软交换网络中的双归属应用

摘 要：在CDMA网络集中控制的组网下，必须要求核心控制设备安全可靠运行，双归属功能是确保软交换设备稳定运行的必要手段。本文介绍了双归属工作机制，对双归属切换关键因素进行分析，为维护人员掌握双归属功能的应用提供参考，对构建高效、卓越、可靠的CDMA软交换核心网络具有十分重要意义。

关键词：双归属；切换；MSCe；MGW

1 引言

软交换技术将传统的交换设备部件化，分为呼叫控制与媒体处理，二者之间采用标准协议（MGCP、H248）实现基本呼叫控制功能，实现呼叫传输与呼叫控制的分离。目前软交换系统主要有软交换控制设备（MSCe）、媒体网关（MGW）等设备组成，根据需求设置MSCe和MGW的组网方式（1对1或者1对多）。在山西电信CDMA软交换网络中，采用集中控制和集中部署的原则，即一个MSCe控制多个MGW，MSCe设置在省会城市，MGW设备在各本地网。在这种组网模式下，网络复杂度较高，MSCe控制设备覆盖范围较大，存在较大的安全隐患。为了避免由于人为操作失误、设备故障、自然灾害等突况引发大范围的业务中断，影响用户感知，需要实现CDMA移动软交换的异地容灾备份，确保在网络突况下备份局能够正常地接管业务，引入了双归属备份组网机制，能够最大限度的保证网络能够正常运行。

2 双归属工作机制

软交换双归属功能是指一个MGW属于两个MSCe控制，MGW通过优先级设置，正常情况下注册到一个MSCe，当该注册MSCe发生故障时，MGW可注册到另一个MSCe。

2.1 双归属组网与切换原理

MSCe的双归属组网有多种方式，目前常用的双归属的组网方式有：“1+1”备份、“1+1”互备、“N+1”备份，“N+K”备份等。山西电信使用的是“1+1”互备和“N+1”备份，本文主要讨论这两种组网方式。

2.1.1 “1+1”互备组网

“1+1”互备组网是指控制层以互备的方式进行组网，即每个控制设备既是主用MSCe，同时也是其他设备的备用MSCe；如下图（2-1）所示，正常情况下MSCe1控制MGW1和MGW2，MSCe2控制MGW3和MGW4，当MSCe1故障时，MGW1和MGW2就切换到MSCe2上，由MSCe2控制。

2.1.2 “N+1备份”组网

“N+1备份”组网是指在控制层以“N+1”的方式进行组网，即“N”个MSCe均为主用MSCe，“1”个MSCe为备用MSCe；如下图（2-2）所示，正常情况下主用MSCe1控制MGW1和MGW2，主用MSCe2控制MGW3和MGW4，备用MSCe属于空转状态，当主用MSCe1故障时，MGW1和MGW2就切换到备用MSCe上，由备用MSCe控制。

3 双归属切换

3.1 双归属的切换方式

双归属的切换方式有自动切换和手动切换两种方式。

自动切换是指MGW在预先设定的链路中断检测时间到达后，自动向备用的MSCe注册，合理设置链路中断检测时间是自动切换成功的保障。手工切换方式是指不论主备MSCe用状态如何，通过人工命令的方式使MGW向备用MSCe注册。

3.2 切换过程

双归属的切换过程包括切换和倒回，切换是指MGW从主用MSCe切换到备用MSCe，倒回是指MGW从备用MSCe切回到主用MSCe。切换和倒回都可以分为自动和手工切换方式。在自动切换的过程中，华为域设备和中兴域设备的触发条件有所差别，下边分别说明。

（1）华为域：双归属设备间心跳状丢失后会触发双归属切换。引起心跳丢失可能的情况有：软交换掉电瘫痪、主备WIFM单板都故障、软交换网口全部故障等。若主用MSCe与备用MSCe之间的心跳断且主用MSCe与MGW之间的H248心跳超时时，主用MSCe管理的MGW将全部注册到备用MSCe。

（2）中兴域：主用MSCe控制的MGW去注册数达到一定数量后会触发双归属切换。正常情况下，备用MSCe的注册通道关闭，主备MSCe之间建立心跳。在心跳异常时，备用MSCe会自动打开MGW的注册通道备，同时把自身状态升为主用，接受MGW的注册。

3.3 双归属容灾切换后的主被叫实现

3.3.1 主叫起呼

如果主用MSCe发生故障，对应MGW被备用MSCe接管，备用MSCe转为主用MSCe。原来主用MSCe下的用户主叫起呼，信令将被送到备用MSCe，如果系统开启动态用户数据备份机制，备用MSCe的VLR中会存有该用户数据，若没有该用户数据，则发起隐含登记。

