的产权,美国人英国人比我们有钱多了,不还是一样租房子住。

显然,不愿意租房子,有“居者有其屋”的民族心理起的作用,但重要的是,在那段疯狂的岁月,媒体和公众人物给了我们老百姓正确的引导吗?。我所看到的恰恰相反——有房子住和有房子的产权根本不是一回事,可媒体却总是在混淆这个视听。现在不少女孩找对象都把男方买房子放在一个相当重要的位置来考量——毫不夸张地说,我们的民族已经被“买房子”这个概念绑架了!!(中国消费者被舆论绑架的例子比比皆是,例如现在城市里的年轻人结婚几乎必买钻戒和必拍婚纱。)

光是接受了“买房必须论”还是不够的,因为我们老百姓的收入是很低的,就算想买也买不起。这个时候,低首付按揭政策的出台解决了这个问题。

如果说“买方必须论”是把广大老百姓推到了火坑边上,骗老百姓说“你只有跳下去才能得永生”,那“低首付按揭”就是把老百姓直接骗着跳下了火坑:“往下跳吧,一点也不疼的。”

当然,房价上涨的利益集团深深知道,被迫买房子的心理是一个建立在沙漠上的大厦,是没有很强生命力的。就算往火坑里跳的时候没有痛苦,至少也没有快乐。心理学告诉我们,驱使我们行动的力量一个是逃避痛苦和追逐快乐,而后者有着是比前者大得多的威力。例如天寒地冻我们被鞭子抽者可能也会向去冬泳,但只要天气炎热无须任何逼迫人们都会争先恐后涌向沙滩浴场。于是,一个“买房投资论”的荒谬言论被炮制了出来并短期内横扫全国。此言一出,老百姓被忽悠得既紧张又兴奋。其实是自住的话,根本没有投资一说;买第二套房出租的话,我们前面已经算得很清楚了,完全就是在自焚!所以我个人觉得,“买房投资论”更接近于一个阴谋。它彷佛在告诉老百姓:在火坑里虽然有点热,但它不但是必须的,还可能让你长生不老,起码练就孙悟空的火眼金睛,值!

(由于“投资论”流毒甚深,我在这里多说几句。的确有炒房赚钱了的,有两种情况,在房价低的时候购入,08年前抛售了。至于说房价增值了,那是基于有人接盘的前提。这种赚钱就是类似买卖股票,与买房投资增值根本没关系。第二种还是在低价购入——起码要05年前买入,这样按月收租才会比把这笔购房并装修的钱存到银行收益大。还有人说房子以后肯定会涨价的,这个说法貌似有理,却恰恰反映了说话者不明白“钱是有时间价格的”这一经济学基本道理。你把这笔钱存到银行里,若干年后也是一笔巨款,只是你没去算而已。如果你是贷款买房那就更吃亏了,因为贷款利率肯定是大于存款利率的。按目前的房价,根本不需要做定量分析就知道百分之一万是吃亏的,吃亏的程度可以视为“被骗”。)

所以,我近乎固执地认为要对房产畸形发展负责的,首当其冲应该是媒体和按揭政策的制定者。在房价持续疯狂增长的过程中,不少所谓专家和媒体起到了推波助澜的作用。他们放弃了他们应有的“客观中立”原则,利用了民众对他们的信任。不少报导貌似客观,可总是反复强化房价确实不断上涨的概念。这是一场信息不对称的博弈,很容易预见的是,老百姓在当时的情况下,必然会相信房价上涨的传闻,也用自己的行动了这个相信,进而加速了房价的上涨。

也有冷血的人说,那也只怪老百姓自己不理性。老百姓为什么就被吓得失去了理性呢?难道真得要把板子打到民众的屁股上吗?这里要用预期的自我实现来解释。举个有现实意义的例子来解释这个概念吧:银行的挤兑风险。

假设有谣言说A银行将破产,未必每个它的储户都会相信。不过,如果有那么一部分储户宁可信其有不可信其无,决定还是先去把存在A银行的钱取出,那么该行就会出现出乎预计的提款数量,于是也就可能当天的现金准备不足不能满足每个来取款的用户。这个时候悲剧开始上演了,不用多久(极可能就是一个晚上)A行的每个储户都知道了A行缺钱,包括原本不理会谣言的那部分储户。第二天每个储户都会去排队取款。一个正常运营的银行肯定会把部分存款放贷,也就是说它不可能在所有储户都要提款时满足支付。于是,运行良好的一个银行就这样因挤兑而破产。

在房地产需求的问题上也是如此:一部分购房需求不急迫的老百姓本对房价上涨持观望态度,可上涨的事实和诸多不利坚守的言论,使得他们硬着头皮哪怕贷款也买房。这样,供给增加的同时,需求(主要是心理需求)也增加了,而且增幅还超过供给,于是高房价就有了存在的土壤。(像炒房团都忽略不计好了。)

