中兴通讯IP架构大容量RNC解决方案

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未来移动数据业务发展对RNC设备的需求
随着传统话音业务ARPU值的不断下降，移动数据业务越来越成为运营商关注的焦点。HSDPA/HSUPA作为应用于WCDMA网络的基于分组数据传输的增强技术，大幅提升了上下行链路的数据传输速率，为移动运营商提供新型移动数据服务，如视频邮件、高速FTP数据上传下载，高速流媒体点播、视频共享等奠定了基础，极大地增强了WCDMA网络的数据业务能力和市场竞争力，将为运营商带来新的业务增长点。
在移动数据业务高速发展的背景下，尤其是在HSDPA/HSUPA的大规模应用面前，运营商对RNC设备有着越来越高的企盼。
首先，数据业务在未来可能会出现爆发式增长，从保护投资角度考虑，为了适应业务增长时间和速度的不确定性，RNC需要能提供数倍于当前主流产品的数据吞吐量，并且易于升级，能迅速、平滑地从小容量扩容大容量。
其次，与传统话音业务相比，数据业务具有突发性，报文长度不确定、各类业务有不同的QoS需求等特征，如果RNC仅仅提供面向连接、固定带宽的服务，传送效率将会非常低。因此，在数据业务大量应用的时代，RNC需要能提供更为高效灵活的传送机制。
第三，网络未来向IPUTRAN演进的过程中，会出现各种组网情况，例如ATMUTRAN和IP UTRAN的共存，通过SDH传输IP UTRAN，通过IP 骨干网传输IP UTRAN，等等，这就要求RNC能支持更为丰富的接口，以适应各种传输组网和过渡演进方式，最大限度地保护运营商已有的投资。
基于ATM架构的RNC存在的问题
目前主流设备商的RNC设备，存在两种架构的硬件平台：基于ATM架构的硬件平台和基于IP架构的硬件平台。
ATM的特征是面向连接和带宽保障，比较适合传统话音业务和固定带宽的PS业务（如R99的PS业务）的传送。针对突发性的变长的各类IP业务，ATM平台很难在高效和无阻塞之间取得平衡；ATM配置管理的复杂性也使得系统很难实现大容量的扩展；难以在容量和配置灵活性之间取得平衡；此外，ATM硬件平台通常都难以提供基于IP的各类接口，很难向全IP网络平衡过渡。
可见，基于ATM架构的RNC设备，在未来数据业务高速发展的阶段及向全IP演进的过程中，容量、传送效率、组网方式都受到一定的制约。
基于IP架构的RNC能很好地解决上述问题，满足大容量、传送效率、向全IP平滑过渡等需求，是RNC设备未来的发展方向。下面以中兴通讯的ZXWRRNC设备为例，介绍全IP架构的RNC解决方案。
中兴通讯IP架构大容量RNC解决方案
中兴通讯WCDMA产品始终致力于缩短客户在整个3G产品生命期中的投资，一步到位提供大容量线性扩展的设计理念，提早为运营商考虑3G业务高速增长情况下对设备性能的需求。ZXWRRNC产品2个机架即可支持100万用户，数据吞吐量达4Gbit/s以上，话务量最大支持42000Erl。其分布式的设计理念使中兴通讯WCDMARNC在硬件上实现了控制面和用户面处理的分离，接口与应用的分离，并支持ATM/UTRAN双协议栈，可实现向IPUTRAN的平滑过渡。
分布式架构设计，容量可扩展性强
中兴通讯WCDMA产品设计目标在于能够适应业务的增长以及各种业务量环境，提供容量高可扩展的产品。系统设备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，可实现双框成局、单机柜成局、双机柜成局等多种应用方式，根据建网实际容量需求灵活配置，并实现容量线性扩展，如图1所示。

图1

初期，WCDMA用户较少，数据业务量不大的情况下，可使用双框成局，从1000用户起步，通过调节控制面单板和用户面单板的数目，可支持到35万用户。
中期，通过增加机框的方式扩展到整个机架（单机架4框），支持最大70万用户。
到后期，可再增加1个机架，双机架便可实现满配置100万用户的容量。高集成度的设备、灵活的扩容粒度，为未来业务增长的不确定性做了最充分的准备。
全IP架构的硬件平台
如图2所示，ZXWRRNC的交换单元提供40Gbit/s的无阻塞交换，负责系统各个单元之间的数据交互。接入单元负责提供不同类型的接口接入。处理单元则完成控制面和用户面的业务处理。

图2

系统内部各单元之间通过千兆以太网进行交互。IP架构使得数据传送高效灵活；高性能的分组数据处理平台，保证了系统具有无阻塞数据交换能力。相对于ATM架构的平台，IP交换管理维护方便、配置简单，扩容灵活、传送效率更高，传送机制也更为灵活，故更能适应未来移动数据业务高速增长的需求。
丰富、强大的接口能力
ZXWRRNC支持ATM/IP双协议栈，可支持E1/T1、E3/T3、STM-1、STM-4、信道化STM-1接口、POS、FE、GE等各种物理接口，在不同阶段，可根据不同的情况实现灵活组网。
网络建设初期，ZXWRRNC可提供E1、STM-1等接口，通过SDH传送网与NodeB连接。ZXWRRNC可支持ATM/IP双协议栈，提供各类基于IP的接口。因此，图中E1/STM-1物理接口上承载的既可以是ATM协议栈，也可以是IP协议栈，如图3所示。

图3

到了网络发展中期，运营商若建设了IP骨干网，则ZXWRRNC可将PS业务承载到IP骨干网上传送。CS业务可以仍然承载到SDH网络上，使用原有方式传输，以充分利用已有的投资，如图4所示。

图4

到网络发展后期，随着IP骨干网络的不断完善，SDH传送网络的逐渐淡出，可将所有业务都承载到IP网络中，最终实现向全IP演进，如图5所示。

图5

小结
移动数据业务将会在3G时代得到高速发展，全IP是未来发展的趋势，不同速率、不同QoS需求的数据业务都会得到广泛应用。
传统基于ATM交换平台的RNC设备，难以提供灵活的传送机制、配置和维护复杂、难以做到大容量和平滑演进，也难以提供基于IP的各类接口。基于IP交换平台的RNC设备更能适应未来移动数据业务发展的需求。
中兴通讯的RNC设备，基于高集成度、大容量的全IP硬件平台，能从1000用户到100万用户平滑扩容，能根据不同业务特征灵活高效的传送数据，能根据传输网络的发展需求提供各类接口实现灵活组网，平滑向全IP网络演进。