市場趨勢
移動通信已經成為信息共享的首選來源，并且不斷出現新的令人興奮不已的大帶寬多媒體應用來推動視頻和數據的這種傳送。眾多應用，例如互動電視、移動播客、高級游戲、高清多媒體和廣播電視應用，都需要極大的帶寬并且最大程度地減少延遲以提供最佳消費者體驗。這些應用以及很多更具創意的豐富媒體應用，已經形成了對長期演進 (Long Term Evolution, LTE) 的需求，預期分別提供 50mbps 和 100 mbps 的上行鏈路和下行鏈路數據傳輸速率。LTE 提供很多獨特的優勢，包括提高的峰值數據傳輸速率、提高的蜂窩小區邊緣性能、減少的延遲和更低的每吉字節成本。LTE 也預期不久以后將主要通過固定技術迎合寬帶市場的需求，這是因為固定技術可提供具有競爭力的數據速率，協助運營商增加用戶群。LTE 提供一種輕松的遷移途徑，并且是 3GPP 和 CDMA 運營商的共同目標。它向下一代移動技術，通常稱為 4G，邁出了一大步。LTE 將多種技術匯聚在一起，并且通過降低運營商的資本支出 (CAPEX) 和運營支出 (OPEX) 向運營商提供獨特的成本優勢。
預計 LTE 初期部署始于 2010 年，Verizon、NTT Docomo、 Teliasonera、Telenor 是第一批部署的運營商。依據 GSA Report，1全球已經有 39 家運營商承諾部署 LTE。預計這個數字在接下來的五年里會顯著增大，因為 LTE 將繼續作為可供運營商滿足用戶日益增長的對更高數據傳輸速率的需求的首選。
但是，也有會影響在世界范圍內部署 LTE 的障礙。LTE 是一種新的復雜技術，需要原始設備制造商 (OEM) 進行巨額投資。估計從頭建立 LTE 節點，OEM 需要至少 18-24 個月才能完成開發、集成、測試、實驗室試用、現場試用等各個階段。此外，這些節點需要高得驚人的數億美元投資。由于最近的經濟低迷，大多數 OEM 已經減少了他們的研發 (R&D) 投資，這當然也影響了很多供應商的 LTE 計劃。很多領先的 OEM 已經延遲了他們的開發計劃，并且尋求代替品以進行內部開發，其中成本優化是一個關鍵條件。很多 OEM 正在組建聯盟以劃分投資并制訂聯合解決方案。因此，一方面對更快數據傳輸速率支持的需求越來越大，從而推動服務提供商急需引入 LTE，另一方面因為當前的經濟環境，研發預算卻不斷緊縮。
OEM 面臨的挑戰與要求
對于 LTE 基礎設施的開發，OEM 正面臨著若干挑戰與要求。以下列出在滿足運營商需求的過程中 OEM 面臨的某些主要挑戰與要求。
上市時間
隨著用戶對應用越來越了解，并且表現出對使用需要高帶寬和高品質體驗的新服務做出越來越充分的準備，服務提供商既看到了機遇，也看到了威脅。部署新服務增加每單元平均收入 (ARPU) 是機遇，如果不能及時部署新功能并提供這些服務則面臨威脅，競爭會“吃掉他們的蛋糕”！ 這正在驅使運營商縮短他們的上市時間，因為他們希望能夠首先啟用并體驗更大的帶寬服務。這反過來又會推動 OEM 做相同的事情。依據 GSA Report，1在 2010 年結束前有 14 個 LTE 網絡會投入服務。大多數 OEM 仍在從經濟低迷中恢復，并且已經減少了他們的研發支出。在這種情況下，OEM（一流公司除外）不太可能在要求的時間內提供可行的 LTE 解決方案—尤其如果他們從頭開始的話。這些 OEM 正在尋求代替解決方案，這些解決方案既能幫助他們滿足上市時間要求，又能減少需要的投資水平。使用能實現所需可擴展性和靈活性的基于構建塊的預集成框架，能夠幫助縮短開發周期，前提是已經在一流硅技術的基礎之上為解決方案標定了需要的性能。此類解決方案不僅顯著縮短 OEM 交付時間，還幫助 OEM 專注于他們自己的應用強項和增值項目。
減少初始投資
盡管通過電信服務提供商網絡的數據流量正在呈指數增長，但是 ARPU 仍然保持在相對平坦的水平。請參閱來自 GSA Report 的圖 1。
圖 1. 預期流量增
因此，服務提供商面臨將任何網絡擴展貨幣化的挑戰。如果運營商要求資本支出水平，這會限制 OEM 建立更加靈活且可擴展性更好的解決方案，這些解決方案能夠在初期滿足數以千計的用戶的需要，然后可依據市場需求擴展。預計 LTE 部署始于 2010 年，而用戶的實際增長將在接下來的三至四年里出現。依據 Juniper Research，2 到 2014 年年底，將會有一億 LTE 用戶。這正在推動對初始同位置 LTE 分組核心演進 (EPC) 節點的需求，這種節點只為一組有限的用戶服務，并且之后能夠擴展以滿足用戶增長。這些節點將隨著帶寬需求的增長而逐步擴展。分布式 EPC 節點還能提供更好的覆蓋范圍和地理位置冗余。同位置節點和分布式節點將服務于同一區域， 并且將不斷地從現有部署進行擴張。
與原有網絡的相互作用
OEM 需要確保正在建立的新 LTE 節點能夠與原來的網絡節點相互作用。LTE EPC 基礎設施內的移動性管理實體 (MME) 必須在用戶從 2G/3G 網絡路由區域移入 LTE 區域時能夠處理用戶環境。同樣，如果用戶正期待連接到一個接入點名稱 (APN)，運營商可能希望單個分組網關 (PGQ) 擔當 GGSN。在被名為調用服務網關 (SGW) 的 LTE EPC 元素請求時，擔當 PGW 的同時，在被 SGSN 請求時，PGW 也可起到 APN 的作用。因此，EPC 元素必須允許與原來的 2G/3G 核心網絡以及 CDMA 網絡具有無縫互用性。
語音和短信 (SMS) 支持
盡管很多運營商正在將賭注下在最初為數據服務而部署的 LTE 上，他們仍然計劃部署能支持語音和短信等“現金奶牛”的網絡。有多種選項支持語音和短信，包括 CSFB、VoIP（需要 IMS 基礎設施）和 VoLGA（一種針對 LTE 的本地語音解決方案）。運營商可能會看好證明了一種或多種語音功能支持選項的 OEM 解決方案。
對可定制構建塊的需要
OEM 的大多數增值項目是應用空間，但是他們通常還擁有為了在市場中脫穎而出而開發和維護的高級專有元素。在某些情形下，服務提供商的要求可能因網絡而異。例如，某些運營商可能希望增加他們自己的軟件以提供網絡接入功能或進行記費。能夠充分利用一個模塊化兼靈活性的構建塊庫非常重要，它使 OEM 能夠依據需要代替具體的層。
滿足不同用戶使用需要的共同解決方案
無論從開發還是從支持的觀點來看，依不同的部署節點使用不同的解決方案對 OEM 和服務提供商而言都非常昂貴。解決方案應有足夠的靈活性，在高密度市區允許擴展，同時在低密度郊區又能符合成本效益。
流量模型
依據市場數據，無線數據流量持續增長，但是來自數據流量的收入并沒有以相同的水平增加。Cisco3 預計流量增長的最大推動因素將來自視頻流量，在 2013 年，該流量將占所有移動數據流量的 64% 左右。在 2008 年，每月的視頻流量平均約為 13,000 太字節，或約為所有移動流量的 39%。Cisco 預計到 2013 年，視頻流量將增加 100 倍以上，每月的流量平均約為 130 萬太字節。移動瀏覽器開發商 Opera Software 進行的一項研究表明，與 2007 年11 月相比，發送到手機的數據流量在 2008 年 11 月躍升了 463%，同一時間在手機上查看的網頁增加了 303%。
依據運營商的數據，10% 的用戶 — 通常是帶寬密集型視頻游戲玩家或音樂愛好者 — 占了數據流量的 80%。Allemand 說，解密狗和智能手機的擴展使用造成 SFR 移動網絡的數據流量增加了十倍，而收入增加了 30%。
流量模式
為了理解部署要求，為簡單起見，可以在兩個主要業務內研究流量模式：
用戶集中地區（例如大城市）中的網絡節點高數據用戶密度
用戶分散地區（例如郊區/偏遠地區）中的低數據用戶密度
用于流量模型的數據
為了研究和分析需求，我們必須做出幾個假設以估計通過 LTE 節點的流量。
以下分析以 Cisco VNI3 預測、[VNI Forecast from 2009-1-29]: http://www.cisco.com/en/US/solutions/collateral/ns341/ns525/ns537/ns705/ns827/white_paper_c11-520862.html]、Analysys Research Report4 (January 2008) 和 UMTS Forum5 February 2009 Whitepaper on Mobile Broadband Evolution: HSPA to LTE 為基礎。
依據此預測，到 2011 年，估計（全球）每月有約 50 萬太字節的移動下載流量。在此時間內，預計約有 20% 的流量（依據 UMTS Forum 2008 年 2 月的白皮書）將通過 LTE 網絡 [10 萬太字節]。假定 80% 的流量出現在 20% 的時間/天數中，這會得出每天有 4.8 小時的峰值下載時間。我們計算出通過 LTE 網絡的數據吞吐量約為 0.1 x 106 *8*0.8/(4.8*30*3600) = 1.23 太比特/秒。現在，估計到 2011 年約有 400 3萬移動用戶在 LTE 基礎設施之上。這帶來平均 0.30 Mbps/用戶的數據流量。
高密度 — 集中地區
此模式在大城市部署或一級城市部署中最常見。依據 GSA 預測的數據，我們假設到 2011 年將安裝 40 個 LTE 網絡。并且依據分析預測和其他參考資料，假定每年的用戶數量和數據流量都增倍。
試用/初期部署（2011 年為基準），每個安裝面向約 300,000†8224 . 名用戶。峰值數據傳輸速率為 0.30Mbps，這意味著每個 LTE 分組核心演進(EPC) 節點將需要支持約 90Gbps 的流量。
接下來的 24 個月（2013 年）：每年用戶數量加倍（120 萬），數據流量也加倍 (1.20Mbps)，每個安裝的流量將需要支持 1.4Tbps 的數據吞吐量。
歷史上，以每個安裝的用戶群為基礎，運營商在指定安裝上供應的典型用戶數量范圍約為一百萬至兩百萬（超過此范圍通常會被視為有極大的風險）。
在此部署中，會期待 EPC 將部署在至少兩個位置中以維持冗余性。
低 LTE 密度 — 分散地區
此模式在低認知度的的分散地區（包括若干二級或三級城市或鄉村）中最常見。
試用/初期部署：35,000 名平均數據流量為 0.3Mbps 的用戶，使每個安裝約支持 10.5Gbps 的數據流量。
接下來的 24 個月（2013 年）：14 萬用戶，每個用戶 1.2Mbps 的流量。每個安裝需要支持 168Gps 的總峰值流量。
RADISYS 的 LTE 就緒平臺
RadiSys/Aricent/6WIND 提供一種預集成、預優化的 EPC 解決方案，在構建 LTE EPC 節點方面向 OEM 提供實質性的時間與成本節約。此聯合解決方案包含 RadiSys 的行業領先的 Promentum®ATCA 分組處理平臺，采用最新的 Intel 和 Cavium Octeon 多核處理器，還包含 Aricent 的用于 EPC 節點的 LTE 就緒框架，由 6WINDGate™Linux 分組處理框架（IP 控制層協議、硬化 Linux 網絡堆疊和高性能快速路徑）提供動力。
