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大唐移动全场景下池化组组网解决方案

发布时间:2021-01-20 05:05:02 阅读: 来源:刻线机厂家

前言

随着网络规模的不断扩大,TD-SCDMA网络与GSM网络之间的切换越多,两网间切换成功率低,两网互操作问题凸显,同时网络对核心网设备的利用率以及安全性的要求也越来越高。

大唐移动作为无线接入网的领军企业,积极响应客户需求,率先实现了对2G、3G全场景下池组化(MSC POOL)组网解决方案进行了详细分析与测试。使核心网组网从传统的基于以节点为单位进行的网络规划、运维管理模式上升为从整个核心网层面统一考虑网络规划和运维管理。MSC POOL技术有效解决了传统核心网组网模式所不能解决的多个网络难题。

MSC POOL解决方案实现机制

与传统BSC/RNC与MSC一对一的固定控制关系不同,MSC POOL是把若干个和BSC/RNC相连的MSC放在一个池内,组成一个大的服务区域。通过引入MSC POOL将传统网络结构变为MSC资源池结构。池内的BSC/RNC受控于池内所有MSC,池内的MSC为整个大服务区域服务,如图1所示,在资源池结构里,所有的MSC同时服务,无需存在一个独立的、备份的、不处理业务的MSC。一旦有一个MSC出现故障,MSC POOL内其他正常工作的MSC按照各自的容量比例共同接管故障MSC的业务。

图1:MSC POOL解决方案机制

MSC POOL方案实现涉及到一个关键参数和一个关键功能,关键参数是指网络资源表示(NRI),关键功能是指节点选择功能(NNSF)。根据应用场景对实际组网的不同要求,大唐移动MSC POOL联合解决方案可以灵活的将NNSF功能部署在核心网域或无线接入网域的不同网元上,并可根据网络容量的不同灵活配置NRI。在某省进行的两个阶段MSC POOL外场技术验证充分验证了联合解决方案在功能及组网上的优势。

MSC POOL应用意义

MSC POOL的应用具有多种优势亮点:

提升网络整体性能

1)话务负荷分担,均衡潮汐话务

在没有采用MSC Pool的网络中,一天内,随着用户有规律的方向性流动,会导致某些MSC在某些时间内出现CP负荷和话务量高峰,在各MSC之间呈现出不平衡的状态。传统MSC容量设计时,为使MSC满足业务要求,按可能的最大容量进行设计,这导致了MSC资源的浪费。在使用MSC POOL解决方案时,任何时刻,BSC和RNC都能够根据Pool中每个MSC服务器的负荷,把话务量分配到不同的MSC服务器,这样可以使容量利用率达到最高。

2)实现2G/3G融合组网

中国移动现网面临TD-SCDMA网络和GSM网络两网间切换成功率较低,两网互操作问题突出的问题,中国移动正在和各设备厂商一起设备解决这些问题,要求各厂商从减少TD-SCDMA和GSM两网的切换、重选等流程或信令时延,提升互操作性能方面考虑更多有效的解决方案,以适应未来两网融合的发展趋势。

采用MSC POOL技术后,一个池域内的多个核心网节点提供的服务域范围扩大了,减少了核心网节点间的位置更新、切换和重定位次数,因此减少了位置更新消息流量,使2G/3G切换和位置更新时延降低、TD-SCDMA呼叫接通率提高、TD-SCDMA切换成功率提高,有效提升了2G/3G网络的互操作性能,有利于中国移动精品网络的实现。

3)减小切换时延

Pool内各个MSC服务器之间没有MSC间切换,所以MSC间切换只有边界MSC与Pool外MSC的切换,大大降低了MSC间切换的次数,进而降低了信令负荷,提升网络性能。

引入MSC POOL后,用户在Pool内漫游时,将不再有局间的切换和局间的位置更新。这降低了软交换机之间和HLR之间的信令负荷,进而提升整个软交换和HLR的容量。

引入MSC POOL后交换系统和无线系统接通率对比发现,Pool实施后,网络整体系统接通率有所提升。这主要与Pool实施后,Pool内节点共享网络资源,避免单一节点话务拥塞造成的接通率下降,以及大量的局间切换转换为局内切换,减少信令交互的流程等有关。均衡突发话务高峰,实现冗余备份保障机制突发事件导致单一MSC服务器负担的话务量激增。MSC Pool可以平衡尖峰效应,实现网络级的冗余备份机制。

