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1、TR-101-C1 TD-SCDMA技术基础 TD-SCDMA RNC系统结构 V0512,中兴通讯学院 3G课程团队,课程目标,了解ZXTR RNC的整体结构 了解ZXTR RNC的硬件结构 了解RNC单板的组成 了解RNC组网和配置原则,RNC3.0系统概述 RNC3.0硬件系统概述 RNC3.0单板介绍 RNC3.0数据流程 RNC3.0典型组网配置,课程内容,ZXTR RNC系统概述,ZXTR RNC（V3.0）是中兴通讯根据3GPP R4版本协议研发的TD-SCDMA无线网络控制器，该设备提供协议所规定的各种功能，提供一系列标准的接口，支持与不同厂家的CN，RNC或者NodeB互连。
2、,RNC上下文图,ZXTR RNC 系统概述,RNC无线网络控制器主要负责无线资源的管理。一面它通过Iu接口同电路域和分组域核心网相连；一面它负责管理和控制Node B，并负责空中接口与UE之间的L1以上的协议处理。在无线接入网络中，它处于承上启下的关键地位。 ZXTR RNC的控制面和用户面都采用分布式（用户量上升后可以通过增加单板实现容量线性增长）的设计，整个系统没有集中处理的瓶颈，控制面和用户面处理资源可以根据容量的增长需求线性扩展。ZXTR RNC单资源框最大可支持7.5万话音用户和7.5万分组域用户，以及最大支持3750爱尔兰话务量或225Mbps数据吞吐量。整个系统可以通过机框和机
3、架的进一步扩展，达到最大100万用户的容量。,RNC3.0系统概述 RNC3.0硬件系统 RNC3.0单板介绍 RNC3.0数据流程 RNC3.0典型组网配置,课程内容,RNC3.0硬件系统概述,基于公司3G统一平台的硬件设计； 控制流和媒体流分离； 内部接口标准化、耦合性小 ； 后向兼容性强 ； 可扩展性强； 统一的设计风格。,RNC在TD-SCDMA系统中位置,机架结构,电源插箱,风扇插箱,业务插箱,走线插箱,机框,RNC3.0硬件系统示意图,ROMB CLKG,APBE IMAB DTB,RCB RUB RGUB,CHUB PSN GLI,UIMC UIMU,各种传感器,RNC3.0硬件
4、系统概述-操作维护单元,操作维护单元 （包括ROMB和CLKG单板） CLKG单板负责系统的时钟供给和外部同步功能。 ROMB单板负责处理全局过程并实现整个系统操作维护相关的控制（包括操作维护代理），并通过100M以太网与OMC-R实现连接，并实现内外网段的隔离。ROMB单板还作为ZXWR RNC操作维护处理的核心，它直接或间接监控和管理系统中的单板(单板软件版本的下发和对单板状态的监控），ROMB单板提供以太网口和RS-485两种链路对系统单板进行配置管理。 ROMB与OMC-R之间的通信链路的连接关系,RNC3.0硬件系统概述-接入单元(一),接入单元 （APBE、IMAB和DTB单板，背
5、板为BUSN ） 接入单元为ZXWR RNC系统提供Iu，Iub和Iur接口的STM-1和E1接入功能。 其中APBE单板，提供4个STM-1接入，支持622M交换容量。负责完成RNC系统STM-1物理接口的AAL2和AAL5的终结。 IMAB与DTB一起使用，提供支持IMA的E1接入。每个DTB单板提供32路E1接口，一个IMAB单板和两个DTB单板组成一组，提供完整的E1接入和ATM终结功能。 接入单元处理接口单元的接入功能、ATM交换单元功能和转换单元的ATM终结功能。,RNC3.0硬件系统概述-接入单元(二),E1接入：E1接入IMA协议处理ATM处理 STM-1接入：STM-1接入A
