《TD-SCDMA移動(dòng)通信技術(shù)系統(tǒng)及仿真實(shí)驗(yàn)》課件第5章

第五章TD-SCDMARNC系統(tǒng)結(jié)構(gòu)5.1RNC系統(tǒng)概述5.2RNC硬件系統(tǒng)概述5.3RNC功能機(jī)框5.4RNC單板介紹5.5RNC數(shù)據(jù)流程

ZXTRRNC(V3.0)無線網(wǎng)絡(luò)控制器負(fù)責(zé)完成系統(tǒng)的接入控制、安全模式控制、移動(dòng)性管理(包括接力切換和硬切換控制等)、無線資源管理和控制等功能。

ZXTRRNC(V3.0)無線網(wǎng)絡(luò)控制器提供3GPPR4協(xié)議所規(guī)定的各種功能，提供Iu、IuB、IuR、Uu等系列標(biāo)準(zhǔn)接口，支持與不同廠家的CN、RNC或者NodeB互連。5.1RNC系統(tǒng)概述在系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)上采用分布式處理方式，具有高擴(kuò)展性、高可靠性、大容量等特點(diǎn)，可以平滑地向IPUTRAN過渡。

RNC系統(tǒng)的主要業(yè)務(wù)功能如下：

(1)提供話音業(yè)務(wù)和電路型數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。

①提供12.2kb/s、10.2kb/s、7.95kb/s、7.4kb/s、6.7kb/s、5.9kb/s、5.15kb/s、4.75kb/s等速率的AMR語音的業(yè)務(wù)控制和數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)。

②提供透明和非透明電路型數(shù)據(jù)的業(yè)務(wù)控制和數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)。

(2)提供分組型業(yè)務(wù)。

①第一階段，提供384kb/s速率以下分組數(shù)據(jù)的業(yè)務(wù)控制和數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)。

②第二階段，提供384kb/s至2Mb/s速率分組數(shù)據(jù)的業(yè)務(wù)控制和數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)。

(3)支持點(diǎn)對(duì)點(diǎn)短消息業(yè)務(wù)和廣播短消息業(yè)務(wù)。

(4)支持單個(gè)用戶多種業(yè)務(wù)并發(fā)的控制和業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)QoS處理。

(5)支持定位業(yè)務(wù)，包括小區(qū)級(jí)定位、OTDOA定位和GPS定位等定位方式。說明：所謂定位業(yè)務(wù)，是指利用定位技術(shù)確定移動(dòng)終端的位置，并據(jù)此提供各種基于位置的應(yīng)用增值業(yè)務(wù)。

①小區(qū)級(jí)定位技術(shù)：網(wǎng)絡(luò)根據(jù)移動(dòng)臺(tái)當(dāng)前服務(wù)基站的位置和小區(qū)覆蓋來定位移動(dòng)臺(tái)。若小區(qū)為全向小區(qū)，則移動(dòng)臺(tái)的位置在以服務(wù)基站為中心，半徑為小區(qū)覆蓋半徑的一個(gè)圓內(nèi)；若小區(qū)分扇區(qū)，則可以進(jìn)一步確定移動(dòng)臺(tái)處于某扇區(qū)覆蓋的范圍內(nèi)。

②?OTDOA定位技術(shù)：移動(dòng)臺(tái)測(cè)量不同基站的下行導(dǎo)頻信號(hào)，得到不同基站下行導(dǎo)頻的TOA(TimeofArrival，到達(dá)時(shí)刻)，即所謂的導(dǎo)頻相位測(cè)量。根據(jù)該測(cè)量結(jié)果并結(jié)合基站的坐標(biāo)，采用合適的位置估計(jì)算法，計(jì)算出移動(dòng)臺(tái)的位置。③GPS定位技術(shù)：網(wǎng)絡(luò)向移動(dòng)臺(tái)提供輔助GPS信息，包括GPS偽距測(cè)量的輔助信息(例如GPS定位輔助信息)和移動(dòng)臺(tái)位置計(jì)算的輔助信息(例如GPS歷書以及修正數(shù)據(jù))，利用這些信息，移動(dòng)臺(tái)可以很快地捕獲衛(wèi)星并接收到測(cè)量信息，然后將測(cè)量信息發(fā)送給網(wǎng)絡(luò)的定位服務(wù)中心，由它計(jì)算出移動(dòng)臺(tái)當(dāng)前所處的位置。5.1.1NodeB邏輯操作維護(hù)

NodeB邏輯操作維護(hù)功能提供對(duì)NodeB無線網(wǎng)絡(luò)資源的邏輯操作維護(hù)，包括小區(qū)和公共傳輸信道的配置；根據(jù)設(shè)備運(yùn)行情況將邏輯資源閉塞或解閉塞；校對(duì)與NodeB之間配置是否一致等。

5.1.2無線資源管理和控制

1．系統(tǒng)接入控制

用戶接入可以由用戶側(cè)發(fā)起，也可由網(wǎng)絡(luò)側(cè)發(fā)起，其目的是為了接入U(xiǎn)TRAN，以獲得UMTS服務(wù)。UTRAN根據(jù)用戶的能力以及當(dāng)前UTRAN的資源現(xiàn)狀進(jìn)行相應(yīng)的控制。

2．接納控制

系統(tǒng)根據(jù)當(dāng)前的資源情況、負(fù)荷等級(jí)、小區(qū)總體干擾等級(jí)、總發(fā)射功率等因素，決定是否接納用戶的接入請(qǐng)求。

3．負(fù)荷控制

在當(dāng)前已經(jīng)存在多用戶連接的條件下，監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的負(fù)荷情況，判斷系統(tǒng)是否過載及過載等級(jí)。如果過載，則依據(jù)設(shè)定的規(guī)則保持系統(tǒng)的穩(wěn)定。

