基于BC平臺(tái)的大容量MSC Server部署及應(yīng)用

桂國(guó)富，徐博，劉昊，薛振宇

（中國(guó)移動(dòng)通信集團(tuán)安徽有限公司，合肥 230061）

基于BC平臺(tái)的大容量MSC Server部署及應(yīng)用

桂國(guó)富，徐博，劉昊，薛振宇

（中國(guó)移動(dòng)通信集團(tuán)安徽有限公司，合肥 230061）

隨著移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的急劇擴(kuò)張和集中化程度的不斷加強(qiáng)，迫切需要部署大容量的MSC Server。本文詳細(xì)介紹了基于BC平臺(tái)的MSC Server在中國(guó)移動(dòng)的部署和應(yīng)用方案，通過離線測(cè)試和現(xiàn)網(wǎng)測(cè)試兩個(gè)階段，驗(yàn)證了基于BC平臺(tái)的MSC Server的性能。

BC；MSC Server；大容量

1 背景介紹

當(dāng)前，中國(guó)移動(dòng)運(yùn)營(yíng)著世界上規(guī)模最大的通信網(wǎng)絡(luò)，核心網(wǎng)MSC已超過2 000套，覆蓋全國(guó)約7億用戶。隨著網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的急劇擴(kuò)張和集中化程度的不斷加強(qiáng)，核心網(wǎng)維護(hù)人員面臨著數(shù)量龐大、廠家眾多、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、維護(hù)難度高等一系列嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。愛立信公司最新推出的新一代大容量軟交換刀片式服務(wù)器MSC Server BC(Blade Cluster)，以其超大容量話務(wù)承載能力，節(jié)能減排、綠色環(huán)保，升級(jí)維護(hù)簡(jiǎn)單，信令處理保護(hù)機(jī)制更加完善，滿足中國(guó)移動(dòng)后續(xù)網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)等優(yōu)勢(shì)，符合中國(guó)移動(dòng)集團(tuán)公司對(duì)下一代核心網(wǎng)軟交換設(shè)備的需求?；贛SC Server BC上述特點(diǎn)，根據(jù)中國(guó)移動(dòng)集團(tuán)公司安排，安徽移動(dòng)于2011年11月開始對(duì)愛立信軟交換刀片式服務(wù)器MSC Server BC R14進(jìn)行詳盡的入網(wǎng)部署和應(yīng)用研究工作。

2 部署測(cè)試及網(wǎng)絡(luò)解決方案

2.1 部署測(cè)試

部署和測(cè)試工作分為兩大階段，第一階段為離線測(cè)試階段，通過搭建模擬現(xiàn)網(wǎng)的測(cè)試環(huán)境，從集團(tuán)測(cè)試規(guī)范、設(shè)備硬件功能、全業(yè)務(wù)撥測(cè)與計(jì)費(fèi)驗(yàn)證、智能業(yè)務(wù)驗(yàn)證、網(wǎng)管功能驗(yàn)證、設(shè)備操作性等方面對(duì)BC系統(tǒng)功能進(jìn)行了全面細(xì)致的測(cè)試。第二階段為現(xiàn)網(wǎng)測(cè)試階段，通過將MSC Server BC割接入安徽蚌埠地區(qū)MSC Pool承載現(xiàn)網(wǎng)話務(wù)，從MSC Server BC能耗、承載現(xiàn)網(wǎng)業(yè)務(wù)的穩(wěn)定性和可靠性、與MSC Pool內(nèi)其他軟硬件版本端局環(huán)境的兼容性、MSC Pool下的應(yīng)急容災(zāi)以及大話務(wù)量下系統(tǒng)軟硬件的承載能力等方面進(jìn)行更為嚴(yán)謹(jǐn)?shù)臏y(cè)試和論證，為集團(tuán)公司全面準(zhǔn)確的評(píng)估愛立信MSC Server BC在全國(guó)的推廣應(yīng)用前景提供科學(xué)的依據(jù)和參考，為兄弟公司的引入和部署積累經(jīng)驗(yàn)。

在離線測(cè)試階段，我省在測(cè)試中心搭建了以MSC Server BC為中心，配合MGW、BSC、RNC、CE、HLR、SCP、短信中心等設(shè)備組成的準(zhǔn)現(xiàn)網(wǎng)測(cè)試環(huán)境。離線測(cè)試環(huán)境網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淙鐖D1所示。

