軟交換網(wǎng)絡(luò)中的雙歸屬應(yīng)用

張小平

摘 要：在CDMA網(wǎng)絡(luò)集中控制的組網(wǎng)下，必須要求核心控制設(shè)備安全可靠運(yùn)行，雙歸屬功能是確保軟交換設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行的必要手段。本文介紹了雙歸屬工作機(jī)制，對(duì)雙歸屬切換關(guān)鍵因素進(jìn)行分析，為維護(hù)人員掌握雙歸屬功能的應(yīng)用提供參考，對(duì)構(gòu)建高效、卓越、可靠的CDMA軟交換核心網(wǎng)絡(luò)具有十分重要意義。

關(guān)鍵詞：雙歸屬；切換；MSCe；MGW

1 引言

軟交換技術(shù)將傳統(tǒng)的交換設(shè)備部件化，分為呼叫控制與媒體處理，二者之間采用標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議（MGCP、H248）實(shí)現(xiàn)基本呼叫控制功能，實(shí)現(xiàn)呼叫傳輸與呼叫控制的分離。目前軟交換系統(tǒng)主要有軟交換控制設(shè)備（MSCe）、媒體網(wǎng)關(guān)（MGW）等設(shè)備組成，根據(jù)需求設(shè)置MSCe和MGW的組網(wǎng)方式（1對(duì)1或者1對(duì)多）。在山西電信CDMA軟交換網(wǎng)絡(luò)中，采用集中控制和集中部署的原則，即一個(gè)MSCe控制多個(gè)MGW，MSCe設(shè)置在省會(huì)城市，MGW設(shè)備在各本地網(wǎng)。在這種組網(wǎng)模式下，網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜度較高，MSCe控制設(shè)備覆蓋范圍較大，存在較大的安全隱患。為了避免由于人為操作失誤、設(shè)備故障、自然災(zāi)害等突發(fā)情況引發(fā)大范圍的業(yè)務(wù)中斷，影響用戶感知，需要實(shí)現(xiàn)CDMA移動(dòng)軟交換的異地容災(zāi)備份，確保在網(wǎng)絡(luò)突發(fā)情況下備份局能夠正常地接管業(yè)務(wù)，引入了雙歸屬備份組網(wǎng)機(jī)制，能夠最大限度的保證網(wǎng)絡(luò)能夠正常運(yùn)行。

2 雙歸屬工作機(jī)制

軟交換雙歸屬功能是指一個(gè)MGW屬于兩個(gè)MSCe控制，MGW通過優(yōu)先級(jí)設(shè)置，正常情況下注冊(cè)到一個(gè)MSCe，當(dāng)該注冊(cè)MSCe發(fā)生故障時(shí)，MGW可注冊(cè)到另一個(gè)MSCe。

2.1 雙歸屬組網(wǎng)與切換原理

MSCe的雙歸屬組網(wǎng)有多種方式，目前常用的雙歸屬的組網(wǎng)方式有：“1+1”備份、“1+1”互備、“N+1”備份，“N+K”備份等。山西電信使用的是“1+1”互備和“N+1”備份，本文主要討論這兩種組網(wǎng)方式。

2.1.1 “1+1”互備組網(wǎng)

“1+1”互備組網(wǎng)是指控制層以互備的方式進(jìn)行組網(wǎng)，即每個(gè)控制設(shè)備既是主用MSCe，同時(shí)也是其他設(shè)備的備用MSCe；如下圖（2-1）所示，正常情況下MSCe1控制MGW1和MGW2，MSCe2控制MGW3和MGW4，當(dāng)MSCe1故障時(shí)，MGW1和MGW2就切換到MSCe2上，由MSCe2控制。

2.1.2 “N+1備份”組網(wǎng)

“N+1備份”組網(wǎng)是指在控制層以“N+1”的方式進(jìn)行組網(wǎng)，即“N”個(gè)MSCe均為主用MSCe，“1”個(gè)MSCe為備用MSCe；如下圖（2-2）所示，正常情況下主用MSCe1控制MGW1和MGW2，主用MSCe2控制MGW3和MGW4，備用MSCe屬于空轉(zhuǎn)狀態(tài)，當(dāng)主用MSCe1故障時(shí)，MGW1和MGW2就切換到備用MSCe上，由備用MSCe控制。

