孫志剛　姜金池

【摘要】 隨著通信技術(shù)的不斷發(fā)展，電信運(yùn)營商的核心網(wǎng)絡(luò)正在經(jīng)歷著翻天覆地的變化。在3G軟交換時(shí)代，核心網(wǎng)通過引入A/Iu-Flex技術(shù)，將傳統(tǒng)軟交換網(wǎng)絡(luò)改造成MSC POOL網(wǎng)絡(luò)，極大地提升了通信網(wǎng)絡(luò)的各項(xiàng)性能。本文從技術(shù)原理、組網(wǎng)設(shè)計(jì)等方面入手，對(duì)MSC POOL技術(shù)進(jìn)行了深入研究。

【關(guān)鍵字】 軟交換 MSC POOL 改造 代理NNSF

當(dāng)前，各大電信運(yùn)營商的3G核心網(wǎng)絡(luò)都已采用軟交換設(shè)備。但是，傳統(tǒng)的軟交換網(wǎng)絡(luò)由于采用了獨(dú)立的組網(wǎng)方式，這使其在提高網(wǎng)絡(luò)利用率、降低綜合運(yùn)營成本等方面存在缺陷。而通過組建MSC POOL網(wǎng)絡(luò)，則可以合理的避免這些問題。

一、傳統(tǒng)通信網(wǎng)絡(luò)的弊端

傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)通常以MSC為單位組網(wǎng)，每臺(tái)交換機(jī)獨(dú)立覆蓋某一區(qū)域。這就使其在應(yīng)對(duì)潮汐效應(yīng)和容災(zāi)備份等問題上存在安全隱患。由于移動(dòng)用戶具有隨機(jī)移動(dòng)性，這就使得移動(dòng)通信網(wǎng)存在“潮汐效應(yīng)”——大規(guī)模用戶的移動(dòng)會(huì)造成網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷的劇烈變化。對(duì)于潮汐現(xiàn)象明顯的交換機(jī)，不同的信令和中繼板卡會(huì)出現(xiàn)高負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)情況，影響設(shè)備正常運(yùn)行。

在容災(zāi)方面，如果某臺(tái)交換機(jī)出現(xiàn)故障，相關(guān)區(qū)域下的用戶都會(huì)受到影響。即使采用了N+1方式進(jìn)行容災(zāi)備份，也會(huì)受限于備用交換機(jī)運(yùn)行狀態(tài)、維護(hù)人員技術(shù)水平等因素。

二、MSC POOL技術(shù)原理

MSC POOL技術(shù)即A/Iu-Flex技術(shù)，它是在3G R5版本中被引入到CS域核心網(wǎng)的一項(xiàng)全新技術(shù)。簡(jiǎn)單地講，MSC POOL就是將相鄰區(qū)域內(nèi)多臺(tái)MSC互相連接，組成一個(gè)軟交換池組，區(qū)域內(nèi)所有的BSC通過A接口接入到MSC POOL中，并與多個(gè)MSC連接，從而由多個(gè)MSC動(dòng)態(tài)地為池內(nèi)所有BSC提供服務(wù)。

這里，涉及到MSC POOL技術(shù)的幾個(gè)重要概念。

2.1 MSC池和MSC池區(qū)

MSC池是指某區(qū)域內(nèi)所有交換機(jī)組成的MSC POOL，而MSC池所服務(wù)的區(qū)域則被稱為MSC池區(qū)，即MSC POOL 下BSC和RNC所覆蓋的區(qū)域。

2.2 虛擬媒體網(wǎng)關(guān)

為了簡(jiǎn)化網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，避免組POOL時(shí)對(duì)現(xiàn)網(wǎng)設(shè)備進(jìn)行過多的改動(dòng)，MSC POOL允許把一個(gè)實(shí)體MGW在軟件層面分離成若干個(gè)虛擬VMGW。通過VMGW技術(shù)，每個(gè)BSC只需要與POOL內(nèi)一對(duì)或者一個(gè)MGW有物理連接即可。BSC通過VMGW與POOL內(nèi)每個(gè)MSC實(shí)現(xiàn)信令連接。

2.3 TMSI和NRI

TMSI，臨時(shí)用戶標(biāo)識(shí)，是由網(wǎng)絡(luò)分配給所有登記到設(shè)備上的合法用戶的一個(gè)臨時(shí)性標(biāo)識(shí)，用于替代IMSI。