不要责怪善良的老百姓耳根子软。通常,形成合力更难的“多”方是很难赢得博弈的胜利,何况它还处于信息的劣势。老百姓们不但处于权利和资源博弈的弱势,还处于信息博弈的弱势。在信息不对称的时候,三人就可成虎,何况满城尽是房地产?!所以,问题还是出在在媒体和政策的不负责任。(这个是最深层次的根源吗?让我们暂时保留这个疑问吧。)

好了,让我们总结下吧。这个章节主要讲的是老百姓的购房虚火是如何形成的。我认为主要是三个相关联的环节:

1.      “购房必须论”是老百姓购房心理虚火形成的巨大推力;

2.      “低首付按揭”政策的出台扫清了民众不多的理性阻力;

3.      “买房投资论”彻底毁灭了穷怕了的中国老百姓的最后理性并瓦解了原本纯粹的“买房集团”。

   您有什么疑问吗?

中国房地产之殇(一)--- 房价的四种算法!

房地产这几年一直是热点话题,争议不断,即使在房价下跌的08年也是如此。期间最大的争议是,中国的房价到底贵不贵。尽管买不起房,但我还是试图用一个客观中立的角度来思考这个问题。
    
    我总是相信,现象和本质之间是存在一种必然联系的,只要我们认真思考,理性判断,就总能得出合适的结论。于是,我想首先从最符合我们生活常识的一个角度来分析:
        
    一、房价的第一种算法:成本和价格的关系
    
    我父母住的房子,97年办的房产证,当时大概值2.6万,现在(09年2月)如果要退掉的话,大概7.5万。一个商品,居然越用越旧却还越值钱,这真是一个很奇怪的事情。(大概上涨了多少,不太好算。简单点,这个房子起码可以租260~350元/月,取最低值260元*12月*11年≈3.1万。(7.5+3.1)/2.6≈4倍)是因为物价上涨的原因吗?似乎没有资料能表明我们的物价上涨得这么厉害,起码黄金的价格没有上涨四倍吧。有兴趣的朋友还可以去查一下这个十年大米价格的变化,同样能说明问题。
    
    马克思劳动价值论告诉我们,商品的价格不能背离价值。而价值是凝结在商品中的人类无差别的劳动,很显然建设一个房子的价值量应该是越来越小才对,房价怎么逆流而上呢?马克思又说,在交换中,支付货币的一方是为了获得商品的使用价值。旧商品的使用价值肯定不及新商品,怎么我们房子住着住着居然就值钱了?——绝对不是物以稀为贵。显然,共和国建国定邦的马克思理论体系根本无法解释发生在新中国的这个新鲜事。马老爷子要在世的话,恐怕也只能耸耸肩,无奈地说,在我的理论指导下,怎么会生出这个怪胎呢?
    
    既然此路不同,那就换换思路,于是我想到了西方经济学——
      
    二、第二种计算方式:收入和房价的关系
    
    西方经济学上的价格理论是从供需关系上进行分析的。一般认为,如果供大于求,价格就会下降,然后刺激需求的增加以及供给的下降,达到新的供求平衡。如果供不应求,则情况恰好相反,价格会上涨,从而刺激供给的增加和需求的减少。那我国的房产价格是不是这样的呢?
    
    我07年秋天去深圳出差的时候,同事告诉我南山和蛇口的房子都要2~3万一个平方,我惊呆了!就按最低的2万/平的价格计算吧,如果想在深圳的住宅区南山有60平方的小房子安身,那需要120万;鉴于一般人几乎没可能一次性拿出这笔巨款,我们要用银行按揭来算。自己积蓄和从父母亲友那借来共20万,银行办理100万贷款按揭20年的话,即使按现在最低利率并且七折,利息总额大致要45万。(30年的按揭利息大约会达到贷款额的75%,约75万,更高!)简单装修及购置家具电器大致需要花费15万,共计180万。如果按照当时的按揭利率,按照深圳的成交均价,那这个数字会更惊人。
      
    天哪!“百万富翁”一词对于国人来说是多么的仰望,可就算是个百万富翁,居然倾家荡产在深圳还安不下一个小窝!莫大的讽刺!!
      
    换句话说,这样的价格已经是抑制需求刺激供应的,按理说房价应该下跌了。可我们必须面对的一个现实是:当时全国的成品房存量都十分巨大,可那个时侯的房价却还在延续着疯狂上涨的势头,全国都是如此!看来,第二种计算方式也解释不通这个现象,西方经济学这个老爷爷也只能耸耸肩,把手一摊,说这个我也搞不定了。
      
    连续两种理论都解释不了目前中国的房价为什么可以这个高,我想,试一试数学证明常用的“反证法”吧——即,它的高是因为你别无选择。
      
    第三种计算方式:租房和买房的关系。
    
    我还是不死心,我试图从第三个角度去解释这个现象。经过思考,我似乎抓住了一根“稻草”——替代效用。生活中,如果有两种不同的商品能提供吧比较接近的效用,那么它们之间的价格就会互相影响。例如,对于充饥这种需求来说,面包和馒头就属于有替代效用的商品。如果面包的价格上涨了,由此产生的反应有:
      