4．功率控制

功率控制的主要任務(wù)是：在保證信號(hào)質(zhì)量的前提下，使發(fā)射功率保持在較低的水平，從而提高系統(tǒng)容量。

上行鏈路采用開環(huán)功控和閉環(huán)功控兩種方式。當(dāng)上行鏈路沒有建立時(shí)，開環(huán)功控用來調(diào)節(jié)物理隨機(jī)接入信道的發(fā)射功率，鏈路建立之后，使用閉環(huán)功控。閉環(huán)功控包括內(nèi)環(huán)功控和外環(huán)功控，內(nèi)環(huán)功控以信干比作為控制目標(biāo)，外環(huán)功控以誤碼率或者誤幀率作為控制目標(biāo)。

下行鏈路只有閉環(huán)功控。

5．分集控制

分集控制的目的是利用空間隔離、時(shí)間隔離、碼的正交性等特點(diǎn)實(shí)現(xiàn)賦形、鑒相、交替等，減少干擾。

在TD-SCDMA系統(tǒng)中，提供TSTD(時(shí)間切換傳輸分集)、SCTD(空間碼發(fā)射分集)兩種分集的控制。

6．系統(tǒng)信息廣播

系統(tǒng)信息廣播的功能是：通過BCH信道向UE廣播UMTS服務(wù)所需的接入層和非接入層的相關(guān)信息。

7．無線信道的加密和解密

無線信道的加密是為了保護(hù)在空中傳送的用戶信息不被未經(jīng)授權(quán)的第三方非法獲取。加密和解密主要是基于業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)、密鑰和相關(guān)的加密/解密算法而進(jìn)行的，依據(jù)協(xié)議，加密算法采用f8算法。

8．?dāng)?shù)據(jù)完整性保護(hù)

數(shù)據(jù)完整性保護(hù)的目的是為了保護(hù)在空中傳遞的信令信息，避免第三方設(shè)備進(jìn)行欺騙和攻擊。

9．無線環(huán)境測(cè)量

無線環(huán)境測(cè)量是指依據(jù)無線資源管理的需求，對(duì)當(dāng)前的公共信道以及專用信道進(jìn)行各項(xiàng)測(cè)量。

10．同步技術(shù)

TDD無線系統(tǒng)有比較高的同步要求，TDD同步分為以下幾種：

(1)網(wǎng)絡(luò)同步。網(wǎng)絡(luò)同步涉及UTRAN內(nèi)部節(jié)點(diǎn)同步參考的分發(fā)和UTRAN內(nèi)部時(shí)鐘的穩(wěn)定性。一個(gè)精確的參考頻率在UTRAN網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)中的分發(fā)與多個(gè)方面有關(guān)，但一個(gè)主要方面就是怎樣為NodeB提供一個(gè)頻率精度優(yōu)于0.05ppm的參考時(shí)鐘，用于正確產(chǎn)生無線接口的信號(hào)。

(2)節(jié)點(diǎn)同步。節(jié)點(diǎn)同步關(guān)系到UTRAN節(jié)點(diǎn)之間的定時(shí)差異的評(píng)估和補(bǔ)償。節(jié)點(diǎn)同步可分為兩類，即RNC與NodeB之間(RNC-NodeB)和NodeB(InterNodeB)之間的同步。

(3)傳輸信道同步。傳輸信道同步機(jī)制定義了RNC和NodeB之間的幀同步方式。傳輸信道同步在UTRAN和UE之間提供一個(gè)L2公共的幀編號(hào)(連接幀號(hào)CFN)，通過設(shè)定接收窗口確定定時(shí)偏移。

(4)無線接口同步。無線接口的同步涉及無線幀傳輸定時(shí)同步的方式，包括小區(qū)間同步和時(shí)間提前兩個(gè)方面。

(5)時(shí)間校準(zhǔn)處理。時(shí)間校準(zhǔn)處理功能位于Iu接口，通過控制下行傳輸定時(shí)來減少RNC中的數(shù)據(jù)緩存量。

11．動(dòng)態(tài)信道分配(DCA)

DCA技術(shù)分為慢速DCA和快速DCA兩種。

(1)快速DCA。該技術(shù)根據(jù)接納控制的原則為用戶分配無線承載資源。

(2)慢速DCA。該技術(shù)負(fù)責(zé)根據(jù)其管理的多個(gè)小區(qū)中各小區(qū)的業(yè)務(wù)負(fù)荷，將無線資源分配到不同的小區(qū)中。

5.2.1硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則

硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則如下：

(1)硬件平臺(tái)基于IP。

(2)內(nèi)部接口標(biāo)準(zhǔn)化。

(3)后向兼容性強(qiáng)。5.2RNC硬件系統(tǒng)概述

(4)可擴(kuò)展性要求。硬件平臺(tái)在很長一段時(shí)間內(nèi)要保持穩(wěn)定性，充分考慮到技術(shù)的前瞻性，部分新技術(shù)的出現(xiàn)不會(huì)對(duì)整個(gè)硬件平臺(tái)產(chǎn)生革命性的影響，整個(gè)硬件平臺(tái)支持向IPv6的演進(jìn)；各個(gè)功能實(shí)體采用模塊化設(shè)計(jì)，各功能實(shí)體之間的接口是標(biāo)準(zhǔn)化和相對(duì)獨(dú)立的，單獨(dú)功能實(shí)體的升級(jí)不影響其他功能實(shí)體。

(5)統(tǒng)一的設(shè)計(jì)風(fēng)格。充分考慮重用性和兼容性(如多塊功能單板由同一塊硬件單板實(shí)現(xiàn)、相同功能電路由同一標(biāo)準(zhǔn)電路實(shí)現(xiàn))，使各種模塊的通用器件/部件的比例盡可能高，在整個(gè)硬件平臺(tái)系統(tǒng)范圍內(nèi)統(tǒng)一定義單板引腳、尺寸，統(tǒng)一規(guī)劃背板設(shè)計(jì)，使相關(guān)功能單板可重用、可混插；減少生產(chǎn)和維護(hù)的復(fù)雜度和成本費(fèi)用。

