MSC POOL技術(shù)在話務(wù)核心網(wǎng)中的應(yīng)用研究

蘇 郁 劉國紅

[摘要]MSC POOL可提高設(shè)備資源利用率，加強網(wǎng)絡(luò)安全性。文章以國內(nèi)第一個正式商用局為例，對其組網(wǎng)特性、技術(shù)方案、性能指標進行研究和分析，驗證了系統(tǒng)功能的有效性。

[關(guān)鍵詞]MSC POOL話務(wù)核心網(wǎng)Y型結(jié)構(gòu)CP負荷VLR

3GPP標準規(guī)范的MSC Pool技術(shù)的出現(xiàn)，不僅能夠提升網(wǎng)絡(luò)的質(zhì)量和客戶滿意度，還可以降低投資和運維成本；并能夠通過提高節(jié)點利用率的方式實現(xiàn)減少網(wǎng)絡(luò)節(jié)點數(shù)量和降低對機房與電力的配套需求之目的，符合節(jié)能減排的發(fā)展方向。

中國移動通信集團陜西有限公司緊密追蹤這一技術(shù)前沿，在延安率先進行國內(nèi)首家(也是愛立信設(shè)備的全球第一個MSC Pool)試點，將這一技術(shù)正式商用。本文對此次工程的技術(shù)方案、測試內(nèi)容、結(jié)果數(shù)據(jù)進行總結(jié)分析，為今后的應(yīng)用推廣提供理論依據(jù)、積累經(jīng)驗。

1MSC Pool基本概念

MSC Pool解決方案是基于3GPP TS23.236規(guī)范開發(fā)的、旨在提高核心網(wǎng)控制網(wǎng)元的運行效率和安全可靠性的解決方案。在3GPP TS23.236規(guī)范《Intra Domain Connection of RAN Nodes to Multipte CN Nodes》中，規(guī)定了核心網(wǎng)控制節(jié)點(MSC或MSC-S)以“資源池”方式工作的機制，打破了原有的無線接入網(wǎng)控制節(jié)點(BSC或RNC)與核心網(wǎng)控制節(jié)點(MSC或MSC-S)之間一對一的分區(qū)固定連接關(guān)系，實現(xiàn)了靈活的一對多的冗余連接控制關(guān)系?！百Y源池”是由多個MSC或MSC-S以資源共享的池組方式協(xié)同工作，共同控制一個較大服務(wù)區(qū)域內(nèi)的所有BSC和RNC，實現(xiàn)A接口和Iu接口控制層面的邏輯全連接。

NNSF(Non-access-stratum Node Selection Function，非接入層節(jié)點選擇功能)，是MSC Pool實現(xiàn)資源共享和負載均衡的關(guān)鍵技術(shù)之一。按照3GPP TS23 236規(guī)范的要求，無線控制節(jié)點BSC或RNC必須支持NNSF功能，也就是說BSC或者RNC必須能夠支持定義多個目的信令點碼。并能夠根據(jù)MSC Pool內(nèi)各MSC-S的相對容量因子將BSSAP信令(對于GSM網(wǎng)絡(luò))或者RANAP信令(對于3G網(wǎng)絡(luò))正確路由到不同的MSC-S。

2延安移動網(wǎng)絡(luò)實施MSC Pool的技術(shù)方案

陜西移動全網(wǎng)的端局已實現(xiàn)軟交換化，語音IP化承載程度也已經(jīng)達100％，非常有利于MSC Pool的實施，具備了網(wǎng)內(nèi)全IP承載的能力。具體組網(wǎng)方案如圖1所示：

2.1涉及網(wǎng)元

延安本地網(wǎng)愛立信MSC Pool初步計劃由愛立信軟交換設(shè)備(包括2套MSC-S，3套M-MGW(MGW：YANGM4、YANGM5、YANGM6，SEVER：YANGS4、YANGS5))、阿爾卡特朗訊BSC設(shè)備、華為BSC設(shè)備組成。共15個BSC，核心網(wǎng)設(shè)計話務(wù)量達到19800愛爾蘭，無線接入網(wǎng)設(shè)計話務(wù)量約為21417愛爾蘭。

2.2新增硬件設(shè)備及軟件功能

(1)MSC-S硬件

SLI/GARP板卡從3對增加為4對以提高SIGTRAN信令處理能力。

(2)MSC-S軟件

◆基本軟件擴容到20800SCC以應(yīng)對一個MSC-S故障的情況：

◆VoIP軟件擴容到19800Erl以應(yīng)對一個MSC-S故障的情況；

◆新增MSC Pool的增強、負載、重分配功能軟件。

(3)M-MGw軟件

◆MGW加載CNP5.1.5.0軟件補丁(包含MSC Pool Proxy功能)；

◆新增虛擬媒體網(wǎng)關(guān)功能軟件。

3割接及實施步驟(2009年6—8月)

