PDN连接建立时延探讨

潘世宁 甘文华

中国移动通信集团广东有限公司东莞分公司 523000

摘要：省公司SOC平台统计反馈东莞等粤东华为核心网片区的PDN建立时延总体比其他非华为片区要长，为了找出东莞该指标较长的关键流程、根本原因，以便针对性开展优化，特进行了本文的分析研究。

关键词：PDN；延时；分析

现网约有80%的PDN建立是嵌入在attach流程中，嵌入在attach流程的时候，分别对应的嵌入主题消息为attach request和attach accept。

一、PDN建立时延定义

1、嵌入attach式PDN建立时延

Attach Request/PDN Connectivity Request至Attach Accept时延；对核心网而言，主要包括Attach request/PDN Connectivity Request、Create session request/response、Attach accept等，而现网中，Attach流程往往还会包含ID鉴别、鉴权加密/安全保护、S6a口的HSS鉴权和签约数据查询更新、SGS口位置更新（对于联合附着）等流程。Attach中的PDN建立过程，涉及UE、ENB、MME、HSS、SGW、PGW等多个网元及LTE Uu口、S1-C口、S6a口、S11口、S5/S8等多个接口，流程较为复杂，每一个节点和子流程的耗时都会影响最终的PDN建立时延。

2、单独PDN建立流程：

PDN Connectivity Request至PDN Connectivity Request Accept的时延。

二、ATTACH过程中PDN建立时延主要影响因素

结合信令流程及在实际分析中總结，影响Attach过程时延的主要因素有：

1、是否包含Identity过程及该流程耗时长短；

2、是否包含Authentication鉴权过程及该流程耗时长短；

3、是否包含Security mode过程及该流程耗时长短；

4、HSS鉴权（S6a口 3GPP-Authentication）及S6a口Update Location过程耗时；

5、S11口Create session过程耗时；

6、SGS口联合位置更新时延（对于联合附着）。

三、东莞与省内异厂家设备地市PDN建立时延现状对比

1、PDN建立整体时延现状

City 核心网设备 Date PDN建立时延ms PDN建立请求次数 PDN建立成功次数 用户原因失败次数 成功率 成功率（去除用户原因）

东莞 华为 5月23日 815.47 9801915 5334860 1966193 54.43% 74.49%

东莞 华为 5月24日 825.77 9953029 5483177 1978474 55.09% 74.97%

东莞 华为 5月25日 817.41 9005093 4739230 1774443 52.63% 72.33%

江门 中兴 5月23日 634.18 1343023 953989 116099 71.03% 79.68%

江门 中兴 5月24日 655.22 1349174 969472 116545 71.86% 80.49%

江门 中兴 5月25日 626.76 1350566 971406 72487 71.93% 77.29%

佛山 爱立信 5月23日 230.26 26723865 23663219 1119332 88.55% 92.74%

佛山 爱立信 5月24日 230.77 28812514 26279560 245962 91.21% 92.06%

佛山 爱立信 5月25日 228.25 24931749 22255641 674759 89.27% 91.97%

随机挑选分别使用爱立信核心网设备和中兴核心网设备的佛山与江门两地市与东莞进行对比，可知确实是东莞的PDN建立时延较长，比江门长约170ms至200ms左右，比佛山长接近600ms。

四、嵌入attach式PDN建立时延现状

City 核心网设备 Date PDN建立时延ms PDN建立请求次数 PDN建立成功次数 用户原因失败次数 PDN建立成功率 PDN建立成功率

（去除用户原因）

东莞 华为 5月23日 911.87 8664683 5110885 1754371 61.95% 82.20%

东莞 华为 5月24日 920.87 8845693 5291145 1704141 62.64% 81.91%

东莞 华为 5月25日 908.87 7996336 4613401 1567727 62.10% 81.70%

江门 中兴 5月23日 719.98 1091184 912125 133174 83.87% 96.08%

江门 中兴 5月24日 729.33 1117445 944535 141191 84.70% 97.33%

江门 中兴 5月25日 707.45 1094567 918463 148880 84.02% 97.62%

佛山 爱立信 5月23日 233.83 26052049 23417218 566895 89.89% 92.06%

佛山 爱立信 5月24日 234.83 28028574 25952526 46681 92.59% 92.76%

佛山 爱立信 5月25日 231.68 24290540 22067305 90749 90.85% 91.22%

东莞、江门、佛山三地市嵌入attach过程的PDN建立时延对比，仍然是东莞的PDN建立时延较长，比江门长约200ms左右，比佛山长约680ms左右。

五、单独PDN建立时延现状

针对PDN事件，我司现有LTE信令平台目前是将嵌入Attach式PDN和单独PDN混合入库，未对单独PDN建立事件进行区分，故当前暂无法对单独PDN建立时延进行统计。上文的嵌入attach式PDN建立时延则是通过Attach Accept时延统计得到。

