桂國富，徐博，劉昊，薛振宇

（中國移動通信集團安徽有限公司，合肥 230061）

基于BC平臺的大容量MSC Server部署及應用

桂國富，徐博，劉昊，薛振宇

（中國移動通信集團安徽有限公司，合肥 230061）

隨著移動運營商網絡規(guī)模的急劇擴張和集中化程度的不斷加強，迫切需要部署大容量的MSC Server。本文詳細介紹了基于BC平臺的MSC Server在中國移動的部署和應用方案，通過離線測試和現(xiàn)網測試兩個階段，驗證了基于BC平臺的MSC Server的性能。

BC；MSC Server；大容量

1 背景介紹

當前，中國移動運營著世界上規(guī)模最大的通信網絡，核心網MSC已超過2 000套，覆蓋全國約7億用戶。隨著網絡規(guī)模的急劇擴張和集中化程度的不斷加強，核心網維護人員面臨著數(shù)量龐大、廠家眾多、結構復雜、維護難度高等一系列嚴峻挑戰(zhàn)。愛立信公司最新推出的新一代大容量軟交換刀片式服務器MSC Server BC(Blade Cluster)，以其超大容量話務承載能力，節(jié)能減排、綠色環(huán)保，升級維護簡單，信令處理保護機制更加完善，滿足中國移動后續(xù)網絡演進等優(yōu)勢，符合中國移動集團公司對下一代核心網軟交換設備的需求?；贛SC Server BC上述特點，根據(jù)中國移動集團公司安排，安徽移動于2011年11月開始對愛立信軟交換刀片式服務器MSC Server BC R14進行詳盡的入網部署和應用研究工作。

2 部署測試及網絡解決方案

2.1 部署測試

部署和測試工作分為兩大階段，第一階段為離線測試階段，通過搭建模擬現(xiàn)網的測試環(huán)境，從集團測試規(guī)范、設備硬件功能、全業(yè)務撥測與計費驗證、智能業(yè)務驗證、網管功能驗證、設備操作性等方面對BC系統(tǒng)功能進行了全面細致的測試。第二階段為現(xiàn)網測試階段，通過將MSC Server BC割接入安徽蚌埠地區(qū)MSC Pool承載現(xiàn)網話務，從MSC Server BC能耗、承載現(xiàn)網業(yè)務的穩(wěn)定性和可靠性、與MSC Pool內其他軟硬件版本端局環(huán)境的兼容性、MSC Pool下的應急容災以及大話務量下系統(tǒng)軟硬件的承載能力等方面進行更為嚴謹?shù)臏y試和論證，為集團公司全面準確的評估愛立信MSC Server BC在全國的推廣應用前景提供科學的依據(jù)和參考，為兄弟公司的引入和部署積累經驗。

在離線測試階段，我省在測試中心搭建了以MSC Server BC為中心，配合MGW、BSC、RNC、CE、HLR、SCP、短信中心等設備組成的準現(xiàn)網測試環(huán)境。離線測試環(huán)境網絡拓撲如圖1所示。

圖1 離線測試環(huán)境網絡拓撲

圖2 現(xiàn)網測試環(huán)境網絡拓撲

在現(xiàn)網測試階段，為完成MSC Server BC現(xiàn)網測試內容并驗證其后續(xù)大話務量承載能力，選取蚌埠地區(qū)作為現(xiàn)網測試地點，MSC Server BC 作為BBUGS6入網，與蚌埠現(xiàn)網BBUGS1/2/3/4/7組成MSC Pool，覆蓋蚌埠一市三縣，Pool內BSC均為雙聯(lián)MGW方式，實時容災，確保MSC Server BC測試對現(xiàn)網安全無任何影響。同時，為驗證2/3G融合業(yè)務功能，將蚌埠RNC1和懷遠RNC割入MSC Server BC，進行TD-SCDMA現(xiàn)網測試?，F(xiàn)網測試環(huán)境網絡拓撲如圖2所示。

