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  移动网络核心设备BSC新型传输管理方式研究

     
  

【摘 要】本文介绍了在中兴通讯CDMA设备现有的机制下,探讨移动网络核心设备(BSC)通过跨框方式下挂BTS这种组网方式对现网业务带来的影响,通过不同组网方式的对比分析以及结果验证,了解不同组网方式构建的网络的特性,根据需要因地制宜地选择不同的组网方式,从而能够增强网络的组网灵活性和网络的稳健性。
【关键词】误码率 传输时延 丢帧率 误帧率 位误率 掉话率 呼叫建立成功率 DO连接成功率
一、 引言
经过几年的规模建设和大力发展,天翼网络已今非昔比。不管网络规模还是网络质量都已经有了质的飞跃,有力地支撑了市场的发展。然而,随着市场的不断扩大和用户需求的不断深化,天翼网络所肩负的责任也更加重大。作为天翼网络接入层关键网元设备的一线维护人员,探索网络组网的灵活性以满足市场个性化的要求和提升网络的稳健性,从而保证良好的客户感知,就显得尤为重要了。
能够随时随地给用户提供优质的无线网络服务是我们打造精品网络的目的所在,那么保证网络中每个基站业务的不中断就是最基本的要求。由于传输链路或者设备软硬件的故障是难以避免的,那么在现有的网络资源条件下,通过对网络构架、组网方式、参数设置,以及设备选型等手段降低传输链路和设备软硬件故障引起的基站业务中断,就是重点工作之一。
二、 设备原理分析
1.BSC设备简介
如图1所示,BSC在网络中起着承上启下的作用,是接入层最重要的网元设备,承担着业务和信令汇聚的使命,也是庞大的接入层是否能够灵活组网的关键所在。

图1 BSC设备在网络中的位置
中兴通讯ZXC10 BSCB(V8.0.1.9)的机框分为控制框、交换框、时钟(GCM)框和资源框四种,如图2所示。其中资源框是提供Abis接口的机框。每个机框有17个插槽,其中1,3,5槽位可以提供给Abis接口板或者A2接口板即SDTB板件使用,一块SDTB板件提供一个155M的光口,含63个2M的E1。BTS设备的2M线就可以通过传输网络连接到这些这些接口板上,如图3所示。

图2 BSC机柜


图3 资源框
2.BSC与BTS的连接关系
根据目前中兴通讯公司提供给广东天翼网的BTS设备来看,一套设备最少有2对E1接口,最多有8对,下面以4对E1的情况举三个常用的BSC与BTS连接方式的例子。
(1)同板连接。这种连接方式是把一个BTS所有的E1都下挂到BSC的一块传输接口板上(见图4)。这种情况不利于BTS业务的安全性,一旦出现一块BSC接口板故障或者是连接该板件的光路出问题,或者是整个机框发生故障的话,就会引起该板件甚至该机框下挂的所有BTS业务中断,网络的稳健性得不到保障 。

图4 同板连接
(2)同框连接。这种连接方式是把一个基站的多条E1电路连接到同一个资源框的不同SDTB传输接口板上(见图5),鉴于中兴通讯的设备可以自动切换信令链路,故当其中的一条光路或者一块接口板故障时,BTS的业务可以由另外一块板件承载,不会因此造成业务中断。这种连接方式的理念还可以延伸到传输网络中,形成“双归路由”,多重保护网络的稳健性和客户感知。但是,当整个资源框业务中断时,这两块接口板上所承载的业务就会中断。

图5 同框连接
(3)跨框连接。鉴于以上两种连接方式的局限性,我们尝试使用第三种连接方式,就是跨框连接方式(见图6)。这种连接方式是把一个基站的多条E1电路连接到不同资源框的SDTB传输接口板上。这种连接方式不但有效预防了当其中的一条光路或者一块接口板故障时导致业务中断,也可以形成“双归路由”,而且当其中的一个资源框发生故障时,BTS的业务也能由另外一个资源框承载,从而保证业务不中断。相对上面两种连接方式来讲,跨框连接使网络稳健性得到更高层次的保障。