考慮到MSC Pool項目實施的復(fù)雜度，同時為了最大限度地減小對現(xiàn)網(wǎng)業(yè)務(wù)的影響，我們制定了首先部署Y型結(jié)構(gòu)、再現(xiàn)網(wǎng)升級、最后全網(wǎng)實施的分三個階段進行的延安MSC Pool詳細工程計劃，確保風(fēng)險早發(fā)現(xiàn)、早控制、早解決。

3.1Y型結(jié)構(gòu)MSc Pool

(1)新入網(wǎng)YANGM6(服務(wù)區(qū)域為富縣和甘泉縣)加載CNP5.1.5.0軟件補丁以支持MSC Pool Proxy功能；

(2)YANGS5和YANGM6啟用MSC Pool功能，同時現(xiàn)網(wǎng)YANGS4也啟用MSC Pool功能，與YANGM6下掛接的1個低話務(wù)負荷的華為BSC(YAH04)組成“1個BSC+1個M-MGw+2個MSC-S”的“Y”型結(jié)構(gòu)MSC Pool；

(3)在輕載條件下驗證YANGM6的MSC Pool Proxy代理功能，確認華為BSC(YAH04)服務(wù)區(qū)內(nèi)的用戶能夠按照預(yù)先設(shè)定的比例分別注冊到Y(jié)ANGS4和YANGS5上；

(4)根據(jù)中國移動MSC Pool測試規(guī)范的相關(guān)要求，全面測試MSC Pool各項功能；

(5)選擇YANGM6下掛接的2個阿朗BSC(YAA25、YAA36)加JXMSC Pool，組成“3個BSC+1個M-MGw+2個MSC-S”的“Y”型結(jié)構(gòu)MSC Pool，并在中等話務(wù)負荷條件下驗證MSC Pool Proxy功能。

3.2現(xiàn)網(wǎng)MGW升級支持MPP功能

(1)現(xiàn)網(wǎng)YANGM5(服務(wù)區(qū)域為延安城郊)加載CNP5.1.5.0軟件補丁以支持MSC Pool Proxy功能，確認對現(xiàn)網(wǎng)業(yè)務(wù)沒有影響；

(2)選擇YANGM5下掛接的3個阿朗BSC(YAA05、YAA21、YAA24)配合修改信令數(shù)據(jù)加入MSC Pool，組成“8個BSC+2個M-MGw+2個MSC-S”的MSC Pool。

3.3全網(wǎng)MSC Pool

(1)現(xiàn)網(wǎng)YANGM4(服務(wù)區(qū)域為延安市區(qū))加載CNP5 1.5.0軟件補丁以支持MSC Pool Proxy功能，確認對現(xiàn)網(wǎng)業(yè)務(wù)沒有影響；

(2)選擇YANGM4下掛接的2個阿朗BSC(YAA19、YAA38)配合修改信令數(shù)據(jù)加入MSC Pool，組成“13個BSC+2個M-MGw+2個MSC-S”的MSC Pool。

按照《中國移動2/3G融合MSC Pool試點測試規(guī)范》的要求相關(guān)測試項進行測試?？傮w來看：具備測試條件且不考慮可選項的共計82項，完全通過81項，通過率高達99％；具備測試條件且考慮可選項的共計99項，通過和部分通過85項，通過率達到86％。其中：

◆通過：81項，

◆部分通過：4項(全部為可選項)，

◆未通過：14項(其中13項為可選)，

◆不具備測試條件：76項。

4性能分析

4.1負載均衡

從2009年6月27日至8月9日的CP負荷統(tǒng)計數(shù)據(jù)可以看

出，在7月26日晚全部15個BSC加入MSC Pool后，YANGS4和YANGS5的CP負荷基本均衡，都在18％左右。

4.2均衡話務(wù)高峰，提高設(shè)備利用率

分別選取MSC Pool實施前(7月2日)和實施后(7月27日)兩天YANGS4和YANGS5的CP負荷統(tǒng)計數(shù)據(jù)，可以看出YANGS4的CP負荷峰值降低約7個百分點，YANGS5的忙時設(shè)備利用率提高約9個百分點，使得原來負責(zé)郊縣業(yè)務(wù)的YANGS5幫助負責(zé)城區(qū)業(yè)務(wù)的YANGS4分擔(dān)話務(wù)高峰成為可能，這將大大降低由于突發(fā)話務(wù)高峰造成交換系統(tǒng)擁塞的概率。

4.3MSC Pool內(nèi)各MSC-S的開機用戶數(shù)趨同

從6月27日至8月9日的VLR開機用戶數(shù)統(tǒng)計數(shù)據(jù)可以看出，在7月26日晚全部15個BSC加入MSC Pool后，由于在M-MGW上設(shè)定的YANGS4和YANGS5的相對容量因子為1:1，因此YANGS4的開機用戶數(shù)從MSC Pool實施前的31萬降低到21萬，YANGS5的開機用戶數(shù)從MSC Pool實施前的11萬提高到21萬，YANGS4和YANGS5共同為整個MSC Pool服務(wù)區(qū)內(nèi)的約42萬開機用戶提供服務(wù)。