2.2 網絡解決方案

由于MSC Server BC R14硬件平臺設計理念的變化和軟件版本的相應升級，與以往愛立信基于AXE平臺的APZ212 50/60有了很大變化，此次測試工作也涉及網絡方面的相關調整。

2．2．1 計費改造

愛立信MSC Server BC R14的話單格式較之前的APZ212 50/60 R12端局話單有很多不同，其用戶主被叫話單、呼叫前轉話單、短信話單等都有很多字段的增減。原始話單中將增加用戶當前登記的Blade ID及其備用Blade ID、通話中斷內部原因值等重要信息。

由于現(xiàn)有BOSS計費系統(tǒng)無法針對BC話單進行解析與計費， BC項目組高度關注計費話單問題。由項目組牽頭，聯(lián)系信息系統(tǒng)部，多次就BC話單驗證問題進行論證和協(xié)調工作，組織廠家對MSC Server BC話單新增減的字段進行逐個分析確認，重新進行話單解析程序的開發(fā)、驗證，并最終在較短時間得以正式上線。

愛立信MSC Server BC R14話單解析程序正式上線之后， BC項目組組織測試人員進行了大量、詳細的全業(yè)務撥測以及我省智能網全業(yè)務撥測，并逐條進行計費準確性驗證，最終實現(xiàn)了MSC Server BC的全業(yè)務計費準確無誤。

2．2．2 信令點規(guī)劃與信令保護機制改造

愛立信MSC Server BC經過軟件版本的升級，目前需要為其規(guī)劃4個24位信令點和3個14位本地信令點。其中Blade刀片需定義兩個信令點，一個作為接收GCP、BICC、ISUP消息的信令點，另一個用來接收經由SPX框轉發(fā)的MAP， CAP層信令消息；另外2個24位信令點則由MSC Server BC負責接收信令消息的SPX1和SPX2使用，通過SPX1和SPX2實現(xiàn)MSC Server BC至各局向TDM直達信令的負荷分擔保護。

此外，MSC Server BC的SIGTRAN信令處理機制與以往愛立信APZ212 50/60也發(fā)生了重大變化，我們需要在交換機中定義BLADE刀片到SPX的內部SCTP偶聯(lián)數(shù)據(jù)，再定義SPX至本地網各局向的外部SCTP偶聯(lián)數(shù)據(jù)，最終實現(xiàn)與外部網元的SCTP多歸屬連接。

2．2．3 IP承載網側改造

愛立信MSC Server BC接入IP承載網的方式發(fā)生了重大改變，具體變動如下：

(1)之前愛立信AXE平臺APZ212 50/60接入IP承載網的工作方式為若干塊GARP板卡接入雙平面軟交換CE，實現(xiàn)多條IP信令鏈路的主備保護；而MSC Server BC工作機制為兩塊IPLB板卡分別接入雙平面CE，實現(xiàn)信令的1+1主備保護。

(2)在軟交換CE側只需為MSC Server BC規(guī)劃一個GE端口即可，既大大節(jié)省了端口資源，也保證了話務高峰期間信令傳輸?shù)膸捵銐颉?/p>

(3)在MSC Server BC側定義SIGTRAN局向數(shù)據(jù)時，至每個局向的偶聯(lián)數(shù)目將減小至2條，數(shù)據(jù)量大大減少。

2．2．4 維護模式改造

由于MSC Server BC的核心硬件配置為3塊Blade刀片，登記的用戶均攤在每塊刀片上，為保證3塊刀片的數(shù)據(jù)一致性和同步更新，MSC Server BC針對用戶操作對話權限和輸入模式進行了分級控制。

操作對話權限分為三級，分別為CLUSTER、無限制和受限制對話級別。CLUSTER對話用于對所有Blade刀片同步進行操作，每塊刀片執(zhí)行的輸出結果也會先在APG中進行比較，如結果相同，就會以單一結果輸出；受限制對話則針對部分危險令進行了限制使用；無限制對話則一般由高級維護人員使用。