    1、人们会多消费馒头,导致馒头的价格上涨;
    
    2、面包的需求会减少,而供给会增加,从而使面包价格稍微回落。(这里,我们不讨论收入效应。没有必要也过于复杂。)
    
    令人遗憾的是,不是每根稻草都可以救命,例如这一次。买房子和什么是互相替代的呢?——租房!一个完全有经济理性的人——尽管这种人几乎是不存在的乎是的——为了解决他的居住问题,必然会分析到底是买房子合算还是租房子合算。因为买房住和租房住属于替代性消费,它根本上都是解决“住”这一需求。
      
    2006年我的一个朋友在长沙的租了一套650元/月的房子。几个月后他曾想买下这套房子,出价20万(约60平方)未果。如果他真的按这个价格买下了这个房子,会比租房子划算吗?按目前的房贷利率算下,如果他现在贷款二十万买下这套房子,然后每个月还银行600元,那么他要还多少年才能把钱全部还清呢?我金融知识有限,没算出来,银行也不提供这个业务。借用网上的一些工具算了下,如想60年还清的话,每个月大概是要还840块。也就是说,这六十年里,购房者每个月还要多掏出240块钱。得到了什么呢?60年后一个破旧不堪的危楼。在这里,我们还没有考虑房子旧了后租金有可能要下降,以及修缮费用。(当然,还是为了简便,我们也忽略了通货膨胀导致的货币收益增加和利率上涨带来的还款金额增加等因素。)从这个角度,我们又一次奇怪地发现,明明租房比买房更划算,可偏偏一个很想买,一个却还不想买。
    
    如果我这么分析您不理解,那我们换个方式来说:我贷款20万买下房子,然后能很幸运地按800块租出去,并且把租金全部拿去还贷,当然还需要自己从口袋掏出40块。等到60年后,终于得到一个房龄至少60年的破房子。有业内人士说,中国目前的建房是按50年安全使用来设计的…嘿嘿!
      
    这下,我基本无语了。我必须接受这样一个准真理:中国的房价确是很高,而且高得没道理,买房根本就不明智。
      
    但是,我周围有朋友不认同,他坚持认为,买房比租房更划算。很好,执着是个很好的品质。因为,由于他的执着,逼出了我的第四种算法,大家也很快就可以知道事情的全部真相了!
      
    四、房价的第四种计算方式:投资和房价。
    
    不少人买了房子是出于投资的考虑,我们可以算算这种投资是否合算。假设我们可以从银行贷到款,做什么生意好呢?投资房产吧。现在的贷款利率是比较低的,5.94%——假设还享受了房贷可以七折的优惠,更是低至有4.158%,上文中的那个房子,20万的房贷每年利息是8316元。月租600元,那一年的租金只有7200元,连利息都不够。这个房子起码租700元,才刚够付利息。直到这个房子垮掉,我们自己一天没住过,还欠了银行二十万。这是个别情况吗?我把我知道的朋友们的房子都计算了一遍,很遗憾,如果现在把他们的房子租出去,租金一般都约等于或者略小于房价和装修款之和的贷款利息。等于说,就算等到房子都垮了,投资者不但没见到哪怕一毛钱收益,反而莫名其妙还欠着银行一大笔巨款。(这里我还是按最理想的状况计算的租房收益,没考虑房屋可能的空置,房屋后期的修缮,可能要缴纳的税费以及利率可能的上调。)
      
    分析到这里,我们终于明白了,中国目前的房价真的是高到了离谱的地步,我们都是房价暴利的牺牲品!我内心很哀伤,绝大多数兴高采烈倾其所有不惜举债终于买下一个栖身小居的老百姓,根本就是把自己卖了还在帮对方数钞票的傻子!我们都被骗了!
    
    但是我还是要强忍心头的疼痛,接下来探讨更深刻的一个话题:消费者究竟是如何被忽悠的?

房地产交易量大涨分析!

1.开发商当房东。开发商把公司积压的房源分开股东,按股份比例分多套。其中规定,必须去经过过户登记,造势,形成房子都已经卖完的假象。然后股东当房东再通过中介去卖。(这个很容易理解,在房子都卖不动的情况下,这样就相当左手卖右手,由于交易税下调,即使股东通过中介把房子卖,费用也不高。只要他不低于内部价就可以)这个数量占了交易数量的80%。我有房管局的内部数据。

2.中介开会形成联盟。暗中造势说房市春天来了,所以近期大家会注意到,如果去看房子的时候一般还会碰到其他中介很着急的也想要你这套房子,好像供不应求。忽悠你出手。

3.舆论造势。通过各种办法传出去,房价最近又涨价了。大家要快买,不然会更贵。有点理性的人一看就知道是谎言。当前的趋势是房价会下来,而且一定下来,但是速度是软着陆,因为国 家和地方zf的看法很一致了。要慢慢降,飞机突然快速下降会死人的。没有油了(资金练紧张)不下降死的更惨。

