SGSN Pool規(guī)劃關(guān)鍵指標(biāo)研究

陳靜霞，王計艷，鄭直，邱鈞

（1 北京中通?？萍加邢薰? 北京 100080; 2 中國移動通信集團設(shè)計院有限公司, 北京100080）

1 背景

在核心網(wǎng)絡(luò)中采用SGSN Pool技術(shù)具有提高設(shè)備利用率、節(jié)省信令開銷、減少局間切換以及提高網(wǎng)絡(luò)性能等許多方面的優(yōu)勢。本文針對SGSN Pool現(xiàn)網(wǎng)部署涉及的關(guān)鍵指標(biāo)的規(guī)劃進行探討，本研究成果可直接指導(dǎo)各區(qū)域中心SGSN Pool的部署方案，并在未來核心網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中起到指導(dǎo)作用。

2 SGSN Pool總體規(guī)劃原則

總體規(guī)劃原則如下：

（1）一步規(guī)劃分步實施原則：在進行規(guī)劃時將各區(qū)域的SGSN統(tǒng)一進行規(guī)劃，劃分全網(wǎng)SGSN Pool組網(wǎng)架構(gòu)，實施時按區(qū)域和IP化的情況，逐步實施，擴大SGSN Pool組網(wǎng)規(guī)模。

（2）安全原則：應(yīng)盡量避免同一個LAN內(nèi)的SGSN組成一個Pool，避免共CE（同一個機樓）的SGSN組成一個Pool。

（3）保持現(xiàn)網(wǎng)穩(wěn)定原則：在進行SGSN Pool實施時，不能影響現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)的運行，需要制定嚴(yán)格的實施方案，并且對于每一實施步驟都應(yīng)有相應(yīng)的風(fēng)險分析以及規(guī)避方案，并在改造不成功的情況下應(yīng)有回退的方案。

3 SGSN Pool關(guān)鍵指標(biāo)規(guī)劃研究

3.1 負(fù)載均衡機制

在進行SGSN Pool組網(wǎng)時，NNSF功能在BSC/RNC節(jié)點實現(xiàn)，目前是由設(shè)備廠家自行定義。NNSF算法在實現(xiàn)時是參照SGSN Pool內(nèi)的各套SGSN設(shè)備附著用戶容量比例，在BSC/RNC節(jié)點對Pool內(nèi)各套SGSN預(yù)先設(shè)置相應(yīng)的負(fù)載均衡因子（根據(jù)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展需求，后續(xù)也可以有針對性的開發(fā)不同的算法滿足特定的需求）。

3.2 Pool的大小

SGSN Pool的大小即每個Pool內(nèi)SGSN的數(shù)量，根據(jù)Pool的特點，Pool越大，容量均衡和減少局間切換及位置更新的優(yōu)勢就更加明顯，但Pool內(nèi)SGSN、BSC、RNC的數(shù)據(jù)配置和Pool的擴容將受到限制，Pool的大小受以下因素的限制：

（1）NRI：根據(jù)對各廠家設(shè)備的分析，每個Pool可用的NRI最多為16個，考慮發(fā)展預(yù)留2～3個，再預(yù)留最大的一個作為NULL-NRI，因此每個Pool實際可分配的NRI為12～13個。

（2）數(shù)據(jù)配置和網(wǎng)絡(luò)維護：一般情況下，Pool越大，話務(wù)均衡和減少局間切換的優(yōu)勢越明顯，但相應(yīng)的數(shù)據(jù)配置也更復(fù)雜，Pool內(nèi)所有SGSN必須有相同的數(shù)據(jù)配置，而且每個SGSN必須配置Pool內(nèi)所有RNC和BSC的信息，建議Pool內(nèi)SGSN不超過8個。

（3）設(shè)備冗余量：為實現(xiàn)容災(zāi)備份，網(wǎng)內(nèi)設(shè)備需考慮冗余量，從Pool的負(fù)荷均衡特性的角度考慮，建議Pool內(nèi)SGSN數(shù)量不小于4個。

（4）擴容考慮：由于網(wǎng)絡(luò)容量不斷增加，同一服務(wù)區(qū)內(nèi)新增的SGSN也應(yīng)納入到SGSN Pool內(nèi)，因此初期進行NRI規(guī)劃時，應(yīng)預(yù)留擴容空間。