(6)減少硬件與應(yīng)用之間的耦合性。硬件平臺(tái)的設(shè)計(jì)需要保持良好的適應(yīng)性，以適應(yīng)不同的功能應(yīng)用對(duì)硬件架構(gòu)的要求，使硬件平臺(tái)不會(huì)成為產(chǎn)品升級(jí)換代的瓶頸。

(7)標(biāo)準(zhǔn)化和模塊化設(shè)計(jì)。產(chǎn)品采用標(biāo)準(zhǔn)化和模塊化設(shè)計(jì)，達(dá)到與其他產(chǎn)品最大的資源和技術(shù)共享，以減少產(chǎn)品的技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)和進(jìn)度風(fēng)險(xiǎn)。5.2.2硬件系統(tǒng)框圖

1.環(huán)境框圖

在UMTS中，RNC由以下接口界定：Iu/Iur/Iub接口如圖5-1所示。圖中MSC指移動(dòng)交換中心(MobileServicesSwitchingCentre)，SGSN指服務(wù)GPRS支持節(jié)點(diǎn)(ServingGPRSSupportingNode)。在3GPP協(xié)議中，Iu、IuR、IuB三者的物理層介質(zhì)可以是E1、T1、STM-1/STM-4等多種形式。在物理層之上是ATM層，ATM層之上是AAL層。其中用到兩種AAL：控制面信令和Iu-PS數(shù)據(jù)采用AAL5，其他接口用戶面數(shù)據(jù)采用AAL2。

圖5-1ZXTRRNC系統(tǒng)外部接口示意圖

T1、E1代表兩種數(shù)據(jù)傳輸速率標(biāo)準(zhǔn)。

T1：北美標(biāo)準(zhǔn)，支持1.544Mb/s專線電話數(shù)據(jù)傳輸，由24條獨(dú)立通道組成，每個(gè)通道的傳輸速率為64kb/s，可用于同時(shí)傳輸語音和數(shù)據(jù)。

E1：歐洲標(biāo)準(zhǔn)，支持2Mb/s速度，由30條64kb/s線路以及2條信令和控制線路組成。4個(gè)E1可復(fù)接成1個(gè)E2(8M)；4個(gè)E2可以復(fù)接成1個(gè)E3(34M)；4個(gè)E3可復(fù)接成1個(gè)E4(140M)。

2.硬件系統(tǒng)總體框圖

ZXTRRNC硬件系統(tǒng)由以下單元組成：操作維護(hù)單元ROMU、接入單元RAU、交換單元RSU、處理單元RPU、外圍設(shè)備監(jiān)控單元RPMU。

ZXTRRNC硬件系統(tǒng)總體框圖如圖5-2所示。

圖5-2ZXTRRNC硬件系統(tǒng)總體框圖5.2.3功能框圖

1.操作維護(hù)單元

操作維護(hù)單元ROMU包括CLKG單板和ROMB單板。

CLKG單板負(fù)責(zé)系統(tǒng)的時(shí)鐘供給和外部同步功能，它通過Iu口提取時(shí)鐘基準(zhǔn)，經(jīng)過板內(nèi)同步后，驅(qū)動(dòng)多路定時(shí)基準(zhǔn)信號(hào)給各個(gè)接口框使用。

ROMB單板負(fù)責(zé)處理全局過程并實(shí)現(xiàn)與整個(gè)系統(tǒng)操作維護(hù)相關(guān)的控制(包括操作維護(hù)代理)，然后通過100M以太網(wǎng)與OMC-R(操作維護(hù)中心，用于基站的維護(hù)操作)實(shí)現(xiàn)連接，以及實(shí)現(xiàn)內(nèi)、外網(wǎng)段的隔離。ROMB單板還作為ZXTRRNC操作維護(hù)處理的核心，直接或間接地監(jiān)控和管理系統(tǒng)中的單板，提供以太網(wǎng)口和RS-485兩種鏈路對(duì)系統(tǒng)單板進(jìn)行的配置管理。

ROMB與OMC-R之間的通信鏈路的連接關(guān)系如圖5-3所示。ROMB將內(nèi)、外部兩個(gè)網(wǎng)段分開，圖中HUB為集線器。

圖5-3ROMB和OMC-R之間的通信鏈路的連接關(guān)系

2.接入單元

接入單元為ZXTRRNC系統(tǒng)提供Iu、IuB和IuR接口的STM-1和E1接入功能。接入單元包括APBE(ATM處理板)、IMAB(IMA/ATM協(xié)議處理板)和DTB單板(數(shù)字中繼板)，背板為BUSN。

每個(gè)APBE單板提供4個(gè)STM-1接口，支持622M交換容量，負(fù)責(zé)完成RNC系統(tǒng)STM-1物理接口的AAL2和AAL5的終結(jié)功能。

IMAB單板與APBE的區(qū)別是不提供STM-1接口，而是和DTB一起提供E1接口。其中，APBE單板提供STM-1接入(根據(jù)后期需要，可以提供STM-4接入)；IMAB與DTB一起提供支持IMA的E1接入，DTB單板提供E1線路接口。每個(gè)DTB單板提供32路E1接口(另外，SDTB單板提供一個(gè)155M的STM-1標(biāo)準(zhǔn)接口，支持63個(gè)E1)，負(fù)責(zé)為RNC系統(tǒng)提供E1線路接口。一個(gè)IMAB單板最多提供30個(gè)IMA組，完成ATM終結(jié)功能。