4.最重要的是现在包括后期一定会有不断的团购啊,促销啊的手段,大家拭目以待。他们为什么这么做呢?还是抓住了大家的心理,用了营销策略。通俗的说就是:一手硬:你们看房价又开始涨了,不买就没房子了。一手软:买吧,很便宜啊,团购有优惠。

5.最后总结:等不超过半年,房价一定会大幅下调。因为资金链断掉就不是亏本的问题,而是企业破产倒闭被银行收购的问题。也许现在他们还是亿万,千万富翁,但过不了多久,你们看很多人不如你。因为欠银行和高利贷的钱是需要代价的,被人追着,砍着,躲着就是他们阴谋落空的下场。  

Mar 12, 2009

IEEE 1588协议在WiMAX基站定时中的应用

摘要:针对目前WiMAX基站必须使用GPS接收机的现状,本文提出采用IEEE1588协议来实现基站与中心局的同步,该协议优良的特性使其成为一种方便可靠而成本低廉的替代方案。
  关键词:IEEE1588PTP;WiMAX;网络
  
  在通信网络中,接入技术自始至终都是发展的热点。从时分、频分、码分到目前的空分,从TDMA、CDMA到OFDMA,从单天线到智能天线,先进的技术日新月异,层出不穷。而随着这些新技术的涌现,WiMAX网络也逐渐成为下一代通信系统的竞争者。国际电信联盟(ITU)宣布,已经批准WiMAX成为ITU移动无线标准,WiMAX正式成为IMT-20003G标准家族的一员,这将使得运营商部署网络将更加方便。
  WiMAX是全IP网络,在标准中规定了分组CS和ATMCS两种汇聚子层(CS),其中分组CS用于在WiMAX上传输IP帧、以太网帧和802.1QVLAN帧,ATMCS用于在WiMAX上传输ATM信元,但它并没有规定汇聚子层如何处理TDM电路,所以它无法像TDM应用一样从线路中恢复定时同步。在移动通信中,通常在无法从PDH、SDH等TDM网络中获取同步信号时采用GPS接收机,GPS可以提供一个高精度的同步时钟参考。然而在现在网络基础设施投资逐渐减少的情况下,采用昂贵的GPS接收方式并不是一个最佳方案,因此在进行WiMAX基站设计时必须找到一个成本低且效率高的时钟参考。
  IEEE1588协议的出现成为GPS接收的一种替代方案。它是专门针对分组网络设计的一种定时传送机制,采用时间分布机制和时间调度概念,客户端或从设备可以使用普通振荡器,通过软件调度与主机的主时钟保持同步,过程简单可靠,占用带宽很少,与部署GPS相比可以显著减低成本,也更加便于维护。即使不完全取代GPS,在GPS卫星不可用时作为一种备用方案将其部署在网络的主时钟处,在基站中部署IEEE1588的从时钟,也可以保证网络始终处于同步状态。
  
  WiMAX网络
  
  WiMAX是全球微波接入互通(WorldwideInteroperabilityforMicrowaveAccess)的简称,它是基于OFDM调制方式的一种宽带接入技术,共享数据率最高可以达到70Mbps,传输距离可以达到3至5公里,目前主要有用于固定无线服务的IEEE802.16-2004(802.16d)和用于移动服务的IEEE802.16-2005(802.16e)两个版本。WiMAX的结构设计具有低延时、低抖动的特点,保证了实时服务,而WiMAX提供的多等级QoS适合于多种不同的应用和用户需求,在互联网接入、流媒体、互动游戏、视频点播VoD、以及语音服务(VoIP或TDMoIP)等方面都可得到应用。以IP为核心架构的WiMAX可以成为个人宽带服务的基础,因为采用IP网络相当于搭建了一个开放的移动数据网络,可以显著降低网络的运营费用和复杂度。WiMAX技术的兴起正使其成为下一代宽带无线移动应用的推动技术,成为最后一英里接入、热点、蜂窝回程以及移动高速宽带接入等的备选方案。在全国很多地方,WiMAX的实际部署已经开始,广东网通目前已在全省所有地市同步建设WiMAX网络,主要用来无线上网,而英特尔公司与大连、成都政府也达成了WiMAX部署合作协议。
  WiMAX网络的基站设计通常采用时分双工(TDD)或频分双工(FDD)两种方式与客户端(CPE)进行通信。TDD基站在上行和下行链路中使用同一个频率,为了保证发送器和接收器处理的是连续的信息流,这种单频工作基站需要很快地从时间上划分信道。它的主要优点是信道占用时间可以调整,非常适合于需要在上行或下行链路上开展不对称业务的场合。因为上下行业务流量不对称时FDD模式会产生一定的信道空闲时间,而TDD模式下信道空闲时间很短,因此与FDD模式相比TDD效率更高。FDD模式下,通信信道的上下行链路频率不同,它更适合于那些需要提供对称业务的系统。在全双工FDD基站中,每个PHY或者处理发送,或者处理接收,因此需要用2个独立的射频模块,所以FDD模式的系统总体成本会比较高。为了降低收发器的成本和复杂度,大部分WiMAX基站硬件实现都采用时分双工技术,只有在面临频谱分配或规范要求时才考虑使用频分双工模式。
  