图6 跨框连接
本文的实验部分就是针对这三种连接方式中的后两种做比较,根据两种连接方式的不同,测试其传输的各种指标以及对业务的影响程度。
三、 解决方案及实施结果
因为无线环境无比复杂,同一个地点的无线环境可能会因为天气等因素的变化而不尽相同,为了保证无线环境的尽可能一致,保证实验结果的可信度,本文选定6个站点作为实验对象,先观察这6个站点同框连接时的传输误码率、传输时延、业务信道掉话率、呼叫建立成功率和DO连接成功率等指标并记录在案,然后修改实验对象的连接方式为跨框连接方式,再观察实验对象的指标,进行比较。
1.丢帧率、误帧率和位误率比对
通过中兴通讯设备提供的Abis链路测试功能,测试两种不同的传输连接方式下Abis口的传输质量。通过Abis链路测试结果得知,两种连接方式的测试结果一致,在不同的连接方式下,其误帧率、丢帧率以及位误率都是0,说明两种不同的连接方式对帧数据的处理结果一致。
2.误码率、误码秒、不可用秒比对
由于6个站点的两种传输方式修改时间在2012年2月10日至2012年月22日之间,所以取修改前的3日至9日和修改后的23日至29日数据作比对。由测试结果可见,修改前与修改后的误码率、误码秒、严重误码秒、不可用秒、远端误码率、远端误码秒、远端严重误码秒和远端不可用秒等参数均为0,说明连接方式的改变并没有导致传输质量的变化。
3.业务信道掉话率比对
为了保证测试的6个站点的无线环境尽量相似,取修改前和修改后一个半月(前后各7周)的数据作比对(下面的呼叫建立成功率与DO连接成功率的比对同理),修改前后业务信道掉话率比对结果见图7。可见,修改前后各7周,业务信道掉话率指标并没有出现明显变化。

图7 业务信道掉话率
4.呼叫建立成功率比对
修改前后呼叫建立成功率见图8,可见,修改前后各7周,呼叫建立成功率指标并没有出现明显变化。

图8 呼叫建立成功率
5.DO连接成功率比对
修改前后DO连接成功率如图9所示,可见,修改前后各7周,DO连接成功率指标并没有明显变化。

图9 DO连接成功率

四、 结束语
通过上述实验的验证,中兴通讯ZXC10 BSCB(V8.0.1.9)设备传输跨BSC机框连接方式并不会对E1传输链路质量和Abis接口链路质量造成影响,也不会造成业务质量下降,而且这种连接方式可以有效预防一条光路或者一块接口板故障时导致业务中断,甚至一个资源框发生故障时,BTS的业务也能由另外一个资源框承载,从而保证业务不中断,使得网络稳健性得到更高层次的保障,为良好的客户感知提供优质的网络基础。需要说明的是,由于缺乏测试手段,本文并没能对传输的时延进行测试比对。
总之,传输跨BSC机框连接对业务并未造成明显的影响,这种连接方式可以在现网上采用并推广。另外,这种连接方式的理念也可以在CDMA网的传输网络规划上推广,从而能够多维度地保证CDMA网成为一张精品网络,为天翼护航,助天翼腾飞。

2.负荷分担类业务故障处理的分析
在负荷分担类业务故障的处理中,要时刻以用户感知的保障为导向。具体需注意的问题如下:
(1)调整资源,提高资源利用率。故障出现后,部分模块不能正常服务,如果不能快速修复,应考虑将故障模块所占用的资源释放出来,避免系统拥塞引起“连接成功率/呼建成功率”、“业务可用率”、“丢包率”等指标恶化,从而对用户感知产生影响。
(2)调整业务分配策略,保证各模块的负荷平衡和服务质量。故障出现后,部分模块的处理能力可能降低,如果不能快速修复,应考虑调整业务分配策略,减少故障模块的业务负荷。如果故障已经影响业务,需考虑是否中断该模块的业务分配。
(3)优先处理承载VIP业务的模块。由于不同用户对系统可靠性要求不同,在故障处理中要尽量优先处理承载VIP业务的模块;紧急情况下,需考虑是否将运行正常的模块的资源调配给VIP业务使用。
3.负荷分担类业务中提高用户感知的案例
【案例1】Abis接口物理上分离的设计案例
中兴CDMA的Abis接口大部分采用E1连接方式,早期基站的8条E1电路都由单块SDTB板、ABPM板承载,并且同单一的汇聚光端机对接。因此,某一SDTB,ABPM或汇聚光端机出现故障时,可能导致该SDTB下挂的十几个基站同时掉站。为了规避这种风险,后期在Abis接口的设计上做出改进,将基站的8路E1电路从物理上分离:由不同的汇聚光端机、SDTB板、ABPM承载。如图1所示。改进后的系统规避了单一SDTB,ABPM或汇聚光端机故障导致大规模掉站的风险,系统安全性得到大幅度提高,掉站率明显降低,业务可用率得到提升。