6、TM处理,RNC3.0硬件系统概述-交换单元 (一),交换单元 主要为系统控制管理、业务处理板间通信以及多个接入单元之间业务流连接等提供大容量的、无阻塞的交换功能。交换单元由两级交换子系统组成。,RNC3.0硬件系统概述-交换单元 (二),一级交换子系统是容量为40Gbps的核心交换子系统，为RNC系统内部各个功能实体之间以及系统之外的功能实体间提供必要的消息传递通道，用于完成包括定时、信令、语音业务、数据业务等在内的多种数据的交互以及根据业务的要求，以及根据不同的用户提供相应的QOS功能。包括交换网PSN和线卡GLI单板，分别完成管理、核心交换网板和线卡功能。 二级交换子系统由以太网交换芯片
7、提供，一般情况下支持层二以太网交换，根据需要也可以支持层三交换。负责系统内部用户面和控制面数据流的交换和汇聚，包括UIMC、UIMU和CHUB单板。 RNC系统内部提供两套独立的交换平面，控制面和用户面。对于控制面数据，因数据流量较小，采用二级交换子系统进行集中汇聚，无需通过一级交换子系统实现交换。对于用户面数据，因数据流量较大，同时为了对业务实现QoS，需要通过一级交换子系统来实现交换和扩展。,一级交换示意图,一个GLI可提供8个GE口，可能连接4个资源框。采用上图的连接结构，主要的目的是为了通过GLI接口或UIM的倒换，可以保证GLI和UIM连接通路的稳定性。,RNC3.0硬件系统概述-交
8、换单元 (三),在只有两个资源框的配置下，用户面可以不采用一级交换子系统,RNC3.0硬件系统概述-交换单元 (四),在系统资源框数目在2-4个之间时，用户面可以采用二块线卡完成一级交换平台功能。,RNC3.0硬件系统概述-处理单元,处理单元 （包括RCB、RUB和RGUB ） 处理单元实现控制面和用户面上层协议处理。 每块RGUB板提供以太网端口和交换单元的二级交换子系统相连，完成对于PS业务GTP-U协议的处理。 每块RUB板提供以太网端口和交换单元的二级交换子系统相连，完成对于CS业务FP/MAC/RLC/UP协议栈的处理和PS业务FP/MAC/RLC/ PDCP的处理。 RCB（控制面
9、）连接在交换单元上，负责完成Iu，Iub口上控制面的协议处理。RCB的处理器为嵌入式平台下的高性能RISC实现。主备两块单板之间，采用百兆以太网连接实现故障检测和动态数据备份。硬件提供主备竞争的机制。,RNC3.0硬件系统概述-外围设备监控单元,外围设备监控单元（包括PWRD单板和告警箱ALB ） PWRD完成机柜里一些外围单板和环境单板信息的收集，包括电源分配器和风机的状态，以及温湿度、烟雾、水浸和红外等环境告警。PWRD通过RS-485总线接受ROMB的监控和管理。每个机柜有一块PWRD板。 告警箱ALB根据系统出现的故障情况进行不同级别的系统报警，以便设备管理人员及时干预和处理。,RNC
10、3.0硬件系统概述,单板级的总体框图 注1:括号外的名称为单板功能名，括号内的名称为单板PCB名。单个名称表示功能名和PCB名相同。 注2:红线表示控制面信号，蓝线表示用户面信号，绿线表示电路HW线。,RNC3.0主备设计,ZXWR RNC系统的关键部件例均提供硬件1+1备份，如ROMB、RCB、UIMC、UIMU、CHUB、PSN、GLI等。而RUB和RGUB采用负荷分担的方式。接入单元根据需要可以提供硬件主备。,RNC3.0系统内部通信链路设计,ZXWR RNC系统采用控制面和用户面分离设计，资源框背板设计两套以太网，一套用于用户面互连；一套用于内部控制、控制面互连；另外在背板上再设计一套
