作 者:刘竞翔 丁燕菁 刘峰
心跳线建立好后,主备节点可以通过心跳线不断地向对方发送心跳消息,并等待对端的回应。如果没有回应,则失败次数加1;如果失败次数达到一定域值,则认为对端故障。
为了防止心跳线临时故障所造成的错误倒换,在故障检测中还加入MG注册判决机制。心跳中断后,备份节点检测是否有原主用节点下的MG来注册。如果注册的MG数量超过一定门限,则认为主用节点确实发生故障,备份节点激活并接管主用业务。
(2)网关重新注册
根据H.248协议,MG具有向多个Server注册的能力,其中主用Server的优先级高,备用Sever的优先级低。故障发生前,MG向可用优先级高的主用Server发送SeviceChange消息请求,进行注册。如果收到注册成功的命令,则完成了注册,将主用Server设置为控制Server,随后MG就受此主用Server控制[2]。
当主用Server故障后,由于到主用Server的信令链路中断,MG认为此Server不可用,于是按照启动后的注册流程注册备份Server。
(3)信令备份
现在移动通信网络上主要采用报文传输部分(MTP)和IP两种信令方式,对这两种方式,我们采用不同的备份方法。
对于采用MTP承载的信令,主要有移动应用部分(MAP)、CAMEL应用部分(CAP)、ISDN用户部分(ISUP)、电话用户部分(TUP)、A接口,备份方法有两种[3]:
信令链路级备份
主备Server配置一个公共信令点,各邻接局认为主备Server是一个局向,同时配置到主备Server的MTP链路,分别占用不同的信令链路编码(SLC)。到主用节点的SLC一般是0~7,到备用节点的SLC一般是8~15。
正常工作时,主用节点链路是激活的,备用节点链路是闭塞的,于是MTP3采用主用节点链路传送信令。当主用Server故障时,主用节点链路闭塞,备份Server激活备用节点链路,于是MTP3采用备用节点链路来传送信令。
路由级备份
主用Server配置一个信令点A,备份Server配置信令点A和信令点B。各邻接局认为主用、备份Server是两个局向,信令点分别为A和B。主用Server配置两个信令路由,分别是到A的直连主用路由和经过B点到A的备份路由。
正常工作时,MTP3采用主用路由传送信令,在主用节点故障后,MTP3转为使用备份路由。备份Server收到目标点码为A的MTP3信令后,替代主用Server在本地进行处理。
在IP承载上主要采用MTP3用户适配(M3UA)信令,M3UA的倒换一般采用偶联分担方式。主用、备份Server配置同一个信令点A[4],对于邻接网元来说,可以将信令点A配置为一个应用服务器(AS)。AS包含的偶联分为两组,一组是到主用Server,一组是到备用Server,两组偶联数量和带宽配置完全相同。正常情况下,只有到主用Server的偶联激活,到备份Server的偶联是闭塞的,于是到本AS的信令被传送给主用Server。当主用Server故障时,备份Server激活偶联,于是本AS的信令被传送给备份Server。
(4)业务备份
备份Server接替主用Server提供服务,因此备份Server应该有与主用Server一致的业务特性。为保障这一点,主用、备份Server之间需要支持业务配置数据同步。用户在主用Server的操作维护平台(O&M)修改配置数据后,数据通过主备Server O&M间的IP网络连接,同步到备份Server O&M。
2 IuFlex技术
IuFlex功能在3GPP R5引入,它允许一个无线接入网络(RAN)节点到多个核心网(CN)节点的域内连接路由功能。用户发起业务后,RAN节点把消息路由到不同的CN节点进行业务处理。其中,这些RAN节点和CN节点组成一个池域(Pool)。
2.1组网模式
图5[5]是一个典型的Pool配置。图中为简略起见,没有标出核心网中的媒体网关。
2.2业务流程
(1)NNSF功能
非接入节点选择功能(NNSF)是无线接入网络(RAN)节点从终端永久识别码(IMSI)或者终端临时识别码(TMSI)选择核心网络(CN)节点的功能,使用户进入Pool后始终接入同一个CN节点,避免用户位置的变更引起Pool内CN节点间的位置更新。
IMSI到CN节点之间的映射关系并不是固定的,RAN节点可以根据时间和负荷调整映射方式。
(2)NRI标识
网络资源标示符(NRI)在Pool内唯一标识一个CN节点。在Pool以及相交的Pool内,NRI不可以重用,但是协议允许一个CN节点有多个NRI[6]。
CN和RAN节点间通过TMSI来携带NRI信息。TMSI的长度共32bits,其中NRI的长度为0~10bits,位于TMSI的bit14到bit 23之间[7]。
对应于NRI有NRI掩码,它包含了NRI的比特长度和NRI在TMSI中的起始位信息,从TMSI和NRI掩码可以推导出NRI。Pool内NRI掩码唯一。
在Pool内有一种特殊的NRI被称为Null NRI,它不属于任何CN节点,用于Pool的用户迁移流程。
(3)位置更新
Pool内的用户,如果使用IMSI发起位置更新,RAN节点使用NNSF功能从IMSI确定对应的NRI,将信令路由到该NRI对应的Server。Server收到并处理位置更新请求,位置更新之后,Server发起TMSI重分配流程。重分配的TMSI中包含Server的NRI信息,用户的后续业务将使用该TMSI发起,并由RAN保证业务路由到同一个Server下进行处理[8]。
Pool用户如果使用TMSI发起位置更新,RAN由TMSI和NRI掩码得到NRI,并根据NRI得到该用户注册的Server,将消息路由到该Server,之后Server进行位置更新。
(4)主叫流程
Pool内的用户,如果使用IMSI发起呼叫,RAN节点使用NNSF功能获取IMSI对应的NRI,将信令路由到该NRI对应的Server。Server处理呼叫请求,发起TMSI重分配流程。重分配的TMSI中包含Server的NRI信息,用户的后续业务将使用该TMSI发起。