  WiMAX网络的同步需求
  
  虽然视频点播、在线游戏等高带宽需求的业务是WiMAX网络的最佳应用场合,但是在目前需求并不明确的情况下,如何通过WiMAX网络提供高质量的语音服务仍然是运营商要考虑的首要因素。而WiMAX采用IP网络的最主要缺点就是失去了同步链,基站没有了可靠精准的时钟参考,同步分配遭到破坏最终会导致掉话,直接后果就是用户满意度下降,运营商减少营收。
  由于在WiMAX系统中,下行链路采用TDM数据流,在上行链路采用TDMA方式,即每个客户端只有在分配给自己的时隙内发送数据,如果它的一秒钟比实际短,那么这个定时数据就失去了准确性,基站就会提前发送数据,随着误差的增加,这个基站就有可能在属于别的基站的时隙内发送数据,导致冲突。
  同样的,定时同步在WiMAX基站的效率方面也有很重要的作用。FDD模式下,可用频谱被分为上行和下行频道,但是在TDD模式,整个频谱被分为上下行的时隙,通过上行和下行之间的保护间隔,基站和客户端实现发送和接收的转换。IEEE802.16标准将这种保护间隔定义为接收/发送的发送间隔(RTP)和发送/接收的发送间隔(TTP)。然而当基站时钟出现漂移失去了同步准确性,它的TDD帧将会超出保护间隔影响到相邻的站点。时钟源越不准确,间隔保护间隔就要越大,否则TDD帧就会超越发送间隔,引起错误。为了提高容量,标准中容许RTG和TTG最小为5μs,在这样的条件下需要及其精确的同步。如果基站间同步很差,那就需要加大保护带宽,这就浪费了宝贵的频谱资源。良好的同步可以降低保护带宽,相应地增加有效带宽,提高工作效率。
  所以WiMAX系统需要有一个同步架构实现时间和频率的同步。标准要求在FDD模式下频率准确度达到8×10-6,在TDD模式下除了要求频率准确度达到8×10-6外,时间准确度要求在5到25μs内。只有有了既精确(precise)又准确(accurate)的定时,才能保证网络最高效的工作,减少掉话和掉线,保证用户持续的得到最佳的服务质量,增加运营收入。
  
  IEEE1588PTP标准
  
  为了解决以太网定时同步能力不[newpage]  一个简单的IEEE1588PTP系统包括一个主时钟和多个从属时钟。如果同时存在多个潜在的主时钟,那么将根据最佳主时钟算法选取最精确的时钟同步所有其他时钟。所有的时钟不断地与主时钟比较时钟属性,如果新时钟加入系统或现存的主时钟与网络断开,则其他时钟会重新决定主时钟。当多个PTP子系统需要互联时,则必须由具有多个PTP端口的边界时钟来实现。边界时钟的某个端口会作为从属端口与子系统相联,并且为整个系统提供时钟标准。因此这个子系统的主时钟是整个系统的原主时钟。边界时钟的其他端口会作为主端口,通过它们将同步信息传送到子系统,边界时钟的端口对子系统来说是普通时钟。
  每一个从设备通过与主时钟交换同步信息保持与主站的同步,为此PTP协议定义了四个传送的信息类型:一个是同步信息,简称Sync;一个是Sync之后的信息,简称Follow_Up;一个是延时要求信息,简称Delay_Req;还有一个是Delay_Req的回应信息,简称Delay_Resp。
  Sync信息是从主时钟周期性发出的(默认为每两秒一次),它包含了主时钟选取算法所需的时钟属性,精确描述数据包发出的预计时间的时间标签等。由于信息包含的是预计的发出时间而不是真实的发出时间,所以Sync信息的真实发出时间被测量后在随后的Follow_Up信息中发出。Sync信息的接收方记录下真实的接收时间。使用Follow_Up信息中的真实发出时间和接收方的真实接收时间,可以计算出从属时钟与主时钟之间的时差,并据此更正从属时钟的时间。理想状态传输路径上没有延时,此时主从时钟达到同步。但是实际此时计算出的时差包含了网络传输造成的延时,所以使用Delay_Req信息来定义网络的传输延时。Delay_Req信息在Sync信息收到后由从属时钟发出。与Sync信息一样,发送方记录准确的发送时间,接收方记录准确的接收时间。准确的接收时间包含在Delay_Resp信息中,从而计算出网络延时和时钟误差。为了降低从设备的负荷,延时测量并不周期进行,默认是在4到60秒的时间间隔内随机进行。在延时测量中主到从和从到主的延时是否对称对精度有很大的影响。同步的精确度与时间标签和时间信息也紧密相关,纯软件的方案可以达到100μs的精度,软硬件结合的方案可以达到10μs的精度。
  IEEE1588PTP的基本架构如图1所示。
  从图中我们可以看到硬件部分主要由一个高精度的实时时钟和时间标签单元组成,软件部分通过实时时钟和时间标签完成IEEE1588协议。时间标签接口用来给PTP协议提供Sync和Delay-Req信息中的时间标签。根据对精度需求的不同,时间标签既可以由硬件单元也可以由软件生成。时钟接口用来读取和调整本地时钟。另外,它还包含用来控制时间同步质量的算法,包括准确度、稳定度以及瞬变切换。端口接口用来调度或接收PTP信息,IEEE1588的报文采用UDP/IP多播包,因此它不局限于以太网,只要支持多播的总线系统都可以采用PTP,在任何IP协议栈的套接字接口上都可以发送和接收。PTP节点上也无需进行地址管理,所以PTP可以支持很多个节点。
  
