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移动通信网络的容灾技术
2008年6月24日 09:46    通信世界网    评论()    
作 者:刘竞翔 丁燕菁 刘峰

    Pool内用户如果使用TMSI发起呼叫,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进行呼叫处理。

    (5)被叫流程

    Server发送的寻呼消息中带有全球核心网标识(Global-CN-ID),如果寻呼消息中只有IMSI,RAN会临时保存该IMSI和Global-CN-ID的关系。如果用户使用IMSI返回寻呼应答,RAN用Global-CN-ID找到下发寻呼的Server,并把寻呼应答发送给Server处理。

    如果Server寻呼时带TMSI,则RAN根据TMSI中的NRI来识别所连接的MSC[9]。

    (6)容灾处理

    当Pool 中某Server发生故障,RAN识别该Server不可达,会将本来分配给该Server的新发起的用户业务转移到Pool中其他有效Server,从而实现Pool内Server节点的容灾。

    对于故障Server下注册的用户发起位置更新请求,新Server处理位置更新,并发起TMSI重分配流程。重分配的TMSI中包含新Server的NRI信息,用户的后续业务将使用该TMSI发起。

    当故障Server下注册的用户发起主叫业务的时候,RAN将呼叫分配到Pool中其他有效Server处理,该Server因为TMSI非本局分配,以用户未知为理由拒绝呼叫。用户会重新以IMSI发起位置更新,从而通过NNSF过程,注册到新Server下。

    (7)用户迁移

    IuFlex网络的另一种容灾方法是用户迁移,即在Server开始维护前,通过用户迁移过程将该Server下的用户转移到其他正常工作的Server下,并保证负荷平均。在Server维护结束后,同样可以通过用户迁移,将部分用户重新转移到该Server下。

    用户迁移由操作维护命令(O&M)触发,其步骤如下:

    通过O&M,在RAN节点和Pool内各Server上配置维护Server的状态,设置该Server的状态为卸载状态。

    卸载状态Server下的用户发起业务,该卸载Server处理本次业务,重新分配带有NullNRI的TMSI给用户终端,同时携带位置区(LAI)为本局的非广播位置区(Non-broadcastLAI)。

    用户结束当前业务后,由于Non-broadcastLAI与用户所在RAN广播的LAI不同,用户终端立即使用前面分配的TMSI发起位置更新。

    RAN接收到位置更新消息,由于TMSI中的NRI为空NRI(NullNRI),故根据Pool内各剩余有效Server的容量选择新Server,将消息发送到该Server处理。被选择的Server处理用户终端的位置更新业务,进行TMSI重分配流程,新TMSI中带有本局NRI。在位置更新过程中,新 Server从位置更新请求的Non-broadcast LAI推导出用户原来的Server,并到原来的Server获取用户IMSI和鉴权加密信息。

    对一个Server的用户迁移时间一般较长,需要约2-3个位置更新周期。除了对一个Server内所有用户的迁移,用户迁移也可以针对部分用户进行,从而达到调节Pool内Server负荷的目的。

    用户迁移和普通容灾的区别在于,用户迁移通过O&M 命令触发,并且迁移过程中需要卸载Server的不断参与。因此,用户迁移不适用于突然灾难引起的节点宕机容灾。

    3  IuFlex和双归属技术比较

    双归属技术解决了Server节点的容灾问题,而且不需要外部网元的配合,因此更适用于跨地域大本地网组网模式。开局中,运营商按照当地的组网规划,可以适当的选取不同结构的双归属备份方案。

    IuFlex技术需要接入网络参与,物理上每个RNC的Iu接口同时连接到Pool内多个MG,网络升级和改造成本较高。但是IuFlex技术在解决容灾问题的同时,提供了网络的负荷分担和管理能力,并且降低网络信令流量。因此,对用户密集、需要建立多个局点的大城市,建议采用IuFlex技术。

    以中兴通讯在山东开局为例,当地有济宁,菏泽等7个地区需要建立局点,每个区域的用户数量从10万到20万不等,为了提高运维效率,选择在每个地区部署一个MG,同时在济南和青岛各部署一个Server,分别管理上述MG。现场的组网示意图如图6,由于两个Server下的容量都在50万用户以上,Server节点故障将造成大面积的网络瘫痪,故根据该处组网的特点,采用1+1互备双归属容灾。在济南或者青岛一处的Server故障后,另一处的Server将通过两者间的心跳线检测到故障发生,让对方的MG注册到本Server下, 从而接替故障Server提供网络服务。采用上述的双归属组网,不但提高了网络服务的安全性,同时该容灾方式也被用于软/硬件升级等系统维护过程,减少Server维护所造成的网络服务中断。

   

    4  WCN容灾性能

    WCN交换机作为ZTE移动通信的核心产品,全方位的实现了双归属和IuFlex技术,并且具备在大型网络中应用的成功经验。

    对双归属组网,WCN作为备份节点可以支持对16个主用节点提供备份功能,故障检测时间少于60s,业务恢复时间少于120s。

    对于IuFlex技术,WCN支持Pool内容纳16个交换机以分担负荷。

    5  结束语

    双归属技术和IuFlex从不同的技术角度出发,解决了移动通信网络的交换节点故障问题,提高了移动通信网络的可靠性和服务质量,正越来越为运营商所关注。

    6  参考文献

    [1]3GPPTS23.002, Network Architecture[S].

    [2]ITU-TH.248.1,Gateway Control Protocol[S].

    [3]ITU-TQ.704,Signaling Network Functions and Messages[S].

    [4]SignalingSystem7 (SS7) Message Transfer Part 3 (MTP3): User Adaptation Layer (M3UA) [R]. United States: RFC Editor, 2002.

    [5]3GPPTS23.236, Intra-domain Connection of Radio Access Network (RAN) Nodes to Multiple Core Network (CN) Nodes[S].

[1]  [2]  [3]  [4]  编 辑:张翀
关键字搜索:移动通信网络  容灾  双归属  
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