MSC POOL技術在話務核心網中的應用研究

蘇 郁 劉國紅

[摘要]MSC POOL可提高設備資源利用率，加強網絡安全性。文章以國內第一個正式商用局為例，對其組網特性、技術方案、性能指標進行研究和分析，驗證了系統功能的有效性。

[關鍵詞]MSC POOL話務核心網Y型結構CP負荷VLR

3GPP標準規范的MSC Pool技術的出現，不僅能夠提升網絡的質量和客戶滿意度，還可以降低投資和運維成本；并能夠通過提高節點利用率的方式實現減少網絡節點數量和降低對機房與電力的配套需求之目的，符合節能減排的發展方向。

中國移動通信集團陜西有限公司緊密追蹤這一技術前沿，在延安率先進行國內首家(也是愛立信設備的全球第一個MSC Pool)試點，將這一技術正式商用。本文對此次工程的技術方案、測試內容、結果數據進行總結分析，為今后的應用推廣提供理論依據、積累經驗。

1MSC Pool基本概念

MSC Pool解決方案是基于3GPP TS23.236規范開發的、旨在提高核心網控制網元的運行效率和安全可靠性的解決方案。在3GPP TS23.236規范《Intra Domain Connection of RAN Nodes to Multipte CN Nodes》中，規定了核心網控制節點(MSC或MSC-S)以“資源池”方式工作的機制，打破了原有的無線接入網控制節點(BSC或RNC)與核心網控制節點(MSC或MSC-S)之間一對一的分區固定連接關系，實現了靈活的一對多的冗余連接控制關系。“資源池”是由多個MSC或MSC-S以資源共享的池組方式協同工作，共同控制一個較大服務區域內的所有BSC和RNC，實現A接口和Iu接口控制層面的邏輯全連接。

NNSF(Non-access-stratum Node Selection Function，非接入層節點選擇功能)，是MSC Pool實現資源共享和負載均衡的關鍵技術之一。按照3GPP TS23 236規范的要求，無線控制節點BSC或RNC必須支持NNSF功能，也就是說BSC或者RNC必須能夠支持定義多個目的信令點碼。并能夠根據MSC Pool內各MSC-S的相對容量因子將BSSAP信令(對于GSM網絡)或者RANAP信令(對于3G網絡)正確路由到不同的MSC-S。

2延安移動網絡實施MSC Pool的技術方案

陜西移動全網的端局已實現軟交換化，語音IP化承載程度也已經達100％，非常有利于MSC Pool的實施，具備了網內全IP承載的能力。具體組網方案如圖1所示：

2.1涉及網元

延安本地網愛立信MSC Pool初步計劃由愛立信軟交換設備(包括2套MSC-S，3套M-MGW(MGW：YANGM4、YANGM5、YANGM6，SEVER：YANGS4、YANGS5))、阿爾卡特朗訊BSC設備、華為BSC設備組成。共15個BSC，核心網設計話務量達到19800愛爾蘭，無線接入網設計話務量約為21417愛爾蘭。

2.2新增硬件設備及軟件功能

(1)MSC-S硬件

SLI/GARP板卡從3對增加為4對以提高SIGTRAN信令處理能力。

(2)MSC-S軟件

◆基本軟件擴容到20800SCC以應對一個MSC-S故障的情況：

◆VoIP軟件擴容到19800Erl以應對一個MSC-S故障的情況；

◆新增MSC Pool的增強、負載、重分配功能軟件。

(3)M-MGw軟件

◆MGW加載CNP5.1.5.0軟件補丁(包含MSC Pool Proxy功能)；

◆新增虛擬媒體網關功能軟件。

3割接及實施步驟(2009年6—8月)

考慮到MSC Pool項目實施的復雜度，同時為了最大限度地減小對現網業務的影響，我們制定了首先部署Y型結構、再現網升級、最后全網實施的分三個階段進行的延安MSC Pool詳細工程計劃，確保風險早發現、早控制、早解決。

3.1Y型結構MSc Pool

(1)新入網YANGM6(服務區域為富縣和甘泉縣)加載CNP5.1.5.0軟件補丁以支持MSC Pool Proxy功能；

(2)YANGS5和YANGM6啟用MSC Pool功能，同時現網YANGS4也啟用MSC Pool功能，與YANGM6下掛接的1個低話務負荷的華為BSC(YAH04)組成“1個BSC+1個M-MGw+2個MSC-S”的“Y”型結構MSC Pool；

(3)在輕載條件下驗證YANGM6的MSC Pool Proxy代理功能，確認華為BSC(YAH04)服務區內的用戶能夠按照預先設定的比例分別注冊到YANGS4和YANGS5上；

(4)根據中國移動MSC Pool測試規范的相關要求，全面測試MSC Pool各項功能；

(5)選擇YANGM6下掛接的2個阿朗BSC(YAA25、YAA36)加JXMSC Pool，組成“3個BSC+1個M-MGw+2個MSC-S”的“Y”型結構MSC Pool，并在中等話務負荷條件下驗證MSC Pool Proxy功能。

3.2現網MGW升級支持MPP功能

(1)現網YANGM5(服務區域為延安城郊)加載CNP5.1.5.0軟件補丁以支持MSC Pool Proxy功能，確認對現網業務沒有影響；

(2)選擇YANGM5下掛接的3個阿朗BSC(YAA05、YAA21、YAA24)配合修改信令數據加入MSC Pool，組成“8個BSC+2個M-MGw+2個MSC-S”的MSC Pool。

3.3全網MSC Pool

(1)現網YANGM4(服務區域為延安市區)加載CNP5 1.5.0軟件補丁以支持MSC Pool Proxy功能，確認對現網業務沒有影響；

(2)選擇YANGM4下掛接的2個阿朗BSC(YAA19、YAA38)配合修改信令數據加入MSC Pool，組成“13個BSC+2個M-MGw+2個MSC-S”的MSC Pool。

按照《中國移動2/3G融合MSC Pool試點測試規范》的要求相關測試項進行測試。總體來看：具備測試條件且不考慮可選項的共計82項，完全通過81項，通過率高達99％；具備測試條件且考慮可選項的共計99項，通過和部分通過85項，通過率達到86％。其中：

◆通過：81項，

◆部分通過：4項(全部為可選項)，

◆未通過：14項(其中13項為可選)，

◆不具備測試條件：76項。

4性能分析

4.1負載均衡

從2009年6月27日至8月9日的CP負荷統計數據可以看

出，在7月26日晚全部15個BSC加入MSC Pool后，YANGS4和YANGS5的CP負荷基本均衡，都在18％左右。

4.2均衡話務高峰，提高設備利用率

分別選取MSC Pool實施前(7月2日)和實施后(7月27日)兩天YANGS4和YANGS5的CP負荷統計數據，可以看出YANGS4的CP負荷峰值降低約7個百分點，YANGS5的忙時設備利用率提高約9個百分點，使得原來負責郊縣業務的YANGS5幫助負責城區業務的YANGS4分擔話務高峰成為可能，這將大大降低由于突發話務高峰造成交換系統擁塞的概率。

4.3MSC Pool內各MSC-S的開機用戶數趨同

從6月27日至8月9日的VLR開機用戶數統計數據可以看出，在7月26日晚全部15個BSC加入MSC Pool后，由于在M-MGW上設定的YANGS4和YANGS5的相對容量因子為1:1，因此YANGS4的開機用戶數從MSC Pool實施前的31萬降低到21萬，YANGS5的開機用戶數從MSC Pool實施前的11萬提高到21萬，YANGS4和YANGS5共同為整個MSC Pool服務區內的約42萬開機用戶提供服務。