TMSI的標(biāo)準(zhǔn)長度為32bit，其中第23-14bit用于網(wǎng)絡(luò)資源標(biāo)識(shí)，即NRI。NRI是MSC POOL技術(shù)中最關(guān)鍵的參數(shù)之一。當(dāng)用戶第一次進(jìn)入MSC POOL網(wǎng)絡(luò)時(shí)，它會(huì)登記到POOL內(nèi)某一個(gè)MSC上。對(duì)應(yīng)的MSC會(huì)為該用戶分配一個(gè)新的TMSI，其中就包括本局的NRI信息。BSC通過NRI信息，將與其相關(guān)業(yè)務(wù)路由到NRI對(duì)應(yīng)的MSC上。

2.4 NNSF功能

NNSF 是指NAS節(jié)點(diǎn)選擇功能。在MSC POOL網(wǎng)絡(luò)中，為了實(shí)現(xiàn)移動(dòng)用戶選擇向其提供服務(wù)的MSC設(shè)備，由MGW或者BSC/RNC實(shí)現(xiàn)對(duì)NRI的識(shí)別和判斷。

三、MSC POOL組網(wǎng)研究

作為一種全新的組網(wǎng)方式，MSC POOL網(wǎng)絡(luò)與傳統(tǒng)交換網(wǎng)絡(luò)有較大的區(qū)別。MSC POOL網(wǎng)絡(luò)在切換、負(fù)荷分擔(dān)和用戶遷移等方面均有明顯的優(yōu)勢(shì)。

3.1切換原理

獨(dú)立交換機(jī)組建MSC POOL后，原有的局間切換都變?yōu)镻OOL內(nèi)切換，本地網(wǎng)絡(luò)的切換量將會(huì)有大幅度下降。只有用戶移出或移入MSC POOL，才會(huì)發(fā)生傳統(tǒng)意義上的局間切換，極大的降低了網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷，有效提升了用戶感知。

3.2負(fù)荷分擔(dān)

NNSF功能實(shí)體根據(jù)各交換機(jī)的當(dāng)前負(fù)荷情況，將新用戶動(dòng)態(tài)的分配到負(fù)荷較低的MSC上，被稱為常規(guī)負(fù)荷分擔(dān)。當(dāng)POOL內(nèi)交換機(jī)出現(xiàn)宕機(jī)或者其他嚴(yán)重故障時(shí)，登記在該交換機(jī)下的用戶通過主被叫或者周期性位置更新方式，自動(dòng)登記到正常的交換機(jī)下。實(shí)現(xiàn)異常情況下的負(fù)荷分擔(dān)。

3.3用戶遷移

通過給MSS下發(fā)負(fù)荷重分配指令，實(shí)現(xiàn)特定MSS上空閑狀態(tài)用戶的遷移，以達(dá)到對(duì)POOL內(nèi)MSS負(fù)荷進(jìn)行均衡的目的。用戶遷移通?？梢詰?yīng)用到以下場(chǎng)景：日常維護(hù)（如重大升級(jí)導(dǎo)致用戶分配不均），故障恢復(fù)和POOL網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)調(diào)整（如新增或減少M(fèi)SS）。

四、結(jié)束語

通過采用MSC POOL技術(shù)，傳統(tǒng)的通信網(wǎng)絡(luò)發(fā)生了革命性的變化。相對(duì)于傳統(tǒng)的軟交換網(wǎng)絡(luò)，MSC POOL組網(wǎng)具有網(wǎng)絡(luò)容量大、負(fù)荷分擔(dān)靈活、自動(dòng)容災(zāi)備份、維護(hù)簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)。

在實(shí)際組網(wǎng)操作中，需要根據(jù)現(xiàn)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)規(guī)模、設(shè)備特點(diǎn)等合理選擇組網(wǎng)方式和相關(guān)技術(shù)參數(shù)，從而更加有效的發(fā)揮MSC POOL網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)優(yōu)勢(shì)。

參 考 文 獻(xiàn)

[1] 郎為民.軟交換體系結(jié)構(gòu)研究. 數(shù)字通信世界， 2007年2期

[2] 崔紅莉.軟交換容災(zāi)技術(shù)在移動(dòng)通信網(wǎng)中應(yīng)用研究. 南京郵電大學(xué)，2012年