輸入模式分為普通(Normal)和專家(Expert)兩級別，Normal模式用于日常操作維護中的一般操作，Expert模式用于進行數(shù)據(jù)更新和軟件升級。

在實際操作維護中，MSC Server BC的對話權限一般默認設置為CLUSTER- Expert受限制對話級別，授權給普通維護人員使用，進行軟件升級時更改為CLUSTER- Expert無限制對話級別，授權給高級維護人員使用。通過以上維護模式的改造，實現(xiàn)了對不同級別維護人員和不同操作級別的安全管控。

2．2．5 出現(xiàn)的問題及解決方案

圖3 IP網絡連接拓撲圖

對MSC Server BC進行IP鏈路故障倒換測試時，發(fā)現(xiàn)MSC Server BC到本地網各局向所有SCTP偶聯(lián)瞬斷。維護人員通過問題分析，發(fā)現(xiàn)前期愛立信公司規(guī)劃的MSC Server BC的SIGTRAN地址均在同一網段，雙平面CE發(fā)布相同網段路由，偶數(shù)平面CE發(fā)布路由的開銷值稍大以滿足BC信令主備工作方式。當MSC Server BC至奇數(shù)平面CE上聯(lián)鏈路發(fā)生故障，AR至交換機的回包將通過奇數(shù)CE轉發(fā)到偶數(shù)CE進行轉發(fā)，此時偶數(shù)平面CE會重新計算路由表，在路由收斂的毫秒級時間內，MSC Server BC至本地網各局向的SCTP耦聯(lián)全部中斷，造成話務受損。

測試人員發(fā)現(xiàn)這一問題后，及時向愛立信研發(fā)部門進行了通報，對MSC Server BC的耦聯(lián)地址進行了重新規(guī)劃，分別配置在上下半C，此時BC上聯(lián)的主用CE發(fā)布上半段C的IP網段，備用CE發(fā)布下半段C的IP網段。當MSC Server BC至單平面CE鏈路故障時，另一平面CE路由表不受影響，瞬間接管業(yè)務。網絡配置如圖3所示。

根據(jù)這一方案重新進行了業(yè)務測試與IP鏈路倒換測試，業(yè)務正常無中斷，問題得到徹底解決。

3 應用效果

通過對離線測試和現(xiàn)網測試兩個階段測試結果的匯總分析， MSC Server BC R14性能優(yōu)異，運行平穩(wěn)。

3.1 話務處理能力遠優(yōu)于現(xiàn)網端局

在為期兩周的大話務量測試階段，采用了4次逐級調整話務的步驟，本著先郊縣后市區(qū)的原則，逐步增加MSC Server BC的話務負荷。同時，考慮到工作日和周末有差異的話務模型，觀察期覆蓋完整的一周和前后兩個周末，全面模擬了各種網絡話務表現(xiàn)。

話務高峰期間，MSC Server BC運行平穩(wěn)，性能指標達到并優(yōu)于我省現(xiàn)網其他端局水平：

（1） 大話務測試期間承載用戶穩(wěn)定在95萬以上，峰值承載約110萬用戶，約為現(xiàn)網其他端局的3倍以上。

（2） 忙時話務均值12 000 Erl左右，峰值14 141 Erl。

（3） CP負荷峰值僅為36%，話務處理能力表現(xiàn)優(yōu)異。

（4） 尋呼成功率平均在96%以上，位置更新成功率穩(wěn)定在99%，短信接收成功率穩(wěn)定在99%以上。

3.2 節(jié)能減排、綠色環(huán)保

現(xiàn)網實際測試中，我們對安徽現(xiàn)網的愛立信APZ212 CP50端局和MSC Server BC能耗進行了對比，結果如表1所示。

表1 能耗對比表

話務測試結果表明一套最小硬件配置下的MSC Server BC，其話務處理能力至少與3臺愛立信APZ212 50端局相當。以我省省會城市合肥為例，在充分考慮本地網應急容災和節(jié)日通信保障的情況下，5臺MSC Server BC足以完成對合肥原有13臺端局的替代。按照表1數(shù)據(jù)經過測算，在話務處理能力相當?shù)那闆r下，部署MSC Server BC可節(jié)省機房占地面積80%，節(jié)省能耗50%，有力支持了國家和公司節(jié)能減排戰(zhàn)略，實現(xiàn)公司網絡建設和經濟效益的雙贏。

