应用MSC POOL 构建融合高效核心网络

刘鹤林

【摘 要】着2G/3G网络规模的不断扩大及通信设备高集成度，大容量的发展趋势，移动核心网的网络安全和设备利用已成为运营商关注的重点。MSC POOL就是基于这种理念产生的，是一种把多个MSC组成资源池，使用户能够共享池内所有MSC资源的先进核心网组网技术，有效地解决了2G和TD-SCDMA网络高效，可靠的问题。

【关键词】大容量；网络安全；资源池；核心网组网技术

0.概述

随着2G/3G网络规模的不断扩大及通信设备高集成度，大容量的发展趋势，移动核心网的网络安全和设备利用已成为运营商关注的重点。为了实现网络安全容灾、设备负荷的均衡利用和网络指标的提升、优化，采用2G/TD-SCDMA MSC POOL 及共LAC、精准呼叫、Mini—Flex等特色解决方案的研究和部署，有效地解决了上述难题，在实践中探索出2G和TD-SCDMA网络高效，可靠的运营之路。

1.MSC POOL的优势

借鉴IT行业在网络容灾方面的应用，不难发现，基于资源共享机制的分布式网络自容灾是容灾技术发展的趋势。由于分布式架构避免了地区性灾害或突发事件对整个网络的破坏，资源共享机制又具有有效利用整个网络的能力，从而达到网络效率最大化。

MSC POOL就是基于这种理念产生的，是一种把多个MSC组成资源池，使用户能够共享池内所有MSC资源的先进核心网组网技术，自2001年纳入标准规范以来，其高可靠性一直被电信行业关注和认同。

基于MSC POOL的容灾方案，可以保证一旦池中某个MSC受到损坏或过载后，其他交换机可以立刻接管故障的MSC用户。同时，用户在MSC POOL覆盖区域内移动，将不再发生位置更新和切换，可以大幅减少网元间的信令交互，降低对信令网的冲击。面对大话务量的冲击，MSC POOL的交换机设备可以进行负荷均衡分担，有效避免了部分交换机设备因为业务超过最大容量导致拥塞，而部分交换机设备资源仍处于空闲状态。

MSC POOL的容灾功能是由每个池内交换机负荷分担完成的，网络容量将是所有池内交换机容量总和，充分利用了冗余配置的容量资源，提高了对网络对突发话务量的吸收处理能力。同时，最大化地利用网络的容量资源，解决了网络资源利用不均衡的问题。

2.石家庄移动核心网络面临的挑战

2.1现网缺乏有效的容灾方式

石家庄作为省会城市，各移动软交换端局均无备份机制，因此随着网络规模的不断扩大，设备容量的不断增加，网络容灾方案至关重要。

2.2潮汐效应导致设备负荷不均且利用率低

通过对现网覆盖市区及郊区的端局话务量统计，发现峰值分别集中在18：00-19：00和21：00-22：00，且同一时间内出现容灾话务不均衡现象，即部分网元负荷较高，而部分网元负荷较低。市区和县区的话务分布存在差异，现网端局的实装率也不均衡。

2.3 2G/3G网络的切换问题

目前石家庄移动在市区已经完成3G网络的部署，但由于2G和TD-SCDMA网络之间切换掉话严重，为避免切换将RNC均挂在同一个Server，3G负荷集中于1台设备。

3.MSC POOL特色融合方案从容应对挑战

面对容灾、负荷不均，3G负荷集中的问题，石家庄移动采用了华为MSC POOL 特色融合方案对现网进行规划改造，以提高网络负荷的均衡性，实现核心网设备的多层容灾，优化网络的整体性能。

3.1 MGW实现具有NNSF功能的TD-SCDMA/GSM融合MSC POOL

石家庄移动核心网设备已经完成全网软交换及IP化的改造。借助IP传输技术的全互通、高带宽、低成本，再加上基于软交换和IP传输的MSC POOL 组网，大幅减少了对TDM传输资源的需求，降低实际部署成本。