RadiSys 提供最廣泛的 ATCA 產品系列，包括交換、基于 x86 的處理、分組處理與采用最新硅技術的媒體處理電路板，為 LTE EPC 提供最佳配置。RadiSys 的 ATCA 應用就緒平臺還包含一個集成機架、操作系統、診斷程序、系統管理器及高可用性中間件。此平臺已經使 35 個以上的電信應用成為可能，并且在 LTE EPC 中針對 10G 和 40G 配置的強大性能進行了特別配置。
6WINDGate 實施提供一個生產就緒確認快速路徑分組處理，包括 IPv4 和 IPv6 轉發、虛擬路由 (VRF)、鏈路匯聚、VLAN、GRE 封裝、IP in IP、GTP、過濾與防火墻、IPsec、QoS、IP 碎片重組、ROHC 等。RadiSys 充分利用 6WINDGate 實施來為 Intel 和 Octeon 多核電路板提供強大動力，使平臺能夠用一組多核 CPU 進行擴展。Aricent 使用 6WINDGate 路由和安全控制層協議來集成 LTE 信令協議。解決方案提供在 SGW 中用于 GTP 穿隧的 EPC 數據路徑處理、在 PGW 中用于 GTP-U 至 IP 轉發的數據路徑處理，以及依據 EPC 要求進行測量、過濾和QoS。
Aricent 提供針對 MME、SGW 和 PGW 的預集成預優化框架。這些框架基于 Aricent 行業領先的 Diameter 和 GTP 知識產權，它們經過眾多供應商和網絡的充分測試、集成與部署。MME 解決方案提供一組全面的用于支持移動性管理、會話管理和安全的功能集。此解決方案支持的外部接口包括 S1-MME、S11、S6a、S10、S13、S101、S102、S3、 SGs。SGW/PGW 解決方案支持的功能集包括聯機和脫機充電、靜態接口以及支持的接口（包括 S11、透明 SGi、非透明 SGi、S5、Gn、Gx、Gy/Ro、Gz/Rf 和 S4）?？刂瓶蚣茴A先集成有一個管理接口，該接口可被客戶自己的管理框架輕松代替。LTE 解決方案可擴展到支持一百萬用戶。
部署模型
聯合框架提供以下兩種部署模型：
單一部署中的可擴展節點
這種部署會構成一個容納 6WINDGate 分組處理框架和針對 MME、SGW 和 PGW 的 Aricent EPC 框架的 RadiSys 機架。當用戶和流量要求增加時，添加更多刀片服務器以增加吞吐量。添加的刀片服務器將擔當池中的其他 MME、SGW 或 PGW。每個刀片服務器會服務于一組跟蹤區域 (TA)。eNodeB 會依據跟蹤區域指示符 (TAI) 選擇正確的MME。MME 會進一步依據 TAI 選擇正確的 SGW。因此，當添加新的刀片服務器時，配置會允許 MME 選擇新的 SGW 而不會停機。可以依據 APN 為每名用戶選擇 PGW。
使用分布式部署的可擴展節點
這種部署模式會適合地理冗余。在這種情形中，EPC 節點應位于 eNodeB 附近的不同位置。每個位置應將 EPC 節點部署在單獨的機架中。所有 EPC 節點都應相互知道。同樣在這種情形中，通過識別每個新的 MME、SGW 或 PGW 的新節點的刀片服務器，即可實現擴展。新的刀片服務器的使用與上面的相同。在這里，如果一個位置關閉，則不同位置中的其他 EPC 節點能夠處理流量。運營商獲得擴展和地理冗余的雙重好處。
流量模型的使用案例
如第 3.1.2 節和第 3.1.3 節中的流量和用戶要求假定，可以使用 RadiSys Promentum ATCA 平臺和構建塊來開發 LTE EPC 解決方案，從而具備運營商級可靠性和冗余、可擴展性，因此可用符合成本效益的方式，以最小配置開始部署，并且隨著用戶群的增長通過模塊化升級來增加容量。依據 Cavium Octeon 和 Intel 處理器以及帶 6WIND 和 Aricent 軟件堆疊的 RadiSys 構建塊的性能基準，建議以下硬件配置（圖 6 和圖 7），以作為構建集成分組數據網關和服務網關解決方案的例子：
高密度 — 集中地區（表 1）
