3G核心网的高可靠性设计

（核心网高可靠性设计的必要性（网络凭借宽带化、移动化、多媒体化的优势，在社会信息化进程中将发挥重要的作用。因此，无论是设备制造商还是运营商，甚至是普通百姓都对（寄予厚望。G网络可以分成无线接入网和核心网两大部分。随着“EVERYTHINGOVERIP”在技术上成为可能，（核心网架构（）从R（电路域）基于T向纯IP的RR演进。在RR架构中， 将承载和控制分离，即 分解成两个物理实体， ERV软R交换服务器）和G（媒体网关）。相较于传统的T （容量为〜万户）， ERVER是真正能实现“大容量，少局所”的技术。目前，商用化的 ER具备超过 万户的处理能力，H达 万次以上。容量的剧增，决定了（网络必须采用与传统T完全不同的组网方式。相应地，（核心网的可靠性必须比T提高〜个数量级。二、（核心网网元简介GPPR定义的核心网包括了电路域和分组域两个部分，包括 、一VL、RG、NGGNH、EIR（可选）以及T—G、R—G（信令网关）等网元。（核心网具备处理所有与话音呼叫、数据连接以及与外部网络相关的交换、连接、路由的功能。m电路域媒体网关。在I接口上，G可以支持媒体转化、承载控制和有效载荷处理。： 主要负责移动始发和移动终结的域呼叫的呼叫控制。它终结用户到网络的信令并将其转换成网络到网络的信令。它包含一个VR以保持移动用户的签约数据以及 的相关数据。其中的G ERV是一个特例，用于连接核心网 域与外部的PTN的实体，实现与传统PTN网络的互通。G:NGPR业务支持节点，是P域网络的核心。它对 的位置进行跟踪，完成安全鉴权功能与接入控制，并与GGN共同完成PP连接的建立、维护与删除工作。对于（基站

来说，G是通过I接口与GRN相连接。GGN是（网关支持节点。核心网P域通过GGN与外部的分组网相连。Ha归属位置寄存器（H）是系统的数据中心，它存储着所有在该H签约的移动用户的位置信息、业务数据、帐户管理等信息，完成移动通信网中用户移动性管理。鉴权中心（）用于系统的安全性管理， 存储着鉴权信息和加密密钥，用来防止无权用户接入系统和保证通过无线接口的移动用户通信的安全。T—G（传输信令网关）—G（漫游信令网关）：分别用于处理—N和PTNI N网之间的信令转换及GP和NGP之间的漫游信令转换。三、（核心网高可靠性设计方法探讨由于 交换机已有容错功能， 话音网络具有很高的可靠性，但容量相对较小。因此， 话音网络可靠性设计一般考虑网络拓扑传输网络可靠性和供电系统可靠性设计等即可，着重于物理层的安全。而核心网同时承载电路域和分组域业务，与传统的 话音网络在可靠性设计上有所不同：既要考虑物理层可靠性设计，也要考虑网络层及应用层的

可靠性设计。1 的可靠性设计在中，接口引入了 技术。为 的简写，意为“灵活性”。引入 接口的好处体现在以下几个方面：允许的节点（如）接入到“池”中的任一个 中；网络能提供核心节点路由信息给，存贮该路由信息;在初始信令阶段，能提供给现有节点的路由信息，减少了核心网节点（如与）之间的交互信令，提高了网络性能； 及具有更好的扩展性。基于 的特点，提高 可靠性的措施可以通过以下两种方式实现。（） 双归属： 主备、互备主备方式：配置两个 ，分别为 V在正常情况下，负责所辖 的管理与呼叫处理， 通过与 间的心跳线（通常采用命令），实时监控 的工作状态。一旦发现 故障，便接管 的所有工作。互备方式：实质上是负荷分担方式。即在正常情况下， 、 分别管理各子域的 设备及承担本域内的业务处理。当一个设备出现故障时，其所有业务处理和管理任务立即由另一个备份设备接管。这种备份方案比较经济，没必要专门为某台

设置备份点。表为上述两种方式的比较。表1 1负+荷1分担和1+主1备方式比较1+1负荷分组方式1+］主普方式卷注可靠性二】一口一心=2P-Pl2与负荷好招方式大致相同.依若SERVT玩葩前就可*性为R通常P=99.9沔X惟输网的可靠性上|。咻MTBF（平均无曲障间隔时间J&W3秒敢映于S1PFPTON祖伯同朋设备利用率各占5叫主用JQO%,皆用明实施难度复杂商般方案优劣父5哪推荐方案R4在采用方案（） 备份方式从表可以看出，对达到电信级可靠性（ ）的 实施了双机备份后，由单机系统的 秒缩短至双机系统的 秒。但设备利用率平均只有 0显然偏低。于是便有了 备份方案。 方案实际上仍为主备用方案，即其中一个平时不承担话务，仅当SERVER“池”中的一个SSERVE出现故障时，才接管其话务。随

着N的增加，设备的平均利用率得到提高。表是对各种N备份方式的比较。从表可看出，当N3时，设备利用率增长明显减缓，“池”的 不变。但随着N增大，工程实施难度会明显增加。故在商用网络上，一般选择NW3,这既提高了设备利用

率，又具有可操作性，是比较合理的方案。表 N备份方式比较3+1箱份方式」十1备份方式5+1蓄粉方式可亦佳=i-(i-pn=2p-门=1一(1-P)'2=2上-口口MTBF0,。0弓和0r003秒0.003秒设薛平均利用率80%83%可靠性设计技术是一种用于 安全性的方案。在该方案中，RN可接入多个 ，这些都属于同一个SSERVE管辖。RN通过 接入到核心网。 负荷分担技术在RN一 连接的基础上增加了RN—wRN— 两3条备份连接线。 SS通过的S连接和接口的S连接判断连接状态，当所有的S连接和S连接都断了，并在一定时间内不能恢复，即判断出现故障，切换到备份 。而RN则是通过接口判断对端 是否故障，当检测到故障后，启动切换流程，切换到备份MG。W.SS 可靠性设计SS 是典型的计算机数据库。因此，通常采用 主备或N主备用方式提高其可靠性。考虑到SS 的重要性，采用 方案更为合理。.其它核心网元的可靠性设计（） 是计费网关，是非常重要的网元。SSN S都将产生的计费信息传送到，如果主用失效，可采取重定向措施，将计费信息发送至备用。当然，亦可以采取计算

机双机技术来提高的可靠性，但这种方法不具有容灾能力。（） 渥3_网对外互联的数据网关，物理实体通常是经过适当修改的路由器。因此，可以采用负荷分担方法提高可靠性。（）I信令网关主要实现 信令到信令的转换。其可靠性要求比媒体网关要求更高。目前 的技术受制于协议的局限，无论从功能还是性能上，都达不到基于的系统。因此，现阶段大多数厂家将内置在中。网间信令互通采取直联

方式。至于 间互通信令，目前推荐使用 C5．承载网的可靠性设计以后版本，核心网完全化，因此，核心网元之间由网络承载。目前，比较成熟的技术是 等用于核心网元间的传送技术。其中， 可以实现安全的隔离， （流量工程）主要用于 控制， 用于快速重路由。提高承载网可靠性的方法主要是采用双路由（多路由）设计。6．核心网应用层安全性设