無線網路控制器

無線網路控制器（RNC，Radio Network Controller）是新興3G網路的一個關鍵網元。它是接入網的組成部分，用於提供移動性管理、呼叫處理、鏈接管理和切換機制。為了實現這些功能，RNC必須利用出色的可靠性和可預測的性能，以線速執行一整套複雜且要求苛刻的協議處理任務。作為3G網路的重要組成部分，無線網路控制器（RNC）是流量彙集、轉換、軟硬呼叫轉移（soft and hard call handoffs）、及智能小區和分組處理的重點。無限網路控制器（RNC）的高級任務包括1) 管理用於傳輸用戶數據的無線接入載波；2) 管理和優化無線網路資源；3) 移動性控制；和4) 無線鏈路維護。無線網路控制器（RNC）具有組幀分配（framing distribution）與選擇、加密、解密、錯誤檢查、監視、以及狀態查詢等功能。無線網路控制器（RNC）還可提供橋接功能，用於連接IP分組交換網路。無線網路控制器（RNC）不僅支持傳統的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，這意味著未來平台必須要能夠同時支持IPv4和IPv6。 RNC在典型UMTS R99網路中的位置如圖二所示。注意，實際網路傳輸將取決於運營商（carrier）的情況。在R99中，RNC與節點B之間通常有一個SONET環，其功能相當於城域網（MAN）。通過分插復用器（ADM），可從SONET環提取或向SONET環加入數據流。這一拓撲結構允許多個RNC接入多個節點B，以形成具有出色靈活性的網路。

無線網路控制器（RNC）可使用表1中描述的定義明確的標準介面參考點連接到接入網和核心網中的系統。由於RNC支持各種介面和協議，因此可被視作一種異構網路設備。它必須能夠同時處理語音和數據流量，還要將這些流量路由至核心網中不同的網元。無線網路控制器（RNC）還必須能夠支持IP與ATM實現互操作，向僅支持IP的網路生成POS流量。因此，RNC必須要能夠支持廣泛的網路I/O選件，同時提供規範、轉換和路由不同網路流量所需的計算和協議處理，而且所有這些處理不能造成呼叫中斷，並要提供合適的服務質量。介面 說明

Lub 連接節點B收發信機和無線網路控制器（RNC）。這通常可通過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。

Lur 用於呼叫切換的RNC到RNC連接，通常通過OC-3鏈路實現。

lu-cs RNC與電路交換語音網路之間的核心網介面。通常作為OC-12速率鏈路實施。

lu-ps RNC與分組交換數據網路之間的核心網介面。通常作為OC-12速率鏈路實施。

表1. 介面參考點 無線網路控制器（RNC）的要求 兩種有助於開發商滿足嚴格的無線網路控制器（RNC）要求的技術是ATCA和英特爾®IXP2XXX網路處理器。後者基於英特爾網際網路交換架構（英特爾IXA）和英特爾XScale®技術，專為提供高性能和低功耗而設計。 ATCAATCA是由PCI工業計算機製造商協會（PICMG）開發的一項行業計劃。該設計用於滿足網路設備製造商對平台再利用、更低成本、更快上市速度和多元靈活性的要求，以及運營商和服務提供商對降低資本和運營支出的要求。ATCA通過制定標準機箱外形、機箱內部互連、以及適合高性能、高帶寬計算和通信解決方案的平台管理介面，滿足了以上要求。如欲了解有關ATCA的更多信息。英特爾IXP2XXX網路處理器 IXP2XXX網路處理器提供了在任何埠上處理任何協議的靈活性；從ATM到IP網路的平穩移植能力；面向定製操作的線速處理能力；特性升級；以及新興標準支持等。此外，商業化ATCA子系統與IXP2XXX網路處理器的結合，為設計者帶來了使用標準模塊化組件構建無線網路控制器（RNC）的機會。此類設計方法的潛在優勢包括提高系統可擴展性和靈活性，在降低成本的同時進一步縮短了上市時間。創建功能強大的無線網路控制器（RNC）數據面板系統