  
  将IEEE1588应用于WiMAX基站
  
  在传统同步网中定时同步分配主要有三种可实现的途径:地面传输主要利用PDH网或SDH的STM-N,空中分配主要利用全球定位系统GPS。
  在移动通信诸如GSM和UMTS的基站设计中一直以来都是通过TDM方式的T1/E1回程来实现频率同步,TDM网络在物理层通过实际信道来传送定时信息,避免了定时参考的劣化,构建了一个可靠的端对端同步链。但是WiMAX协议中并没有明确规定如何处理本原TDM信号,即使是加入本原TDMCS层,它也只能终止于WiMAX的MAC层,对于没有PSTN上行链路的WiMAX基站仍然无法实现这种方式。其次在网络的营运成本中,租用传统TDM回程的费用会占到总支出的30%到50%。由于这个原因,许多的运营商希望能够通过IP或以太网方式来实现这一过程,实现在拥有更宽的数据通路的同时降低运营成本。随着需求与技术的发展,在未来的分组网络里PDH方式必将被淘汰,所以将T1/E1传时钟的方式引入WiMAX基站设计并不可行。
  因此,IEEE802.16标准要求使用GPS接收机来提供WiMAX网络所需的准确时钟参考。GPS提供一个高度准确和精确的一级时钟参考源(PRS),精度可以达到10-11,提供时间和位置数据,广泛运用于无线基站的同步,例如在IS-95中规定,CDMA空中序列的绝对准确度必须在3μs以内,为了满足这一要求,目前的CDMA基站都配置了GPS系统。GPS性能优良,但在部署时却面临一些问题:GPS需要每个基站都有一个接收机,并且保证卫星处于地面基站的视野范围内,当基站无法放在室外时,GPS的安装和天线的空间视野都会成为棘手的问题;安装和维护GPS天线需要较多的运营支出,因此成本高昂,难于应用和管理;当GPS信号丢失时需要有一个保持振荡器,当长期无法接收到卫星信号时基站就会无法正常工作;GPS接收机完全依赖于美国的全球定位导航系统,它受到美国军方控制,所以无法避免面临政治、战争等方面的风险。IEEE1588的出现成为GPS的有力替代者,它的时间分布机制和时间调度概念,容许从设备使用普通振荡器,通过软件调度与主控机的主时钟保持同步,过程简单可靠,通过IP或以太回程传送定时,可大幅降低每个WiMAX基站的设备和安装成本。它既可以是单独的方案,可以在有GPS接收机的基站里提供一个可靠的时钟参考备份,当GPS信号变的不可用出现保持状态时,基站可以在GPS未恢复前通过IEEE1588保持同步。这样的话,同步永远不受损,网络状态也不会有变化。
  在部署采用IEEE1588PTP的新基站时,如图2所示,可以把PTP时钟配置为点对多点即主从模式,将IEEE1588主时钟安装在中心局汇聚点的现有BITS或SSU系统中,然后将从设备安装在远端基站中。主时钟通过分组网络与远端从设备建立双向通信,传送准确的时间和频率同步。在WiMAX应用中,IEEE1588PTP在节点间提供一个价廉质优的方式来传递准确的时钟参考,无论是FDD还是TDD模式它都可以满足系统的同步要求。
  
  结语
  
  IEEE1588PTP技术现在已经进入许多电信应用的测试阶段,但是它推出的时间尚短,还有一些地方需要完善和修正:例如它不如GPS准确,在IEEE1588版本2中才会针对电信应用有进一步的改进;它对透明网络可提供很好的定时同步,但还未克服经过路由器等具有不确定性网络的定时;作为一种新兴的技术它没有足够的实际应用。
  虽然目前还有上述诸多不完善的地方,但是IEEE1588PTP在设计时就特别考虑到尽量减少资源需求,对内存和CPU没有特殊要求,工作时只需要很少的带宽和监控,支持冗余主时钟,自动选取最佳时钟,特别适合于WiMAX这种新兴的技术。采用IEEE1588协议的分组网络,可以解决通用以太网延迟时间长和同步能力差的瓶颈,因此将IEEE1588引入WiMAX基站的设计,通过GPS与IEEE1588主备方案或者单独的IEEE1588方案,运营商可以在降低成本的同时可靠高效的开展WiMAX业务。