11、485总线 ；485总线的目的：仅带8031 CPU单板的控制通道，对于具有控制以太网接口的单板，485的作用主要是以太网异常时进行故障诊断、告警，在特定场合可根据需要作MAC、IP地址的配置，正常情况下不用此功能。 框内的485和以太网通过背板引线连到各个单板。每个单板提供RS-485和以太网接口用于单板控制。资源框的RS-485总线在UIMU单板实现终结；交换框的RS-485总线在UIMC单板终结，控制框的RS-485总线在ROMB处终结。,RNC3.0系统时钟设计,从ZXWR RNC在整个通信系统的位置看，其时钟系统应该是一个三级增强钟或二级钟，时钟同步基准来自Iu口的线路时钟或者GPS
12、/BITS时钟。采用主从同步方式。 ZXWR RNC的系统时钟模块位于时钟板CLKG上，与CN相连的APBE单板提取的时钟基准通过电缆传送给CLKG单板，CLKG单板同步于此基准，并输出多路8K和16M时钟信号给各资源框，并通过UIM_2驱动后经过背板传输到各槽位，供DTB单板和APBE单板使用。 时钟单板CLKG采用主备设计 。,RNC3.0系统时钟设计,RNC3.0系统概述 RNC3.0硬件系统概述 RNC3.0单板介绍 RNC3.0数据流程 RNC3.0典型组网配置,课程内容,硬件结构,按照功能和插箱所使用的背板分，RNC3.0包含3种机框： 控制框 控制框提供ZXWR RNC（V3）的
13、控制流以太网汇接、处理以及时钟功能。控制框的背板为BCTC，可以插ROMB，UIMC，RCB，CHUB，GLI和CLKG单板以及这些单板的后插板。 资源框 资源框提供ZXWR RNC（V3）的外部接入和资源处理功能，以及网关适配功能。资源框的背板为BUSN，可以插DTB，RUB，UIMU，RGUB，CLKG，MNIC，IMAB和APBE单板以及这些单板的后插板。 一级交换框 一级交换框为ZXWR RNC（V3）提供一级交换子系统，针对用户面数据较大流量时的交换和扩展。交换框的背板为BPSN，可以插GLI，PSN和UIMC单板以及这些单板的后插板。,RNC物理单板一览表,控制框单板,BCTC背板
14、,BCTC背板背视图,OFF：拨下边，表示为1； ON：拨上边，表示为0。,资源框单板,BUSN背板,BUSN背板背视图,OFF：拨下边，表示为1； ON：拨上边，表示为0。,一级交换框单板,BPSN背板,BPSN背板背视图,OFF：拨下边，表示为1； ON：拨上边，表示为0。,MPx86单板,MPx86是RNC网元的主处理单板，主要应用在系统的控制框中。 主处理板MPx86用于实现ROMB、RCB等功能板。 ROMB：属于操作维护单元，负责RNC系统的全局过程处理，负责整个RNC的操作维护代理，各单板状态的管理和信息的搜集，维护整个RNC的全局性的静态数据；ROMB上还可能跑RPU模块，负责
15、路由协议处理； RCB：属于处理单元，实现RNC系统的控制面信令处理和NO.7信令处理。 MPX86单板采用了几乎完全相同的两套CPU子系统。这两套CPU相互独立。 MPX86单板处理由其它框内单板送过来的控制和信令数据。同时通过100Mbps OMC控制以太网口接后台，接收后台的控制命令。 MPX86单板通过485总线对系统的电源，GPS等进行管理；同时提供另一套485总线作为控制流以太网的冗余备份，与UIMC相连。 支持命令倒换、手动倒换、复位倒换、故障倒换(看门狗溢出)等, 并将相应的状态变化通知CPU。,MPx86单板,MPx86单板,主处理板MPx86用作RCB时，不对外提供接口。