图1 改进前后的连接示意图
该案例是通过将并联的模块物理上相分离,避免由于某个模块故障导致业务中断,从而保证业务可用率,提高了用户在“业务保持”维度上的感知。
【案例2】中断故障模块的业务指配,优化连接成功率和掉线率
目前,中兴ZXSDR系列设备的E1电路指配机制存在一定缺陷,在检测到某路E1误码时仍然会指配该电路,导致的结果是掉线率和连接成功率的恶化,进而影响用户感知。2012年7月18日,古巷长美基站出现“误码高”(第7路2m电路)告警。后台观察发现指标明显恶化。具体影响请见表4。
表4 电路故障前后指标对比


对比发现,E1故障不仅对连接成功率和掉线率影响明显,还对DO流量的吸收产生较大影响。
由于该站物业问题未能及时上站修复电路,为了避免故障电路对业务产生的影响,只能先在后台删除故障电路。删除该电路后,网络指标恢复正常。指标请见表5。
表5 电路删除前后指标对比


该案例是通过调整业务分配策略,中断质量较低的模块的服务,从而改善了“掉线率/掉话率”和“连接成功率/呼建成功率”等指标,提升了用户在业务接入、业务保持维度上的感知。
【案例3】调整业务分配策略,保证各模块的负荷平衡
目前,广东CDMA的中兴区BSC的部分DO协议处理板SDU板没有采用主备,潮州市每个DO信令处理模块DOCMP都下挂2块DOSDU板。见图2。

图2
2012年8月27日,潮州BSC0的某一DOSDU出现故障(图2右),由于数据选择表中每个DOCMP模块的轮询频率一致,和故障DOSDU同属一个DOCMP模块的另一个DOSDU板(图2左)的SE利用率升高了一倍,立即出现SE拥塞并且DO的连接成功率明显下降,导致用户感知受到影响。
通过后台调整数据选择表,将故障DOSDU所属的DOCMP模块的轮询频率降低到一半后,拥塞解除,用户感知得到恢复。
该案例是故障引起某一模块的处理能力降低而引起各模块之间的负荷失衡,进而引起拥塞,通过调整业务分配策略保持各模块的负荷均衡,解除拥塞、提高“连接成功率”,进而提升用户在业务接入维度上的感知。
【案例4】利用负荷分担提供差异化服务的案例
目前,广东电信存在大量基站为实现物理成环,而成环改造需要较大的资金投入。在资金有限的前提下,我们优先推动A级基站(覆盖党政军、金融、医疗等重要业务的基站)的物理成环率改造,目前全省A级基站的物理成环率明显高于低级别基站的物理成环率。这主要是考虑到不同用户对“业务可用率”的要求不同而提供差异化服务。
该案例体现了利用负荷分担提供差异化服务的思路。在相同的资源配置数量和系统故障率下,如果能适当考虑不同客户群对“业务可用率”的不同要求,对业务的承载进行合理规划,可以提高总体的用户感知。
四、结束语
本文通过对负荷分担的原理和移动通信中的用户感知进行研究,建立移动通信用户感知模型,并结合CDMA中负荷分担类业务的应用,总结出负荷分担类业务在系统设计和维护中应该注意的问题。系统设计中需重点考虑的问题包括资源利用率和系统可靠性的综合考虑、横向和纵向的负荷平衡;系统维护中需重点考虑的问题包括资源调整和业务分配策略调整。
本文中提出的资源利用率和系统可靠性的平衡、动态调整业务分配策略的理念,以及负荷分担中的连锁效应、差异化服务,可以作为系统设计和维护的参考,有利于提高网络的质量和健壮性,进而提高用户感知。
参考文献见www.dcw.org.cn
1 尹启龙.从网络管理向用户感知管理的演进.深圳:华为服务,2010年第2期.
2 中兴通信.sjzl20083464-ZXC10 BSSB(V 8.0.2.002)基本原理
3 中兴通信. sjzl20083467-ZXC10 BSCB(V 8.0.2.002)CDMA2000基站控制器系统概述


 

 
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