IEEE1588精密时钟同步分析

摘要: 数据传输及处理的综合要求使局域网在测试与测量领域尽显技术优势,新一代测试总线LXI应运而生。在现有以太网基础上开展测试与测量,首先需要解决的是实现不同终端设备之间的精密时钟同步,LXI采用IEEE1588。本文主要包含3个部分:IEEE1588同步元件的软硬件组成、精密时钟同步的实现及其精确度测试。
关键词: LXIIEEE1588同步
Analysis of the Precise Time Synchronization of IEEE1588
Huang Yunshui  Feng Yuguang
Abstract With the improving requirement of data transferring and complex processing in test and measurement, a novel LXI bus standard came into being accordingly. To realize networked test and measurement on current Ethernet network, precise time synchronization among different terminals should be achieved. This article mainly includes three parts: hardware and software formation of IEEE1588 synchronization devices, implementation of precise synchronization and accurate test.
Keywords LXIIEEE1588synchronization.
 
0引言
测试与测量(Test and MeasurementT&M)的发展以测试总线的发展为标志。测试总线从GPIBVXI再到PXI,测试仪器|仪表也由机架式发展到了插卡式。但是T&M对数据传输与处理综合要求的逐步提高使得这种发展已经远远不能满足人们的需求,于是以太网以其优秀的传输性能开始被广泛采用。
人们开始在测试与测量系统中直接接入以太网,然后使用GPIBVXI或者PXI总线连接仪器,达到向远程地点传输数据或者从远程地点接收命令的目的。去年9月,Agilent公司和VXI科技公司联合推出了LXILANbased eXtensions for Instruments),这是一种适用于测试系统的新一代基于LAN的模块化平台标准。LXI总线不受带宽、软件和计算机背板体系结构的限制,而且能利用日益增长的Ethernet吞吐能力。
LXI是一种基于网络的仪器接口规范,为实现各种终端设备之间的同步控制,采用了以太网的精密时间协议(Precision Time ProtocolPTP),即IEEE1588IEEE1588定义了一个在测量和控制网络中,与网络交流、本地计算和分配对象有关的精确同步时钟的协议(PTP)。下面介绍这种精密时钟协议的体系结构、工作原理以及它的精度分析。
 
