MSC-POOL关键技术与实现专项方案探讨.doc

MSC POOL核心技术与实现方案探讨李海华 陆亮 邱扬 赵涛 叶家孺 （中华人民共和国联合网络通信有限公司珠海市分公司，广东 珠海519015）摘要：简介MSC POOL基本概念和实现MSC POOL特性核心技术；对MSC POOL组网实现方案以及寻常维护作了阐明；陈述了MSC POOL在现网实行后带来优势。核心词： MSC POOL 核心网 负荷均衡 容灾技术MSC POOL key technologies and implementationLI Hai-Hua LU Liang QIU Yang ZHAO Tao YE Jia-Ru( China Unicom Guangdong Branch，Zhuhai 519015，China )Abstract：The basic concepts of MSC POOL were introduced. Implementation of the MSC POOL network programs and routine maintenance were described. MSC POOL advantage after the implementation of the existing network was stated.Key words： MSC POOL Core Network Load Balancing Disaster Recovery Technology 作者简介：李海华（1977-），男，广东省揭西市，华南理工大学，学士，中华人民共和国联通珠海市分公司，工程师，部门经理，重要从事网络运维与优化管理工作。 邮编：519000 联系电话： Email：陆亮（1977-），男，云南省腾冲市，学士，中华人民共和国联通珠海市分公司，工程师，部门副经理，重要从事移动网络运维与优化管理工作。邱扬（1979-），男，云南省昭通市，学士，中华人民共和国联通珠海市分公司，工程师，重要从事核心网运维与优化技术工作。赵涛（1978-），男，陕西省渭南市，学士，中华人民共和国联通珠海市分公司，工程师，重要从事核心网运维与优化技术工作。叶家孺（1962-），男，广东省佛山市，研究生，中华人民共和国联通珠海市分公司，高档工程师，重要从事移动网络运维与优化技术工作。1 引言MSC POOL技术是基于3GPP TS 23.236“Intra-domain connection of Radio Access Network（RAN）nodes to multiple Core Network（CN）nodes”，简称为A-Flex（GSM）或IU-Flex（WCDMA），定义了核心网控制节点以池组方式工作机制,打破了以往BSC/RNC与MSC之间一对一控制关系。其实质是各种MSC共同服务于相似服务区，每个BSC或RNC都与池中每个MSC建立连接，按一定负荷均衡原则将顾客按比例分派在MSC SERVER。移动顾客只要在不超过此MSC POOL池区内移动，无需进行跨MSC切换，且始终注册在同一种MSC SERVER。当MSC池中某个或某几种节点发生故障时，无线侧接入祈求（位置更新/呼喊等）被均衡分发给池中依然正常工作核心网节点，提高了网络服务性能。图1和图2分别是老式组网和MSC POOL池组网方式示意图。图1 老式组网图2 MSC POOL池组网2 MSC POOL基本概念2.1 NRI（Network Resource Identifier，网络资源标记）一种NRI唯一拟定某池区内一种核心网节点MSC/MSS，而一种核心网节点可以设有各种NRI。NRI是TMSI字段一部份，是由核心网节点分派给移动顾客。当MS/UE初次注册到MSC Pool内一种MSC时，这个MSC将分派具有我局NRITMSI给MS/UE。后续，MS/UE再次发起业务时将携带NRI信息，运用NRI信息将MS/UE发起业务路由到NRI相应MSC。这样可以保证MSC池区内MS/UE每次发起业务均可以被路由到MS/UE已注册MSC，MS/UE在MSC池区内漫游时，无需更改服务MSC。按照3GPP规范规定，NRI位于TMSI1423比特位，也就是说NRI长度可灵活地在010bits之间选取。在实际组网中，普通依照POOL规模大小和发展趋势来分派NRI长度。图3是3GPP规范规定NRI在TMSI中比特示意图： 31302928272625242322212019181716151413.0CS/PSVLRrestartNRI rangeUser ID rangeUser ID range图3 NRI在TMSI中比特位示意图珠海规划NRI长度为7，即比特位是2317,珠海ZHSS01和ZHSS02相应NRI值分别是1和2，也就是说登陆ZHSS01顾客分派TMSI十六进制是* 02 * *或* 03 * *，而登陆ZHSS02顾客分派TMSI是* 04 * *或* 05 * *。