應(yīng)用MSC POOL 構(gòu)建融合高效核心網(wǎng)絡(luò)

劉鶴林

【摘 要】著2G/3G網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的不斷擴(kuò)大及通信設(shè)備高集成度，大容量的發(fā)展趨勢(shì)，移動(dòng)核心網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)安全和設(shè)備利用已成為運(yùn)營(yíng)商關(guān)注的重點(diǎn)。MSC POOL就是基于這種理念產(chǎn)生的，是一種把多個(gè)MSC組成資源池，使用戶能夠共享池內(nèi)所有MSC資源的先進(jìn)核心網(wǎng)組網(wǎng)技術(shù)，有效地解決了2G和TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)高效，可靠的問題。

【關(guān)鍵詞】大容量；網(wǎng)絡(luò)安全；資源池；核心網(wǎng)組網(wǎng)技術(shù)

0.概述

隨著2G/3G網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的不斷擴(kuò)大及通信設(shè)備高集成度，大容量的發(fā)展趨勢(shì)，移動(dòng)核心網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)安全和設(shè)備利用已成為運(yùn)營(yíng)商關(guān)注的重點(diǎn)。為了實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)安全容災(zāi)、設(shè)備負(fù)荷的均衡利用和網(wǎng)絡(luò)指標(biāo)的提升、優(yōu)化，采用2G/TD-SCDMA MSC POOL 及共LAC、精準(zhǔn)呼叫、Mini—Flex等特色解決方案的研究和部署，有效地解決了上述難題，在實(shí)踐中探索出2G和TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)高效，可靠的運(yùn)營(yíng)之路。

1.MSC POOL的優(yōu)勢(shì)

借鑒IT行業(yè)在網(wǎng)絡(luò)容災(zāi)方面的應(yīng)用，不難發(fā)現(xiàn)，基于資源共享機(jī)制的分布式網(wǎng)絡(luò)自容災(zāi)是容災(zāi)技術(shù)發(fā)展的趨勢(shì)。由于分布式架構(gòu)避免了地區(qū)性災(zāi)害或突發(fā)事件對(duì)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的破壞，資源共享機(jī)制又具有有效利用整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的能力，從而達(dá)到網(wǎng)絡(luò)效率最大化。

MSC POOL就是基于這種理念產(chǎn)生的，是一種把多個(gè)MSC組成資源池，使用戶能夠共享池內(nèi)所有MSC資源的先進(jìn)核心網(wǎng)組網(wǎng)技術(shù)，自2001年納入標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范以來(lái)，其高可靠性一直被電信行業(yè)關(guān)注和認(rèn)同。

基于MSC POOL的容災(zāi)方案，可以保證一旦池中某個(gè)MSC受到損壞或過載后，其他交換機(jī)可以立刻接管故障的MSC用戶。同時(shí)，用戶在MSC POOL覆蓋區(qū)域內(nèi)移動(dòng)，將不再發(fā)生位置更新和切換，可以大幅減少網(wǎng)元間的信令交互，降低對(duì)信令網(wǎng)的沖擊。面對(duì)大話務(wù)量的沖擊，MSC POOL的交換機(jī)設(shè)備可以進(jìn)行負(fù)荷均衡分擔(dān)，有效避免了部分交換機(jī)設(shè)備因?yàn)闃I(yè)務(wù)超過最大容量導(dǎo)致?lián)砣?，而部分交換機(jī)設(shè)備資源仍處于空閑狀態(tài)。

MSC POOL的容災(zāi)功能是由每個(gè)池內(nèi)交換機(jī)負(fù)荷分擔(dān)完成的，網(wǎng)絡(luò)容量將是所有池內(nèi)交換機(jī)容量總和，充分利用了冗余配置的容量資源，提高了對(duì)網(wǎng)絡(luò)對(duì)突發(fā)話務(wù)量的吸收處理能力。同時(shí)，最大化地利用網(wǎng)絡(luò)的容量資源，解決了網(wǎng)絡(luò)資源利用不均衡的問題。

2.石家莊移動(dòng)核心網(wǎng)絡(luò)面臨的挑戰(zhàn)

2.1現(xiàn)網(wǎng)缺乏有效的容災(zāi)方式

石家莊作為省會(huì)城市，各移動(dòng)軟交換端局均無(wú)備份機(jī)制，因此隨著網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，設(shè)備容量的不斷增加，網(wǎng)絡(luò)容災(zāi)方案至關(guān)重要。