3.交換單元

交換單元主要為系統(tǒng)控制管理、業(yè)務(wù)處理板間通信以及多個(gè)接入單元之間的業(yè)務(wù)流連接等提供一個(gè)大容量的、無阻塞的交換單元。交換單元由兩級(jí)交換子系統(tǒng)組成，結(jié)構(gòu)如圖5-4所示。

一級(jí)交換子系統(tǒng)是接口容量為40Gb/s的核心交換子系統(tǒng)，為RNC系統(tǒng)內(nèi)部各個(gè)功能實(shí)體之間以及系統(tǒng)之外的功能實(shí)體間提供必要的消息傳遞通道，用于完成包括定時(shí)、信令、語音業(yè)務(wù)、數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)等在內(nèi)的多種數(shù)據(jù)的交互，以及根據(jù)業(yè)務(wù)的要求和不同的用戶提供相應(yīng)的QoS功能。它包括交換網(wǎng)PSN4V和線卡GLIQV單板。二級(jí)交換子系統(tǒng)由以太網(wǎng)交換芯片提供，一般情況下支持層二以太網(wǎng)交換，根據(jù)需要也可以支持層三交換，負(fù)責(zé)系統(tǒng)內(nèi)部用戶面和控制面數(shù)據(jù)流的交換和匯聚，包括UIMC、UIMU和CHUB單板。

RNC系統(tǒng)內(nèi)部提供兩套獨(dú)立的交換平面、控制面和用戶面。對(duì)于控制面數(shù)據(jù)，因數(shù)據(jù)流量較小，可采用二級(jí)交換子系統(tǒng)進(jìn)行集中匯聚，無需通過一級(jí)交換子系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)交換。

對(duì)于用戶面數(shù)據(jù)來說，因數(shù)據(jù)流量較大，同時(shí)為了對(duì)業(yè)務(wù)實(shí)現(xiàn)QoS功能，在大話務(wù)容量下需要通過一級(jí)交換子系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)交換和擴(kuò)展，具體如圖5-4所示。圖中的虛線條表示控制面數(shù)據(jù)流；實(shí)線條表示用戶面數(shù)據(jù)流。粗實(shí)線表示千兆以太網(wǎng)的連接，細(xì)實(shí)線表示百兆以太網(wǎng)的連接。

圖5-4交換單元結(jié)構(gòu)示意圖在只有兩個(gè)資源框的配置下，用戶面可以不采用一級(jí)交換子系統(tǒng)，兩個(gè)資源框直接通過千兆光口對(duì)連，也可以滿足ZXTRRNC組網(wǎng)的需要。此時(shí)，交換單元簡(jiǎn)化后的結(jié)構(gòu)示意圖如圖5-5所示。

當(dāng)系統(tǒng)資源框數(shù)目在2～6個(gè)之間時(shí)，用戶面可以采用二對(duì)線卡完成一級(jí)交換平臺(tái)功能。此時(shí)，交換單元結(jié)構(gòu)示意圖如圖5-6所示。

圖5-5簡(jiǎn)化后的交換單元結(jié)構(gòu)示意圖

圖5-62～6個(gè)資源框情況下交換單元結(jié)構(gòu)示意圖交換單元的維護(hù)通過RS-485總線和以太網(wǎng)本身共同進(jìn)行。RS-485負(fù)責(zé)初始化管理控制和控制面以太網(wǎng)故障時(shí)的一些異常管理，通過以太網(wǎng)完成流量統(tǒng)計(jì)、狀態(tài)上報(bào)、系統(tǒng)MIB管理等更高級(jí)一些的管理。

4.處理單元

處理單元實(shí)現(xiàn)ZXTRRNC的控制面和用戶面的上層協(xié)議處理，包括RCB、RUB和RGUB(RGUB板現(xiàn)在已不用，功能集中到RUB板中)。

每塊RGUB板提供以太網(wǎng)端口與交換單元的二級(jí)交換子系統(tǒng)相連，完成對(duì)PS業(yè)務(wù)GTP-U協(xié)議的處理。

每塊RUB板提供以太網(wǎng)端口與交換單元的二級(jí)交換子系統(tǒng)相連，完成對(duì)CS業(yè)務(wù)FP、MAC、RLC、UP協(xié)議棧的處理和PS業(yè)務(wù)FP、MAC、RLC、PDCP、UP的處理。

RCB連接在交換單元上，負(fù)責(zé)完成Iu、IuB口上控制面的協(xié)議處理。主、備兩塊單板之間采用百兆以太網(wǎng)連接，實(shí)現(xiàn)故障檢測(cè)和動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)備份。硬件提供主備競(jìng)爭(zhēng)的機(jī)制。

5.外圍設(shè)備監(jiān)控單元

外圍設(shè)備監(jiān)控單元包括PWRD單板和告警箱ALB。

PWRD完成機(jī)柜里一些外圍和環(huán)境單板信息的收集，包括電源分配器和風(fēng)機(jī)的狀態(tài)，以及溫濕度、煙霧、水浸和紅外等環(huán)境告警。PWRD通過RS-485總線接受ROMB的監(jiān)控和管理。每個(gè)機(jī)柜有一塊PWRD板。

告警箱ALB根據(jù)系統(tǒng)出現(xiàn)的故障情況進(jìn)行不同級(jí)別的系統(tǒng)報(bào)警，以便設(shè)備管理人員及時(shí)干預(yù)和處理。5.2.4系統(tǒng)主備

ZXTRRNC系統(tǒng)的關(guān)鍵部件均提供硬件1+1備份，如ROMB、RCB、UIMC、UIMU、CHUB、PSN4V、GLIQV等，而RUB和RGUB采用負(fù)荷分擔(dān)的方式。接入單元根據(jù)需要可以提供硬件主備。系統(tǒng)主備示意圖如圖5-7所示。

圖5-7ZXTRRNC系統(tǒng)主備示意圖資源框的UIMU單板提供控制面和用戶面兩個(gè)平面，對(duì)本層框的單板均提供高阻復(fù)用端口。而交換框和控制框的UIMC僅提供控制面一個(gè)平面。