3.3 潮汐效應(yīng)分析

潮汐效應(yīng)是指網(wǎng)絡(luò)忙時業(yè)務(wù)分布不均衡的情況造成各個SGSN節(jié)點負(fù)荷不均衡的現(xiàn)象，從理論上講，通過部署SGSN Pool可以降低設(shè)備峰值負(fù)荷、提高設(shè)備利用率。

以某本地網(wǎng)為例，該本地網(wǎng)8月各SGSN附著用戶變化平穩(wěn)，附著用戶數(shù)在1天各時段變化也較平穩(wěn)，整個本地網(wǎng)的潮汐系數(shù)約為1.08（SGSN的自忙時附著用戶數(shù)總和/系統(tǒng)忙時所有SGSN的附著用戶數(shù)），表明整個本地網(wǎng)的潮汐效應(yīng)并不明顯。其他區(qū)域的潮汐系數(shù)也在1.1之內(nèi)。

綜上分析，潮汐效應(yīng)并不明顯。

3.4 切換

切換主要是因為用戶移動引起的，總切換次數(shù)與交換網(wǎng)絡(luò)組織無關(guān)，但組成SGSN Pool后，用戶在池內(nèi)移動，歸屬的SGSN不變，因此只會發(fā)生局內(nèi)切換，占用網(wǎng)絡(luò)資源遠低于局間切換。如某本地網(wǎng)的Pool均連續(xù)覆蓋，組Pool后，假設(shè)Pool邊緣的BSC產(chǎn)生的RAU減少一半，根據(jù)現(xiàn)有統(tǒng)計數(shù)據(jù)分析，原INTER SGSN 的RAU將會大幅減少，因此，SGSN Pool對減少局間切換效果明顯，因此在進行SGSN Pool的規(guī)劃時應(yīng)優(yōu)先考慮覆蓋區(qū)域的連續(xù)性原則。

3.5 NSEI的規(guī)劃

在SGSN Pool后，每個BSC需要連接到Pool內(nèi)所有的SGSN，每個BSC需要的NSEI的數(shù)量是歸屬Pool內(nèi)所有SGSN的數(shù)量，因此，SGSN Pool后，對NSEI的數(shù)量需求大大增加。

為達到管理實施的有效性，在進行SGSN Pool的規(guī)劃時，需要對BSC的NSEI進行重新分配。以某本地網(wǎng)為例，進行局?jǐn)?shù)據(jù)配置時NSEI的取值要求如下：

（1）GSM標(biāo)準(zhǔn)中NSEI號碼是由16bit進行標(biāo)識，因此NSEI分配最大數(shù)不能超過65535；

（2）NSEI按十進制進行編碼；

（3）NSEI編碼具備明確標(biāo)識出地市和區(qū)域的功能，便于管理和分配；

（4）每個本地網(wǎng)可分配的BSC數(shù)量不少于Pool內(nèi)SGSN數(shù)量×BSC數(shù)量，并能滿足未來擴展需求;

（5）實際可分配的NSEI編碼范圍為0～ 65520，其中保留A00000B設(shè)置為default NSEI，用于卸載BSC或其它用途。

3.6 跨本地網(wǎng)組Pool

3.6.1 跨本地網(wǎng)組Pool的分析

（1）節(jié)假日和平時地市間潮汐效應(yīng)明顯。目前，節(jié)假日（主要是春節(jié)）和平時欠發(fā)達地市與發(fā)達地市間的潮汐效應(yīng)明顯。春節(jié)時，由于打工人員回鄉(xiāng)，業(yè)務(wù)量大量涌向欠發(fā)達地市，導(dǎo)致春節(jié)和平時的業(yè)務(wù)分配不均衡，致使欠發(fā)達地市SGSN設(shè)備利用率不穩(wěn)定，平時，負(fù)責(zé)發(fā)達地市業(yè)務(wù)的SGSN負(fù)荷高，負(fù)責(zé)欠發(fā)達地市業(yè)務(wù)的SGSN負(fù)荷低，春節(jié)時，負(fù)責(zé)發(fā)達地市業(yè)務(wù)的SGSN負(fù)荷迅速下降，負(fù)責(zé)欠發(fā)達地市業(yè)務(wù)的SGSN負(fù)荷驟然升高，某些SGSN設(shè)備利用率超限，容量不足，不得不利用BSC割接等手段解決容量不足的問題。如果能潮汐效應(yīng)明顯的不同業(yè)務(wù)區(qū)組成一個Pool可大大提高設(shè)備利用率，平復(fù)業(yè)務(wù)不均衡情況。