3 雙歸屬切換

3.1 雙歸屬的切換方式

雙歸屬的切換方式有自動(dòng)切換和手動(dòng)切換兩種方式。

自動(dòng)切換是指MGW在預(yù)先設(shè)定的鏈路中斷檢測(cè)時(shí)間到達(dá)后，自動(dòng)向備用的MSCe注冊(cè)，合理設(shè)置鏈路中斷檢測(cè)時(shí)間是自動(dòng)切換成功的保障。手工切換方式是指不論主備MSCe用狀態(tài)如何，通過人工命令的方式使MGW向備用MSCe注冊(cè)。

3.2 切換過程

雙歸屬的切換過程包括切換和倒回，切換是指MGW從主用MSCe切換到備用MSCe，倒回是指MGW從備用MSCe切回到主用MSCe。切換和倒回都可以分為自動(dòng)和手工切換方式。在自動(dòng)切換的過程中，華為域設(shè)備和中興域設(shè)備的觸發(fā)條件有所差別，下邊分別說明。

（1）華為域：雙歸屬設(shè)備間心跳狀丟失后會(huì)觸發(fā)雙歸屬切換。引起心跳丟失可能的情況有：軟交換掉電癱瘓、主備WIFM單板都故障、軟交換網(wǎng)口全部故障等。若主用MSCe與備用MSCe之間的心跳斷且主用MSCe與MGW之間的H248心跳超時(shí)時(shí)，主用MSCe管理的MGW將全部注冊(cè)到備用MSCe。

（2）中興域：主用MSCe控制的MGW去注冊(cè)數(shù)達(dá)到一定數(shù)量后會(huì)觸發(fā)雙歸屬切換。正常情況下，備用MSCe的注冊(cè)通道關(guān)閉，主備MSCe之間建立心跳。在心跳異常時(shí)，備用MSCe會(huì)自動(dòng)打開MGW的注冊(cè)通道備，同時(shí)把自身狀態(tài)升為主用，接受MGW的注冊(cè)。

3.3 雙歸屬容災(zāi)切換后的主被叫實(shí)現(xiàn)

3.3.1 主叫起呼

如果主用MSCe發(fā)生故障，對(duì)應(yīng)MGW被備用MSCe接管，備用MSCe轉(zhuǎn)為主用MSCe。原來主用MSCe下的用戶主叫起呼，信令將被送到備用MSCe，如果系統(tǒng)開啟動(dòng)態(tài)用戶數(shù)據(jù)備份機(jī)制，備用MSCe的VLR中會(huì)存有該用戶數(shù)據(jù)，若沒有該用戶數(shù)據(jù)，則發(fā)起隱含登記。

3.3.2 被叫終呼

備用MSCe查詢VLR數(shù)據(jù)庫(kù)，獲取用戶信息后，進(jìn)行后續(xù)處理。若此時(shí)被叫用戶沒有登記，則備用MSCe將根據(jù)系統(tǒng)開關(guān)發(fā)起全局尋呼，從而實(shí)現(xiàn)被叫尋呼。

3.4 數(shù)據(jù)同步

數(shù)據(jù)同步分為靜態(tài)數(shù)據(jù)同步和動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)同步，靜態(tài)數(shù)據(jù)主要是局?jǐn)?shù)據(jù)，如主用MSCe配置的局向，鏈路，CI，LAC，VMSC，號(hào)碼分析等等。通過數(shù)據(jù)規(guī)劃和OMC網(wǎng)管同步技術(shù)，完成主備MSCe的靜態(tài)配置數(shù)據(jù)同步。動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)是指VLR用戶數(shù)據(jù)，主要通過主備MSCe的心跳鏈路實(shí)時(shí)同步到備用MSCe的VLR中。在主用MSCe故障，備用MSCe接管主用MSCe的業(yè)務(wù)后，可以直接利用備用MSCe的用戶數(shù)據(jù)，從而減少對(duì)BSC，HLR等的沖擊。數(shù)據(jù)同步方向是從主用MSCe同步到MSCe。

3.5 相關(guān)網(wǎng)元的配置

根據(jù)目前CDMA軟交換的部署情況，主用MSCe相關(guān)的直連網(wǎng)元主要包括LSTP和關(guān)口局，為了實(shí)現(xiàn)雙歸屬切換后業(yè)務(wù)正常，需要直連的相關(guān)網(wǎng)元做如下配置：

（1）LSTP：采用MTP迂回路由方式實(shí)現(xiàn)，將MSCe設(shè)備信令點(diǎn)碼的信令路由設(shè)置為首選主用MSCe的鏈路，次選備用MSCe鏈路。

（2）關(guān)口局配：關(guān)口局與主備用MSCe采用SIP協(xié)議進(jìn)行互通，將到主用MSCe的備份路由設(shè)置為備用MSCe。

