RNC设备介绍.ppt

TD SCDMARNC设备基础 培训目标 通过讲解了解RNC的整体结构了解RNC的硬件结构了解RNC单板的组成了解RNC组网和配置原则 RNC系统概述RNC软 硬件系统概述RNC数据流程RNC单板介绍RNC典型组网配置RNC电缆连接 课程提纲 RNC系统概述 RNC是根据3GPPR4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 RNC上下文图 RNC的控制面和用户面都采用分布式的设计 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 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架的进一步扩展 达到100万用户的容量 RNC系统概述 RNC系统概述RNC软 硬件系统RNC数据流程RNC单板介绍RNC典型组网配置RNC电缆连接 汇报提纲 RNC硬件系统概述 基于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 RNC硬件系统示意图 ROMBCLKG APBEIMABDTB RCBRUB CHUBPSNGLI UIMCUIMU 各种传感器 RNC硬件系统概述 操作维护单元 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 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 CLKG单板负责系统的时钟供给和外部同步功能 ROMB与OMC R之间的通信链路的连接关系 RNC硬件系统概述 接入单元 一 接入单元 APBE IMAB和DTB单板 接入单元为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 RNC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 ATM处理 RNC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 RNC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 RNC硬件系统概述 交换单元 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 RNC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 RNC硬件系统概述 处理单元 处理单元 包括RCB RUB 处理单元实现控制面和用户面上层协议处理 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 GTP U的处理 RCB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 RNC硬件系统 外围设备监控单元 外围设备监控单元 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 RNC主备设计 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 RNC系统内部通信链路设计 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485总线 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 RNC系统时钟设计 从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 BITS时钟 采用主从同步方式 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 RNC系统时钟设计 RNC整体的软件结构 RNC V 整体的软件结构由前台软件和后台软件两部分组成 RNC前台的软件结构 子系统描述 一 BSP子系统 BSP子系统对整个系统的硬件进行自举和驱动 具体来讲有三方面的功能 CPU最小系统 硬件设备驱动 单板控制 为了使操作系统以上的软件子系统独立于硬件 操作系统子系统 工作于BSP子系统之上 其它子系统以下 对用户进程屏蔽所有的硬件细节 并提供进程调度 定时器 通信 内存管理等方面的服务 操作系统子系统的核心是商用操作系统内核 在内核以上是封装层 由封装层封装内核的系统调用并屏蔽对用户进程不必要的功能 封装层向用户进程提供必要的原语和函数调用接口 数据库子系统 包括平台部分和应用部分 平台部分提供核心数据库功能和平台物理 信令 IP配置功能 分布于前台各处理器上 为其他各子系统提供数据库支撑服务 应用部分提供业务呼叫相关的无线资源和小区数据配置功能 为了版本维护和开发方便 作为两个独立的子系统 数据库子系统 平台提供 和数据库应用子系统 子系统描述 二 系统控制子系统 负责对整个系统的监控 启动 版本下载等 它工作于操作系统和DataBase子系统之上 操作维护子系统 包括平台部分和应用部分 平台部分提供后台配置 收集上报平台告警信息 收集上报平台性能统计信息 版本管理和打印控制等操作维护功能 应用部分提供信令跟踪 无线业务性能统计 业务告警 业务数据动态观察等功能 是OMCR的前台实现和LMT功能 为了版本维护和开发方便 作为两个独立的子系统 操作维护子系统 平台提供 和操作维护应用子系统 承载子系统 为无线网络层信令和业务数据提供ATM IP TDM传输承载 ATM传输物理层基于STM 1和E1 IMA 提供AAL2 AAL5 IPoA等传输能力 R5阶段支持IP传输方式 为了实现高速接口功能 采用网络处理器微码技术实现报文处理功能 平台中单独作为微码子系统 这里不单独列出 作为承载子系统的一部分 信令子系统 实现宽带No 7信令 IP信令 向无线网络子系统提供信令服务 它工作于操作系统 DataBase子系统和承载子系统之上 子系统描述 二 无线网络层控制面子系统 位于RNC协议栈的高层 完成Uu Iub Iu和Iur接口的呼叫信令接续控制功能 是RNC核心业务的体现者 无线网络层用户面子系统 处理Uu接口信令和数据报文的链路层处理 向控制面提供解析的控制报文 根据呼叫接续向Iu接口转发数据报文 MAC RLC IUUP PDCP GTPU 处理转发Iu接口的数据报文 处理转发Iur接口的数据报文 FP 处理转发Iub接口的数据报文转发 FP 无线资源管理子系统 完成RNC系统物理信道资源管理 动态信道资源调整 负荷控制 接纳控制 分组调度 切换判决等功能 是系统性能优化的核心部分 其中 无线网络层控制面子系统 用户面子系统 无线资源管理子系统 数据库子系统应用部分和操作维护子系统应用部分为移动事业部开发模块 其它子系统完全继承3G平台软件版本 RNC系统概述RNC硬件系统概述RNC数据流程RNC单板介绍RNC典型组网配置RNC电缆连接 汇报提纲 RNC用户面CS域数据流向 RNC电路型数据流图 RNC用户面PS域数据流向 RNC分组数据流图 RNC信令处理流程 NodeB操作维护数据流向 汇报提纲 RNC系统概述RNC硬件系统概述RNC数据流程RNC单板介绍RNC典型组网配置其他注意事项 硬件结构 按照功能和插箱所使用的背板分 RNC包含3种机框 控制框控制框提供RNC的控制流以太网汇接 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RNC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 GIPI 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RNC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 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100MbpsOMC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 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RNC中 我们把MNIC用作资源处理单板RGUB GIPI RNC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接口的ATM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 2KVC 8KCID 实现ATM的OAM功能 完成SSCOP和SSCF的处理 使用M755CPU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 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ATMAAL2和AAL5的SAR 2KVC 8KCID 使用M755CPU子卡 IMAB单板 IMAB单板 DTEC单板 在RNC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 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 SHORTHAUL 模式 OFF 表示工作于 LONGHAUL 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 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 GTP U 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D8270CPU子卡 VTCD单板 VTCD单板 UIM 2单板 是RNC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1 1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 8K1 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 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 8UI码元 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 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