RNC

第三代移動通信網絡（3G）中的通用地面無線接入網（Universal Terrestrial Radio Access Network，UTRAN）由基站控制器（Radio Network Controller，RNC）和基站（Node B）組成，所以RNC是UTRAN的交換和控制元素。RNC也稱為無線網絡控制器。作為3G網絡的一個關鍵網元RNC，它主要用于管理和控制它下面的多個基站。RNC的整個功能分為兩部分：無線資源管理功能和控制功能。無線資源管理主要用于保持無線傳播的穩(wěn)定性和無線連接的服務質量；控制功能包含了所有和無線承載建立、保持和釋放相關的功能。

RNC與RNC之間通過標準的Iur接口互連，RNC與核心網通過Iu接口互連。RNC主要完成連接建立與斷開、切換、宏分集合并、無線資源管理控制等功能。

無線網絡控制器（RNC）的高級任務包括

1) 管理用于傳輸用戶數據的無線接入載波；

2) 管理和優(yōu)化無線網絡資源；

3) 移動性控制；

4) 無線鏈路維護。 無線網絡控制器（RNC）具有組幀分配（framing distribution）與選擇、加密、解密、錯誤檢查、監(jiān)視、以及狀態(tài)查詢等功能。

RNC按照功能劃分為業(yè)務、信令、資管、傳輸、操作維護等多個子系統(tǒng)。

BSP&DRIVER子系統(tǒng)為其它子系統(tǒng)提供隔離硬件服務，包括CPU的Boot、OS的啟動、接口芯片設備的驅動等功能。

支撐平臺子系統(tǒng)為其它子系統(tǒng)提供隔離底層RTOS平臺以及多處理器系統(tǒng)的分布式運行平臺，完成進程調度、定時器管理、內存管理、進程間/板間通信、設備管理等功能。

承載子系統(tǒng)主要包括用戶數據的傳輸層承載以及信令和數據共用的物理和鏈路層承載。用戶數據的傳輸層承載直接對應于用戶面內部數據傳遞的底層IP支撐，包括PS Iu接口協(xié)議處理板上網絡處理器所處理的IPOA微碼、接口板上的ATM<->IP轉換的微碼、DSP上處理UDP/IP的代碼等；信令和數據共用的物理和鏈路層承載則對應于接口板上相關的ATM IMA的處理，AAL2和AAL5 SAR的處理等。

系統(tǒng)管理子系統(tǒng)完成整個系統(tǒng)上電控制、主備倒換控制、實時狀態(tài)檢測等功能。

資源與數據管理子系統(tǒng)為其它子系統(tǒng)提供數據服務。另外，基于RNC的分布式架構，在傳統(tǒng)數據庫功能基礎上，還需要增加處理器之間的數據同步等一系列的輔助功能。

操作維護子系統(tǒng)實現系統(tǒng)的配置、性能管理、故障和安全管理。

傳輸網絡子系統(tǒng)為無線部分提供傳輸支撐，不包括ATM CPCS以下的部分以及用戶承載部分。

高層信令子系統(tǒng)主要負責涵蓋3GPP 25系列所規(guī)定的包括Uu接口、Iu接口、Iub接口、Iur接口等在內的層三控制面協(xié)議處理工作，包括無線資源管理、移動性管理、信令連接管理等。

業(yè)務處理子系統(tǒng)則主要負責按照業(yè)務QoS的需求，實現數據在無線接口和Iu接口相互轉發(fā)、調度等。
 

無線網絡控制器（RNC）還可提供橋接功能，用于連接IP分組交換網絡。無線網絡控制器（RNC）不僅支持傳統(tǒng)的ATM AAL2（語音）和AAL5（數據）功能，而且還支持IP over ATM（IPoATM）和SONET上的數據包（POS）功能。無線用戶的高增長率對IP技術提出了更高的要求，這意味著未來平臺必須要能夠同時支持IPv4和IPv6。注意，實際網絡傳輸將取決于運營商（carrier）的情況。在R99中，RNC與節(jié)點B之間通常有一個SONET環(huán)，其功能相當于城域網（MAN）。通過分插復用器（ADM），可從SONET環(huán)提取或向SONET環(huán)加入數據流。這一拓撲結構允許多個RNC接入多個節(jié)點B，以形成具有出色靈活性的網絡。

RNC 系統(tǒng)的硬件按功能進行模塊化設計，子系統(tǒng)之間采用統(tǒng)一的標準接口，為以后的系統(tǒng)擴容、增加新功能和設備維護等提供方便。

根據系統(tǒng)模塊化設計的原則，RNC 硬件系統(tǒng)分為以下六個子系統(tǒng)，即：交換子系統(tǒng)，接入子系統(tǒng)，業(yè)務處理子系統(tǒng)，網同步子系統(tǒng)，中央控制子系統(tǒng)，告警子系統(tǒng)。