2.2 NNSF（NAS Node selection Function,非接入层节点选取功能）NNSF功能模块为移动顾客选取服务核心网节点、路由话务及信令到相应核心网元，普通在BSC/RNC或者MGW网元上实现。BSC/RNC或者MGW依照非接入层信令消息推导出NRI，依照NRI判断出所属核心网网元，然后将有关消息路由到这个核心网网元。因BSC/RNC作为NNSF节点需要对设备升级而导致工作量太大，珠海现网采用是MGW作为NNSF节点功能，当无线侧业务祈求时，MGW依照TMSI推导出NRI来选取其所属MSC SERVER，或者顾客是池外顾客漫游进来，MGW依照MSC SERVER容量按一定比例分发给池内任一MSC SERVER。2.3 实现原理当新顾客进入到MSC Pool覆盖区域时，NNSF功能实体就会按照负载均衡原则将顾客位置更新祈求随机地分派给池组中某一种MSC Server，保持池中每个MSC Server负荷大体相称。同步，这个MSC Server完毕位置更新过程并给顾客分派一种TMSI，这个TMSI里面携带了“网络资源标志”（NRI）字段，用来标记为这个顾客服务MSC Server节点编号，表白顾客已经注册到池中MSC Server上。当顾客在MSC Pool服务区域内移动时，将始终由MSC Server为其服务，直到它离开MSC Pool服务区域。在这期间，顾客如果有业务祈求，系统将依照祈求消息中所带TMSI中NRI信息，将话务分派到相应MSC Server进行解决。在这种工作模式下，一种区域池中各种MSC Server节点可以看作是一种大容量MSC，它所提供服务范畴与单个核心网节点提供服务区相比扩大了许多，可以减少MSC间更新、切换和重定位，减少归属位置寄存器(HLR)更新流量。3 MSC POOL核心技术简介实现MSC POOL特性中有众多核心技术；例如MGW作为 NNSF功能实体负荷分担技术、池顾客切换技术、顾客迁移技术、主被叫容灾技术等，当前结合现网状况，下面简介四种核心技术：l MGW作为NNSF功能实体负荷分担技术当顾客漫游入MSC POOL池区中发起位置更新，MGW采用负荷分担算法将位置更新路由到池内某个MSC SERVER，SERRVER为该顾客分派NRI,后续该顾客所有在池内活动,均由MGW路由到该NRI所属MSC SERVER来解决。可以采用MSC SERVER广播当前可用容量给与之相连MGW，也可采用在MGW手动配备MSC SERVER容量方式，如果两种方式同步打开，MGW一方面采用“MSC Server广播当前可用容量”方式，珠海现网采用是在MGW手动配备MSC SERVER容量方式来实现负荷分担。本地有两个MSC SERVER组POOL，容量相似，手动配备为1:1，则MGW会按照1:1比例将顾客位置更新祈求负荷分担在两个SERVER。 l 池顾客切换技术切出MSC POOL区，由于池区内任意一种MSC都配备了相似切换数据，因此与相邻LAC切换与老式组网相似；对于切入MSC池区，池区外MSC可以将任意一种MSC配备为切换目MSC，但为了避免局间切换都集中在池中一种MSC SERVER，普通会让邻接局将切入目的局分别配备在MSC POOL内不同MSC，切换流程与老式组网相似。l 顾客迁移技术通过指令将顾客从一种server迁移到此外server，适合于在线升级、故障恢复等操作。顾客迁移3GPP规定了采用TS23.236合同方式实现原理，引入了NULL NRI、Non-broadcast LAI等新概念，但是因市面上某些手机不支持合同方式，因而结合现状，华为提出了私有E口重定向原理来实现顾客迁移。流程图如下图4：图4 顾客业务拆线前从ZHSS02迁移到ZHSS01E口重定向流程（1）、一方面要设定ZHSS02顾客为“卸载态”，并设立顾客卸载目的局为ZHSS01,即顾客要从ZHSS02迁移到ZHSS01；（2）、在此顾客发起位置更新祈求时或者业务拆线前启动局间指定卸载流程， ZHSS01 收到局间重定向消息后,则发起到HLR独立位置更新过程；（3）、HLR返回位置更新成功相应后,ZHSS01给ZHSS02返回位置更新成功,同步将ZHSS01分派好TMSI给ZHSS02;（4）、ZHSS02收到位置更新成功消息后,将ZHSS01分派TMSI发送给手机完毕TMSI重分派过程,当顾客再次发起位置更新/呼喊时其有关业务就已经迁移到ZHSS01来解决了。l 主被叫容灾技术当MSC POOL中某个MSC SERVER故障失效时，注册在该SERVER中顾客发起业务会被MGW采用负荷分担算法路由到其她有效SERVER去，从而实现容灾。