4 雙歸屬切換應(yīng)用的場(chǎng)景

（1） MSCe設(shè)備故障，主備MSCe之間心跳異常，MGW到主用MSCe鏈路中斷，此時(shí)備用MSCe會(huì)激活雙歸屬節(jié)點(diǎn)，允許故障MSCe下的MGW注冊(cè)，并完成故障MSCe的業(yè)務(wù)接管。

（2）承載網(wǎng)故障，MGW到主用MSCe的H.248鏈路中斷，主備MSCe之間的心跳正常，中興設(shè)備會(huì)激活備用MSCe的雙歸屬節(jié)點(diǎn)完成切換；華為設(shè)備需要手動(dòng)激活備用MSCe的雙歸屬節(jié)點(diǎn)，接管故障MSCe的MGW。

（3）LSTP到主用MSCe的鏈路全部中斷，主備MSCe的心跳正常，MGW到主用MSCe之間的鏈路也正常，通過手動(dòng)激活。

5 雙歸屬切換應(yīng)用實(shí)例

本例采用 山西電信“1+1”互備組網(wǎng)方式和 “N+1”備份組網(wǎng)方式來說明。

5.1 山西雙歸屬組網(wǎng)

（1）“1+1”互備組網(wǎng)，山西電信C網(wǎng)關(guān)口局采用此種組網(wǎng)方式，正常情況下朔州、忻州、太原、呂梁、大同的MGW歸屬于GMSCe1，陽(yáng)泉、晉中、長(zhǎng)治、晉城、臨汾、運(yùn)城MGW歸屬于GMSCe2。假設(shè)GMSCe1故障無法處理業(yè)務(wù)，，GMSCe2就會(huì)自動(dòng)接管GMSCe1下的所有MGW，保證業(yè)務(wù)不受影響。

（2）“N+1”備份組網(wǎng)：山西電信核心網(wǎng)采用此種組網(wǎng)方式，正常情況下MSCe1、MSCe2、MSCe3 作為主用MSCe運(yùn)行，備用MSCe上配置了三個(gè)主用MSCe的全部數(shù)據(jù)，平時(shí)空轉(zhuǎn)，不承載任何業(yè)務(wù)。假設(shè)主用MSCe1故障，備用MSCe會(huì)自動(dòng)接管MSCe1下的所有MGW， 保證業(yè)務(wù)不受影響。

5.2 雙歸屬切換后業(yè)務(wù)驗(yàn)證

（1）確認(rèn)MSCe與MGW的SCTP偶聯(lián)鏈路通；

（2）確認(rèn)MSCe的雙歸屬節(jié)點(diǎn)已經(jīng)激活，故障MSCe下的所有MGW全部成功注冊(cè)到備用MSCe上；

（3）確認(rèn)MSCe到各個(gè)相鄰局向可達(dá)，相鄰局向的鏈路、電路全部正常；

（4）使用手機(jī)撥打測(cè)試。

5.3 雙歸屬切換常見問題

在進(jìn)行雙歸屬切換時(shí)，幾個(gè)常見的典型問題處理方法如下：（1）雙歸屬切換后出現(xiàn)主備MSCe同時(shí)激活，需手工設(shè)置故障的MSCe為去激活狀態(tài)，或者在LSTP閉塞到主用MSCe的信令鏈路，盡快恢復(fù)容災(zāi)心跳鏈路。（2）PSTN局向出現(xiàn)中繼狀態(tài)不一致，在PSTN和MSCe進(jìn)行中繼的閉塞和解閉的操作，以恢復(fù)局間中繼狀態(tài)一致。

6 結(jié)束語(yǔ)

在CDMA網(wǎng)絡(luò)集中控制的組網(wǎng)下，必須要求核心控制設(shè)備安全可靠運(yùn)行，雙歸屬功能是確保軟交換設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行的必要手段，維護(hù)人員需要熟練掌握雙歸屬切換的使用方法，為突發(fā)故障提供應(yīng)急保障，提升CDMA網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)質(zhì)量和客戶感知度。因此，雙歸屬功能的應(yīng)用策略研究為維護(hù)人員掌握雙歸屬功能應(yīng)用方法提供參考，對(duì)構(gòu)建高效、卓越、可靠的CDMA核心網(wǎng)絡(luò)具有十分重要意義。

[參考文獻(xiàn)]

[1]《華為CDMA 軟交換雙歸屬切換指導(dǎo)》.華為公司，2008年.

[2]《中興CDMA MSCe與MGW容災(zāi)功能特性指導(dǎo)書》.中興通訊公司，2008年.