2.2潮汐效應(yīng)導(dǎo)致設(shè)備負(fù)荷不均且利用率低

通過對(duì)現(xiàn)網(wǎng)覆蓋市區(qū)及郊區(qū)的端局話務(wù)量統(tǒng)計(jì)，發(fā)現(xiàn)峰值分別集中在18：00-19：00和21：00-22：00，且同一時(shí)間內(nèi)出現(xiàn)容災(zāi)話務(wù)不均衡現(xiàn)象，即部分網(wǎng)元負(fù)荷較高，而部分網(wǎng)元負(fù)荷較低。市區(qū)和縣區(qū)的話務(wù)分布存在差異，現(xiàn)網(wǎng)端局的實(shí)裝率也不均衡。

2.3 2G/3G網(wǎng)絡(luò)的切換問題

目前石家莊移動(dòng)在市區(qū)已經(jīng)完成3G網(wǎng)絡(luò)的部署，但由于2G和TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)之間切換掉話嚴(yán)重，為避免切換將RNC均掛在同一個(gè)Server，3G負(fù)荷集中于1臺(tái)設(shè)備。

3.MSC POOL特色融合方案從容應(yīng)對(duì)挑戰(zhàn)

面對(duì)容災(zāi)、負(fù)荷不均，3G負(fù)荷集中的問題，石家莊移動(dòng)采用了華為MSC POOL 特色融合方案對(duì)現(xiàn)網(wǎng)進(jìn)行規(guī)劃改造，以提高網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷的均衡性，實(shí)現(xiàn)核心網(wǎng)設(shè)備的多層容災(zāi)，優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)的整體性能。

3.1 MGW實(shí)現(xiàn)具有NNSF功能的TD-SCDMA/GSM融合MSC POOL

石家莊移動(dòng)核心網(wǎng)設(shè)備已經(jīng)完成全網(wǎng)軟交換及IP化的改造。借助IP傳輸技術(shù)的全互通、高帶寬、低成本，再加上基于軟交換和IP傳輸?shù)腗SC POOL 組網(wǎng)，大幅減少了對(duì)TDM傳輸資源的需求，降低實(shí)際部署成本。

2009年，石家莊移動(dòng)在市區(qū)完成北電老舊BSC的替換情況，但縣區(qū)仍存在大量老舊設(shè)備尚未更替，這些老舊設(shè)備無(wú)法支持NNSF功能。因此，現(xiàn)網(wǎng)采用了基于MGW分發(fā)兼容異廠商接入網(wǎng)混合組POOL 的部署方案。MGW上集中實(shí)現(xiàn)了業(yè)務(wù)分發(fā)和電路管理功能，無(wú)需對(duì)無(wú)線接入網(wǎng)進(jìn)行任何升級(jí)改造。“無(wú)線網(wǎng)不用動(dòng)”節(jié)省了升級(jí)替換BSC帶來(lái)的投資成本，也方便了組網(wǎng)方案的實(shí)際規(guī)劃部署。同時(shí)華為MGW側(cè)分發(fā)的負(fù)荷控制方案中，Server可以動(dòng)態(tài)向MGW反饋其負(fù)荷分擔(dān)情況。根據(jù)反饋結(jié)果調(diào)整NNSF算法，實(shí)現(xiàn)負(fù)荷的自動(dòng)均衡控制。

3.2 Mini—Flex實(shí)現(xiàn)MGW的設(shè)備級(jí)保護(hù)

MSC POOL實(shí)現(xiàn)了Server的設(shè)備級(jí)容災(zāi)，但對(duì)于覆蓋市區(qū)等重要區(qū)域的MGW來(lái)說(shuō)安全性也同樣需要關(guān)注。因此在MSC POOL方案的基礎(chǔ)上加入了Mini—Flex方案。對(duì)于覆蓋市區(qū)的局點(diǎn)采用BSC雙接入MGW的方式實(shí)現(xiàn)MGW的設(shè)備容災(zāi)。

3.3 MSC POOL疊加TD-SCDMA/GSM共LAC方案，減少系統(tǒng)間位置更新

所謂共LAC是指2G和3G混合建網(wǎng)時(shí)，規(guī)劃配置相同的LAC；異LAC是指2G和3G混合建網(wǎng)時(shí)，2G和3G規(guī)劃配置不同的LAC。

