SGSN Pool 技术原理及改造浅析

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SGSN Pool 技术原理及改造浅析

摘 要:本文主要介绍了SGSN Pool的实现机制、实现意义,对SGSN Pool的技术原理进行简单分析和阐述,并针对SGSN Pool改造工程中BSC部分的配置数据进行解析。

关键词:SGSN POOL、GB over IP、NRI
一、 研究背景
  随着移动通信网络的快速发展,移动数据用户数也在不断增长,数据流量日益增加,使得网络对SGSN的容量合理配置及处理能力提出了更高的要求,另一方面,网络需要不断的增加节点来满足其发展,每次扩容都使运行商不得不重新规划和分割网络的位置区,于是简化网络的扩容被重视起来,合理分担网络中的话务也显得越发重要,同时还要兼顾网络资源,注重网络安全,原有的BSC与SGSN之间一对一的控制关系,制约了运营商数据业务增长速度。在完成了GB over IP改造后,SGSN POOL就能很好解决上述问题。SGSN POOL 基本原理
  SGSN以Pool的形式共同向BSC/RNC提供分组域服务。SGSN In Pool功能的实现,可以减少因跨SGSN切换或路由区更新所引起的信令开销,可以方便SGSN的扩容,同时可以提供N+1保护,提高SGSN的整体可靠性。BSC/RNC与Pool中的SGSN都有连接,当分组域业务建立时,BSC/RNC根据一定的算法,选择Pool中负载较轻的SGSN,Pool 内用户和业务平均分配,最大限度提高设备利用率。在广东移动现网BSC实现Gb口IP化之后,不需要更改网络结构,只需要BSC打开软件就可以实现此功能。
二、 SGSN POOL 核心工作原理
  用户附着:
  NRI路由:实现SGSN节点池的负载均衡功能         
  SGSN选择: 实现SGSN节点池的实时自动备份
  流量负荷被平均分配给资源池中的SGSN,对每个SGSN来说没有负荷高峰
  当终端执行GPRS附着(Attach)时,BSC选择合适的SGSN。SGSN把其标识——网络资源标识(NRI)编码到分组临时移动用户标识(P-TMSI)中,使终端、BSC、服务SGSN都知道国际移动用户标识号与网络资源标识(IMSI-NRI)的映射关系。BSC、SGSN可以相应地路由分组包。
  中国移动对NRI分配要求
  集团建议在一个省组一个POOL的情况下,建议使用23bit和22bit两位用作省际间标识,由全国统一分配来保证相邻省份的NRI不同
  剩余4bit(21bit-18bit)用作POOL内部的NRI标识。这样的话一个POOL内可有16个SGSN
  BSC对用户的路由原则
  BSC根据NRI路由选择SGSN
  如果BSC下发起请求的用户所带的P-TMSI中NRI字段与BSC自带路由表匹配,BSC直接将用户请求转发到路由表对应的SGSN
  场景:位置更新,切换
  如果BSC下发起请求的用户所带的P-TMSI中NRI字段与BSC自带路由表不匹配,或者路由表中的SGSN状态为不可达,则BSC根据路由表中的容量因子(CAP)直接将用户请求转发到路由表对应的SGSN
  场景:从POOL外到内(RAU&ATTACH)
用户切换&位置更新
  BSC/RNC把漫游进入SGSN POOL服务区的用户分配给SGSN。
  用户始终保持登记在同一个SGSN上,直到用户漫游出该SGSN POOL服务区。
  SGSN Pool可大大降低局间的位置更新/切换次数,减少SGSN和HLR的系统信令开销,减少核心网的信令负荷。
核心网设备负载均衡以及实现备份冗余
  当SGSN节点池中的某个节点发生故障时,BSC/RNC把接入网络的终端的服务请求重新分配给资源池中仍然正常工作的SGSN,不会导致业务中断。
  唯一的标准机制,3GPP规范定义。
  SGSN Pool的引入,使话务在所有节点中平均分配,避免网络资源不均衡利用。而传统设计SGSN容量时,为了使SGSN满足业务要求,都是按可能的最大容量来进行设计,这就导致了SGSN资源的浪费。SGSN Pool能实现SGSN之间资源共享与互助,大大节省了SGSN的资源,提高SGSN资源利用效率,也能提高市中心SGSN的容量。
三、 SGSN POOL改造流程
  针对广东移动工程中现网BSC大部分已完成GB over IP改造,结合实际工程情况,详细分析爱立信 SGSN in Pool 中BSC部分改造流程及需要配置的数据:
  1.BSC GB over IP 改造完成。
  2.LAN switch部分(现网配置的主要有NWI-E 450A 和summit 48SI),数据配置部分主要是到达不同SGSN的路由可达并且完成测试。
  3.BSC工作部分。包含BSC 开启软件功能,BSC 数据配置以及割接。   
四、 结束语
  移动通信网络的快速发展,需要更加高效安全快捷的网络,而通过简单的数据改造就能实现SGSN Pool,从而减少核心网络信令开销负荷,使得核心网设备负载均衡,网络规划扩容灵活、简化工程实施,并能实现网络级冗余备份保障。
参考文档
1 田辉. 3GPP核心网技术. 人民邮电出版社,2007
2 里吉斯,朱洪波.通用分组无线业务(GPRS)技术与应用[M].北京:人民邮电出版社,2004.
3 YD/T 1106-2001. 900/1800MHz TDMA数字蜂窝移动通信网通用分组无线业务(GPRS)基站子系统与服务GPRS支持节点(SGSN)间接口(Gb接口)技术规范
4 ALEX  B MODULE “BSC LAN Switch Configuration”
5 ALEX  B MODULE “User Description, Gb over IP and SGSN in Pool”