資源框的控制面與控制框的互連考慮：資源框和控制框均高阻復(fù)用，用兩根電纜連到控制中心。資源框的主備倒換，控制框不必知道；反之亦然。正常情況下，CHUB單板及UIM單板軟件依靠生成樹算法，自動(dòng)識(shí)別并禁止一條連接通道，只允許另一條通道工作，一旦該通道中斷，單板軟件能夠自動(dòng)發(fā)現(xiàn)并且自動(dòng)打開原來禁止的那條通道，完成通道的備份切換。這種方法消除了框間互連的單點(diǎn)故障。資源框的用戶面和交換框的互連考慮如下方式：通過GE(千兆以太網(wǎng))口相連，一個(gè)GE口帶2個(gè)光接口(由子卡提供)，依靠光鏈路的指示來判斷主備狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)硬件的主備倒換。

其他單板的主備考慮如下方式：接口單板(如DTB、APBE)、資源處理單板(如RUB)一般采用m+n的備份方式(主要依靠軟件實(shí)現(xiàn))；關(guān)鍵單板(如UIMC、UIMU、RCB)采用1+1備份。5.2.5系統(tǒng)內(nèi)部通信鏈路設(shè)計(jì)

ZXTRRNC系統(tǒng)采用控制面和用戶面分離設(shè)計(jì)，資源框背板設(shè)計(jì)了兩套以太網(wǎng)，一套用于用戶面互連；一套用于內(nèi)部控制、控制面互連。另外在背板上再設(shè)計(jì)一套485總線，485總線的目的是僅帶8031CPU單板的控制通道，對(duì)于具有控制以太網(wǎng)接口的單板，485的作用主要是以太網(wǎng)異常時(shí)進(jìn)行故障的診斷、告警，在特定場(chǎng)合下可根據(jù)需要作MAC、IP地址的配置，正常情況下不用此功能?？刂泼嬉蕴W(wǎng)采用單平面結(jié)構(gòu)，每個(gè)資源框控制以太網(wǎng)通過UIMU引出2個(gè)100M以太網(wǎng)口(物理上采用2根線纜)與控制框的CHUB相連(依靠生成樹算法禁止其中一個(gè)，或者UIMU和CHUB板在上電初始化時(shí)，通過設(shè)置VLAN的方式把其中一個(gè)網(wǎng)口獨(dú)立開來)，對(duì)于控制流量較大(大于等于100M，配置時(shí)可以估算出最大流量)的資源框，兩個(gè)100M以太網(wǎng)口采用鏈路匯聚的方式與控制框相連?？騼?nèi)的RS-485和以太網(wǎng)通過背板引線連到各個(gè)單板。每個(gè)單板提供RS-485和以太網(wǎng)接口用于單板控制。資源框的RS-485總線在UIMU單板實(shí)現(xiàn)終結(jié)，交換框的RS-485總線在UIMC單板實(shí)現(xiàn)終結(jié)，控制框的RS-485總線在ROMB處終結(jié)。

ZXTRRNC系統(tǒng)內(nèi)部通信鏈路如圖5-8所示。

圖5-8ZXTRRNC系統(tǒng)內(nèi)部通信鏈路5.2.6時(shí)鐘系統(tǒng)設(shè)計(jì)

從ZXTRRNC在整個(gè)通信系統(tǒng)的位置來看，其時(shí)鐘系統(tǒng)應(yīng)該是一個(gè)三級(jí)增強(qiáng)鐘或二級(jí)鐘，時(shí)鐘同步基準(zhǔn)來自Iu口的線路時(shí)鐘或者GPS/BITS(全球定位系統(tǒng)/樓宇綜合定時(shí)供給系統(tǒng))時(shí)鐘，采用主從同步方式。

ZXTRRNC的系統(tǒng)時(shí)鐘模塊位于時(shí)鐘板CLKG上，與CN相連的APBE單板提取的時(shí)鐘基準(zhǔn)經(jīng)過UIM選擇，再通過電纜傳送給CLKG單板，CLKG單板同步于此基準(zhǔn)，并輸出多路8K和16M時(shí)鐘信號(hào)給各資源框，再通過UIM驅(qū)動(dòng)后經(jīng)過背板傳輸?shù)礁鞑畚?，供DTB單板和APBE單板使用。時(shí)鐘單板CLKG采用主備設(shè)計(jì)，主備時(shí)鐘板鎖定于同一基準(zhǔn)，當(dāng)系統(tǒng)時(shí)鐘運(yùn)行在自由方式時(shí)，備板鎖定于主板8K，主、備倒換在時(shí)鐘低電平期間進(jìn)行，主備時(shí)鐘采用輸出驅(qū)動(dòng)端高阻直連，以實(shí)現(xiàn)平滑倒換，如圖5-9所示。

圖5-9ZXTRRNC系統(tǒng)的時(shí)鐘系統(tǒng)

5.3.1機(jī)框分類

機(jī)框的作用是將各種單板通過背板組合起來構(gòu)成一個(gè)獨(dú)立的單元。ZXTRRNC的機(jī)框由通用插箱安裝不同的背板組成，背板是機(jī)框的重要組成部分。同一機(jī)框的單板之間通過背板內(nèi)的印制線相連，極大地減少了背板背后的電纜連線，提高了整機(jī)工作的可靠性。

5.3RNC功能機(jī)框

RNC系統(tǒng)共有三種類型的背板：分組交換網(wǎng)背板(BPSN)、控制中心背板(BCTC)、通用業(yè)務(wù)網(wǎng)背板(BUSN)。