3.3.2 被叫终呼

备用MSCe查询VLR数据库，获取用户信息后，进行后续处理。若此时被叫用户没有登记，则备用MSCe将根据系统开关发起全局寻呼，从而实现被叫寻呼。

3.4 数据同步

数据同步分为静态数据同步和动态数据同步，静态数据主要是局数据，如主用MSCe配置的局向，链路，CI，LAC，VMSC，号码分析等等。通过数据规划和OMC网管同步技术，完成主备MSCe的静态配置数据同步。动态数据是指VLR用户数据，主要通过主备MSCe的心跳链路实时同步到备用MSCe的VLR中。在主用MSCe故障，备用MSCe接管主用MSCe的业务后，可以直接利用备用MSCe的用户数据，从而减少对BSC，HLR等的冲击。数据同步方向是从主用MSCe同步到MSCe。

3.5 相关网元的配置

根据目前CDMA软交换的部署情况，主用MSCe相关的直连网元主要包括LSTP和关口局，为了实现双归属切换后业务正常，需要直连的相关网元做如下配置：

（1）LSTP：采用MTP迂回路由方式实现，将MSCe设备信令点码的信令路由设置为首选主用MSCe的链路，次选备用MSCe链路。

（2）关口局配：关口局与主备用MSCe采用SIP协议进行互通，将到主用MSCe的备份路由设置为备用MSCe。

4 双归属切换应用的场景

（1） MSCe设备故障，主备MSCe之间心跳异常，MGW到主用MSCe链路中断，此时备用MSCe会激活双归属节点，允许故障MSCe下的MGW注册，并完成故障MSCe的业务接管。

（2）承载网故障，MGW到主用MSCe的H.248链路中断，主备MSCe之间的心跳正常，中兴设备会激活备用MSCe的双归属节点完成切换；华为设备需要手动激活备用MSCe的双归属节点，接管故障MSCe的MGW。

（3）LSTP到主用MSCe的链路全部中断，主备MSCe的心跳正常，MGW到主用MSCe之间的链路也正常，通过手动激活。

5 双归属切换应用实例

本例采用 山西电信“1+1”互备组网方式和 “N+1”备份组网方式来说明。

5.1 山西双归属组网

（1）“1+1”互备组网，山西电信C网关口局采用此种组网方式，正常情况下朔州、忻州、太原、吕梁、大同的MGW归属于GMSCe1，阳泉、晋中、长治、晋城、临汾、运城MGW归属于GMSCe2。假设GMSCe1故障无法处理业务，，GMSCe2就会自动接管GMSCe1下的所有MGW，保证业务不受影响。

（2）“N+1”备份组网：山西电信核心网采用此种组网方式，正常情况下MSCe1、MSCe2、MSCe3 作为主用MSCe运行，备用MSCe上配置了三个主用MSCe的全部数据，平时空转，不承载任何业务。假设主用MSCe1故障，备用MSCe会自动接管MSCe1下的所有MGW， 保证业务不受影响。

5.2 双归属切换后业务验证

（1）确认MSCe与MGW的SCTP偶联链路通；

（2）确认MSCe的双归属节点已经激活，故障MSCe下的所有MGW全部成功注册到备用MSCe上；

（3）确认MSCe到各个相邻局向可达，相邻局向的链路、电路全部正常；

（4）使用手机拨打测试。

5.3 双归属切换常见问题

在进行双归属切换时，几个常见的典型问题处理方法如下：（1）双归属切换后出现主备MSCe同时激活，需手工设置故障的MSCe为去激活状态，或者在LSTP闭塞到主用MSCe的信令链路，尽快恢复容灾心跳链路。（2）PSTN局向出现中继状态不一致，在PSTN和MSCe进行中继的闭塞和解闭的操作，以恢复局间中继状态一致。

6 结束语

在CDMA网络集中控制的组网下，必须要求核心控制设备安全可靠运行，双归属功能是确保软交换设备稳定运行的必要手段，维护人员需要熟练掌握双归属切换的使用方法，为突发故障提供应急保障，提升CDMA网络的服务质量和客户感知度。因此，双归属功能的应用策略研究为维护人员掌握双归属功能应用方法提供参考，对构建高效、卓越、可靠的CDMA核心网络具有十分重要意义。

[参考文献]

[1]《华为CDMA 软交换双归属切换指导》.华为公司，2008年.

[2]《中兴CDMA MSCe与MGW容灾功能特性指导书》.中兴通讯公司，2008年.