LAC標(biāo)識(shí)LAI由MCC、MNC和LAC組成。LAI是指UE在不更新VLR的情況下可以自由移動(dòng)的區(qū)域。對(duì)CS域業(yè)務(wù)來(lái)說(shuō)，CN使用LAI識(shí)別UE（RRC-Idle模式下，網(wǎng)絡(luò)使用與CN有關(guān)的標(biāo)識(shí)來(lái)識(shí)別UE）。一個(gè)LAC可以涵蓋多個(gè)小區(qū)。由該定義可知，當(dāng)幾個(gè)MSC共用一個(gè)VLR時(shí)，LAC是可以跨MSC區(qū)的。在目前實(shí)現(xiàn)中，大都采用一個(gè)MSC捆綁一個(gè)VLR的方式，因此LAI可以跨RNC區(qū)，但不可以跨MSC區(qū)，一個(gè)MSC區(qū)中可以配置多個(gè)LAI。

采用共LAC區(qū)后可以有效解決上述問題，滿足地理位置和LAC一對(duì)應(yīng)的關(guān)系，也滿足TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)各階段下對(duì)尋呼的支持能力。這是共LAC規(guī)劃帶來(lái)的最大好處。

通過對(duì)石家莊移動(dòng)現(xiàn)網(wǎng)TD-SCDMA和GSM無(wú)線側(cè)的LAC區(qū)協(xié)同規(guī)劃并在核心網(wǎng)側(cè)進(jìn)行相關(guān)數(shù)據(jù)配置，在MSC POOL組網(wǎng)的基礎(chǔ)上疊加共LAC方案，有效的縮短了MSC POOL中系統(tǒng)間重選的平均時(shí)延，保證了用戶的業(yè)務(wù)感知。

3.4精準(zhǔn)呼叫實(shí)現(xiàn)共LAC下TD-SCDMA尋呼效率的有效提升

在2G/TD-SCDMA共LAC的場(chǎng)景下，手機(jī)在同一LAC的2G/TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)下遷移時(shí)，雖然接入的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)發(fā)生了變化，但是由于位置區(qū)并未改變，所以并不會(huì)產(chǎn)生位置更新。這也是共LAC方式當(dāng)前受到關(guān)注的主要原因。

通過分析部署了精準(zhǔn)呼叫方案：手機(jī)在位置更新或者通話時(shí)將上報(bào)Class Mark，交換機(jī)對(duì)Class Mark每次上報(bào)都會(huì)進(jìn)行更新；在共LAC的位置區(qū)下發(fā)尋呼過程中，交換機(jī)將根據(jù)此判斷手機(jī)是否為GSM單模手機(jī)，如果是GSM單模手機(jī)，則Page只向BSC下尋呼，否則向BSC和RNC同時(shí)下發(fā)尋呼。該方案通過判斷手機(jī)所處無(wú)線網(wǎng)絡(luò)類型，并在此無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中下發(fā)尋呼，可以有效減少尋呼負(fù)荷，從而減小共LAC帶來(lái)的不利影響，在最大程度上提高了網(wǎng)絡(luò)的尋呼率。

4.結(jié)束語(yǔ)

石家莊移動(dòng)通過對(duì)現(xiàn)有核心網(wǎng)問題的深入分析，結(jié)合華為2G/TD-SCDMA融合MSC POOL及Mini—Flex、共LAC、精準(zhǔn)尋呼一系列特色解決方案對(duì)現(xiàn)網(wǎng)進(jìn)行改造。最終實(shí)現(xiàn)了核心網(wǎng)絡(luò)的多層平滑容災(zāi)和負(fù)荷均衡，提高了網(wǎng)絡(luò)應(yīng)急能力，同時(shí)保證了2G/3G網(wǎng)絡(luò)指標(biāo)的有效提升，提高了網(wǎng)絡(luò)尋呼成功率，減少了網(wǎng)路尋呼負(fù)荷，對(duì)運(yùn)營(yíng)商而言，選擇成熟優(yōu)化的解決方案，將大大降低MSC POOL部署時(shí)從網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃到業(yè)務(wù)運(yùn)維各階段的風(fēng)險(xiǎn)，真正構(gòu)建一張“無(wú)憂高效”的核心網(wǎng)絡(luò)。