體現了一種利用ATCA和英特爾的網路處理晶元創建功能強大的無線網路控制器（RNC）系統的方法。高級無線網路控制器（RNC）功能可以如上所述進行分區，但其它方法同樣可行。本圖表僅作為邏輯或概念範例，並非實際硬體配置的圖例。在數據面板層，該設計使用三種基本類型的卡。無線接入網（RAN）線路卡、核心網（CN）線路卡和無線網路層（RNL）卡。無線網路層（RNL）卡支持無線網路堆棧，並執行解碼/編碼。同時還包括一個控制和應用卡。無線接入網（RAN）線路卡和核心網（CN）線路卡主要根據載波需要，處理不同的網路介面類型。典型介面包括T-1/E-1和OC-3。這些卡採用英特爾IXP2XXX網路處理器設計而成，支持高性能線速傳輸、切換和轉換功能，如ATM分段與重組（SAR）、點對點（PPP）協議處理、POS傳輸等。註：線路卡功能可以協同定位。一個物理卡可以作為Iub、Iur、lu-PS、以及lu-CS邏輯介面。無線網路層（RNL）卡還可使用高性能IXP2XXX網路處理器，與3G網路聯合一起處理密集型協議處理任務。這些卡沒有通向外部的網路介面，但可作為複雜協議處理引擎，對通過無線接入網（RAN）和核心網（CN）線路卡引入的流量進行處理。無線網路層（RNL）卡還必須按照3GPP Kasumi加密演演算法來進行加密處理。無線網路層（RNL）卡是無線網路控制器（RNC）數據面板中MIP最密集的組件，其性能是決定整體系統容量和性能的關鍵。系統性能 為了測試帶有IXP2XXX網路處理器和無線網路層（RNL）卡的ATCA外形線路卡的性能，英特爾創建了無線網路控制器（RNC）數據面板參考平台。通過採用源於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）。此模型設計了一個流量

負載，旨在代表2005年典型的UMTS網路。它將語音和數據流混合在一起，後者要求每用戶具有384 Kpbs的帶寬。利用這種流量模型，一個採用IXP2800網路處理器的無線網路層（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。採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。基於這種設計的無線網路層（RNL）卡可與線路卡及其它ATCA組件相結合，以創建功能極為強大的緊湊型無線網路控制器（RNC）數據面板系統。圖5中的系統展示了一種帶有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，並支持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中的系統共包含12個卡，包括備用卡，可提供電信級可靠性和穩定性。所有線路卡和無線網路層（RNL）卡均使用英特爾IXP2XXX網路處理器，以提供高性能、線速傳輸、切換和協議處理。線路卡具備支持全部廣域網介面的能力，包括從T-1/E-1到同步光纖網路（SONET）和千兆位乙太網速率。在該範例系統中，線路卡部署於一個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介面，還有8個額外OC-3介面用於故障切換。另外還有2個活動OC-12核心網介面和2個備用介面。線路卡符合同步光纖網路（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標準的乙太網交換結構進行互連。其中包含兩個乙太網交換卡，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，是使用乙太網交換機作為兩個無線網路層（RNL）卡的夾層卡。這種設計具有明顯的優勢，它可以釋放兩個節點插槽，用於創收型卡。與替代方案相比，將ATCA和IXP2XXX網路處理器相結合，可以提供重要性能和成本節省。當前的無線網路控制器（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。範例設計可通過電信機架中的一個機架支持500,000個用戶，此舉可以顯著節省功耗成本和中央辦公室佔地面積。設計高密度、小佔地面積無線網路控制器（RNC）數據面板 下一代無線網路控制器（RNC）是新興公共無線網的一個關鍵網元。隨著業界使用標準、模塊化網元的趨勢日益顯著，無線網路控制器（RNC）系統設計的傳統專有方案已經開始被取代。通過使用ATCA和IXP2XXX網路處理器，系統設計師可以將工業標準硬體與功能強大的、可編程網路處理晶元完美結合起來。基於這些技術的無線網路控制器（RNC）數據面板設計僅佔用很小的系統空間，便可達到非常高的密度。