2009年，石家庄移动在市区完成北电老旧BSC的替换情况，但县区仍存在大量老旧设备尚未更替，这些老旧设备无法支持NNSF功能。因此，现网采用了基于MGW分发兼容异厂商接入网混合组POOL 的部署方案。MGW上集中实现了业务分发和电路管理功能，无需对无线接入网进行任何升级改造。“无线网不用动”节省了升级替换BSC带来的投资成本，也方便了组网方案的实际规划部署。同时华为MGW侧分发的负荷控制方案中，Server可以动态向MGW反馈其负荷分担情况。根据反馈结果调整NNSF算法，实现负荷的自动均衡控制。

3.2 Mini—Flex实现MGW的设备级保护

MSC POOL实现了Server的设备级容灾，但对于覆盖市区等重要区域的MGW来说安全性也同样需要关注。因此在MSC POOL方案的基础上加入了Mini—Flex方案。对于覆盖市区的局点采用BSC双接入MGW的方式实现MGW的设备容灾。

3.3 MSC POOL叠加TD-SCDMA/GSM共LAC方案，减少系统间位置更新

所谓共LAC是指2G和3G混合建网时，规划配置相同的LAC；异LAC是指2G和3G混合建网时，2G和3G规划配置不同的LAC。

LAC标识LAI由MCC、MNC和LAC组成。LAI是指UE在不更新VLR的情况下可以自由移动的区域。对CS域业务来说，CN使用LAI识别UE（RRC-Idle模式下，网络使用与CN有关的标识来识别UE）。一个LAC可以涵盖多个小区。由该定义可知，当几个MSC共用一个VLR时，LAC是可以跨MSC区的。在目前实现中，大都采用一个MSC捆绑一个VLR的方式，因此LAI可以跨RNC区，但不可以跨MSC区，一个MSC区中可以配置多个LAI。

采用共LAC区后可以有效解决上述问题，满足地理位置和LAC一对应的关系，也满足TD-SCDMA网络各阶段下对寻呼的支持能力。这是共LAC规划带来的最大好处。

通过对石家庄移动现网TD-SCDMA和GSM无线侧的LAC区协同规划并在核心网侧进行相关数据配置，在MSC POOL组网的基础上叠加共LAC方案，有效的缩短了MSC POOL中系统间重选的平均时延，保证了用户的业务感知。

3.4精准呼叫实现共LAC下TD-SCDMA寻呼效率的有效提升

在2G/TD-SCDMA共LAC的场景下，手机在同一LAC的2G/TD-SCDMA网络下迁移时，虽然接入的无线网络发生了变化，但是由于位置区并未改变，所以并不会产生位置更新。这也是共LAC方式当前受到关注的主要原因。

通过分析部署了精准呼叫方案：手机在位置更新或者通话时将上报Class Mark，交换机对Class Mark每次上报都会进行更新；在共LAC的位置区下发寻呼过程中，交换机将根据此判断手机是否为GSM单模手机，如果是GSM单模手机，则Page只向BSC下寻呼，否则向BSC和RNC同时下发寻呼。该方案通过判断手机所处无线网络类型，并在此无线网络中下发寻呼，可以有效减少寻呼负荷，从而减小共LAC带来的不利影响，在最大程度上提高了网络的寻呼率。

4.结束语

石家庄移动通过对现有核心网问题的深入分析，结合华为2G/TD-SCDMA融合MSC POOL及Mini—Flex、共LAC、精准寻呼一系列特色解决方案对现网进行改造。最终实现了核心网络的多层平滑容灾和负荷均衡，提高了网络应急能力，同时保证了2G/3G网络指标的有效提升，提高了网络寻呼成功率，减少了网路寻呼负荷，对运营商而言，选择成熟优化的解决方案，将大大降低MSC POOL部署时从网络规划到业务运维各阶段的风险，真正构建一张“无忧高效”的核心网络。