16、主处理板MPx86用作ROMB时，对外提供2条100M以太网OMC接口。,MNIC单板,MNIC是多功能接口网板，可以有多种用途，在RNC3.0中，我们把MNIC用作资源处理单板RGUB。 RNC3.0中MNIC不对外部网络（指公网）提供物理接口，仅仅通过内部的以太网交换数据，实现信令Iu-PS用户面协议处理功能和OMC-B网关功能。 4个100M以太网口（对内用户面，支持主备）； 4个100M以太网口（对外，OMC-B用一个，其他不用）； 采用负荷分担的工作模式。 具有RS485备份控制通道接口。 单板处理能力400Mbps。,MNIC单板,APBE单板,APBE单板用于Iu-PS接口的AT
17、M接入处理。 提供4*STM-1的ATM接口，实现四路STM-1的ATM组网需求，替代原来的ASC； 支持622M交换容量，负责完成RNC系统STM-1物理接口的AAL2和AAL5的终结， AAL2和AAL5的SAR（2K VC，8K CID） ； 实现ATM的OAM功能； 完成SSCOP和SSCF的处理； 使用M755 CPU子卡。,APBE单板,APBE单板,IMAB 单板,IMAB 主要应用于RNC的Iub、Iur、IuCS、IuPS接口，与DTB一起提供支持IMA的E1接入。一个IMAB单板和两个DTB单板组成一组，提供完整的E1接入和ATM终结功能。 提供1个100M控制面以太网口，
18、最大4个用户面以太网口； 提供16*8MHW的电路接口，支持30个IMA组，每个IMA组最大32个链路;实现ATM的OAM功能；完成SSCOP和SSCF的处理 实现155M线速的ATM AAL2和AAL5的SAR（2K VC，8K CID）； 使用M755 CPU子卡。,IMAB单板,IMAB单板,DTEC单板,在RNC3.0中用作DTB功能板； 提供32*E1/T1物理接口，从后插卡RDTB出32路E1/T1连接线； 支持局间随路信令方式CAS和共路信令CCS通道透传； 提供8*8MHW，通过背板出线，到UIMU； 支持从线路提取8K同步时钟（8选2），通过电缆传送给时钟单板作为时钟基准；
19、支持120/75欧姆阻抗选择，支持同轴电缆和双绞线； 提供1*10M控制面以太网口；,DTEC单板,DTEC单板,DTEC单板,DTB/DTEC板上共有12个四位拨码开关S1-S12、一路跳线X23；后插板RDTB上有8路跳线X9-X16 。 8个四位拨码开关（S1-S6，S9，S12），用于选择各路E1的阻抗匹配电阻为75或120 ：“ON”，线路阻抗为75欧姆；“OFF”，线路阻抗为120欧姆。 2个四位拨码开关（S7，S8），用于向CPU指示相应的各E1芯片的接收匹配电阻大小： “ON”，表示阻抗匹配为75欧姆； “OFF”，阻抗匹配为120欧姆。S7对应第1到4片E1芯片（第1路E1到
20、第16路E1）；S8对应第5到8片E1芯片（第17路E1到第32路E1）。 2个四位拨码开关（S10、S11）用于向CPU指示相应的各E1芯片工作的长短线状态： “ON”，表示工作于“SHORT HAUL”模式； “OFF”，表示工作于“LONG HAUL”模式。S10对应第1到4片E1芯片（第1路E1到第16路E1），S11对应第5到8片E1芯片（第17路E1到第32路E1）。 一路跳线（X23），供单板调试使用。在单板正常工作时，X23必需断开。 后插板RDTB上，E1线路默认配置为75欧姆非平衡同轴传输方式，发端通过跳线接保护地，收端与一个电容（0.1uF）连接，然后通过跳线接保护地 。
