SGSN Pool技术在SGSN中实现

包兴华

【摘 要】文中基于SGSN POOL技术首先进行了SGSN POOL组网的2种方式分析，接着探讨了终端在SGSN POOL的移动性管理，最后就NRI的长度、DNS 配置组建和SGSN 侧的要求3个方面给出了SGSN POOL 在现网中的实施建议。

【关键词】SGSN Pool技术； NRI 的长度；DNS 配置

【中图分类号】TN929.5 【文献标识码】A 【文章编号】1672-5158（2013）03-0084-01

1 引言

SGSN POOL以池组方式工作的机制，从而打破了BSC与SGSN之间一对一的控制关系，实现了BSC/RNC节点到多个SGSN节点的域内连接路由功能，允许BSC/RNC节点把信息在相应的分组交换（PS）域路由到不同的CN节点。SGSN以池组方式共同服务一个大的服务区，一个池最大支持32个SGSN节点，池内每个BSC/RNC与每个SGSN控制逻辑关系全连。与传统的网络相比，SGSN Pool 组网具有以下优点：①负荷分担：多个 SGSN 间分担网络负荷，提升整个核心网资源利用率，节省设备投资；②减少位置更新信令：终端在池区内移动，只需进行路由区内部的更新，减少了 SGSN 间的信令交互，提供了 SGSN 的容量增益；③容灾：当一个 Pool 中的某台 SGSN 宕机或重启后，系统会通过自动监测将原本处于该 SGSN 服务下的终端重新引导到其它SGSN，实现SGSN 级的容灾备份；④提高网络可扩展性：当需要对核心网进行扩容时，只需添加新的 SGSNPool 成员，这样既没有改变原先的核心网总体结构，又达到了网络扩容要求。

2 SGSN POOL 组网方式

SGSN Pool 允许 2 种组网方式：SGSN Pool 间的独立组网和重叠组网。独立组网方式：不同 SGSN Pool 间相互独立，没有重合特点。整个池区内资源共享。这种组网方式优点是维护简单，规划单一。缺点是 BSC/RNC需要与 SGSN 实现 Gb/Iu-PS 接口的逻辑全互连。

重叠组网方式：SGSN Pool 区有重叠，BSC/RNC 只需要与所在池区内的 SGSN 实现全互联。这种组网方式优点是两个池区可以一起为重叠区域服务，提升了重叠区域的容量。缺点是规划较为复杂，必须保证两个池区的非重叠区域的用户流动性小，否则跨池区的切换就会比较多。

3 MS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 ResourceIdentifier）属于同一池区，则视为 SGSN 内（IntraSGSN）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 MobileSubscription 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，DomainName System）查询 Default SGSN 的 IP 地址，DefaultSGSN 再根据 RAI+NRI 找到老的 SGSN。

4 SGSN POOL 在现网中的实施建议

4.1 NRI

NRI是用来表示MS所在的SGSN的参数。

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。

NRI是P-TMSI的一部分。SGSN在分配P-TMSI时在特定的bit设置NRI。NRI的长度灵活可变，范围在0-10 bits。如果NRI的长度为0时，代表NRI未被使用，既SGSN为开启SGSN功能。

在Iu和Gb模式下，NRI在P-TMSI 中对应的位置为 23～14bit。如果SGSN Pool功能开启，NRI的最高位是23bit。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。

下面是一个NRI长度为4的P-TMSI示例：

TTY|TTY|GMO|RCO|PPI|PPI|PPI|SC1|NRI|NRI|NRI|NRI|SC2|SC2|SC 2|SC2|SC2|SC2|SC2|SC2|SC2|SC2|SC2|SC2|SC2|SC2|SC2|SC2|SC2|SC2|S C2|SC2

TTY = TMSI Type，always on positions 31 and 30

RCO = Recovery Code

GMO = Generation Mode

NRI = Network Resource Identifier. If present，its highest bit must be on position 23

PPI = Primary Process Identifier

SC1 = SDR Cursor，1st part

SC2 = SDR Cursor，2nd part

SDR Cursor是在SGSN中最大允许的用户数，如果NRI的length越长，SGSN中最大用户数也就越少。

4.2 DNS 配置组建

SGSN地址应该配置在SGSN（O&M;）内，或者通过每个RAI和NRI的组合配置在DNS服务器。SGSN中定义的是 NRI 和包处理单元（PAPU，PacketProcessing 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。

4.3 SGSN 侧的要求

启用 SGSN POOL 功能时，推荐使用 Gb overIP 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。

5 结束语

在现有的分组域网络引入SGSN Pool 具有明显的优势。具备负荷分担，减少局间位置更新次数，强大的容灾能力以及提高网络可扩展性等优点。SGSN Pool的组网又是个复杂的系统工程，需要从运维，规划，实施等多方面综合考虑，尽量减少对现网的影响和调整。

参考文献：

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