SGSN Pool规划关键指标研究

陈静霞，王计艳，郑直，邱钧

（1 北京中通海科技有限公司, 北京 100080; 2 中国移动通信集团设计院有限公司, 北京100080）

1 背景

在核心网络中采用SGSN Pool技术具有提高设备利用率、节省信令开销、减少局间切换以及提高网络性能等许多方面的优势。本文针对SGSN Pool现网部署涉及的关键指标的规划进行探讨，本研究成果可直接指导各区域中心SGSN Pool的部署方案，并在未来核心网络建设中起到指导作用。

2 SGSN Pool总体规划原则

总体规划原则如下：

（1）一步规划分步实施原则：在进行规划时将各区域的SGSN统一进行规划，划分全网SGSN Pool组网架构，实施时按区域和IP化的情况，逐步实施，扩大SGSN Pool组网规模。

（2）安全原则：应尽量避免同一个LAN内的SGSN组成一个Pool，避免共CE（同一个机楼）的SGSN组成一个Pool。

（3）保持现网稳定原则：在进行SGSN Pool实施时，不能影响现有网络的运行，需要制定严格的实施方案，并且对于每一实施步骤都应有相应的风险分析以及规避方案，并在改造不成功的情况下应有回退的方案。

3 SGSN Pool关键指标规划研究

3.1 负载均衡机制

在进行SGSN Pool组网时，NNSF功能在BSC/RNC节点实现，目前是由设备厂家自行定义。NNSF算法在实现时是参照SGSN Pool内的各套SGSN设备附着用户容量比例，在BSC/RNC节点对Pool内各套SGSN预先设置相应的负载均衡因子（根据网络发展需求，后续也可以有针对性的开发不同的算法满足特定的需求）。

3.2 Pool的大小

SGSN Pool的大小即每个Pool内SGSN的数量，根据Pool的特点，Pool越大，容量均衡和减少局间切换及位置更新的优势就更加明显，但Pool内SGSN、BSC、RNC的数据配置和Pool的扩容将受到限制，Pool的大小受以下因素的限制：

（1）NRI：根据对各厂家设备的分析，每个Pool可用的NRI最多为16个，考虑发展预留2～3个，再预留最大的一个作为NULL-NRI，因此每个Pool实际可分配的NRI为12～13个。

（2）数据配置和网络维护：一般情况下，Pool越大，话务均衡和减少局间切换的优势越明显，但相应的数据配置也更复杂，Pool内所有SGSN必须有相同的数据配置，而且每个SGSN必须配置Pool内所有RNC和BSC的信息，建议Pool内SGSN不超过8个。

（3）设备冗余量：为实现容灾备份，网内设备需考虑冗余量，从Pool的负荷均衡特性的角度考虑，建议Pool内SGSN数量不小于4个。

（4）扩容考虑：由于网络容量不断增加，同一服务区内新增的SGSN也应纳入到SGSN Pool内，因此初期进行NRI规划时，应预留扩容空间。

3.3 潮汐效应分析

潮汐效应是指网络忙时业务分布不均衡的情况造成各个SGSN节点负荷不均衡的现象，从理论上讲，通过部署SGSN Pool可以降低设备峰值负荷、提高设备利用率。

以某本地网为例，该本地网8月各SGSN附着用户变化平稳，附着用户数在1天各时段变化也较平稳，整个本地网的潮汐系数约为1.08（SGSN的自忙时附着用户数总和/系统忙时所有SGSN的附着用户数），表明整个本地网的潮汐效应并不明显。其他区域的潮汐系数也在1.1之内。

综上分析，潮汐效应并不明显。

3.4 切换

切换主要是因为用户移动引起的，总切换次数与交换网络组织无关，但组成SGSN Pool后，用户在池内移动，归属的SGSN不变，因此只会发生局内切换，占用网络资源远低于局间切换。如某本地网的Pool均连续覆盖，组Pool后，假设Pool边缘的BSC产生的RAU减少一半，根据现有统计数据分析，原INTER SGSN 的RAU将会大幅减少，因此，SGSN Pool对减少局间切换效果明显，因此在进行SGSN Pool的规划时应优先考虑覆盖区域的连续性原则。

