SGSN Pool規劃關鍵指標研究

陳靜霞，王計艷，鄭直，邱鈞

（1 北京中通海科技有限公司, 北京 100080; 2 中國移動通信集團設計院有限公司, 北京100080）

1 背景

在核心網絡中采用SGSN Pool技術具有提高設備利用率、節省信令開銷、減少局間切換以及提高網絡性能等許多方面的優勢。本文針對SGSN Pool現網部署涉及的關鍵指標的規劃進行探討，本研究成果可直接指導各區域中心SGSN Pool的部署方案，并在未來核心網絡建設中起到指導作用。

2 SGSN Pool總體規劃原則

總體規劃原則如下：

（1）一步規劃分步實施原則：在進行規劃時將各區域的SGSN統一進行規劃，劃分全網SGSN Pool組網架構，實施時按區域和IP化的情況，逐步實施，擴大SGSN Pool組網規模。

（2）安全原則：應盡量避免同一個LAN內的SGSN組成一個Pool，避免共CE（同一個機樓）的SGSN組成一個Pool。

（3）保持現網穩定原則：在進行SGSN Pool實施時，不能影響現有網絡的運行，需要制定嚴格的實施方案，并且對于每一實施步驟都應有相應的風險分析以及規避方案，并在改造不成功的情況下應有回退的方案。

3 SGSN Pool關鍵指標規劃研究

3.1 負載均衡機制

在進行SGSN Pool組網時，NNSF功能在BSC/RNC節點實現，目前是由設備廠家自行定義。NNSF算法在實現時是參照SGSN Pool內的各套SGSN設備附著用戶容量比例，在BSC/RNC節點對Pool內各套SGSN預先設置相應的負載均衡因子（根據網絡發展需求，后續也可以有針對性的開發不同的算法滿足特定的需求）。

3.2 Pool的大小

SGSN Pool的大小即每個Pool內SGSN的數量，根據Pool的特點，Pool越大，容量均衡和減少局間切換及位置更新的優勢就更加明顯，但Pool內SGSN、BSC、RNC的數據配置和Pool的擴容將受到限制，Pool的大小受以下因素的限制：

（1）NRI：根據對各廠家設備的分析，每個Pool可用的NRI最多為16個，考慮發展預留2～3個，再預留最大的一個作為NULL-NRI，因此每個Pool實際可分配的NRI為12～13個。

（2）數據配置和網絡維護：一般情況下，Pool越大，話務均衡和減少局間切換的優勢越明顯，但相應的數據配置也更復雜，Pool內所有SGSN必須有相同的數據配置，而且每個SGSN必須配置Pool內所有RNC和BSC的信息，建議Pool內SGSN不超過8個。

（3）設備冗余量：為實現容災備份，網內設備需考慮冗余量，從Pool的負荷均衡特性的角度考慮，建議Pool內SGSN數量不小于4個。

（4）擴容考慮：由于網絡容量不斷增加，同一服務區內新增的SGSN也應納入到SGSN Pool內，因此初期進行NRI規劃時，應預留擴容空間。

3.3 潮汐效應分析

潮汐效應是指網絡忙時業務分布不均衡的情況造成各個SGSN節點負荷不均衡的現象，從理論上講，通過部署SGSN Pool可以降低設備峰值負荷、提高設備利用率。

以某本地網為例，該本地網8月各SGSN附著用戶變化平穩，附著用戶數在1天各時段變化也較平穩，整個本地網的潮汐系數約為1.08（SGSN的自忙時附著用戶數總和/系統忙時所有SGSN的附著用戶數），表明整個本地網的潮汐效應并不明顯。其他區域的潮汐系數也在1.1之內。

綜上分析，潮汐效應并不明顯。

3.4 切換

切換主要是因為用戶移動引起的，總切換次數與交換網絡組織無關，但組成SGSN Pool后，用戶在池內移動，歸屬的SGSN不變，因此只會發生局內切換，占用網絡資源遠低于局間切換。如某本地網的Pool均連續覆蓋，組Pool后，假設Pool邊緣的BSC產生的RAU減少一半，根據現有統計數據分析，原INTER SGSN 的RAU將會大幅減少，因此，SGSN Pool對減少局間切換效果明顯，因此在進行SGSN Pool的規劃時應優先考慮覆蓋區域的連續性原則。