圖1 離線測(cè)試環(huán)境網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?/p>

圖2 現(xiàn)網(wǎng)測(cè)試環(huán)境網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?/p>

在現(xiàn)網(wǎng)測(cè)試階段，為完成MSC Server BC現(xiàn)網(wǎng)測(cè)試內(nèi)容并驗(yàn)證其后續(xù)大話務(wù)量承載能力，選取蚌埠地區(qū)作為現(xiàn)網(wǎng)測(cè)試地點(diǎn)，MSC Server BC 作為BBUGS6入網(wǎng)，與蚌埠現(xiàn)網(wǎng)BBUGS1/2/3/4/7組成MSC Pool，覆蓋蚌埠一市三縣，Pool內(nèi)BSC均為雙聯(lián)MGW方式，實(shí)時(shí)容災(zāi)，確保MSC Server BC測(cè)試對(duì)現(xiàn)網(wǎng)安全無(wú)任何影響。同時(shí)，為驗(yàn)證2/3G融合業(yè)務(wù)功能，將蚌埠RNC1和懷遠(yuǎn)RNC割入MSC Server BC，進(jìn)行TD-SCDMA現(xiàn)網(wǎng)測(cè)試?，F(xiàn)網(wǎng)測(cè)試環(huán)境網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淙鐖D2所示。

2.2 網(wǎng)絡(luò)解決方案

由于MSC Server BC R14硬件平臺(tái)設(shè)計(jì)理念的變化和軟件版本的相應(yīng)升級(jí)，與以往愛立信基于AXE平臺(tái)的APZ212 50/60有了很大變化，此次測(cè)試工作也涉及網(wǎng)絡(luò)方面的相關(guān)調(diào)整。

2．2．1 計(jì)費(fèi)改造

愛立信MSC Server BC R14的話單格式較之前的APZ212 50/60 R12端局話單有很多不同，其用戶主被叫話單、呼叫前轉(zhuǎn)話單、短信話單等都有很多字段的增減。原始話單中將增加用戶當(dāng)前登記的Blade ID及其備用Blade ID、通話中斷內(nèi)部原因值等重要信息。

由于現(xiàn)有BOSS計(jì)費(fèi)系統(tǒng)無(wú)法針對(duì)BC話單進(jìn)行解析與計(jì)費(fèi)， BC項(xiàng)目組高度關(guān)注計(jì)費(fèi)話單問題。由項(xiàng)目組牽頭，聯(lián)系信息系統(tǒng)部，多次就BC話單驗(yàn)證問題進(jìn)行論證和協(xié)調(diào)工作，組織廠家對(duì)MSC Server BC話單新增減的字段進(jìn)行逐個(gè)分析確認(rèn)，重新進(jìn)行話單解析程序的開發(fā)、驗(yàn)證，并最終在較短時(shí)間得以正式上線。

愛立信MSC Server BC R14話單解析程序正式上線之后， BC項(xiàng)目組組織測(cè)試人員進(jìn)行了大量、詳細(xì)的全業(yè)務(wù)撥測(cè)以及我省智能網(wǎng)全業(yè)務(wù)撥測(cè)，并逐條進(jìn)行計(jì)費(fèi)準(zhǔn)確性驗(yàn)證，最終實(shí)現(xiàn)了MSC Server BC的全業(yè)務(wù)計(jì)費(fèi)準(zhǔn)確無(wú)誤。

2．2．2 信令點(diǎn)規(guī)劃與信令保護(hù)機(jī)制改造

愛立信MSC Server BC經(jīng)過軟件版本的升級(jí)，目前需要為其規(guī)劃4個(gè)24位信令點(diǎn)和3個(gè)14位本地信令點(diǎn)。其中Blade刀片需定義兩個(gè)信令點(diǎn)，一個(gè)作為接收GCP、BICC、ISUP消息的信令點(diǎn)，另一個(gè)用來(lái)接收經(jīng)由SPX框轉(zhuǎn)發(fā)的MAP， CAP層信令消息；另外2個(gè)24位信令點(diǎn)則由MSC Server BC負(fù)責(zé)接收信令消息的SPX1和SPX2使用，通過SPX1和SPX2實(shí)現(xiàn)MSC Server BC至各局向TDM直達(dá)信令的負(fù)荷分擔(dān)保護(hù)。