1IEEE1588体系结构
1.1关于精密时钟
一个1588精密时钟(PTP)系统包括多个节点,每一个都代表一个时钟,时钟之间经由网络连接。按工作原理,时钟可以分为普通时钟和边界时钟两种。二者的区别是普通时钟只有一个PTP端口,而边界时钟包括多个PTP端口。在网络中,每一个时钟都可能处于下面3种状态:从属时钟(SLAVE)、主时钟(MASTER)和原主时钟(PASSIVE)。每个时钟所处的状态是根据最优化的时钟算法决定的,图2IEEE1588的三层结构这些状态随着网络构造的改变而改变。
1.2PTP参考体系结构
PTP体系结构的特别之处在于硬件部分与协议的分离,以及软件部分与协议的分离,因此,运行时对处理器的要求很低。事实上,下面可以看到,PTP的体系结构是一种完全脱离操作系统的软件结构。
PTP参考体系结构如图1所示。硬件单元由一个高度精确的实时时钟和一个用来产生时间印章的时间印章单元(TSU)组成。软件部分通过与实时时钟和硬件时间印章单元的联系来实现时钟同步。
1同步元件组成框图
PTP这种体系结构的目的是为了支持一种完全脱离操作系统的软件组成模型,如图2所示。根据抽象程度的不同,PTP可分为3层结构: 协议层、OS抽象层和OS层。
协议层包含完成网络时钟同步的精密时钟协议,它能运用在不同的通信元件中(如PC、集线器、路由器等)。协议层中使用的仅仅是ANSI/ISO C中的保角函数(Conformal Functions),因此无需对不同平台的接口功能函数有很深的了解,就能很容易地移植该协议。协议层与OS抽象层之间的通信是通过一个序列和3个精确定义的接口实现的。
OS抽象层包含了基于操作系统的功能函数,
因此,这一层操作者必须掌握。这一层中包含PTP3个通信接口:时间印章接口、时钟接口、端口接口。时间印章接口通过对SyncDelayReq信号加盖时间印章来提供精密时钟协议,同时根据精度需要决定到底是硬件还是软件产生时间印章。产生“软件时间印章”的最好方法是依赖操作系统的NIC网络接口卡驱动,并且要在传输媒介中取得越近越好。通过时钟接口能够对本地时钟进行读和更改的操作,当然,这些操作是建立在熟知各类功能函数的基础上。该接口包含了与时钟同步质量(如精确度、稳定度等)密切相关的控制算法。端口接口用来分配/接收PTP信息。
这种模块化的软件平台在WindowsLinux中的应用是通过软件中的时间印章实现的。纯粹的软件实现也能达到大约100μ的精确度,而且精确度很有可能达到小于10μs的精确度。
1.3IEEE1588 与集线器
IEEE1588的精确度与所基于网络拓扑结构的偏移抖动(latency jitter)密切相关。测量时,点对点连接能提供最高的精确度,而Hub的使用会产生网络抖动(jitter)。当负载很低或者根本没有负载时第二层集线器(Layer 2 switches)的处理时间很短,一般是2μs~10μs外加信息包接收时间。但是,集线器是以序列的方式处理和储存数据,采取“存储-转发”方式进行数据交换的。因此仅仅一个序列的最大长度信息包就会给下面的信息包造成大约122μs的延迟,而且在高负载条件下,往往不止存在一个序列。
该协议的精确度的第二个问题是,(在下面的分析中可以看出)当考虑偏移(latency)的时候假设从主时钟到从属时钟以及从从属时钟到主时钟是完全对称的,很显然,在较高的网络负载中这一点几乎是无法保证的。
IEEE802.2D/p信息包的优先权(Prioritization)根本无法真正解决上述问题。因为在这种协议中,至少在同步信息包的前面必须有一个长信息包,因此,在传输的过程中就会产生122μs的抖动,而且一般在优先程序(priority scheduler)后面会存在一个有28个信息包的序列,而且还可能不止一个序列,这就意味着在重负载的条件下,将会存在360μs1ms的抖动。 这个问题的解决方法是在集线器中使用IEEE1588边界时钟。这样就只存在点对点连接,在主时钟和从属时钟之间几乎不存在抖动,而且,集线器内部序列的延迟(抖动)(delay/jitter)也不会有任何关系了。在本文精度测试的试验中就是接入了边界时钟后进行的测试,如图3所示。
3边界时钟的使用2IEEE1588的时间同步实现
同步过程分为两个阶段:偏移测量阶段和延迟测量阶段。
2.1偏移测量
偏移测量阶段用来修正主时钟和从属时钟的时间差。在这个偏移修正过程中,主时钟周期性发出一个确定的同步信息(简称Sync信息)(一般为每两秒一次),它包含了一个时间印章(time stamp),精确地描述了数据包发出的预计时间。如图4所示,假设同步之前主时钟的时间为Tm=1050s,而从属时钟的时间为Ts=1000s。主时钟测量出发送的准确时间TM1,而从属时钟测量出接收的准确时间TS1。由于信息包含的是预计的发出时间而不是真实的发出时间,所以主时钟在Sync信息发出后发出一个Follow_Up信息,该信息加了一个时间印章,准确地记载了Sync信息的真实发出时间TM1。这样一来,从属时钟使用Follow_Up信息中的真实发出时间和接收方的真实接收时间,可以计算出从属时钟与主时钟之间的偏移(offset):
4偏移测量
Offset = TS1TM1Delay
这里要说明的是,上式中的Delay指的是主时钟与从属时钟之间的传输延迟时间,它将在下面的测量阶段测出,所以在这里是未知的,从偏移测量阶段就提供了一个修正时间(Adjust Time),将从属时钟修正为:
Adjust TimeTsOffset
2.2延迟测量
延迟测量(delay measurement)阶段用来测量网络传输造成的延迟时间。为了测量网络的传输延时,IEEE1588定义了一个延迟请求信息包(Delay Request Packet,简称Delay_Req
5延迟测量
如图5所示,从属时钟在收到Sync信息后在TS3时刻发出延迟请求信息包Delay_Req,主时钟收到Delay_Req后在延迟响应信息包(Delay Request PacketDelay_Resp)印章出准确的接收时间TM3,并发送给从属时钟,因此从属时钟就可以非常准确地计算出网络延时:
TM2TS2Delay1= TS2-(TM2+Offset
TS3TM3Delay2=TM3+Offset)-TS3
因为网络延迟时间是对称相等的,所以:
DelayDelay1+Delay22
与偏移测量阶段不同的是,延迟测量阶段的延迟请求信息包是随机发出的,并没有时间限制。需要说明的是,在这个测量过程中,假设传输介质是对称均匀的。
2.3同步实现
如图5所示,经过同步信息的交换,从属时钟与主时钟实现了精确同步。
3精确度测试
为保证测试结果能够最大限度地接近工程应用的实际情况,使主时钟和从属时钟之间的偏离数据具有说服力,在精确度测试中接入一个以太网信息包发生器加重网络负载,测试系统连接如图6所示。主时钟和从属时钟的PPSPlus Per Second)输出连接到示波器,通过示波器就能非常清楚地测量出两个信号之间的偏离,而且还可以描绘出这种偏离的频率分布情况。这次测量前后用时84个小时,图7是示波器的显示值。从图7可以看出,最大抖动条件下的同步精确度落在±100 ns内,显示的是纳秒级的主时钟和从属时钟之间偏移值的频率分布,标准偏离达到23.95ns,平均值是-4.248ns
6测试系统的组成
7测试示波器显示图4结束语
精密时钟协议将IEEE1588标准化达到亚微妙范围内的同步精确度,而且还存在提高精确度的潜力。它适用于那些需要实现最高精确度分布时钟的时间同步的有限网络领域。
为使集线器以太网网络达到高精确度,建议装备具有IEEE1588技术的集线器。