3.5 NSEI的規劃

在SGSN Pool后，每個BSC需要連接到Pool內所有的SGSN，每個BSC需要的NSEI的數量是歸屬Pool內所有SGSN的數量，因此，SGSN Pool后，對NSEI的數量需求大大增加。

為達到管理實施的有效性，在進行SGSN Pool的規劃時，需要對BSC的NSEI進行重新分配。以某本地網為例，進行局數據配置時NSEI的取值要求如下：

（1）GSM標準中NSEI號碼是由16bit進行標識，因此NSEI分配最大數不能超過65535；

（2）NSEI按十進制進行編碼；

（3）NSEI編碼具備明確標識出地市和區域的功能，便于管理和分配；

（4）每個本地網可分配的BSC數量不少于Pool內SGSN數量×BSC數量，并能滿足未來擴展需求;

（5）實際可分配的NSEI編碼范圍為0～ 65520，其中保留A00000B設置為default NSEI，用于卸載BSC或其它用途。

3.6 跨本地網組Pool

3.6.1 跨本地網組Pool的分析

（1）節假日和平時地市間潮汐效應明顯。目前，節假日（主要是春節）和平時欠發達地市與發達地市間的潮汐效應明顯。春節時，由于打工人員回鄉，業務量大量涌向欠發達地市，導致春節和平時的業務分配不均衡，致使欠發達地市SGSN設備利用率不穩定，平時，負責發達地市業務的SGSN負荷高，負責欠發達地市業務的SGSN負荷低，春節時，負責發達地市業務的SGSN負荷迅速下降，負責欠發達地市業務的SGSN負荷驟然升高，某些SGSN設備利用率超限，容量不足，不得不利用BSC割接等手段解決容量不足的問題。如果能潮汐效應明顯的不同業務區組成一個Pool可大大提高設備利用率，平復業務不均衡情況。

（2）地市間人員流動性強，切換頻繁。在這種情況下，跨本地網組Pool不是必須的，可以根據實際情況選擇。

3.6.2 跨本地網組Pool建議

（1）對于本地網間潮汐效應明顯的地市跨本地網組Pool建議。

若存在潮汐效應的本地網所歸屬的SGSN設置在同一地市，不存在跨信令匯接區和傳輸調度等情況，建議此類本地網組成一個Pool，平復潮汐效應，提高設備利用率。若一個Pool太大可綜合考慮業務量遷徙路徑和覆蓋連續性原則組成多個Pool。

若存在潮汐效應的本地網所歸屬的SGSN設備設置在不同地市，存在以下問題：

1）管理和維護不便，若同一個Pool內的SGSN設置在不同的地市，在進行網絡調整（如BSC割接、覆蓋區域調整）等情況時，協調工作量大，數據維護不便；

2）覆蓋區域很難保證連續，因發達地市一般SGSN設備眾多，與欠發達地市存在潮汐效應的節點可能涉及所有節點，難以規劃；

3）SGSN分屬不同信令匯接區，如用戶注冊至異地SGSN，位置更新、觸發業務等流程均需迂回至歸屬地相關網元，因此，跨信令匯接區組Pool將會對信令網帶來一定壓力。

4）傳輸調度不便。因此，若本地網所歸屬的SGSN設備設置在不同地市，不建議跨本地網組Pool。

（2）對于本地網間人員流動性強的地市跨本地網組Pool建議。

若存在人員流動性強的本地網所歸屬的SGSN設備設置在同一地市，建議共同組Pool，減少局間切換。

若存在人員流動性強的本地網所歸屬的SGSN設備設置在不同地市，不建議跨本地網組Pool。

4 SGSN Pool規劃建議

（1）在進行Pool的規劃時，優先考慮無線區域覆蓋連續原則，選擇覆蓋連續的無線區域組Pool、應盡量把覆蓋區相同的BSC和RNC放入一個Pool內，充分考慮2G/3G網絡組成混合SGSN Pool。

（2）其次應考慮潮汐效應，對于一個地市的SGSN負責多個本地網的區域，對于存在節假日和平時日潮汐效應的區域，應考慮欠發達本地網和發達本地網跨本地網組Pool，降低小本地網設備壓力，提高網絡整體利用率。對于本地網內SGSN眾多且潮汐效應不明顯的地市，應優先考慮無線覆蓋原則進行SGSN Pool的規劃。

（3）除Pool設備的冗余備份考慮外，還應考慮Pool的IP承載網層面的安全性，在有條件的情況下盡量避免同一個CE下的多個SGSN組成一個Pool，保證IP承載網的安全。