未來3G與2G網路將無可避免地並存運作。藉由2.x強化技術，協助轉移至3G網路，例如為GSM的演化(EDGE)提供更強大的資料傳輸率，為2G網路帶來更高的資料傳輸率...
未來3G與2G網路將無可避免地並存運作。藉由2.x強化技術，協助轉移至3G網路，例如為GSM的演化(EDGE)提供更強大的資料傳輸率，為2G網路帶來更高的資料傳輸率。
無線電網路控制器(RNC)為新興的3G網路中之關鍵網路元件。因為業界的趨勢正朝向採用標準型、模組化的網路元件，所以傳統採用專利型方案的RNC已開始被取代，開發出新一代的RNC便成為一大重點。
未來3G與2G網路將無可避免地並存運作(圖1)。藉由2.x強化技術，協助轉移至3G網路，例如為GSM的演化(EDGE)提供更強大的資料傳輸率，為2G網路帶來更高的資料傳輸率。
無線電網路控制器(Radio Network Controller，簡稱RNC)為新興的3G網路中之關鍵網路元件。它是存取網路的一部份，負責行動管理、通話處理、鏈路管理以及各種轉介機制。為支援這些功能，RNC必須執行一套複雜、高運算量的通訊協定處理作業，在高可靠度與可預測效能的模式下達到全線速(wire-speed)的處理效能。
做為3G網路的重要元件，RNC是資料流匯集、轉換、軟體型與硬體型通話轉介、智慧型單位(cell)與封包處理的焦點。RNC的高階作業包括：
RNC能執行訊框(framing)散佈、選擇、加密、解密、錯誤偵測、監控以及狀況查詢等功能。RNC亦針對各種IP封包交換網路提供橋接功能。RNC 不僅支援傳統的ATM AAL2(語音)與AAL5(資料)功能，亦支援IP over ATM (IPoATM)以及packet over SONET(POS)。無線通訊使用者數量的快速攀升，促使市場對IP技術的需求亦持續成長，意謂著未來的平台必須同時支援IPv4與IPv6。
圖2顯示RNC在典型UMTS R99網路中扮演的角色，實際的網路傳輸視服務業者的設計而定。在R99中，通常包含一組SONET環路，在RNC與節點B之間建構成都會區域網路 (metropolitan area network，簡稱MAN)。資料流可透過多工器(add-drop multiplexer，簡稱ADM)加入至SONET或從中擷取。這種拓樸(topology)讓多組RNC能存取多個Node B節點，建構成一套極具彈性的網路。
RNC運用定義完備的標準型介面參考點(請參考表1)，來連結存取網路與核心網路中的系統。由於RNC支援各種介面與通訊協定，因此被視為一種異質型網路裝置。它必須同時處理語音與資料傳輸，且須將傳輸資料流繞送至核心網路中的各個元件。RNC亦須提供IP與ATM之間的轉換機制，並為僅支援IP協定的網路提供POS傳輸服務。
因此，RNC必須能支援各種網路I/O選項，同時提供運算與通訊協定處理功能，針對各種網路資料流提供正規化、轉換以及繞送等服務，且須維持不斷線以及適當的服務品質。
兩項能協助研發業者滿足RNC嚴苛需求的技術，就是「先進電信運算架構」(Advanced Telecommunications Computing Architec-ture，簡稱ATCA)與Intel IXP2XXX系列網路處理器，這款系列處理器內含Intel Internet Exchange Architecture(Intel IXA)以及Intel XScale技術。
先進電信運算架構ATCA是由PCI工業電腦製造商協會(PCI Industrial Computer Manufacturers Group，簡稱PICMG)所推動的一項產業計畫，宗旨為滿足網路設備製造商在平台重複使用性、降低成本、縮短上市時程、以及多元化貨源彈性等方面的需求，並滿足電信業者與服務供應商對於降低資金與營運支出的需求。ATCA定義一套標準的機殼規格、機殼內部互連、平台管理介面，整合支援高效能、高頻寬的運算與通訊解決方案。
IXP2XXX網路處理器提供充裕的彈性，能為任何連結埠處理任何通訊協定作業，能從ATM順利地轉移至IP網路，有專屬的全線速處理元件以支援客制化運作功能、功能升級機制，以及支援各種新技術。此外，結合現成的ATCA子系統以及IXP2XXX網路處理器的組合，讓研發業者能運用標準的模組化元件開發各種RNC產品。這種設計模式的潛在利益包括提高系統的擴充性與彈性，並降低成本以及縮短產品上市時程。