（2）地市間人員流動性強，切換頻繁。在這種情況下，跨本地網(wǎng)組Pool不是必須的，可以根據(jù)實際情況選擇。

3.6.2 跨本地網(wǎng)組Pool建議

（1）對于本地網(wǎng)間潮汐效應(yīng)明顯的地市跨本地網(wǎng)組Pool建議。

若存在潮汐效應(yīng)的本地網(wǎng)所歸屬的SGSN設(shè)置在同一地市，不存在跨信令匯接區(qū)和傳輸調(diào)度等情況，建議此類本地網(wǎng)組成一個Pool，平復(fù)潮汐效應(yīng)，提高設(shè)備利用率。若一個Pool太大可綜合考慮業(yè)務(wù)量遷徙路徑和覆蓋連續(xù)性原則組成多個Pool。

若存在潮汐效應(yīng)的本地網(wǎng)所歸屬的SGSN設(shè)備設(shè)置在不同地市，存在以下問題：

1）管理和維護不便，若同一個Pool內(nèi)的SGSN設(shè)置在不同的地市，在進行網(wǎng)絡(luò)調(diào)整（如BSC割接、覆蓋區(qū)域調(diào)整）等情況時，協(xié)調(diào)工作量大，數(shù)據(jù)維護不便；

2）覆蓋區(qū)域很難保證連續(xù)，因發(fā)達地市一般SGSN設(shè)備眾多，與欠發(fā)達地市存在潮汐效應(yīng)的節(jié)點可能涉及所有節(jié)點，難以規(guī)劃；

3）SGSN分屬不同信令匯接區(qū)，如用戶注冊至異地SGSN，位置更新、觸發(fā)業(yè)務(wù)等流程均需迂回至歸屬地相關(guān)網(wǎng)元，因此，跨信令匯接區(qū)組Pool將會對信令網(wǎng)帶來一定壓力。

4）傳輸調(diào)度不便。因此，若本地網(wǎng)所歸屬的SGSN設(shè)備設(shè)置在不同地市，不建議跨本地網(wǎng)組Pool。

（2）對于本地網(wǎng)間人員流動性強的地市跨本地網(wǎng)組Pool建議。

若存在人員流動性強的本地網(wǎng)所歸屬的SGSN設(shè)備設(shè)置在同一地市，建議共同組Pool，減少局間切換。

若存在人員流動性強的本地網(wǎng)所歸屬的SGSN設(shè)備設(shè)置在不同地市，不建議跨本地網(wǎng)組Pool。

4 SGSN Pool規(guī)劃建議

（1）在進行Pool的規(guī)劃時，優(yōu)先考慮無線區(qū)域覆蓋連續(xù)原則，選擇覆蓋連續(xù)的無線區(qū)域組Pool、應(yīng)盡量把覆蓋區(qū)相同的BSC和RNC放入一個Pool內(nèi)，充分考慮2G/3G網(wǎng)絡(luò)組成混合SGSN Pool。

（2）其次應(yīng)考慮潮汐效應(yīng)，對于一個地市的SGSN負(fù)責(zé)多個本地網(wǎng)的區(qū)域，對于存在節(jié)假日和平時日潮汐效應(yīng)的區(qū)域，應(yīng)考慮欠發(fā)達本地網(wǎng)和發(fā)達本地網(wǎng)跨本地網(wǎng)組Pool，降低小本地網(wǎng)設(shè)備壓力，提高網(wǎng)絡(luò)整體利用率。對于本地網(wǎng)內(nèi)SGSN眾多且潮汐效應(yīng)不明顯的地市，應(yīng)優(yōu)先考慮無線覆蓋原則進行SGSN Pool的規(guī)劃。

（3）除Pool設(shè)備的冗余備份考慮外，還應(yīng)考慮Pool的IP承載網(wǎng)層面的安全性，在有條件的情況下盡量避免同一個CE下的多個SGSN組成一個Pool，保證IP承載網(wǎng)的安全。