POOL组网时支持“主叫无顾客数据时发起独立位置更新操作”，当本来注册在故障失效MSSA顾客发起主叫时，MGW检测到MSSA已经失效，负荷分担到池中一有效MSSB中，MSSB批示无顾客数据，MSCB发起独立位置更新，去HLR要顾客数据，完毕主叫流程；当池内某MSC SERVER故障后，HLR将无法发送PRN消息给SERVER，只有等到此顾客做了位置更新或做了主叫而注册在其她有效MSC SERVER后才可以做被叫，被叫恢复最长不超过一种周期性位置更新时长（珠海T3212是42分钟）。3 MSC POOL组网实现方案以珠海核心网为例，阐明MSC Pool网络演进环节和详细实行过程；图5是MSC POOL组网图（图6是对图5中各个部件图例阐明）。Service NEHLRTSSGZ1/2T1/2IP 前置机1/2IGW1/2国际长途长途固网话务本地她网话务长途移动话务ZETXLZHSS01ZHMG01ZHMG02ZHMG03HSTPIP/TDM互通局ZHSS02图6 MSC POOL组网图ServerMGWMSC老式MSCBSCRNCHLR话务信令IPATMTDM图6 对图5中各个部件图例阐明MSC Pool网络演进环节如下：一方面将ZHSS01单独构成MSC Pool；然后新建ZHSS02，并加入MSC Pool中。使用MSC Pool顾客迁移功能，将注册在ZHSS01顾客迁移至ZHSS02。待顾客迁移完毕后，将ZHSS01隔离，并进行多信令点多MSCID到单多信令点单MSCID改造，最后重新将ZHSS01加入MSC Pool中。BSC1BSC2MGWZHSS01ZHSS02IP信令网N7信令网STPSTPHLRSCPSMCN7信令网。IP/TDM图7 接入侧采用M3UA代理组网图7是接入侧采用M3UA代理组网示意图，详细操作环节如下：l 环节1： ZHSS01和MGW构成POOLMGW操作：（1）、新增和SVR对接信令点；MGW和BSC对接信令点保存不动；（2）、增长POOL全局相应ZHSS01配备：NRI和CN ID映射关系等；（3）、增长新增信令点到ZHSS01M3UA数据；ZHSS01操作：（1）、增长POOL全局有关数据配备；（2）、增长MGW新增信令点有关M3UA数据。l 环节2 ：ZHSS02融入POOLMGW操作：（1）、增长虚拟网关V1，增长V1和ZHSS02对接数据； （2）、增长POOL全局相应ZHSS02配备：NRI和CN ID映射关系等；（3）、增长信令点XXXX和3BC3到ZHSS01M3UA数据；ZHSS02操作：（1）、增长POOL全局有关数据配备；（2）、增长MGW新增信令点XXXX有关M3UA数据；（到3BC3数据暂时不添加）l 环节3： 测试BSC接入POOL池区MGW操作：（1）、配备到测试BSC信令和电路数据；（2）、将相应ZHSS02/ZHSS01CN节点状态置为“Normal”。ZHSS02操作：（1）、增长测试BSC数据。ZHSS01操作：（1）、增长测试BSC数据（此步可以在进行POOL用例测试时再进行）。l 环节4 ：现网BSC逐个接入POOLMGW操作：（1）、修改到BSC1M3UA数据为POOL方式；（2）、修改到BSC1TDM数据为A口类型，并增长A口电路管理有关数据；（3）、CN节点只打开到ZHSS01，到ZHSS02状态置为卸载（迁移时候再置为NORMAL）。 ZHSS01操作：（1）、将到BSC1M3UA代理路由，切换到3BC3XXXX链路集转接路由；（2）、关闭ZHSS01到BSC1电路管理功能。ZHSS02操作：（1）、增长到BSC1M3UA数据，使用FFFFXXXX链路集转接路由；（2）、增长到BSC1A口数据，电路管理功能为MGW管理。4 MSC Pool寻常维护MSC Pool寻常维护重要使用华为M网管进行集中维护。MSC Pool特性参数管理可以通过集中配备管理与MSC Pool特性紧密有关参数进行；该网管支持最短周期30秒实时负荷监控，监控MSC Server上空闲顾客数、关机顾客数、通话中顾客数、总顾客数、CPU占用率，MGW上上下文数等信息。 支持数据一致性核查及同步，定期或手工检查Pool内各网元配备数据与否一致，如果发现不一致，可以生成同步脚本使一致。 网管系统同步支持Pool顾客迁移，保证了Pool内各个MSC Server负荷均衡；支持查找指定顾客所在MSC Server，可以迅速定位到顾客所处MSC Server。 5 结束语相对老式组网方式，MSC POOL池组网采用共享核心网组网方略，消除了池内跨局位置更新，减少了C/D接口信令流量。减少了局间切换，提高了顾客通话质量。同步NNSF功能实体是按照负载均衡原则来解决业务，避免了话务潮汐现象浮现，在MSC间分担网络负荷，提高了整个核心网资源运用率，节约了设备投资。由于MSC POOL技术在现网使用后实现了MSC级容灾备份，提高了MSC SERVER容灾能力，因而网络可靠性得到提高。参照文献：1、王莹 刘宝玲 编著，WCDMA无线网络规划与优化。北京：人民邮电出版社，.92、华为技术公司 MSC POOL顾客手册