4.4MSC Pool內各MSC-S的A接口中繼話務量趨于均衡

選取YANGS4和YANGS5從7月22日到8月9日每天8:00和22:00的A接口中繼話務量(TRUNKROUTE)統計數據進行分析，發現在7月26日晚全部15個BSC加入MSCPool后，YANGS4的A接口忙時話務量從7500愛爾蘭降低到4500愛爾蘭左右，YANGS5的A接口忙時話務量由2200愛爾蘭提高到4500愛爾蘭左右，由于開機用戶的均分以及用戶話務行為的統計平均分布而帶來的A接口話務量均衡的效果非常顯著。

4.5信令輕載

(1)MSC Pool內跨局位置更新減少

分別選取MSC Pool實施前(6月27日)和實施后(8月2日)兩天YANGS4和YANGS5在8:00的跨局位置更新統計數據進行分析。從分析結果可以看出，MSC Pool實施后，忙時每用戶跨局位置更新次數從0.14次降低到0.1.0次，下降了29％。

(2)MSC Pool內跨局切換減少

分別選取MSC Pool實施前(6月28日)和實施后(7月27日)兩天YANGS4和YANGS5在21:00的跨局切換統計數據進行分析，忙時局間切換出總次數和切換入總次數都下降了6％左右。

特別是YANGS4到YANGS5之間的跨局切換，從MSCPool實施前全天678次切換出和1005次切換入分別都下降為0次。說明MSC-S Pool內各MSC-S之間是不存在跨局切換的，這將使得跨局切換掉話率顯著下降。

(3)MSC Pool內移動性管理事件減少導致HLR負荷降低

由于MSC Pool實施后帶來的跨局位置更新和切換次數的顯著下降，導致MSC Pool內各MSC-S與HLR之間的移動性管理MAP信令交互減少，從而使得HLR的CP負荷降低。

以YANHLR2為例：MSC Pool實施后，YANHLR2的CP負荷峰值從7.10％下降到6.58％左右，下降幅度為7％，這意味著YANHLR2實際容量比原來提升了7％。

4.6優化系統指標

(1)系統話音接通率提高

從6月27日至8月9日的系統話音接通率統計數據可以看出，在7月20晚YANGM5下的BSC全部加入MSC Pool后，特別是在7月26日晚全部15個BSC都加入MSC Pool后，YANGS4和YANGS5的系統話音接通率指標都得到提升：YANGS4從不到70％提高到80％左右，YANGS5從65％左右提高到了78％。

(2)尋呼成功率未受顯著影響

MSC Pool實施后，由于整個MSC Pool服務區內所有15個BSC的LAC都變為YANGS4和YANGS5的內部LAC，如果二次尋呼方式仍采用全局尋呼的話，無線設備的尋呼負荷將大幅度提高；因此，一般在MSC Pool實施后需要把二次尋呼方式由全局尋呼改為本地尋呼(按照LAC尋呼)。

理論上來講，二次尋呼由全局尋呼改為本地尋呼后，可能會造成尋呼成功率的下降。但是從延安MSC Pool實施前后尋呼成功率統計數據來看，系統尋呼成功率指標基本沒有顯著變化。

(3)位置更新成功率未受顯著影響

從6月27日至8月9日的位置更新成功率統計數據可以看出，雖然在MSC Pool實施過程中YANGS5在個別時間段位置更新成功率略有下降，但是在7月26日晚全部15個BSC都加入MSC Pool后，由于跨局位置更新減少，YANGS4和YANGS5的位置更新成功率與MSC Pool實施前相比基本不變，保持在98.5％左右。

4.7容災備份自動接管

MSC Pool實施后，YANGM6同時受控于YANGS5和YANGS4，雖然YANGM6到YANGS5的信令連接中斷，但其到YANGS4的信令連接依然保持，因此YANGM6下所有BSC的業務將會被YANGS4全部自動接管。

綜上所述，愛立信軟交換MSC Pool延安試點項目的順利實施，一方面驗證了MSC Pool的預期效果、提升了網絡的性能指標，另一方面也積累了MSC Pool規劃設計和工程實施的寶貴經驗，為我們今后的大規模推廣和商用奠定了基礎。