按照功能和插箱所使用的背板分，RNC3.0包含三種機(jī)框。

(1)控制框：控制框提供ZXWRRNC(V3)的控制流以太網(wǎng)匯接、處理以及時(shí)鐘功能?？刂瓶虻谋嘲鍨锽CTC，可以插ROMB、UIMC、RCB、CHUB、GLI和CLKG單板以及這些單板的后插板。其中，ROMB、CHUB和CLKG單板僅在1號(hào)機(jī)柜的控制框中配置，實(shí)現(xiàn)RNC系統(tǒng)的全局管理，在其他機(jī)柜的控制框里無需配置這些單板。

(2)資源框：資源框提供ZXWRRNC(V3)的外部接入和資源處理功能，以及網(wǎng)關(guān)適配功能。資源框的背板為BUSN，可以插RUB、UIMU、RGUB、CLKG、MNIC(多功能接口網(wǎng)板)、DTB、IMAB和APBE單板以及這些單板的后插板。

(3)一級(jí)交換框：一級(jí)交換框?yàn)閆XWRRNC(V3)提供一級(jí)交換子系統(tǒng)，針對(duì)用戶面數(shù)據(jù)流量較大時(shí)的交換和擴(kuò)展。交換框的背板為BPSN，可以插GLI、PSN和UIMC單板以及這些單板的后插板。

機(jī)框與背板的對(duì)應(yīng)關(guān)系如表5-1所示。

表5-1機(jī)框與背板的對(duì)應(yīng)關(guān)系5.3.2控制框

1.單板配置

控制框是RNC的控制核心，可實(shí)現(xiàn)以下功能：

(1)完成對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的管理和控制。

(2)提供RNC系統(tǒng)的控制面信令處理。

(3)提供全局時(shí)鐘。

控制框的背板為BCTC，可裝配的單板有：

(1)?RNC操作維護(hù)處理板(ROMB)；

(2)?RNC控制面處理板(RCB)；

(3)通用控制接口板(UIMC)；

(4)控制面互聯(lián)板(CHUB)；

(5)時(shí)鐘產(chǎn)生板(CLKG)。

其中，ROMB、CHUB和CLKG單板僅在1號(hào)機(jī)柜的控制框中配置，實(shí)現(xiàn)RNC系統(tǒng)的全局管理。在其他機(jī)柜的控制框里無需配置這些單板。

在沒有配置交換框及資源框數(shù)量在2～6的情況下，控制框1～4號(hào)槽位可用來插GLI單板，如圖5-10所示。

圖5-10控制框

2.?BCTC背板

BCTC背板結(jié)構(gòu)圖如圖5-11所示。BCTC板上的撥碼開關(guān)S1、S2、S3分別用于配置機(jī)框所處的局、機(jī)架、機(jī)框信息，實(shí)際的局號(hào)、機(jī)架號(hào)、機(jī)框號(hào)需要在撥碼讀出的值的基礎(chǔ)上加1。背板的撥碼開關(guān)高位在右邊，OFF：撥下邊，表示為“1”；ON：撥上邊，表示為“0”。

圖5-11BCTC背板結(jié)構(gòu)圖

圖5-12BCTC背板的原理框圖背板BCTC功能主要有：

(1)背板提供46?×?100M?+?1?×?1000的控制流以太網(wǎng)接入能力，其中46個(gè)以太網(wǎng)接口用于系統(tǒng)控制流以太網(wǎng)匯接；GE端口用于UIM和CHUB板互連。

(2)背板提供從CLKG單板接收時(shí)鐘的功能，從DTB等單板提取8K時(shí)鐘基準(zhǔn)的功能，并通過電纜傳送至CLKG單板，從UIM主控單板分發(fā)系統(tǒng)時(shí)鐘至各業(yè)務(wù)槽位，同時(shí)CLKG單板對(duì)外提供15套系統(tǒng)時(shí)鐘至各資源子系統(tǒng)，采用電纜傳送。

(3)背板槽位1～4兩兩提供GLIQV背靠背連線，提供最小配置下省去PSN4V的連接方法。

(4)背板槽位9和10的UIM單板提供31個(gè)100M以太網(wǎng)端口連接其他各槽位，1個(gè)100M以太網(wǎng)端口主、備互連，10個(gè)100M以太網(wǎng)端口對(duì)外。5.3.3資源框

1.單板配置

資源框負(fù)責(zé)RNC系統(tǒng)中的各種資源處理和適配轉(zhuǎn)換。資源框的背板為BUSN背板，可裝配的單板有(參見圖5-13)：

(1)?ATM處理板(APBE)；

(2)?RNCGTP-U協(xié)議處理板(RGUB)；

(3)數(shù)字中繼板(DTB)；

(4)光數(shù)字中繼板(SDTB)；

(5)?IMA/ATM協(xié)議處理板(IMAB)；

(6)通用媒體接口板(UIMU)；

(7)?RNC用戶面處理板(RUB)。

圖5-13資源框

2.?BUSN背板

BUSN背板結(jié)構(gòu)如圖5-14所示。BUSN板上的撥碼開關(guān)S1、S2、S3分別用于配置機(jī)框所處的局、機(jī)架、機(jī)框信息，實(shí)際的局號(hào)、機(jī)架號(hào)、機(jī)框號(hào)需要在撥碼讀出的值的基礎(chǔ)上加1。背板的撥碼開關(guān)高位在右邊，OFF：撥下邊，表示為“1”；ON：撥下邊，表示為“0”。

圖5-14BUSN背板結(jié)構(gòu)圖

圖5-15BUSN背板的原理框圖

BUSN背板功能主要有：

(1)控制以太網(wǎng)：背板提供24?×?100M的控制流以太網(wǎng)接入能力。

(2)用戶面以太網(wǎng)：背板提供24?×?100M?+?2?×?1000M用戶面以太網(wǎng)接入能力。

(3)?TDM總線：背板提供16K時(shí)隙TDM總線。

(4)?UIM單板提供差分8K和16M時(shí)鐘信號(hào)分別連接槽位1～8和槽位11～16。

(5)槽位9和10的UIM單板提供19個(gè)控制面100M以太網(wǎng)端口連接其他各槽位，1個(gè)控制面100M以太網(wǎng)端口主、備互連，4個(gè)控制面100M以太網(wǎng)端口對(duì)外連接CHUB。