RNC 產品各子系統(tǒng)的功能如下所述：

&middot;接入子系統(tǒng)：提供Iu、Iub等接口接入功能，由接入單板構成。

·交換子系統(tǒng)：提供設備內部控制和業(yè)務數據交換，由一級交換板、二級交換板構成。

·業(yè)務處理子系統(tǒng)：完成Iu、Iub、Uu等接口業(yè)務面協(xié)議處理功能，由GTP-U處理板和無線網絡業(yè)務處理板構成。

·中央控制子系統(tǒng)：完成傳輸網絡、無線網絡信令、系統(tǒng)控制和操作維護等功能，由信令處理板、全局處理板等構成。

·網同步子系統(tǒng)：完成系統(tǒng)時鐘產生和分配功能，由網同步板、交換板時鐘驅動模塊、業(yè)務板和接入板時鐘同步模塊構成。

·告警子系統(tǒng)：完成系統(tǒng)環(huán)境監(jiān)測和告警功能，由全局板、告警箱等構成。

RNC 設備內部各子系統(tǒng)的連接接口如下：

·IF1、IF2、IF3是以太接口，業(yè)務數據和控制信令使用獨立的物理接口，互不影響。其中，采用GE接口傳輸業(yè)務數據；采用FE接口傳輸設備控制數據。

·IF4是系統(tǒng)對網同步的控制接口，采用FE接口。

·IF5是時鐘接口， 接入子系統(tǒng)中各單板的時鐘通過交換子系統(tǒng)進行分發(fā)。

·IF6是設備的聲光告警接口，采用FE接口。

·IF7是設備的機框管理接口，傳遞各電路板與機框管理模塊的信息，符合IPMI接口規(guī)范。

Iub 連接Node B收發(fā)信機和無線網絡控制器（RNC）。這通?？赏ㄟ^T-1/E-1鏈路實現，該鏈路通常集中在T-1/E-1聚合器中，通過OC-3鏈路向RNC提供流量。

Iur 用于呼叫切換的RNC到RNC連接，通常通過OC-3鏈路實現。

lu-cs RNC與電路交換語音網絡之間的核心網接口。通常作為OC-12速率鏈路實施。

lu-ps RNC與分組交換數據網絡之間的核心網接口。通常作為OC-12速率鏈路實施。

通過采用源于UMTS 6號報告的流量模型，從而對內部性能指標進行評測（UMTS 6號報告參見http://www.umts-forum .org/servlet/dycon/ztumts/umts/Live/en/umts/Resources_Reports_06_index）。此模型設計了一個流量負載，旨在代表2005年典型的UMTS網絡。它將語音和數據流混合在一起，后者要求每用戶具有384 Kpbs的帶寬。利用這種流量模型，一個采用IXP2800網絡處理器的無線網絡層（RNL）卡可以處理72,000個用戶，產生3,540厄蘭的電路交換和分組交換流量的混合負載。采用只含有電路交換語音呼叫的低要求流量模型，該卡可處理180,000個用戶。 基于這種設計的無線網絡層（RNL）卡可與線路卡及其它ATCA組件相結合，以創(chuàng)建功能極為強大的緊湊型無線網絡控制器（RNC）數據面板系統(tǒng)。圖5中的系統(tǒng)展示了一種帶有14卡插槽的標準19英寸ATCA支架。一個支架可以處理500,000個用戶的流量，并支持555 Mbps的分組交換數據吞吐率。眾多機架可以在一個電信機架中互連，從而支持更高的密度。 圖5中的系統(tǒng)共包含12個卡，包括備用卡，可提供電信級可靠性和穩(wěn)定性。所有線路卡和無線網絡層（RNL）卡均使用英特爾IXP2XXX網絡處理器，以提供高性能、線速傳輸、切換和協(xié)議處理。線路卡具備支持全部廣域網接口的能力，包括從T-1/E-1到同步光纖網絡（SONET）和千兆位以太網速率。 在該范例系統(tǒng)中，線路卡部署于一個2+1配置中：兩個活動線路卡和一個備用線路卡。無線接入網（RAN）端有8個活動OC-3接口，還有8個額外OC-3接口用于故障切換。另外還有2個活動OC-12核心網接口和2個備用接口。線路卡符合同步光纖網絡（SONET）自動保護轉換（APS）標準，以便進行故障切換。 這些卡可使用符合ATCA 3.1標準的以太網交換結構進行互連。其中包含兩個以太網交換卡，以支持各卡之間的各種連接選件。一種可行的替代設計方案，是使用以太網交換機作為兩個無線網絡層（RNL）卡的夾層卡。這種設計具有明顯的優(yōu)勢，它可以釋放兩個節(jié)點插槽，用于創(chuàng)收型卡。

提供重要性能和成本節(jié)省

與替代方案相比，將ATCA和IXP2XXX網絡處理器相結合，可以提供重要性能和成本節(jié)省。當前的無線網絡控制器（RNC）設計通常要求多個機架的設備來支持100,000至200,000的用戶密度。范例設計可通過電信機架中的一個機架支持500,000個用戶，此舉可以顯著節(jié)省功耗成本和中央辦公室占地面積。