六、东莞PDN时延较长问题分析

东莞嵌入attach式PDN建立时延长分析

1、附着类型维度PDN建立时延对比分析

city 核心网设备 date 附着类型 PDN建立时延ms PDN建立请求次数 PDN建立成功次数 用户原因失败次数 PDN建立成功率 PDN建立成功率

（去除用户原因）

东莞 华为 5月24日 EPS Attach 853.18 2503661 1465639 344980 61.48% 75.26%

东莞 华为 5月24日 IMSI Attach 946.80 6342032 3825506 1359161 63.10% 84.53%

江门 中兴 5月24日 EPS Attach 645.94 325996 282452 30635 86.96% 96.36%

江门 中兴 5月24日 IMSI Attach 753.19 765188 629673 102539 82.56% 95.96%

佛山 愛立信 5月24日 EPS Attach 188.82 8100184 7294690 16806 90.06% 90.26%

佛山 爱立信 5月24日 IMSI Attach 252.81 19928390 18657836 29875 93.62% 93.77%

由统计对比分析可知，无论是EPS Attach（双待终端的附着）还是IMSI Attach（单待终端的附着，需要进行SGS口的联合LAU）类型的附着过程，东莞的PDN建立时延均比其他地市要长，东莞本地自身比较，IMSI Attach类型的附着过程的PDN建立时延较EPS Attach类型附着过程的PDN建立时延要长近100ms左右，这一点与江门略短、比佛山长。

另外，三个地市IMSI Attach（单待终端的附着或联合附着）附着类型中的PDN建立成功次数在嵌入attach式PDN建立成功次数中的占比分别为72.30%、69.03%、71.10%，相差不大，均在70%上下。

2、MME维度PDN建立时延对比分析

date MME PDN建立时延ms PDN建立请求次数 PDN建立成功次数 用户原因失败次数 PDN建立成功率 PDN建立成功率

（去除用户原因）

5月23日 DOGMME101BHw 905.64 2521100 1484279 524729 61.10% 81.92%

5月23日 DOGMME102BHw 935.40 1072674 670419 228299 64.94% 86.22%

5月23日 DOGMME201BHw 909.09 2534547 1472717 506071 61.54% 81.51%

5月23日 DOGMME202BHw 910.22 2536362 1483470 495272 61.94% 81.46%

5月24日 DOGMME101BHw 912.96 2575429 1514990 519570 61.09% 81.27%

5月24日 DOGMME102BHw 955.40 1057893 686381 190895 67.44% 85.48%

5月24日 DOGMME201BHw 914.65 2618646 1547008 505592 62.21% 81.51%

5月24日 DOGMME202BHw 919.51 2593725 1542766 488084 62.67% 81.48%

5月25日 DOGMME101BHw 900.89 2315735 1324731 471923 61.07% 81.45%

5月25日 DOGMME102BHw 938.90 972093 594489 184583 65.39% 84.38%

5月25日 DOGMME201BHw 909.68 2370160 1349148 463134 61.62% 81.16%

5月25日 DOGMME202BHw 902.63 2338348 1345033 448087 62.22% 81.38%

东莞四个MME的嵌入attach式PDN建立时延均比较长，都在910ms以上，其中MME102承载的PDN连接次数只有其他MME的一半左右，但PDN建立时长却始终较其他MME长30至40ms左右，需要核实该MME的负荷（是否还承载了其他地市较多的业务致总体负荷较高）及性能。

