作 者:冯小芳
在社会应对突发事件时,通信设施作为公共基础设施之一,地位非常重要。因此,基础电信运营商在企业自身发展的同时,还应承担与自身能力相匹配的社会责任。根据网络安全级别,可将基础电信网络划分为“卓越网络”和“容灾网络”。卓越网络即日常建设的运营网络,主要为广大用户提供优质的通信服务;容灾网络是突发事件发生时的应急通信保障网络。容灾网络建设是体现运营商承担社会责任、提供“生命网络”的重要途径。
容灾网络建设涉及到核心网、无线网、传输网、动力等多个方面,本文重点研究核心网络的容灾技术。
核心网元局所、硬件安装及配套容灾技术
可在以下方面进行实施:首先,对“大容量、少局所”的建网原则进行辩证分析,从省网级、大区级、本地网级、局所级和楼层级考虑核心网设备的选址,避免同类网元过于集中。其次,相同功能的网元尽量分散设置(对于省级网元,应尽量分散在不同的本地网;对于本地网网元,应尽量建在不同的机房);若同局址设置,应分散供电;有资料显示,100公里以上的异地灾难备份将是未来的一种趋势。第三,核心网网元设置于SDH骨干环上传输条件比较好、有双物理出局路由的电信楼内;对于重要路由,如MSCe与MGW之间、长途传输路由等在有条件的情况下,可考虑空中传输(卫星、微波等方式)备份。第四,机房建筑、设备安装、机房消防、设备加固、布缆路由、平面布局等需满足各项抗震、防火要求;新建机房可适当提高相关抗震设防烈度和机房楼耐火等级。第五,重要设备应采取双电源供电方式,并尽量采用直流供电,适当增大蓄电池容量;供电线路及电气设备应进行冗余配置,如采取“2路市电+1台油机”方式提高大楼市电的供电可靠性。第六,应结合“节能减排”,全面考虑空调机组容量冗余、室外机、管线、敷设路由的备份,充分考虑分区设置和双电源供电。
核心网元设备容灾技术
首先介绍端口级容灾:即对同一逻辑接口提供多个物理接口,将负荷分担到不同的接口上,当一个端口出现故障时不影响业务。可以是同类型端口互备,如均为SDH接口;也可以是不同类型端口互备,如SDH接口、E1接口、FE接口互备。
其次介绍网元级容灾技术:不同类型的单板主备、负荷分担,主要控制板卡进行热备份;至同一局向的中继或信令尽量分散在不同的处理板上,尽量采用分开的实体路由;网元设置门限适当降低,网元数量增加,并分散下沉到较小的行政区域;重要网元的冗余度配置适当提高。在经济合理的前提下,建议设备容量按用户容量的1.5倍配置,中继按忙时每线话务量不超过0.5erl配置,对于独立汇接局这类中心交换局,配置标准还可适当降低;HLR中设置用户等级,在应急状态下对非重要用户进行强制限呼,优先保障重要话务接入核心网;加强核心网网元CP、设备各板件、中继负荷、话务流向的监控,及时实施话务控制;若STP至各局向发生传输全阻,建议关闭非重要和信令负荷较低的局向,优先转接重要局向的信令;省和本地网分别建立备品备件库,储备扁平化,维护检修队伍分散化。
最后从三个方面介绍网络级容灾技术,包括移动软交换核心网容灾技术、移动分组域域容灾技术、PSTN网与TDM移动网容灾技术。
随着电信行业的重组,各基础电信运营商都拥有了移动网络。为应对来自业务、网络融合、技术演进等多方面的挑战,各运营商均采取移动软交换架构作为网络全IP化演进的重要举措。
移动软交换核心网容灾技术如图1所示:
图1 移动软交换核心网容灾技术解析图
MSCServer层面的信令容灾,主要有双归属技术(1+1互备模式、1+1主备模式、N+1主备模式)和MSCPOOL技术。HLR层面的数据容灾,主要有N+1或者1+1备份方案,备份HLR包含所备份HLR的所有静态用户数据,并及时同步基线数据和增量用户数据。MGW层面的话路容灾,主要采用MGW负荷分担技术,通过MGW互备方式解决MGW的单点故障问题。
Server1+1备份方式,适合于本地网容量较小的情况;但1+1互备方式下,两个Server都作主用,设备利用率比较高,可以较好的应对突发话务冲击,因此,通常建议采用互备方式。ServerN+1备份方式,适合于本地网容量较大的情况,1个MSCServer可以为N个MSC Server备份,备份成本比较低,但同一时间,备用MSC Server只能接管1个故障MSC Server的业务。MSC POOL方式实现时要求BSC也要支持,如果在TDM网实现,难度较大;Iu接口实现了IP承载后,此备份方式是较好的选择。对于HLR备份方案方式,HLR作为移动网络中最重要的数据中心,保存着用户的签约数据和位置信息,且随着技术的发展,设备容量越来越大,建议组网采用1+1互备方式。
移动分组域域容灾技术可以从SGSN层面和GGSN层面来看:
SGSN层面,主要有SGSN网元备份(N+1模式)和SGSNPOOL技术(适用于Gb接口实现了IP承载之后)。SGSNPOOL方式如图2所示:
图2 SGSN POOL解决方案
GGSN层面,可采取GGSNPOOL解决方案。SGSN通过与GGSN之间的路径检测,发现故障时将故障GGSN承担的用户分担到Pool中其它的GGSN。如图3所示: