華為技術LTE之SAEPOOL解決方案

1、HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Huawei Confidential Security Level: S SAE POOLAE POOL解決方案解決方案HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Huawei Confidential Page 2SAE POOL關鍵技術介紹2SAE POOL的組網(wǎng)優(yōu)勢1HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Huawei Confidential Page 3運營商面臨的挑戰(zhàn)運營商面臨的挑戰(zhàn)移動用戶關注點調(diào)查結果移動用戶關注點調(diào)查結果 (市場調(diào)查市場調(diào)查)業(yè)務可用業(yè)務質量網(wǎng)絡覆蓋資費激活成功率84%

2、72%60%69%76%網(wǎng)絡網(wǎng)絡網(wǎng)絡網(wǎng)絡大容量的核心網(wǎng)元對大容量的核心網(wǎng)元對網(wǎng)絡可靠提出了更高網(wǎng)絡可靠提出了更高的要求的要求用戶移動帶來潮汐現(xiàn)用戶移動帶來潮汐現(xiàn)象，象，CNCN節(jié)點負載不節(jié)點負載不均衡，設備利用率低均衡，設備利用率低HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Huawei Confidential Page 4傳統(tǒng)解決方案傳統(tǒng)解決方案1+1備份備份50100的容量冗余。備份設備長時間空載，設備投資利用率低。成對部署，網(wǎng)絡可擴展性差N+1備份備份無線節(jié)點雙歸屬。非標準方案，異廠家互操作困難。不能解決負載均衡。實現(xiàn)復雜。心跳心跳q 傳統(tǒng)容災方式不能很好的提升網(wǎng)絡性能和

3、設備利用率。HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Huawei Confidential Page 5POOL區(qū)區(qū)什么是什么是POOLPOOL組網(wǎng)組網(wǎng)q 一對多的樹型拓撲結構變?yōu)槎鄬Χ嗟木W(wǎng)狀拓撲結構；q 由一組設備為POOL區(qū)提供服務，業(yè)務由RAN節(jié)點進行分發(fā)，實現(xiàn)設備間負荷分擔；q 某個設備故障后業(yè)務可以由其他設備承擔；q 用戶在POOL區(qū)內(nèi)移動時，不需要改變注冊的CN節(jié)點。傳統(tǒng)網(wǎng)絡傳統(tǒng)網(wǎng)絡分發(fā)節(jié)點分發(fā)節(jié)點CNCNRANRANRANRANPOOL網(wǎng)絡網(wǎng)絡HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Huawei Confidential Page 6POOLP

4、OOL組網(wǎng)帶來的好處組網(wǎng)帶來的好處網(wǎng)網(wǎng)絡資絡資源共享源共享網(wǎng)網(wǎng)絡級絡級可靠性可靠性POOL網(wǎng)網(wǎng)絡絡性能提升性能提升p減少了跨設備的切換，提高了網(wǎng)絡效率和服務質量；p減少了相關接口信令流量，節(jié)省了傳輸開銷。p設備間資源共享，提高整體利用率，降低投資成本；p網(wǎng)絡擴容、升級等簡單高效，降低了OPEX。p峰值話務為多個設備分擔，避免了對網(wǎng)絡的沖擊；p設備級的網(wǎng)絡容災和備份，提高了網(wǎng)絡可靠性。HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Huawei Confidential Page 7網(wǎng)絡級可靠性網(wǎng)絡級可靠性q 某個設備故障，業(yè)務由其他設備接管RAN.POOL住宅區(qū)CBD區(qū)HUAWEI

5、TECHNOLOGIES CO., LTD.Huawei Confidential Page 8網(wǎng)絡資源共享網(wǎng)絡資源共享RANPOOL住宅區(qū)CBD區(qū)q 不同區(qū)域和時間的峰值話務在各設備間均衡；q 設備間資源共享，降低了投資成本。用戶數(shù)均衡HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Huawei Confidential Page 9qPOOL組網(wǎng)擴大了設備的覆蓋范圍，減少了設備間切換和位置更新，降低接口信令流量 ；q提高了切換和位置更新成功率，改善了服務質量。POOLRAN網(wǎng)絡性能提升網(wǎng)絡性能提升Inter-SGSN/MME RAU減少HUAWEI TECHNOLOGIES CO

6、., LTD.Huawei Confidential Page 10POOLPOOL組網(wǎng)標準演進組網(wǎng)標準演進SGSN POOLLegacyMME POOLSGW/PGW POOLPre R5R5R8? 只有一個SGSN為一組RAN節(jié)點提供服務，負荷不能在SGSN間分擔； 無法提供設備間容災備份。 引入SGSN POOL組網(wǎng)； SGSN間負載均衡機制； SGSN間負載重分配機制； SGSN間容災備份。 引入MME POOL組網(wǎng)； MME間負載均衡機制； MME間負載重分配機制； MME過載控制機制； MME間容災備份。 SGW POOL PGW POOL PCRF POOLq標準定義的POOL有

7、如下特性：1）負荷分擔與均衡 ；2）設備間負載重分配；3）POOL內(nèi)移動時，不改變注冊節(jié)點；4）設備間容災備份。q所以，嚴格說目前沒有標準意義上的SGW POOL，PGW POOL、GGSN POOL和PCRF POOL。本膠片重點介紹MME POOLHUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Huawei Confidential Page 11SAE POOL關鍵技術介紹2SAE POOL的組網(wǎng)優(yōu)勢1HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Huawei Confidential Page 12MME POOLMME POOLqMME POOL繼承了SGSN

8、POOL的組網(wǎng)優(yōu)勢并有增強負載均衡優(yōu)化: MME將負載反饋動態(tài)給eNodeB，eNodeB可以實時調(diào)整負荷分發(fā)算法;過載控制優(yōu)化: MME將過載信息通告給eNodeB和SGW，通過eNodeB和SGW限制部分用戶接入和尋呼，避免設備過載;q一個SGW服務器可以有多個SGW進行負荷分擔和容災MMESGWMME POOL AreaSGW Serving AreaHUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Huawei Confidential Page 13MME POOLMME POOL關鍵技術關鍵技術MME1MMEC=1MME2MMEC=2為用戶分配MME Code(包含在GUT

9、I中)NAS Node Selection Function (非接入層接點選擇功能部件)MME3MMEC=3q NNSF功能位于eNB節(jié)點，核心功能是選擇MME，選擇原則是：負載均衡原則和減少跨MME的TAU/Handover（UE在POOL內(nèi)移動不改變MME節(jié)點）；q MMEC是由MME分配給UE，用于標識已注冊的MME節(jié)點，eNodeB可以根據(jù)該標識為UE選擇MME。eNBNNSFHUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Huawei Confidential Page 14負載均衡原理負載均衡原理MME 1Weight=1MME 2Weight=1MME 3Weight

10、=2eNBMME weight factor1:1:2SGW 1 SGW 2MMEWeightDistribution rateMME1125%MME2125%MME3250%q 根據(jù)POOL內(nèi)各MME的容量，在MME上配置本局的權重（Weight）；q S1建立時，MME將權重下發(fā)給eNodeB，eNodeB根據(jù)權重建立負荷分擔策略；q MME可以通過配置更新消息更新權證，eNode根據(jù)新的權證調(diào)整負荷分擔策略；q 穩(wěn)態(tài)網(wǎng)絡，權重不應經(jīng)常調(diào)整。HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Huawei Confidential Page 15POOLPOOL內(nèi)移動內(nèi)移動MMEMM

11、E節(jié)點不改變節(jié)點不改變MME Group IDMMECMME10 x80001MME20 x80002MME30 x80003MME1MMEC=1MME2MMEC=2MME3MMEC=3eNodeBNNSFMMEUEUEeNBGUTI (with GUMMEI)GUTI （ （with GUMMEI） ）q eNodeB和MME間建立S1鏈路時，MME會下發(fā)MME標識，eNB建立MME標識和MME對應關系；q 注冊成功后，MME分配GUTI給UE（包含MME標識），UE在Attach或TAU時攜帶GUTI，eNodeB根據(jù)MME標識選擇MME。HUAWEI TECHNOLOGIES CO.,

12、LTD.Huawei Confidential Page 16MME1MME2MMEx SGSNx跨跨POOLPOOL TAU/RAUTAU/RAU流程流程q 規(guī)劃好GUMMEI和 MME、RAI和MME的關系，并在DNS預先配置，需要為每個MME規(guī)劃一個RAI ；q UE漫游到POOL外LTE區(qū)域，POOL外MME根據(jù)GUMMEI（GUTI中）找到POOL內(nèi)的MME并獲取用戶上下文；q UE漫游到POOL外GU區(qū)域，POOL外SGSN根據(jù)RAI（UE通過GUTI映射）找到POOL內(nèi)MME并獲取用戶上下文。q 相比SGSN POOL，MME POOL不需要default節(jié)點的轉發(fā)，提升了效率。

13、DNS TAI2 TAI1GUMMEI MME1GUMME2 MME2RAI1MME1RAI2MME2MME POOLLTE/GU RAN HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Huawei Confidential Page 17跨跨POOLPOOL切換流程切換流程MME1MME2MMExSGSNx q 源側為LTE，S1接口攜帶target TAI，MME根據(jù)target TAI定位target MME；q 源側為GU網(wǎng)絡， Iu接口攜帶target TAI和Target eNB ID，SGSN根據(jù)TAI/eNB ID定位Target MME；q 切入POOL時，Tar

14、get TAI和Target eNB ID可以對應POOL內(nèi)任一MME?？梢园磪^(qū)域分片劃分，在DNS配置對應關系，保持負載均衡 ;*RNC也可以將target TAI和target eNB ID轉化成RNC ID后給SGSN，SGSN根據(jù)RNC ID選擇MME。目前協(xié)議對這一部分沒有明確。DNS eNB1MME POOLTAI1 MME1TAI2MME2eNB2TAI1TAI2LTE/GU RAN HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Huawei Confidential Page 18MMEMME過載控制過載控制MME overload start/stopSGW 1

15、SGW 2MME 1MME 2MME 3Data Notification DelayMME: when the load is too high, send overload message to eNBs preventing uplink service to MME and send Delay value to SGW preventing downlink paging to MME;SGW: Delay downlink paging to MME according to Delay value;eNB: Reject all or part of uplink service

16、 request according to MME indication;eNBeNBeNBq MME根據(jù)過載程度選擇部分或全部eNodeB進行控制，并指示eNodeB拒絕部分業(yè)務接入，可分為：l拒接所有UE發(fā)起的數(shù)據(jù)或語音業(yè)務l拒接所有移動性管理信令，如TAUl拒接緊急呼叫外所有業(yè)務和信令q SGW根據(jù)MME指示，推遲下行尋呼請求。HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Huawei Confidential Page 19MMEMME負載重分配負載重分配MME 1MME 2MME 3eNBMME weight factor=0MME: Change MME weight

17、factor to zero which preventing new UE register to this MME;MME release S1 with release cause load balancing TAU required UE: Re-register to network immediately;eNodeB: Select an MME based on the Weight Factors of the MMEs;q 相比SGSN POOL，負載重分配完全由MME控制，便于集中操作和維護；HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Huawei Con

18、fidential Page 20容災原理容災原理MMEStateWeightDistribution rateMME1Normal125%MME2Normal125%MME3Normal250%MMEStateWeightDistribution rateMME1Normal150%MME2Normal150%MME3Faulty20%MME3 faulty MME 1MME 2MME 3eNBq eNodeB基于S1鏈路狀態(tài)探測 MME 是否可用;q MME 基于GTP路徑探測SGW是否可用;q 當 MME 故障后，eNodeB自動選擇其他可用MME; 當SGW故障后，MME自動選擇其他可

19、用SGW.SGW 1 SGW 2HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Huawei Confidential Page 21MME/SGW POOLMME/SGW POOL規(guī)劃原則規(guī)劃原則q 按行政/運維區(qū)域劃分POOL區(qū)，不跨省/大區(qū)，對現(xiàn)有管理模式影響小，可操作性強；q 無線區(qū)域連續(xù)覆蓋，以減少MME間漫游，提高通信質量；q LTE熱點覆蓋時，建議SGSN/MME共節(jié)點組POOL，減少SGSN/MME間漫游q 區(qū)域內(nèi)的話務模型具有互補性或潮汐特征，充分發(fā)揮POOL能夠“消峰抑谷”的特性，提高資源利用率；q POOL邊界選擇不是切換頻繁的區(qū)域，可以有效減少網(wǎng)絡中的POOL間切換，提高整體網(wǎng)絡質量；q 規(guī)劃相互間獨立的POOL區(qū)，盡量不要進行重疊POOL區(qū)的規(guī)劃；q POOL區(qū)MME數(shù)量建議28個，以46個為最佳選擇。q 建議POOL內(nèi)各MME用戶容量一致，且提供相同的業(yè)務和采用相同的計費策略；q 一般MME POOL區(qū)可以包含一個或多個SGW服務區(qū)。 HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Huawei Confidential Page 22