(6)槽位9和10的UIM單板提供23個(gè)用戶面100M以太網(wǎng)端口連接其他各槽位，4個(gè)用戶面1000M以太網(wǎng)端口連接1～4槽位。5.3.4交換框

1.單板配置

交換框是ZXTRRNC的核心交換子系統(tǒng)，為產(chǎn)品系統(tǒng)內(nèi)外部各個(gè)功能實(shí)體之間提供必要的消息傳遞通道。交換框的背板為BPSN，可裝配的單板有分組交換網(wǎng)板PSN、千兆線路接口板GLI、通用控制接口板UIMC，如圖5-16所示。

圖5-16交換框

2.?BPSN背板

BPSN背板結(jié)構(gòu)如圖5-17所示。BPSN板上的撥碼開關(guān)S1、S2、S3分別用于配置機(jī)框所處的局、機(jī)架、機(jī)框信息，實(shí)際的局號(hào)、機(jī)架號(hào)、機(jī)框號(hào)需要在撥碼讀出的值的基礎(chǔ)上加1。背板的撥碼開關(guān)高位在右邊，OFF：撥下邊，表示為“1”；ON：撥下邊，表示為“0”。背板BPSN的原理框圖如圖5-18所示。

BPSN功能如下：

(1)控制以太網(wǎng)：背板提供46×100M的控制面以太網(wǎng)交換。

(2)時(shí)鐘接收和分發(fā)：背板提供從CLKG單板接收時(shí)鐘的功能，從UIMC主控單板分發(fā)系統(tǒng)時(shí)鐘至各業(yè)務(wù)槽位。

(3)?UIMC單板插在15～16槽位，在該單板內(nèi)部2套HUB互連，槽1～和槽17上方為原控制面HUB提供的端口，槽6～14上方為原用戶面HUB提供的端口，黑色圓點(diǎn)表示時(shí)鐘端口。UIMC從CLKG獲取時(shí)鐘信號(hào)分發(fā)到各槽位。

圖5-17BPSN背板結(jié)構(gòu)圖

圖5-18背板BPSN的原理框圖

5.4.1ROMB和RCB單板

操作維護(hù)處理板ROMB和控制面處理板RCB采用硬件單板MPX86、MPX86/2實(shí)現(xiàn)。ROMB單板提供以下功能：

(1)負(fù)責(zé)RNC系統(tǒng)的全局過程處理。

(2)負(fù)責(zé)整個(gè)RNC的操作維護(hù)代理。

(3)負(fù)責(zé)各單板狀態(tài)的管理和信息的收集，維護(hù)整個(gè)RNC的全局性的靜態(tài)數(shù)據(jù)。

(4)?ROMB上還能運(yùn)行負(fù)責(zé)路由協(xié)議處理的RPU模塊。5.4RNC單板介紹

RCB單板提供以下功能：

(1)實(shí)現(xiàn)Iu、IuR、IuB、Uu接口對(duì)應(yīng)的RNC側(cè)RANAP、RNSAP、NBAP、RRC協(xié)議。

(2)?NO.7信令處理。

ROMB的模塊號(hào)固定為1、2。RCB的模塊號(hào)為3、4或5、6等，同一個(gè)RNC內(nèi)分配不同的號(hào)。5.4.2CLKG單板

CLKG單板功能如下：

(1)時(shí)鐘產(chǎn)生板CLKG為RNC提供系統(tǒng)所需要的同步時(shí)鐘。CLKG單板采用熱主備設(shè)計(jì)，主備用CLKG鎖定于同一基準(zhǔn)，以實(shí)現(xiàn)平滑倒換。

(2)?CLKG單板采取濾除相位抖動(dòng)措施，以消除切換時(shí)時(shí)鐘可能產(chǎn)生的毛刺或抖動(dòng)。CLKG單板和主控單元通過RS-485進(jìn)行通信，同時(shí)將來自中繼板DTB或APBE時(shí)鐘基準(zhǔn)8kHz幀同步信號(hào)、BITS系統(tǒng)的2MHz/2Mb/s、GPS設(shè)備的8K(PP2S，16chip)時(shí)鐘作為本地的時(shí)鐘基準(zhǔn)參考，與上級(jí)局時(shí)鐘同步。對(duì)于輸入的基準(zhǔn)，CLKG單板既可提供基準(zhǔn)丟失的告警信號(hào)，也可對(duì)基準(zhǔn)進(jìn)行降質(zhì)判別。5.4.3APBE單板

APBE單板功能如下：

(1)?ATM處理板APBE用于Iu/IuR/IuB接口的ATM接入處理。它負(fù)責(zé)完成RNC系統(tǒng)STM-1物理接口的AAL2和AAL5的終結(jié)，同時(shí)提供寬帶信令SSCOP、SSCF子層的處理，但不處理用戶面協(xié)議。而在ATM信元完成AAL5的SAR以及區(qū)分控制面和用戶面數(shù)據(jù)后，將控制面數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)到本板進(jìn)行CPU處理，用戶面數(shù)據(jù)則根據(jù)IP地址轉(zhuǎn)發(fā)到RUB板進(jìn)行處理。

(2)每個(gè)APBE單板提供4個(gè)STM-1接口，支持622M交換容量。5.4.4DTB單板

DTB單板功能如下：

(1)提供32?×?E1物理接口。

(2)支持局間隨路信令方式CAS和共路信令CCS通道通傳。

(3)支持從線路提取8K同步時(shí)鐘，并通過電纜傳送給時(shí)鐘產(chǎn)生板CLKG作為時(shí)鐘基準(zhǔn)。5.4.5IMAB單板

IMAB單板功能如下：

(1)?IMA/ATM協(xié)議處理板IMAB應(yīng)用于RNC的IuB、IuR、IuCS、IuPS接口，與數(shù)字中繼板DTB一起提供支持ATM反向復(fù)用IMA的E1接入。