21、E1线路采用120欧姆PCM线平衡传输方式，则需要去除后插板RDTB上跳线X9-X16处的短路块。,VTCD 单板,在RNC系统中，VTCD单板用作RUB功能板 CS业务FP/MAC/RLC/IuUP协议栈的处理； PS业务FP/MAC/RLC/PDCP/IuUP的处理； Uu口来的信令数据处理。 提供14片DSP组成的阵列，完成用户面协议处理功能； 提供最大2*100M用户面以太网口，作为业务数据通道； 提供1*100M控制面以太网口，作为与控制面交互的数据通道； 提供1*485接口，作为控制面备用通信链路； 使用D8270 CPU子卡。,VTCD单板,VTCD单板,UIM_2单板,是RNC
22、3.0系统的以太网二级交换、电路交换板，用作UIMU和UIMC单板。 能够为资源框内部提供16K电路交换功能； 提供两个24+2交换式HUB,一个是控制面以太网HUB，对内提供20个控制面FE接口与资源框内部单板互联，对外提供4个控制面FE接口用于资源框之间或资源框与CHUB之间互联。一个用户面以太网HUB，对内提供23个FE，用于资源框互联，对外提供一个FE，可用于R4的MP数据传输。 单板可以配置不同的GE接口子卡，选配GXS子卡（用作UIMU）对外提供1个用户面GE光口用于资源框和核心交换单元互连，GE通道采用主备双通道备份方式提供于核心交换单元的1+1备份；选配GCS子卡实现用户面和控
23、制面HUB板内互连 （用作UIMC） ； 提供资源框管理功能，对资源框内提供RS-485管理接口，同时提供资源框单板复位和复位信号采集功能; 提供资源框内时钟驱动功能，输入8K，16M信号，经过锁相，驱动，后分发给资源框的各个槽位，为资源单板提供16M和8K时钟。,UIM_2单板,UIM_2单板,CLKG单板,CLKG板为RNC系统的时钟发生板。CLKG单板提供11主备设计。 通过485总线与控制台通信； 可以后台或手动选择基准来源，包括BITS、线路（8K）、GPS、本地（二或三级），且手动倒换可以通过软件屏蔽；手动选择基准顺序为： 2Mbits1-2Mbits2-2MHz1-2MHz2-8
24、K1-8K2-8K3-NULL； 采用松耦合锁相系统，具有快捕（CATCH）、跟踪（TRACE）、保持（HOLD）和自由运行（FREE）四种工作方式； 输出时钟为二级钟； 提供15路16.384M、8K、PP2S时钟给UIM_2； 具有时钟丢失和输入基准降质判别； 主备倒换功能，具备命令倒换、手工倒换、故障倒换、复位倒换等方式，并在维护性倒换的情况下对系统造成的误码影响1%。 两块CLKG板之间的相位不连续性小于1/8 UI码元。 提供比较完善的告警功能，具备SRAM失效告警、恒温槽告警、基准和输出时钟丢失告警，基准降质告警、基准频偏超标告警、锁相环鉴相失败告警等。根据这些告警信息，可以快速定
25、位时钟板当前工作状态和故障位置。 时钟的可维护性，VCXO提供频率调整旋钮便于若干年后，由于石英晶体老化引起中心频率偏移一定范围后，进行再调整。,CLKG单板,CLKG单板,PWRD单板,ZXWR RNC系统中，PWRD单板属于外围设备监控单元，实现对系统电源、风扇、和温度等环境量监控，可以直接与被监控量的传感器/变送器连接，直接采用-48V电源供电，与ROMB的通信链路为RS-485。,CHUB单板,在RNC系统中，CHUB用于分布式处理平台的扩展时的控制流会聚。对外部提供46个FE接口，也通过选配GXS子卡，提供一个千兆光口。 热主备两块单板的对内FE端口在背板上采用高阻复用方式备份； 提