如大致的數量級計算所示，需要二至十個 14 至 16-插槽系統才能支持 120 萬用戶。圖 6 是一個系統配置例子。
性能可擴展
給定資本支出限制和期待的用戶與數據增長率，解決方案的性能是一個關鍵的考慮因素：
6WINDGate 的基于快速路徑的架構提供可能的最佳分組處理性能。例如，它在 CN5860 Octeon 處理器上提供 14.8 Mpps 轉發性能，在 RadiSys 雙 Octeon ATCA 電路板上提供約 30 Mpps 的速率。由于其分布式架構，6WINDGate 性能與多核 Octeon 和多核 -x86 RadiSys 電路板集群成比例，在 ATCA 機架中為 Aricent LTE 信令和 LTE 用戶分組處理提供動力，無論機架配置如何。
彈性和高可用性
6WINDGate 軟件與高可用性系統完全集成在一起。6WINDGate 提供高可用性就緒關鍵功能，包括 NSR（Non Stop Routing，不間斷路由）、NSF（Non-Stop Forwarding，不間斷轉發）、ISU（In Service Upgrades，服務中升級）、Graceful Restart（優雅重啟）、監視服務和針對路由、安全和防火墻等關鍵功能的控制層協議之間的活動同步。
全管理解決方案
RadiSys/Aricent/6WIND/ 解決方案有一個完整的管理系統。它為 L2-L4 軟件集成了 6WINDGate 的 XML-based Management Software (XMS)。從管理觀點來看，XMS 的開放架構簡化了增值功能的集成。
部署經驗
LTE 就緒平臺基于歷經證明的技術和流程。
在電信領域，RadiSys 的產品部署在世界各地，RadiSys 的客戶包括世界上已經采用 ATCA 的所有主要電信 OEM。使用其預集成應用就緒平臺解決方案的方法，RadiSys 已經成功幫助其 TEM 客戶在創記錄的時間里向市場提供了解決方案（在某些案例中，從選擇供應商到解決方案投入商用只要 12 個月）。
Aricent 在無線領域提供產品與服務已有 15 年以上的歷史。它合作開發了很多行業第一，例如 Femtocell 解決方案和 WiMAX 基站。它擁有跨幾種無線技術領域的眾多知識產權，包括 GSM、GPRS、UMTS、HSPA 和 WiMAX，并且最近宣布推出針對分組核心節點的預優化 LTE 框架，包括 MME、SGW 和 PGW。
6WINDGate 已經獲得所有主要多核芯片組供應商的認可。它專為在嵌入式芯片組及其操作系統環境以及在多核設備上使用而設計，用于電信、網絡和安全等方面。6WINDGate 分組處理解決方案已經被眾多一流設備制造商選中，用于部署整個 LTE 基礎設施，包括 eNodeB 和 EPC 分組核心 (http://www.6wind.com/productdesign-wins.html)。
詞匯表：
COTS: Commercial off-the-shelf，商用現貨
IP: Internet Protocol，互聯網協議
LTE: Long Term Evolution，長期演進
MME: Mobility Management Entity，移動性管理實體
OEM: Original Equipment Manufacturer，原始設備制造商
PGW: 分組數據網關
SGW: 服務網關
參考：
† 依據分析研究報告（2008 年 1 月）以及來自各行業的更新材料。
†† 假定 30% 的節點通過大城市部署覆蓋 70% 的用戶。在 2011 年，400 萬 LTE 用戶總數中，有 300 萬用戶在大城市中的 10 個安裝內 = 30 萬用戶/LTE 節點。在分散地區，30 個安裝 = 100 萬用戶 = 3.5 萬用戶/ 安裝。