2、核心网容灾

随着移动通信的高速发展,“少局所、大容量、高集成”成为通信设备的发展方向。高集成度通信设备一方面节约运营成本,但另一方面也增大了运营风险。此外,近年来各种自然灾害,如冰灾、地震等对通信网络的影响也越来越大。容灾是提高网络持续服务能力的关键手段,在防止自然灾害、紧急故障、设备异常等方面起着重要的作用。建立有效地应急方案,提高网络的抗灾能力和持续服务能力,对于中国移动来讲具有重要的意义。

从分层结构上看,容灾可以分为Iub/Abis接口容灾、Iu/A接口容灾、核心网内部容灾3种。

一级容灾:Iub/Abis容灾,采用基站割接;

二级容灾:Iu/A容灾,采用RNC/BSC割接;

三级容灾:核心网内部容灾,采用Pool技术

Abis/Iub容灾技术的关键点是基站割接,当核心网(如MSC服务器或MGW)发生故障时,将Node B(或基站BTS)割接到其他正常的RNC或BSS。这种容灾技术比较简单、操作容易,但缺点是工作量大,只能保障热点和重点小区。

Iu/A接口容灾是将RNC/BSC,整体割接到正常的核心网上。这种应急方式可以覆盖所有小区。在启用容灾功能时,需要将A/Iu接口设备重新指向新的MSC,因此研究快速割接技术成为关键。

核心网内部容灾是指采用MSC Pool技术等,自动将故障区的业务倒换到本Pool区的其他MSC上。这种技术在3GPP TS23.236中有详细描述,从理论上分析,Pool技术比较合适Iu/A接口完全IP化得场景。现阶段Iu/A接口仍然采用TDM/ATM承载模式,如果组Pool的话,端口资源利用率不高。

外场技术验证情况

大唐移动先后进行了为期3个月包含功能、性能两个阶段的MSC POOL外场技术验证, 并通过测试主要完成了以下几方面目标的外场验证,具体为:

1)验证MSC POOL组网下现有(2/3G)业务的支持情况

2)验证MSC POOL引入的特性功能

3)验证MSC POOL异厂家组网的可行性

4)验证MSC POOL引入的优势

通过此次测试,达成了测试预期的目标,验证了MSC POOL组网的优势,充分证明了该解决方案的先进性和可行性,为后续中国移动MSC POOL商用提供了坚实的依据。

MSC POOL组网建议

通过两个阶段的联合测试,可以充分证明MSC POOL有着很强的实用性,无论在现有的2G、3G网络还是在后续的TD-LTE网络建设中,都有着广泛的应用场景。根据两个阶段的实际组网经验,我们提出如下的MSC POOL组网建议:

1、每个Pool覆盖的区域最好为连续覆盖区域。各个Pool的用户话务分布要尽量均衡,例如:既有话务密集区又有低话务区域;既有商务区又有居住区;相邻Pool间的无线区域划分避免在公路、铁路等用户频繁移动的区域分割。

2、相邻Pool的NRI分配避免重复。NRI作为Pool内服务器的识别标识,如果在相邻Pool间发生重复,用户从一个Pool进入到另一个Pool时,不再重新按负荷均衡的原则重新分配至另一个Pool内的服务器上,导致负荷不均。因此,从长远来看,NRI的分配计划,需要从移动网络整体进行规划。

3、网络IP化建设要积极推进。IP化得不断深入,将使未来Pool的建设和扩展更加简便易行,这也是移动网络迈向目标网络的,必经之路。

4、3G网络建设初期,3G网络覆盖不会像2G覆盖那样好,2G/3G共核心网组Pool将会减少更多的2G/3G之间不必要的系统切换和位置更新,进而对3G网络的质量也有提升作用。

结论

MSCPool是面向未来的先进组网方案,能有效提高网络抗冲击能力,平衡话务,提高网络质量和安全性,这对规模巨大的中国移动网络来说更是意义重大。在现阶段,3G网络仍处在建设初、中期,3G网络的覆盖质量还没有达到2G网络的覆盖水平。在这个阶段,共核心网组POOL还会减少更多的2G/3G之间不必要的系统切换和位置更新,对提升3G网络的质量也具有重要的现实意义。通过广州外场功能、性能两个阶段的技术验证,MSC POOL功能的技术优势已经充分体现。同时,随着网络IP化进程的不断加快,将使未来POOL的建设和扩展更加简单易行,这也是移动网络迈向目标网络的必经之路。

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