此外，MSC Server BC的SIGTRAN信令處理機(jī)制與以往愛立信APZ212 50/60也發(fā)生了重大變化，我們需要在交換機(jī)中定義BLADE刀片到SPX的內(nèi)部SCTP偶聯(lián)數(shù)據(jù)，再定義SPX至本地網(wǎng)各局向的外部SCTP偶聯(lián)數(shù)據(jù)，最終實(shí)現(xiàn)與外部網(wǎng)元的SCTP多歸屬連接。

2．2．3 IP承載網(wǎng)側(cè)改造

愛立信MSC Server BC接入IP承載網(wǎng)的方式發(fā)生了重大改變，具體變動(dòng)如下：

(1)之前愛立信AXE平臺(tái)APZ212 50/60接入IP承載網(wǎng)的工作方式為若干塊GARP板卡接入雙平面軟交換CE，實(shí)現(xiàn)多條IP信令鏈路的主備保護(hù)；而MSC Server BC工作機(jī)制為兩塊IPLB板卡分別接入雙平面CE，實(shí)現(xiàn)信令的1+1主備保護(hù)。

(2)在軟交換CE側(cè)只需為MSC Server BC規(guī)劃一個(gè)GE端口即可，既大大節(jié)省了端口資源，也保證了話務(wù)高峰期間信令傳輸?shù)膸捵銐颉?/p>

(3)在MSC Server BC側(cè)定義SIGTRAN局向數(shù)據(jù)時(shí)，至每個(gè)局向的偶聯(lián)數(shù)目將減小至2條，數(shù)據(jù)量大大減少。

2．2．4 維護(hù)模式改造

由于MSC Server BC的核心硬件配置為3塊Blade刀片，登記的用戶均攤在每塊刀片上，為保證3塊刀片的數(shù)據(jù)一致性和同步更新，MSC Server BC針對(duì)用戶操作對(duì)話權(quán)限和輸入模式進(jìn)行了分級(jí)控制。

操作對(duì)話權(quán)限分為三級(jí)，分別為CLUSTER、無(wú)限制和受限制對(duì)話級(jí)別。CLUSTER對(duì)話用于對(duì)所有Blade刀片同步進(jìn)行操作，每塊刀片執(zhí)行的輸出結(jié)果也會(huì)先在APG中進(jìn)行比較，如結(jié)果相同，就會(huì)以單一結(jié)果輸出；受限制對(duì)話則針對(duì)部分危險(xiǎn)令進(jìn)行了限制使用；無(wú)限制對(duì)話則一般由高級(jí)維護(hù)人員使用。

輸入模式分為普通(Normal)和專家(Expert)兩級(jí)別，Normal模式用于日常操作維護(hù)中的一般操作，Expert模式用于進(jìn)行數(shù)據(jù)更新和軟件升級(jí)。

在實(shí)際操作維護(hù)中，MSC Server BC的對(duì)話權(quán)限一般默認(rèn)設(shè)置為CLUSTER- Expert受限制對(duì)話級(jí)別，授權(quán)給普通維護(hù)人員使用，進(jìn)行軟件升級(jí)時(shí)更改為CLUSTER- Expert無(wú)限制對(duì)話級(jí)別，授權(quán)給高級(jí)維護(hù)人員使用。通過以上維護(hù)模式的改造，實(shí)現(xiàn)了對(duì)不同級(jí)別維護(hù)人員和不同操作級(jí)別的安全管控。

2．2．5 出現(xiàn)的問題及解決方案

圖3 IP網(wǎng)絡(luò)連接拓?fù)鋱D

對(duì)MSC Server BC進(jìn)行IP鏈路故障倒換測(cè)試時(shí)，發(fā)現(xiàn)MSC Server BC到本地網(wǎng)各局向所有SCTP偶聯(lián)瞬斷。維護(hù)人員通過問題分析，發(fā)現(xiàn)前期愛立信公司規(guī)劃的MSC Server BC的SIGTRAN地址均在同一網(wǎng)段，雙平面CE發(fā)布相同網(wǎng)段路由，偶數(shù)平面CE發(fā)布路由的開銷值稍大以滿足BC信令主備工作方式。當(dāng)MSC Server BC至奇數(shù)平面CE上聯(lián)鏈路發(fā)生故障，AR至交換機(jī)的回包將通過奇數(shù)CE轉(zhuǎn)發(fā)到偶數(shù)CE進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)，此時(shí)偶數(shù)平面CE會(huì)重新計(jì)算路由表，在路由收斂的毫秒級(jí)時(shí)間內(nèi)，MSC Server BC至本地網(wǎng)各局向的SCTP耦聯(lián)全部中斷，造成話務(wù)受損。