4.4MSC Pool內(nèi)各MSC-S的A接口中繼話務(wù)量趨于均衡

選取YANGS4和YANGS5從7月22日到8月9日每天8:00和22:00的A接口中繼話務(wù)量(TRUNKROUTE)統(tǒng)計數(shù)據(jù)進行分析，發(fā)現(xiàn)在7月26日晚全部15個BSC加入MSCPool后，YANGS4的A接口忙時話務(wù)量從7500愛爾蘭降低到4500愛爾蘭左右，YANGS5的A接口忙時話務(wù)量由2200愛爾蘭提高到4500愛爾蘭左右，由于開機用戶的均分以及用戶話務(wù)行為的統(tǒng)計平均分布而帶來的A接口話務(wù)量均衡的效果非常顯著。

4.5信令輕載

(1)MSC Pool內(nèi)跨局位置更新減少

分別選取MSC Pool實施前(6月27日)和實施后(8月2日)兩天YANGS4和YANGS5在8:00的跨局位置更新統(tǒng)計數(shù)據(jù)進行分析。從分析結(jié)果可以看出，MSC Pool實施后，忙時每用戶跨局位置更新次數(shù)從0.14次降低到0.1.0次，下降了29％。

(2)MSC Pool內(nèi)跨局切換減少

分別選取MSC Pool實施前(6月28日)和實施后(7月27日)兩天YANGS4和YANGS5在21:00的跨局切換統(tǒng)計數(shù)據(jù)進行分析，忙時局間切換出總次數(shù)和切換入總次數(shù)都下降了6％左右。

特別是YANGS4到Y(jié)ANGS5之間的跨局切換，從MSCPool實施前全天678次切換出和1005次切換入分別都下降為0次。說明MSC-S Pool內(nèi)各MSC-S之間是不存在跨局切換的，這將使得跨局切換掉話率顯著下降。

(3)MSC Pool內(nèi)移動性管理事件減少導(dǎo)致HLR負荷降低

由于MSC Pool實施后帶來的跨局位置更新和切換次數(shù)的顯著下降，導(dǎo)致MSC Pool內(nèi)各MSC-S與HLR之間的移動性管理MAP信令交互減少，從而使得HLR的CP負荷降低。

以YANHLR2為例：MSC Pool實施后，YANHLR2的CP負荷峰值從7.10％下降到6.58％左右，下降幅度為7％，這意味著YANHLR2實際容量比原來提升了7％。

4.6優(yōu)化系統(tǒng)指標

(1)系統(tǒng)話音接通率提高

從6月27日至8月9日的系統(tǒng)話音接通率統(tǒng)計數(shù)據(jù)可以看出，在7月20晚YANGM5下的BSC全部加入MSC Pool后，特別是在7月26日晚全部15個BSC都加入MSC Pool后，YANGS4和YANGS5的系統(tǒng)話音接通率指標都得到提升：YANGS4從不到70％提高到80％左右，YANGS5從65％左右提高到了78％。

(2)尋呼成功率未受顯著影響

MSC Pool實施后，由于整個MSC Pool服務(wù)區(qū)內(nèi)所有15個BSC的LAC都變?yōu)閅ANGS4和YANGS5的內(nèi)部LAC，如果二次尋呼方式仍采用全局尋呼的話，無線設(shè)備的尋呼負荷將大幅度提高；因此，一般在MSC Pool實施后需要把二次尋呼方式由全局尋呼改為本地尋呼(按照LAC尋呼)。

理論上來講，二次尋呼由全局尋呼改為本地尋呼后，可能會造成尋呼成功率的下降。但是從延安MSC Pool實施前后尋呼成功率統(tǒng)計數(shù)據(jù)來看，系統(tǒng)尋呼成功率指標基本沒有顯著變化。

(3)位置更新成功率未受顯著影響

從6月27日至8月9日的位置更新成功率統(tǒng)計數(shù)據(jù)可以看出，雖然在MSC Pool實施過程中YANGS5在個別時間段位置更新成功率略有下降，但是在7月26日晚全部15個BSC都加入MSC Pool后，由于跨局位置更新減少，YANGS4和YANGS5的位置更新成功率與MSC Pool實施前相比基本不變，保持在98.5％左右。

4.7容災(zāi)備份自動接管

MSC Pool實施后，YANGM6同時受控于YANGS5和YANGS4，雖然YANGM6到Y(jié)ANGS5的信令連接中斷，但其到Y(jié)ANGS4的信令連接依然保持，因此YANGM6下所有BSC的業(yè)務(wù)將會被YANGS4全部自動接管。

綜上所述，愛立信軟交換MSC Pool延安試點項目的順利實施，一方面驗證了MSC Pool的預(yù)期效果、提升了網(wǎng)絡(luò)的性能指標，另一方面也積累了MSC Pool規(guī)劃設(shè)計和工程實施的寶貴經(jīng)驗，為我們今后的大規(guī)模推廣和商用奠定了基礎(chǔ)。