软交换核心网MSCPOOL技术研究

孙志刚　姜金池

【摘要】 随着通信技术的不断发展，电信运营商的核心网络正在经历着翻天覆地的变化。在3G软交换时代，核心网通过引入A/Iu-Flex技术，将传统软交换网络改造成MSC POOL网络，极大地提升了通信网络的各项性能。本文从技术原理、组网设计等方面入手，对MSC POOL技术进行了深入研究。

【关键字】 软交换 MSC POOL 改造 代理NNSF

当前，各大电信运营商的3G核心网络都已采用软交换设备。但是，传统的软交换网络由于采用了独立的组网方式，这使其在提高网络利用率、降低综合运营成本等方面存在缺陷。而通过组建MSC POOL网络，则可以合理的避免这些问题。

一、传统通信网络的弊端

传统网络通常以MSC为单位组网，每台交换机独立覆盖某一区域。这就使其在应对潮汐效应和容灾备份等问题上存在安全隐患。由于移动用户具有随机移动性，这就使得移动通信网存在“潮汐效应”——大规模用户的移动会造成网络负荷的剧烈变化。对于潮汐现象明显的交换机，不同的信令和中继板卡会出现高负荷运转情况，影响设备正常运行。

在容灾方面，如果某台交换机出现故障，相关区域下的用户都会受到影响。即使采用了N+1方式进行容灾备份，也会受限于备用交换机运行状态、维护人员技术水平等因素。

二、MSC POOL技术原理

MSC POOL技术即A/Iu-Flex技术，它是在3G R5版本中被引入到CS域核心网的一项全新技术。简单地讲，MSC POOL就是将相邻区域内多台MSC互相连接，组成一个软交换池组，区域内所有的BSC通过A接口接入到MSC POOL中，并与多个MSC连接，从而由多个MSC动态地为池内所有BSC提供服务。

这里，涉及到MSC POOL技术的几个重要概念。

2.1 MSC池和MSC池区

MSC池是指某区域内所有交换机组成的MSC POOL，而MSC池所服务的区域则被称为MSC池区，即MSC POOL 下BSC和RNC所覆盖的区域。

2.2 虚拟媒体网关

为了简化网络结构，避免组POOL时对现网设备进行过多的改动，MSC POOL允许把一个实体MGW在软件层面分离成若干个虚拟VMGW。通过VMGW技术，每个BSC只需要与POOL内一对或者一个MGW有物理连接即可。BSC通过VMGW与POOL内每个MSC实现信令连接。

2.3 TMSI和NRI

TMSI，临时用户标识，是由网络分配给所有登记到设备上的合法用户的一个临时性标识，用于替代IMSI。

TMSI的标准长度为32bit，其中第23-14bit用于网络资源标识，即NRI。NRI是MSC POOL技术中最关键的参数之一。当用户第一次进入MSC POOL网络时，它会登记到POOL内某一个MSC上。对应的MSC会为该用户分配一个新的TMSI，其中就包括本局的NRI信息。BSC通过NRI信息，将与其相关业务路由到NRI对应的MSC上。

2.4 NNSF功能

NNSF 是指NAS节点选择功能。在MSC POOL网络中，为了实现移动用户选择向其提供服务的MSC设备，由MGW或者BSC/RNC实现对NRI的识别和判断。

三、MSC POOL组网研究

作为一种全新的组网方式，MSC POOL网络与传统交换网络有较大的区别。MSC POOL网络在切换、负荷分担和用户迁移等方面均有明显的优势。

3.1切换原理

独立交换机组建MSC POOL后，原有的局间切换都变为POOL内切换，本地网络的切换量将会有大幅度下降。只有用户移出或移入MSC POOL，才会发生传统意义上的局间切换，极大的降低了网络负荷，有效提升了用户感知。

3.2负荷分担

NNSF功能实体根据各交换机的当前负荷情况，将新用户动态的分配到负荷较低的MSC上，被称为常规负荷分担。当POOL内交换机出现宕机或者其他严重故障时，登记在该交换机下的用户通过主被叫或者周期性位置更新方式，自动登记到正常的交换机下。实现异常情况下的负荷分担。

3.3用户迁移

通过给MSS下发负荷重分配指令，实现特定MSS上空闲状态用户的迁移，以达到对POOL内MSS负荷进行均衡的目的。用户迁移通常可以应用到以下场景：日常维护（如重大升级导致用户分配不均），故障恢复和POOL网络架构调整（如新增或减少MSS）。

四、结束语

通过采用MSC POOL技术，传统的通信网络发生了革命性的变化。相对于传统的软交换网络，MSC POOL组网具有网络容量大、负荷分担灵活、自动容灾备份、维护简单等优点。

在实际组网操作中，需要根据现网网络规模、设备特点等合理选择组网方式和相关技术参数，从而更加有效的发挥MSC POOL网络的技术优势。

参 考 文 献

[1] 郎为民.软交换体系结构研究. 数字通信世界， 2007年2期

[2] 崔红莉.软交换容灾技术在移动通信网中应用研究. 南京邮电大学，2012年