SGSN POOL技术和组网实施建议

爱卫生

本文摘自《通信技术》2012年第1期。

【作者】 陈旭光；

【Author】 CHEN Xu-guang(NSN Comm.Co.,Hangzhou Zhejiang 310053,China)

【机构】 诺基亚西门子通信；

【摘要】 介绍了SGSN Pool主要技术和2种组网方式;相比传统的分组域核心网,SGSN Pool组网模式打破了一个BSC/RNC只能连接到一个SGSN的限制。详细描述了终端在SGSN Pool中的移动性管理;SGSNPool的拆卸功能:负荷重分配机制;以诺西的产品为例,提出了在现有的网络中实施SGSN Pool的一些建议,包括NRI长度和NSEI数量的规划以及核心网侧的相关要求。

【Abstract】 SGSN Pool technology is new introduced in 3GPP TS 23.236 Release 5.With this,one BSC/RNC could be connected to more than one SGSN by introducing the pool area system.This article describes the SGSN Pool technical principle,the mobility management for terminals in Pool areas,the removing of SGSN from SGSN Pool.Finally,some suggestions are proposed for SGSN Pool configuration in real network based on NSN products.

【关键词】 SGSN Pool； NRI； NSEI； 缺省SGSN；

【Key words】 SGSN pool； NRI； NSEI； default SGSN；

主要内容如下：

2 终端在 SGSN POOL的移动性管理
     终端在池区的覆盖范围内，永远登记在最开始附着的 SGSN 内。“池区”的概念只是针对核心网侧的网络规划和维护，对无线接入节点是不可见的。

当终端首次进入一个池区覆盖范围内开始路由区更新（RAU，Routing Area Update）或附着时，BSC/RNC 会按照负荷分担的算法选择池区中的某一个 SGSN 服务该终端。已经附着的终端从池区内一个路由区域码（RAC，Routing Area Code）移动到新的 RAC，如果 BSC/RNC  在 RAU 的消息中检查到网络资源标识（NRI，Network Resource Identifier）属于同一池区，则视为 SGSN 内（Intra SGSN）RAU。

当终端移动到另外池区的覆盖范围下，需要进行 SGSN 间（Inter SGSN）RAU。这个过程中，新SGSN 会重新进行位置区更新或者采用向老的SGSN 索取用户数据的方式。后一种情况，分组临时移动用户身份（P-TMSI，Packet Temperate Mobile Subscription Identity）中的 NRI 可以用于找到老的SGSN。

缺省SGSN（Default SGSN）主要为漫游出池区的用户从源 SGSN 提取用户数据时使用，是一个缺省的核心网节点。Pool 内每个 SGSN 都应具有提供Default SGSN 的功能，即 Pool内任意一个SGSN 都能够根据P-TMSI 中取得的 NRI 找到服务SGSN。

当终端移动到不支持 Gb/Iu-Flex SGSN 的区域中，需要进行 SGSN 间 RAU，新 SGSN 会向老的SGSN 索取用户数据。由于新 SGSN 不支持 Gb/Iu- Flex，不能 识别 NRI，会首先用路由区标识码 （RAI，Routing Area Identity）到域名系统（DNS，Domain Name System） 查询Default SGSN 的IP地址， Default SGSN 再根据 RAI+NRI 找到老的 SGSN。

3 SGSN POOL 的拆卸功能

考虑到运营商有可能希望将池区内的某一个SGSN 进行负荷卸载，3GPP R6 中规范了负荷重分配（Load Re-distribution）机制。在这种机制中，每一个 SGSN 会定义一个独特的非广播 RAI（non broadcast RAI）和空 NRI（Null-NRI）[1]。当需要对某一个 SGSN 进行卸载时，网络管理员执行命令，无线侧阻止对该 SGSN 的新用户分配，SGSN 给进行 RAU 或 Attach 请求的用户分配“non-broadcasRAI”  和 “Null-NRI”。卸载过程中的周期性路由区更新（Offloading PRAU）使终端在很短时间内 (推荐值为 4 秒)重新发起 RAU 请求，当无线侧看到手机发出带有 null-NRI 的 RAU 消息后，会重新选择Pool 内一个新的 SGSN。