3.5 NSEI的规划

在SGSN Pool后，每个BSC需要连接到Pool内所有的SGSN，每个BSC需要的NSEI的数量是归属Pool内所有SGSN的数量，因此，SGSN Pool后，对NSEI的数量需求大大增加。

为达到管理实施的有效性，在进行SGSN Pool的规划时，需要对BSC的NSEI进行重新分配。以某本地网为例，进行局数据配置时NSEI的取值要求如下：

（1）GSM标准中NSEI号码是由16bit进行标识，因此NSEI分配最大数不能超过65535；

（2）NSEI按十进制进行编码；

（3）NSEI编码具备明确标识出地市和区域的功能，便于管理和分配；

（4）每个本地网可分配的BSC数量不少于Pool内SGSN数量×BSC数量，并能满足未来扩展需求;

（5）实际可分配的NSEI编码范围为0～ 65520，其中保留A00000B设置为default NSEI，用于卸载BSC或其它用途。

3.6 跨本地网组Pool

3.6.1 跨本地网组Pool的分析

（1）节假日和平时地市间潮汐效应明显。目前，节假日（主要是春节）和平时欠发达地市与发达地市间的潮汐效应明显。春节时，由于打工人员回乡，业务量大量涌向欠发达地市，导致春节和平时的业务分配不均衡，致使欠发达地市SGSN设备利用率不稳定，平时，负责发达地市业务的SGSN负荷高，负责欠发达地市业务的SGSN负荷低，春节时，负责发达地市业务的SGSN负荷迅速下降，负责欠发达地市业务的SGSN负荷骤然升高，某些SGSN设备利用率超限，容量不足，不得不利用BSC割接等手段解决容量不足的问题。如果能潮汐效应明显的不同业务区组成一个Pool可大大提高设备利用率，平复业务不均衡情况。

（2）地市间人员流动性强，切换频繁。在这种情况下，跨本地网组Pool不是必须的，可以根据实际情况选择。

3.6.2 跨本地网组Pool建议

（1）对于本地网间潮汐效应明显的地市跨本地网组Pool建议。

若存在潮汐效应的本地网所归属的SGSN设置在同一地市，不存在跨信令汇接区和传输调度等情况，建议此类本地网组成一个Pool，平复潮汐效应，提高设备利用率。若一个Pool太大可综合考虑业务量迁徙路径和覆盖连续性原则组成多个Pool。

若存在潮汐效应的本地网所归属的SGSN设备设置在不同地市，存在以下问题：

1）管理和维护不便，若同一个Pool内的SGSN设置在不同的地市，在进行网络调整（如BSC割接、覆盖区域调整）等情况时，协调工作量大，数据维护不便；

2）覆盖区域很难保证连续，因发达地市一般SGSN设备众多，与欠发达地市存在潮汐效应的节点可能涉及所有节点，难以规划；

3）SGSN分属不同信令汇接区，如用户注册至异地SGSN，位置更新、触发业务等流程均需迂回至归属地相关网元，因此，跨信令汇接区组Pool将会对信令网带来一定压力。

4）传输调度不便。因此，若本地网所归属的SGSN设备设置在不同地市，不建议跨本地网组Pool。

（2）对于本地网间人员流动性强的地市跨本地网组Pool建议。

若存在人员流动性强的本地网所归属的SGSN设备设置在同一地市，建议共同组Pool，减少局间切换。

若存在人员流动性强的本地网所归属的SGSN设备设置在不同地市，不建议跨本地网组Pool。

4 SGSN Pool规划建议

（1）在进行Pool的规划时，优先考虑无线区域覆盖连续原则，选择覆盖连续的无线区域组Pool、应尽量把覆盖区相同的BSC和RNC放入一个Pool内，充分考虑2G/3G网络组成混合SGSN Pool。

（2）其次应考虑潮汐效应，对于一个地市的SGSN负责多个本地网的区域，对于存在节假日和平时日潮汐效应的区域，应考虑欠发达本地网和发达本地网跨本地网组Pool，降低小本地网设备压力，提高网络整体利用率。对于本地网内SGSN众多且潮汐效应不明显的地市，应优先考虑无线覆盖原则进行SGSN Pool的规划。

（3）除Pool设备的冗余备份考虑外，还应考虑Pool的IP承载网层面的安全性，在有条件的情况下尽量避免同一个CE下的多个SGSN组成一个Pool，保证IP承载网的安全。