中兴通讯一体化信令风暴解决方案

2012-09-06 00:50中兴通讯杨林
通信世界 2012年35期
关键词:信令风暴运营商

中兴通讯 | 杨林

信令风暴:移动宽带网络技术新挑战

以苹果发布的iPhone为代表的智能终端,革命性的改变了手机的使用目的、使用模式、使用体验——手机不再是一个以语音电话功能为中心的移动电话,成为一个以互联网接入为中心兼具电话功能的个人设备。Google通过向终端厂商免费开放面向移动设备的Andriod操作系统,又把智能终端革命推广到全球各个角落。

为应对移动宽带网络的用户和流量爆发性的增长,移动运营商纷纷对网络吞吐量进行扩容升级以满足移动宽带网络需求。然而,不期而至的信令风暴,却让广大移动网络运营商和设备商措手不及。根据中兴通讯对国内外多个客户的3G网络统计发现,个别单用户平均信令指标已经超过运营商预计指标的20倍以上,全网信令流量增长速度甚至超过了用户流量的增长速度,导致网络和设备容量严重下降,无法满足规划要求。不仅如此,更严重的信令风暴甚至导致3G网络无线信令通道拥塞,不仅数据接入业务受影响,甚至连移动网络最基本的CS语音服务都不可用。2012年1月,日本移动运营商NTT docomo因为信令风暴导致网络大面积瘫痪,250万用户长达4个半小时无任何服务。

因此,单纯靠提升网络容量和吞吐量以应对移动宽带网络挑战远远不够,必须针对信令风暴部署针对性的解决方案。

信令风暴产生原因分析

对于移动宽带网络信令风暴,究其产生的原因,可谓错综复杂,不同网络可能各有差异。总的来看可以划分为如下几个方面:

● 移动网络用户的行为

移动宽带网络用户使用网络服务的模式与2G时代相比已经发生根本改变。移动互联网应用逐渐与移动用户的生活变得密不可分。更多移动用户更频繁地使用移动互联网应用行为必然导致移动宽带网络单用户的信令流量与以语音短信通信为核心的2G网络相比,不断增长。

● 智能终端的行为

为达到节电效果,智能终端普遍支持快速休眠,即短时间内没有数据通信就释放无线信令连接,进入IDLE状态。导致智能终端在需要再次发送数据,必须再次发起Service Request信令流程。

PDP激活/去激活机制也更迅速:激活PDP上下文通常由互联网应用的启动触发;而互联网应用程序的退出或锁频行为,又会主动触发PDP上下文去激活。这导致移动用户重复启动互联网应用,需要重复激活PDP上下文。

● 互联网应用客户端的行为

各种永久在线互联网应用,如MSN、QQ、微博、天气、股市等类需周期性地自动和服务器交互同步实时信息。导致启动各种互联网应用客户端的智能终端,周期性(几分钟)的间隔发送上行报文,从而引起快速休眠智能终端周期性的Service Request信令。

● 网络的行为

为提升资源使用效率,运营商往往会部署一些定制化的功能,比如闲置PDP去激活、欠费用户去激活、Direct Tunnel、APN检查等。这类功能,往往会因智能终端特定行为激发新的信令:如不接受网络侧去激活的智能终端会重复PDP激活信令;而Direct Tunnel也会因智能终端快速休眠带来Gn口PDP修改信令的激增。

一体化信令风暴解决方案

中兴通讯的信令风暴解决方案(如图1)基于分组核心网SGSN、GGSN定制的信令风暴优化功能组合,结合统一网管系统和用户行为分析系统ZXUN UBAS (User Behavior Analysis System )的监控告警分析等能力,为运营商应对信令风暴提供从信令模型实时监控跟踪、信令模型突变提醒、信令模型异常定位和定制化优化方案一体化手段,防患于未然,彻底解决信令风暴威胁。具体功能如下。

图1 中兴通信一体化信令风暴解决方案

信令模型实时监控

基于中兴通讯的统一网管系统和用户行为分析系统ZXUN UBAS,可以为移动运营商提供可裁剪的信令模型实时监控功能。利用SGSN、GGSN实时上报的KPI,统一网管系统不仅可以实时计算出的当前全网平均用户信令模型所有单一指标,还可以提供全网用户平均信令模型各单一指标历史变化趋势跟踪。基于用户行为分析系统,更可以为运营商提供不同类型终端在网络的渗透比例,并区分终端类型提供各类型终端的平均信令模型的实时监控和历史趋势跟踪。

信令模型突变提醒

集中网管系统提供预置用户平均信令模型所有单一指标参考值和告警通知偏离门限功能。通过与实时监控的当前信令模型指标对比,发现网络当前信令模型各指标与参考信令模型各指标的偏离,任一指标偏离预置门限可主动触发信令异常告警或通知。实现在信令风暴发展到危害网络之前,提前预警,帮助运营商占据主动。

信令模型异常定位

针对单一信令模型指标的异常告警或通知,可以准确定位导致网络信令风暴的具体信令类型。结合行为分析系统UBAS提供的基于终端类型的信令模型的监控和跟踪,对任何异常信令类型,还可以准确定位导致网络信令风暴的具体终端类型,为后续提供定制化的解决方案提供有力基础。

定制化信令风暴优化解决方案

基于导致信令风暴具体信令类型和终端类型的准确定位,结合中兴通讯定制化的信令风暴优化功能组合,包括智能APN修正,智能闲置PDP去激活控制,智能DT控制,智能异常流量过滤,智能策略控制和智能过负荷控制等针对性地优化目标信令,降低信令风暴对网络的冲击。通过信令模型的历史跟踪、各类型终端的渗透率发展更准确的预测网络信令负荷的发展趋势,帮助运营商提前规划,应对未来信令增长挑战。

结论

中兴通讯一体化信令风暴解决方案,通过网络信令模型的实时监控和主动通知,实现信令风暴提前预警,让移动网络运营商在应对信令风暴占据时间主动;通过对造成信令风暴的具体信令类型和具体终端类型的准确定位,结合中兴通讯一体化信令风暴功能组合,提供定制化的信令风暴优化解决方案,减轻信令风暴的影响;通过对信令模型的历史跟踪和发展趋势预测,帮助运营商及时调整规划应对未来信令增长挑战。最终帮助移动宽带网络运营商,避免了信令风暴后知后觉并形成危害,防患于未然。

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