4 SGSN POOL 在现网中的实施建议
4.1 NRI 的长度

NRI 唯一代表一个 SGSN 节点。 NRI 的长度在一个池区域内和所有节点相同。在池区域重叠的区域内，NRI 能唯一代表一个服务所有重叠区域的SGSN 节点， 并且长度和其它区域内 NRI 长度一致。SGSN 分配的 NRI 长度可配置，范围在 0-10 位，在32 位长的 P-TMSI 中对应的位置为 23~14bit，由高位到低位占用。NRI 长度为 0 表示 NRI 未被使用，并且表示 SGSN 未启用SGSN Pool 功能[2]。目前的中移动组网方案中，规划的 NRI 长度采用7 位，其中的 23~22bit 用作省际间标识，NRI 分配表以 4 色原理为基础，由全国统一分配来保证相邻省份的NRI 不同。剩余 5 位（21~17bit）用作 Pool 内部的NRI 标识。在诺西 SGSN SG7CD7 版本之后，支持7 位 NRI 的分配功能。

4.2 NSEI 规划

SGSN Pool的规模即SGSN 的数量由以下因素决定：基站系统的数量，小区数量，网络服务实体（NSE，Network Service Entity）数量。对于诺西的产品，BSC 中的分组控制单元(PCU，Packet Control Unit)最多支持 8个 NSE， 即每个 PCU 单元最多连接到 8 个 SGSN。网络服务实体标识（NSEI，NSE Identifier）在每个SGSN Pool 内唯一[3]，1 个SGSN Pool 内 NSEI 的数量不能超过 65535 个。可以采用按 Pool 内SGSN的数量分段编码，每个 SGSN为 1段，每个 BSC 的 PCU 占用不同编码段内的 1 个编号， 这样利用率较高。 以 4 个SGSN 组成 Pool 为例，NSEI编码从0-65535分为4段， 每个SGSN的NSEI范围16000。

4.3 DNS 配置

组建SGSN Pool 情况下，DNS 中需要定义 NRI和 Pool 中SGSN的映射关系。对诺西 SGSN 而言，定义的是 NRI 和包处理单元（PAPU，Packet Processing Unit） 的映射关系。 Pool中会有多个SGSN部署为 Default SGSN。为保证 Pool 外的 SGSN 能够通过 DNS 查询到该 Pool 的 Default SGSN，需要设置 RAC到 PAPU IP 地址的映射。此外，为保证卸载功能的顺利实现，还需要将卸载时使用的 Null-NRI和 PAPU IP 地址的映射关系定义到 DNS 中。
4.4 SGSN 侧的要求

在诺西 SGSN 上开启 SGSN Pool 功能，SGSN侧需要安装额外的软件许可证（Licence）包括：Feature SG01023:

Multipoint Gb [4]和 Feature SG02002: Multipoint Iu[5]，以及 Enhanced NRI feature。 启用Multipoint Gb功能时， 推荐使用Gb over IP 的网络配置。在 Gb Over FR的情况下，Gb 接口传输采用的是 E1 连接方式，SGSN 和 BSC 之间只能实现一对一的关系，要实现 BSC 与多个 SGSN的连接代价巨大。而在 Gb Over IP 的方式下，由于IP网络强大的互连性，使得 BSC与多个 SGSN 的连接变得非常方便。

lenovovb

学习了 谢谢分享！

vitner

谢谢分享，，，学到东西要顶一顶

dandaner00hcw

爱sir，有个问题，如果pool里的一个sgsn到hlr出现ss7中断，那么已经附着的用户会和还没附着但是nri是对应此sgsn的用户出现什么情况啦，2g和3g有什么不一样么？

爱卫生

dandaner00hcw 发表于 2012-6-21 15:10
爱sir，有个问题，如果pool里的一个sgsn到hlr出现ss7中断，那么已经附着的用户会和还没附着但是nri是对应此 ...

应该影响不大。不管有没有附着，nri对应到该SGSN，那应该证明该用户已经在这个SGSN上曾经附着成功过。换句话说，附着流程中的涉及Gr接口的位置更新、获取用户签约数据的步骤，在MS下一次附着的时候都不需要做了。那除此以外，Gr接口对应附着流程还有一个获取鉴权参数的过程，如果无法通过HLR获取用户鉴权参数，将直接导致附着失败。但SGSN一次可以向HLR请求多个鉴权参数组，没用完的保存起来下次用。因此对于没附着的用户，只要鉴权参数组没有用完，都没什么影响，因为已经不需要Gr接口参与附着流程。但鉴权参数组用完了就会附着失败。

另外，如果已经附着成功的用户，那就没有任何影响了。因为附着成功后所执行的是会话管理流程，那和Gr接口是没有任何关系的。

decwhan

定一下，学习到了

smcdfeng

学习一下，好像下载不了附件啊

smcdfeng

可以了，谢谢爱卫生~~拜大神得永生