3、APN维度PDN建立时延对比分析

东莞APN维度PDN建立时延：

city 核心网设备 date APN PDN建立时延 PDN建立请求次数 PDN建立成功次数 用户原因失败次数 成功率 成功率（去除用户原因）

东莞 华为 5月24日 CMNET 913.64 5437425 4659984 669331 85.70% 98.01%

东莞 华为 5月24日 GXDUMMY 972.53 175461 175461 0 100.00% 100.00%

东莞 华为 5月24日 TINGJI 936.19 148972 148941 30 99.98% 100.00%

东莞 华为 5月24日 CMWAP 969.55 135734 99868 32075 73.58% 97.21%

东莞 华为 5月24日 TJ 1014.35 97582 97582 0 100.00% 100.00%

東莞 华为 5月24日 TEMP 915.06 57224 57208 14 99.97% 100.00%

东莞 华为 5月24日 BOSSTJFT 583.18 37920 37916 3 99.99% 100.00%

东莞 华为 5月24日 CMHK 2679.91 11152 10472 89 93.90% 94.70%

东莞 华为 5月24日 QX 877.93 2424 2423 1 99.96% 100.00%

东莞 华为 5月24日 INTERNET 4321.47 741 516 202 69.64% 96.90%

东莞 华为 5月24日 SPMODE 2181.94 1586 417 47 26.29% 29.26%

东莞 华为 5月24日 LTE 3849.20 92 91 0 98.91% 98.91%

东莞 华为 5月24日 E-IDEAS 4201.82 2543 83 1130 3.26% 47.70%

东莞 华为 5月24日 UNET 3521.79 604 66 468 10.93% 88.41%

东莞 华为 5月24日 TEMP47 581.00 41 41 0 100.00% 100.00%

东莞 华为 5月24日 SHWAP 5055.73 197 22 171 11.17% 97.97%

东莞 华为 5月24日 JPSPIR 3481.00 17 13 1 76.47% 82.35%

东莞 华为 5月24日 NODATA 2752.15 13 13 0 100.00% 100.00%

东莞 华为 5月24日 YESINTERNET 4096.58 12 12 0 100.00% 100.00%

东莞 华为 5月24日 CMITOP 1058.00 7 7 0 100.00% 100.00%

东莞 华为 5月24日 MOPERA 4368.00 3 3 0 100.00% 100.00%

东莞 华为 5月24日 HBDSOA 974.00 1 1 0 100.00% 100.00%

东莞 华为 5月24日 DIALOGBB 1567.00 1 1 0 100.00% 100.00%

东莞 华为 5月24日 IMS 1077.00 1 1 0 100.00% 100.00%

东莞 华为 5月24日 GZPACS01 700.00 1 1 0 100.00% 100.00%

东莞 华为 5月24日 PORTALMMM 6834.00 1 1 0 100.00% 100.00%

东莞 华为 5月24日 DGHADZ 864.00 1 1 0 100.00% 100.00%

东莞地市，PDN建立次数主要集中在CMNET、GXDUMMY、TINGJI、CMWAP、TJ、TEMP、BOSSTJFT、CMHK等数个APN上，除TEMP/CMHK的PDN建立时延较长外，其他基本在900ms至1000ms之间。

4、PDN建立S1口子流程分步时延分析

嵌入Attach式PDN建立流程，在S1口涉及的相关子流程主要有，Identity流程、Authentication流程、Security mode流程，但是该三个子流程并非在所有的Attach事件中均必须经历，下文将从这三个子流程都具备的嵌入Attach式PDN建立流程及嵌入Attach式PDN建立总体子流程的分步时延进行分析。

七、东莞单独PDN建立时延分析

我司现有LTE信令平台目前是将嵌入Attach式PDN和单独PDN混合入库，未对单独PDN建立事件进行区分，故当前暂无法对单独PDN建立进行分析。

八、总结

针对PDN事件，由于我司LTE信令平台目前是将嵌入Attach式PDN和单独PDN混合入库，未对单独PDN建立事件进行区分，故当前暂无法对单独PDN建立时延进行统计。本文主要是对占比在80%以上的嵌入式Attach式PDN建立时延进行分析。

东莞MME102承载的PDN连接次数只有其他MME的一半左右，但PDN建立时长却始终较其他MME长30至40ms左右，需要核实该MME的负荷（是否还承载了其他地市较多的业务致总体负荷较高）及性能。粤东片区PDN建立时延较长是华为设备区域共性问题，主要是Authentication、Security mode流程事件在PDN建立中比例很高，以及华为设备区域PDN请求到Identity请求时延明显较其他厂家区域高。