測(cè)試人員發(fā)現(xiàn)這一問題后，及時(shí)向愛立信研發(fā)部門進(jìn)行了通報(bào)，對(duì)MSC Server BC的耦聯(lián)地址進(jìn)行了重新規(guī)劃，分別配置在上下半C，此時(shí)BC上聯(lián)的主用CE發(fā)布上半段C的IP網(wǎng)段，備用CE發(fā)布下半段C的IP網(wǎng)段。當(dāng)MSC Server BC至單平面CE鏈路故障時(shí)，另一平面CE路由表不受影響，瞬間接管業(yè)務(wù)。網(wǎng)絡(luò)配置如圖3所示。

根據(jù)這一方案重新進(jìn)行了業(yè)務(wù)測(cè)試與IP鏈路倒換測(cè)試，業(yè)務(wù)正常無(wú)中斷，問題得到徹底解決。

3 應(yīng)用效果

通過對(duì)離線測(cè)試和現(xiàn)網(wǎng)測(cè)試兩個(gè)階段測(cè)試結(jié)果的匯總分析， MSC Server BC R14性能優(yōu)異，運(yùn)行平穩(wěn)。

3.1 話務(wù)處理能力遠(yuǎn)優(yōu)于現(xiàn)網(wǎng)端局

在為期兩周的大話務(wù)量測(cè)試階段，采用了4次逐級(jí)調(diào)整話務(wù)的步驟，本著先郊縣后市區(qū)的原則，逐步增加MSC Server BC的話務(wù)負(fù)荷。同時(shí)，考慮到工作日和周末有差異的話務(wù)模型，觀察期覆蓋完整的一周和前后兩個(gè)周末，全面模擬了各種網(wǎng)絡(luò)話務(wù)表現(xiàn)。

話務(wù)高峰期間，MSC Server BC運(yùn)行平穩(wěn)，性能指標(biāo)達(dá)到并優(yōu)于我省現(xiàn)網(wǎng)其他端局水平：

（1） 大話務(wù)測(cè)試期間承載用戶穩(wěn)定在95萬(wàn)以上，峰值承載約110萬(wàn)用戶，約為現(xiàn)網(wǎng)其他端局的3倍以上。

（2） 忙時(shí)話務(wù)均值12 000 Erl左右，峰值14 141 Erl。

（3） CP負(fù)荷峰值僅為36%，話務(wù)處理能力表現(xiàn)優(yōu)異。

（4） 尋呼成功率平均在96%以上，位置更新成功率穩(wěn)定在99%，短信接收成功率穩(wěn)定在99%以上。

3.2 節(jié)能減排、綠色環(huán)保

現(xiàn)網(wǎng)實(shí)際測(cè)試中，我們對(duì)安徽現(xiàn)網(wǎng)的愛立信APZ212 CP50端局和MSC Server BC能耗進(jìn)行了對(duì)比，結(jié)果如表1所示。

表1 能耗對(duì)比表

話務(wù)測(cè)試結(jié)果表明一套最小硬件配置下的MSC Server BC，其話務(wù)處理能力至少與3臺(tái)愛立信APZ212 50端局相當(dāng)。以我省省會(huì)城市合肥為例，在充分考慮本地網(wǎng)應(yīng)急容災(zāi)和節(jié)日通信保障的情況下，5臺(tái)MSC Server BC足以完成對(duì)合肥原有13臺(tái)端局的替代。按照表1數(shù)據(jù)經(jīng)過測(cè)算，在話務(wù)處理能力相當(dāng)?shù)那闆r下，部署MSC Server BC可節(jié)省機(jī)房占地面積80%，節(jié)省能耗50%，有力支持了國(guó)家和公司節(jié)能減排戰(zhàn)略，實(shí)現(xiàn)公司網(wǎng)絡(luò)建設(shè)和經(jīng)濟(jì)效益的雙贏。