(2)實(shí)現(xiàn)30個(gè)IMA組的分組能力；1個(gè)IMA組最大提供64路E1的IMA接入。

(3)實(shí)現(xiàn)線速的ATMAAL2和AAL5的分段與重組SAR。

(4)實(shí)現(xiàn)ATM的OAM功能。

(5)完成SSCOP和SSCF的處理。5.4.6SDTB單板

SDTB單板功能如下：

(1)提供一個(gè)155M的STM-1標(biāo)準(zhǔn)接口。

(2)支持隨路信令方式CAS和共路信令CCS。

(3)輸出2個(gè)差分8k同步時(shí)鐘信號(hào)并提供給時(shí)鐘板作為時(shí)鐘基準(zhǔn)。5.4.7UIMU和UIMC單板

UIMU和UIMC單板功能如下：

(1)?UIMU單板能夠?yàn)橘Y源框內(nèi)部提供16K電路交換功能，UIMC不提供此功能。

(2)?UIMU單板提供兩個(gè)24?+?2交換式HUB，一個(gè)是控制面以太網(wǎng)HUB，對(duì)內(nèi)提供20個(gè)控制面FE接口與資源框內(nèi)部單板互連，對(duì)外提供4個(gè)控制面FE接口用于資源框之間或資源框與CHUB之間互連。一個(gè)用戶面以太網(wǎng)HUB，對(duì)內(nèi)提供23個(gè)FE，用于資源框互連，對(duì)外提供一個(gè)FE。

(3)?UIMC單板提供兩個(gè)24?+?2交換式HUB，配GCS子卡，將這兩個(gè)HUB互連，為控制框提供以太網(wǎng)口。

(4)?UIMU單板對(duì)外通過選配GXS/2子卡提供1個(gè)用戶面GE光口用于資源框和核心交換單元互連，GE通道采用主備雙通道備份方式為核心交換單元提供1?+?1備份。

(5)?UIMC單板對(duì)內(nèi)提供的一個(gè)用戶面GE口，用于在控制框內(nèi)與CHUB進(jìn)行級(jí)聯(lián)。

(6)熱主備兩塊單板的對(duì)內(nèi)FE端口和8MHz在背板上采用高阻復(fù)用方式備份。

(7)?UIMC和UIMU單板分別提供控制框和資源框RS-485管理接口，同時(shí)提供控制框和資源框單板復(fù)位和復(fù)位信號(hào)采集功能。

(8)?UIMC和UIMU分別提供控制框和資源框內(nèi)時(shí)鐘驅(qū)動(dòng)功能，輸入PP2S、8K、16M信號(hào)，經(jīng)過鎖相、驅(qū)動(dòng)后分發(fā)給各個(gè)槽位，為單板提供16M、8K和PP2S時(shí)鐘。5.4.8CHUB單板

CHUB單板的控制面互連板CHUB在RNC系統(tǒng)中用于系統(tǒng)控制面數(shù)據(jù)流的擴(kuò)展。各資源框引出2個(gè)百兆以太網(wǎng)(控制流)與CHUB相連，CHUB通過千兆電口和本框UIMC相連。多框擴(kuò)展可用多個(gè)FETRUNK方式實(shí)現(xiàn)，更多框的擴(kuò)展用GE光口連到千兆以太網(wǎng)交換機(jī)來實(shí)現(xiàn)。5.4.9PSN單板

PSN采用硬件單板PSN4V實(shí)現(xiàn)。PSN在RNCV3.0系統(tǒng)中位于交換框，可實(shí)現(xiàn)一級(jí)交換平臺(tái)的核心交換功能。

(1)提供雙向各40Gb/s用戶數(shù)據(jù)交換能力。

(2)支持1?+?1負(fù)荷分擔(dān)，可以人工倒換，實(shí)現(xiàn)負(fù)荷分擔(dān)功能。

(3)提供1個(gè)100M以太網(wǎng)作為控制通道，連接UIMC。

(4)提供1個(gè)100M以太網(wǎng)作為主備通信，連接對(duì)板。5.4.10GLI單板

GLI單板采用硬件單板GLIQV實(shí)現(xiàn)。在RNC系統(tǒng)中，GLI單板屬于交換單元，實(shí)現(xiàn)ZXTRRNC系統(tǒng)的交換單元GE線接口功能，提供與資源板的連接。GLI單板提供4個(gè)GE端口，每個(gè)GE的光口提供1?+?1備份。相鄰GLI的GE口之間提供GE端口備份，如圖5-19所示。

圖5-19GLI板5.4.11RUB單板

RUB單板采用硬件單板VTCD來實(shí)現(xiàn)，主要完成用戶面協(xié)議處理。RUB單板功能

如下：

(1)?CS業(yè)務(wù)FP、MAC、RLC、IuUP協(xié)議棧的處理。

(2)?PS業(yè)務(wù)FP、MAC、RLC、PDCP、IuUP的處理。

(3)?Uu口來的信令數(shù)據(jù)處理。5.4.12RGUB單板

GTP-U處理板RGUB完成對(duì)于PS業(yè)務(wù)GTP-U協(xié)議的處理。RGUB板提供以下功能：

(1)實(shí)現(xiàn)GTP-U協(xié)議。

(2)提供1條百兆控制流以太網(wǎng)接口。

(3)提供1條百兆以太網(wǎng)數(shù)據(jù)備份通道。

(4)提供RS-485備份控制通道接口。

(5)支持單板的1?+?1主備邏輯控制。

(6)