26、供MAC配置、VLAN，广播包控制功能；,CHUB单板,GLI单板,GLI单板 属于交换单元，提供与资源框的连接。 提供4个GE端口，每个GE的光口1+1备份。相邻GLI的GE口之间提供GE端口备份； 完成物理层适配、IP包查表、分片、转发和流量管理功能。处理能力定位为双向2.5Gbps线速处理转发，1K个流的流量管理。 提供1100 M以太网作为主备通信通道； 提供1100 M以太网作为控制流通道。,PSN单板,PSN在RNC V3.0系统中位于交换框，实现一级交换平台的核心交换功能。 提供双向各40Gbps用户数据交换能力； 支持1+1负荷分担，可以人工倒换，实现负荷分担功能； 工作状态能
27、够通知其它单板； 提供1个100M以太网作为控制通道，连接UIMC； 提供1个100M以太网作为主备通讯，连接对板；,ALB告警箱,ZXWR RNC系统中，ALB过加载不同功能软件可以实现功能单板ALB，属于外围设备监控单元。 根据系统出现的故障情况进行不同级别的系统报警，以便设备管理人员及时干预和处理。对一、二、三、四、五级告警由LED指示灯显示，同时对一、二、三级告警还要进行声音提示。 提供10M以太网接口，易于接入和扩展。,RNC3.0系统概述 RNC3.0硬件系统概述 RNC3.0单板介绍 RNC3.0数据流程 RNC3.0典型组网配置,课程内容,RNC3.0用户面CS域数据流向,流向
28、说明如下： 1用户面CS域数据从Iub口进来后，经过接入单元的DTB和IMAB进行AAL2 SAR适配。 2通过交换单元传输到RUB板，进行FP/MAC/RLC/IuUP协议处理。 3通过交换单元传输到接入单元的APBE进行AAL2 SAR适配，送到Iu口。,RNC电路型数据流图,所有的电信设备都是协议转换器，所有的终端设备都是协议解析器RNC将Iub协议转换成Iu口协议，由RUB完成；,RNC3.0用户面PS域数据流向,流向说明如下： 1用户面PS域数据从Iub口进来后，经过接入单元的DTB和IMAB中进行IMA处理和AAL2 SAR适配。 2然后通过交换单元传输到RUB，进行FP/MAC/
29、RLC/PDCP/IuUP协议处理。 3处理完后通过交换单元送到GTP-U处理板RGUB处理GTP-U协议。 4处理后经过接入单元完成AAL5 SAR的适配传送到Iu-PS接口。,RNC分组数据流图,注意出去的是AAL5处理,RGUB,RNC3.0信令处理流程,流向说明如下： 1从Iub、Iur口来的信令，经过接入单元进行AAL5 SAR适配。 2然后经交换单元分发到RCB板处理。,RNC3.0Node B操作维护数据流向,流向说明如下： 1从Iub来的Node B操作维护数据，经过接入单元进行AAL5 SAR适配。 2经过交换单元送至RGUB，完成与OMC-B之间的连接。,RNC3.0系统概
30、述 RNC3.0硬件系统概述 RNC3.0单板介绍 RNC3.0数据流程 RNC3.0典型组网配置,内容介绍,ZXTR RNC技术参数,硬件平台配置资源,接口资源：APBE，DTB，IMAB； 系统控制资源：ROMP，CLKG； 用户面处理资源：RUB，RGUP； 控制面处理资源：RCB； 交换平台资源：UIMC，UIMU，CHUB，GLI，PSN。,配置要考虑的主要参数,系统总的用户数。 每话音用户的话务量。 忙时每用户平均数据量。 单板的处理容量. 话务模型情况(CS/PS) 信令负荷,双框配置,系统由一个控制框加一个资源框组成，支持大约7.5万用户。,三框配置,系统由两个资源框和一个控制框组成，两个资源框通过光纤直接互连， 而不用配交换框。此配置下支持大约15万用户。,RNC3.0系统概述 RNC3.0硬件系统概述 RNC3.0单板介绍 RNC3.0数据流程 RNC3.0典型组网配置,内容回顾,