3.3 有利于提升維護(hù)效率、降低現(xiàn)網(wǎng)設(shè)備故障率

我省當(dāng)前集中部署在省會(huì)合肥的核心網(wǎng)交換機(jī)數(shù)量已達(dá)到6個(gè)廠家，160余臺(tái)，按現(xiàn)有維護(hù)人員數(shù)量計(jì)算，平均每人包機(jī)數(shù)量為8臺(tái)，且部分交換機(jī)在網(wǎng)時(shí)間已達(dá)6年以上，設(shè)備硬件嚴(yán)重老化，導(dǎo)致網(wǎng)元故障率較高。MSC Server BC的大規(guī)模部署應(yīng)用將加速對(duì)老舊設(shè)備的更新替代，簡(jiǎn)化現(xiàn)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，顯著降低人均維護(hù)網(wǎng)元數(shù)量，提升了維護(hù)效率的同時(shí)，降低設(shè)備故障率，有利于現(xiàn)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)的平穩(wěn)安全運(yùn)行。

[1] 樊昌信， 吳成柯編著． 通信原理[M]． 北京：國(guó)防工業(yè)出版社，2001．

[2] 王星昌． 軟交換技術(shù)及應(yīng)用[J]． 電信工程技術(shù)與標(biāo)準(zhǔn)化，2003．8．

[3] 李世鶴編著． TD-SCDMA第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)[M]． 北京：人民郵電出版社，2003．

News

中國(guó)移動(dòng)通信集團(tuán)設(shè)計(jì)院積極參加中國(guó)移動(dòng)2013年科技成果交流會(huì)

2013年9月3日在中國(guó)移動(dòng)集團(tuán)公司總部召開了中國(guó)移動(dòng)2013年科技成果無(wú)線領(lǐng)域成果交流會(huì)，來(lái)自北京、廣東、江蘇等10個(gè)省公司和設(shè)計(jì)院、研究院提交的27項(xiàng)成果經(jīng)集團(tuán)公司技術(shù)部審核通過后參加了此次成果交流會(huì)。會(huì)議由集團(tuán)技術(shù)部總經(jīng)理王曉云主持，李正茂副總裁到會(huì)并做重要講話。

李總在講話中對(duì)近幾年來(lái)集團(tuán)公司在科技創(chuàng)新工作特別是成果推廣工作給與了充分的肯定，同時(shí)指出科技成果推廣是科技創(chuàng)新的加速器和放大器，科技成果推廣要解決長(zhǎng)期以來(lái)科研和應(yīng)用兩張皮的問題。在今后的工作中要加強(qiáng)成果推廣、完善科技創(chuàng)新的閉環(huán)管理；在已有成果的基礎(chǔ)上進(jìn)行再創(chuàng)新，制定成果引入計(jì)劃、完善各項(xiàng)保障措施是下一階段科技成果推廣的重點(diǎn)工作。

集團(tuán)公司技術(shù)部向與會(huì)代表匯報(bào)了近幾年來(lái)科技成果推廣工作中取得的成績(jī)，并對(duì)下一階段工作思路進(jìn)行了介紹。自2008年以來(lái)，集團(tuán)公司建立了以績(jī)效貢獻(xiàn)為導(dǎo)向的科技成果推廣體系，共發(fā)布成果7673項(xiàng)，其中一類成果555項(xiàng)，推廣率88%。下一階段將注重成果質(zhì)量管理，通過創(chuàng)新平臺(tái)、掌上客戶端、交流會(huì)、電子期刊等各種方式，進(jìn)一步加強(qiáng)成果的宣傳、引入和實(shí)施工作。

近幾年來(lái)，在設(shè)計(jì)院領(lǐng)導(dǎo)的高度重視和指導(dǎo)下，設(shè)計(jì)院在科技成果創(chuàng)新方面進(jìn)行了積極地探索，以持續(xù)推進(jìn)網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃、建設(shè)和優(yōu)化為出發(fā)點(diǎn)，進(jìn)一步加強(qiáng)了研發(fā)項(xiàng)目的統(tǒng)籌性和計(jì)劃性，在各部門的大力支持下，設(shè)計(jì)院涌現(xiàn)出了一大批優(yōu)秀的研發(fā)成果。

Deployment and application of ultra-large capacity MSC server based on blade cluster platform

GUI Guo-fu, XU Bo, LIU Hao, XUE Zhen-Yu
(China Mobile Group Anhui Co., Ltd., Hefei 230061, China)

With the rapid expansion of network size of mobile communications operators and continuous enhancement of centralization of network maintenance, the deployment of ultra-large capacity MSC server is required urgently. This paper introduces the deployment and application plan of MSC server based on blade cluster platform particularly. By the off l ine test and online test, the performance of MSC server based on BC platform is conf i rmed.

BC; MSC Servererver; ultra-large capacity

TN915

A

1008-5599（2013）09-0068-05

2013-06-20