圖3建議運用ATCA與英特爾網路處理矽元件的方法，開發性能強大的RNC系統。各種高階RNC功能可以圖中的方法進行切割，亦可選擇採用其它切割方式。此圖僅是邏輯或概念上的範例。
在資料面(data plane)層級中，設計方案運用三種介面卡基本類型：無線電存取網路(RAN)線路卡、核心網路(CN)線路卡以及無線電網路層(RNL)線路卡。RNL線路卡內含無線電網路堆疊能執行解密和加密作業，系統中亦包含控制與應用的線路卡。
RAN與CN線路卡負責處理各種網路介面功能，配合電信業者的實際需求。典型的介面包括T-1/E-1與OC-3。這些線路卡可搭配Intel IXP2XXX網路處理器，支援高效能的全線速傳輸、交換器以及轉換功能，例如像ATM分割與重組(segmentation and reassem-bly，簡稱SAR)、點對點(point-to-point，簡稱PTP)通訊協定處理、POS傳輸等。
RNL卡亦可運用高效能IXP2 XXX網路處理器來處理3G網路中各種密集運算的通訊協定處理作業(圖4)。這些介面卡本身並無網路介面與外界通訊，而是做為通訊協定處理引擎，負責處理流入RAN與CN線路卡的資料流。RNL卡亦須配合3GPP Kasumi加密演算法執行加密處理作業。RNL卡是RNC資料面中MIP最密集的元件，其效能為決定整體系統功能與效能的關鍵因素。
英特爾開發一套RNC資料面參考平台，協同IXP2XXX網路處理器與RNL板卡的效能以測試ATCA規格線路卡。英特爾在進行內部效能量測時運用一組流量模型，這套模型乃根據UMTS #6報告。
這組模型產生的流量負載模擬2005年典型的UMTS網路，其中包括語音與資料流量，在資料傳輸方面，估計每位使用者需要384 Kbps的傳輸頻寬。藉由這組流量模型，內建一顆IXP2800網路處理器的RNL板卡能支援72,000位用戶，能處理3,540 Erlangs的線路交換與封包交換線路的流量。
在負荷量較低的模型中，包含線路交換的語音通訊，這組線路卡可處理18萬位用戶。
採用這種設計的RNL卡可結合多組線路卡與其它ATCA元件，建構成一套性能強大的袖珍型RNC資料面系統。圖5所示的系統是一套能安裝14個板卡的19 吋ATCA設備。光是一組機殼就能支援50萬位使用者，並能支援555Mbps的封包交換資料流量，而電信機箱內的機架透過互連後可支援更高的密度。
圖5所示的系統內含12個板卡，其中包括符合電信級可靠度與強固性的備援板卡。所有線路與RNL板卡皆採用一顆Intel IXP2XXX網路處理器，藉此達到更高的效能、全線速的傳輸效率、交換器以及通訊協定處理等利益。線路卡能支援眾多區域網路介面，從T-1/E-1一直到SONET與Gigabit乙太網路。
在這組範例系統中，線路卡建置成2+1的組態：兩組主動線路卡以及一組備援線路卡。在RAN部份共有8組運作中的OC-3介面，並預留8組OC-3介面做為容錯移轉之用。系統中亦含有兩組運作中的OC-12核心網路介面以及兩組備援介面。線路卡支援SONET自動化保護交換(automatic protection switch，簡稱APS)的容錯移轉標準。線路卡之間透過ATCA 3.1相容乙太網路交換器進行互連。系統內的兩組乙太網路交換卡之間能採用各種不同的連結選項。其中一種設計就是使用乙太網路交換器做為兩組RNL線路卡的mezzanine中介板卡。這種設計能提供重要的利益，就是能空出兩個節點插槽，提供能產生獲利的線路卡使用。
相較於其它替代方法，結合ATCA與IXP2XXX網路處理器的設計，能帶來極高的效能並節省可觀的成本。現有的RNC設計通常需要運用許多套機架的設備才能支援10萬至20萬的使用者。在這個設計範例中，一組電信機架內的一組插槽就能支援50萬位使用者，大幅節省耗電成本以及局端機房的空間。
新一代RNC是各種新興的公眾無線網路之關鍵網路元件。傳統採用專利型方案的RNC已開始被取代，因為業界的趨勢正朝向採用標準型、模組化的網路元件。藉由融合ATCA與IXP2XXX網路處理器的設計，系統工程師可結合業界標準硬體以及功能強大的可程式化網路處理矽元件。採用這些技術的RNC資料面設計可達到極高的密度，且整合成極為袖珍型的規格。