3.3 有利于提升維護效率、降低現(xiàn)網設備故障率

我省當前集中部署在省會合肥的核心網交換機數(shù)量已達到6個廠家，160余臺，按現(xiàn)有維護人員數(shù)量計算，平均每人包機數(shù)量為8臺，且部分交換機在網時間已達6年以上，設備硬件嚴重老化，導致網元故障率較高。MSC Server BC的大規(guī)模部署應用將加速對老舊設備的更新替代，簡化現(xiàn)網網絡結構，顯著降低人均維護網元數(shù)量，提升了維護效率的同時，降低設備故障率，有利于現(xiàn)網網絡的平穩(wěn)安全運行。

[1] 樊昌信， 吳成柯編著． 通信原理[M]． 北京：國防工業(yè)出版社，2001．

[2] 王星昌． 軟交換技術及應用[J]． 電信工程技術與標準化，2003．8．

[3] 李世鶴編著． TD-SCDMA第三代移動通信系統(tǒng)標準[M]． 北京：人民郵電出版社，2003．

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中國移動通信集團設計院積極參加中國移動2013年科技成果交流會

2013年9月3日在中國移動集團公司總部召開了中國移動2013年科技成果無線領域成果交流會，來自北京、廣東、江蘇等10個省公司和設計院、研究院提交的27項成果經集團公司技術部審核通過后參加了此次成果交流會。會議由集團技術部總經理王曉云主持，李正茂副總裁到會并做重要講話。

李總在講話中對近幾年來集團公司在科技創(chuàng)新工作特別是成果推廣工作給與了充分的肯定，同時指出科技成果推廣是科技創(chuàng)新的加速器和放大器，科技成果推廣要解決長期以來科研和應用兩張皮的問題。在今后的工作中要加強成果推廣、完善科技創(chuàng)新的閉環(huán)管理；在已有成果的基礎上進行再創(chuàng)新，制定成果引入計劃、完善各項保障措施是下一階段科技成果推廣的重點工作。

集團公司技術部向與會代表匯報了近幾年來科技成果推廣工作中取得的成績，并對下一階段工作思路進行了介紹。自2008年以來，集團公司建立了以績效貢獻為導向的科技成果推廣體系，共發(fā)布成果7673項，其中一類成果555項，推廣率88%。下一階段將注重成果質量管理，通過創(chuàng)新平臺、掌上客戶端、交流會、電子期刊等各種方式，進一步加強成果的宣傳、引入和實施工作。

近幾年來，在設計院領導的高度重視和指導下，設計院在科技成果創(chuàng)新方面進行了積極地探索，以持續(xù)推進網絡規(guī)劃、建設和優(yōu)化為出發(fā)點，進一步加強了研發(fā)項目的統(tǒng)籌性和計劃性，在各部門的大力支持下，設計院涌現(xiàn)出了一大批優(yōu)秀的研發(fā)成果。

Deployment and application of ultra-large capacity MSC server based on blade cluster platform

GUI Guo-fu, XU Bo, LIU Hao, XUE Zhen-Yu
(China Mobile Group Anhui Co., Ltd., Hefei 230061, China)

With the rapid expansion of network size of mobile communications operators and continuous enhancement of centralization of network maintenance, the deployment of ultra-large capacity MSC server is required urgently. This paper introduces the deployment and application plan of MSC server based on blade cluster platform particularly. By the off l ine test and online test, the performance of MSC server based on BC platform is conf i rmed.

BC; MSC Servererver; ultra-large capacity

TN915

A

1008-5599（2013）09-0068-05

2013-06-20