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4G时代的网络设备功能应用与技术趋势

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智邦科技产品技术中心产品行销规划处资深协理陈进添(Tim Chen)
智邦科技产品技术中心产品行销规划处资深协理陈进添(Tim Chen)

网通厂商推出达10/40/100G骨干传输速率、符合OpenFlow & SDN规范,可做为云端服务器?数据中心虚拟化的先进网络交换器产品;并掌握像新一代无线4G LTE、802.11ac新兴无线通讯技术,研发出协助3G/4G移动通讯平衡负载的家用闸道器?基站,延伸无线影音传输应用,更纳入网管所需的安全机制…

以下一代网通技术建构产品区块 丰富云端时代的生活

智邦科技(Accton)产品技术中心产品行销规划处资深协理陈进添(Tim Chen)指出,下一代网络技术趋势会朝向:1.云端运算普及化:像公有云?私有云、FB、Google、Amazone服务;2.无限量数据信息产生:衍生出数据分析与商业智能的需求;3. App市场普及化;4. iOS、Android、Windows等平台竞逐激烈;5.无线网络无所不在,Wi-Fi与3G/4G平衡卸载,4G-LTE、Wi-Fi 11ac与WiGig等技术的应用;6.通信整合移动化,带动智能装置及移动办公室化;7.终端联网垂直应用多元化,像智能电视、移动网际网络(Mobile Internet)、住家或企业智能电网等;8.信息防护安全化,像UTM、防火墙、ITS/IPS、病毒?垃圾信防护等。

4G将带来全球市场的转变,带动数据中心爆量成长,移动精简型电脑(Mobile Thin Client)兴起,以及网络电视(IPTV)与视讯随选(VOD)的需求。伺服端需要更多数据中心的建置、互连操作的平顺整合,以光纤为主的网络布建基础,同时寻求点对点全面连线成本的降低。整个市场聚焦于有线与无线、语音?数据?视讯的汇流与整合。整个市场架构与规格进展,固网连线带宽从GE(Giga Ethernet)迈向10/40/100GE,传输线从铜轴进化到光纤;Wi-Fi将从802.11n推进到802.11ac/ad,移动通讯将从3G推到4G(WiMax/LTE)。

陈进添指出智邦科技的愿景,是以下一代网通技术(Next Generation Networks;NGNs)的未来应用来丰富人类生活,并以网络聚合技术带来市场转变与通讯进阶应用,创造人们更美好的生活。

据此,智邦建构四大产品区块:1.电信营运商用户终端(CPE):如路由器(Router)、xDSL、ONT/OLT、GPON与智能装置;2.网通安全管控产品:如UTM、Firewall Security Appliance与网管产品等;3.企业用交换器(Enterprise switch)、机架顶端交换器(D.C TOR Switch)、11ac Wi-Fi EAP、4G LTE Router等;4.应用服务器、特定用途服务器(video server)、存储服务器(NAS、SAN)。

当全球网络架构朝向IP化(IP-centric Infrastructure),智邦提供10/40/100G加上OpenFlow架构与SDN(Software Defined Network)的云端运算交换器解决方案;推出支持802.11ac EAP & Router、LTE Wi-Fi Router等无线应用产品;网络安全部份推出UTM、防火墙与防毒产品;提出以Intel Micro Server概念所设计的绿色数据中心应用服务器(Green Data Center Server Appliance);最后在居家保全与节能方案上,以类比前端装置(Analog Front End;AFE)加入网络连通技术,以建构物联网(IoT)与机联网(M2M)。

云端运算的交换器解决方案

陈进添提到,从最早分离式数据中心仅需100M/1Gbps Ethernet、Multi-I/O与服务器?存储装置分离;到数据中心虚拟化阶段,交换器需具备Unified Network统合网络交换、10G以太网络、虚拟化I/O与服务器?存储装置分离架构。

展望新一代云端运算数据中心的交换器,必须具备:1.Data Center OS(Open/Cloud Stack)达成网络虚拟化;2.Spine Network Switch,采OSPF(Open Shortest Path First)、BGP(Border Gateway Protocol)等路由协定、10G/40G/100G骨干网络传输速度;3.符合Open Flow网络交换架构;与4.SDN软件定义网络(Software Defined Network)架构。智邦提供8埠到48埠的新云端数据中心交换器,具备10G/40G/100G传输速率,采L2/3/4/PoE并支持802.3at/802.3af PoE协定,支持兼顾IPv6、进阶QoS、DHCP、RIP、SPF与IP丛集化功能,以及符合Open Flow & SDN规范。

陈进添进一步说明,2008年由史丹佛大学(Stanford)推广的Open Flow网络交换架构,此架构把传统交换器分成软件的Secure Channel与硬件Flow Table,Secure Chanel透过OpenFlow Protocol/SSL协定委由PC端,藉由PC的硬件运算能力进行编码运算,交换器只保留简单的Flow Table流量判读分流线路。在OpenFlow架构下SDN软件定义网络,可藉由LAN/WAN从云端,藉由OpenFlow的交换器对数据中心进行资源虚拟化、私有云设定、数据中心光纤化、线上重新路由设定、云端交换与全球管理的功能。

Wi-Fi推进到Gbps级的802.11ac

陈进添指出,新一代Wi-Fi无线网络解决方案,必须提供低成本效能的影音串流化解决方案,能支持802.11ac/ad以及Multi-user MIMO(3x3、4x4、MU-MIMO)与Beam forming波束成型技术的Wi-Fi EAP、Switch与Router,提供CAPWAP UDP通道与符合802.11U规范的Hotspot 2.0交换点服务功能。

他进一步提到Wi-Fi 802.11ac技术的细节:采5GHz频率波段,以4x4 MIMO、160MHz频带、256QAM调变下最高传输速率可达3.64Gbps;跟既有802.11a/n兼容并支持多用户多天线收发(MU MIMO)功能,可避免其他装置干扰,享有最主要的传输带宽的波束成型(Beam forming)传输技术。

802.11ac足以应付家用闸道器传输1920x1080 Full HD高清影音与3D立体影音数据的传输,解决网络拥塞并提供更多联网装置存取网络信息;可设计来做为HDMI、USB与Giga Ethernet等网络无线化的延长传输装置,移动通讯运营商提供给用户的CPE用户端装置,以及做为移动3G/4G平衡卸载的家用基站等应用。此外也可以用来设计家用Wi-Fi 802.11ac NAS无线网络存储装置,具备DLNA/PnP网通协的家用多媒体服务器,以及建构家庭私有云存储装置。据In-Stat预测,100%移动交换基站在2015年会导入802.11ac规格。

网络安全与微型服务器方案

陈进添提到在当前网络安全方案中,从防火墙服务器(Firewall Server)、Security Appliance中,智邦在开放源码的OS架构下,建置了UTM、Firewall、VPN、IDS/IPS、网页内容过滤(Web Content Filtering)、病毒防护?防垃圾信与客户订制化应用。防火墙部份提供WAN/LAN所需的网络隔离区域(DMZ),以及连接点故障时的自动绕行(LAN Bypass)机制,以及网络应用服务器的一些像是流量控制、快取伺服、家用网络服务器等应用。

他也提到英特尔(Intel)提出的微型服务器架构(Micro Server),将每一个多核心服务器主机板系统,硬是缩小到可纳入既有的5.25寸抽取式磁碟匣内,据Intel表示同样一个机柜,过去可以容纳41组1U尺寸的机架式服务器(Rack Server),改成MicroServer架构后,一个机柜可以容纳119个微型服务器,单位体积?运算效能提昇了3.6倍。另外像Seamicro公司推出的SM15000应用服务器,采AMD Opteron处理器架构与Micro Server的设计,约10U的机架高度可容纳512个处理器核心,具备4TB(TeraBytes)存储器,并支持5PB(PetaBytes)容量的光纤网络存储装置。

而戴尔(Dell)也推出采ARM架构的Zinc服务器,采用Calxeda公司以ARM授权IP设计的EnergyCore EXC-1000低耗能刀锋服务器,3U服务器机架可以塞入12组Blade Server机板,每一个机板采用4颗EnergyCore EXC-1000处理器(相当1.4GHz ARM Cortex-A9架构)。他还提到ARM将推出64位元ARM-v8架构的处理器,除了兼容既有32位元ARMv6/v7指令集架构之外,64位元ARM将瞄准更先进的智能手机、移动运算、高端数码家庭娱乐、无线网通装置,以及进军低功耗服务器等领域的杀手级应用。

居家安全与能源应用方案

陈进添提到,智邦针对居家安全(Home Security)推出弹性化的产品。像是整合触控屏幕并一体成形、如iPad与iPhone外观的居家控制面板,它整合ZigBee、Copper与Wi-Fi无线网络,连接像是门把、窗户、玻璃传感器、动作传感器、烟雾传感器与线上遥控功能,并可将居家状况传至用户的平板电脑或智能手机上。

当前智能电网有电力层(Power Layer)、通讯层(Communication Layer)与应用层(Application Layer)三大应用层,据统计到2015年会有50亿美元的市场商机。智能能源的机联网(Smart Energy M2M)方案,可藉由采IP网管设计的机器设备,以支持Wi-Fi、ZigBee、RS485/RS232各种有线?无线网络的闸道器,接收来自布建的传感网络、符合AMI协定的智能电表、自动贩卖机等装置的信号。

目前已有厂商推出能利用居家电力网络传输(PLC)、并支持无线Wi-Fi、ZigBee的类比前端(Analog Front-End;AFE) SoC芯片,设计Wi-Fi IPCAM无线摄影机、Wi-Fi/ZigBee闸道器、AFE类比前端装置、HA传感器、家用存储装置,以及透过iPhone、iPad、Tablet云端监控的应用。