（中國移動(dòng)通信集團(tuán)重慶有限公司, 重慶 401121）

1 背景介紹

1.1 問題的發(fā)現(xiàn)和提出

近期在重慶大唐TD-SCDMA設(shè)備區(qū)域拉網(wǎng)測試過程中頻繁出現(xiàn)因信令丟失導(dǎo)致的異常事件，經(jīng)過分析發(fā)現(xiàn)發(fā)生異常事件的基站存有傳輸分組丟失告警“SCTP重傳超限”。通過基站巡檢發(fā)現(xiàn)有近50%站點(diǎn)有類似問題，最嚴(yán)重站點(diǎn)分組丟失率達(dá)到40%。TDSCDMA基站信令丟失給TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量帶來嚴(yán)重影響。

1.2 SCTP協(xié)議介紹

SCTP（Stream Control Transmission Protocol，流控制傳輸協(xié)議）是IETF新定義的一個(gè)傳輸層（Transport layer）協(xié)議。SCTP是提供基于不可靠傳輸業(yè)務(wù)的協(xié)議之上的可靠的數(shù)據(jù)報(bào)傳輸協(xié)議。SCTP的設(shè)計(jì)用于通過IP網(wǎng)傳輸SCN窄帶信令消息，在TDSCDMA傳輸層信令控制中廣泛應(yīng)用。

SCTP提供了像TCP一樣可靠、有序地發(fā)送數(shù)據(jù)的功能，但卻以像UDP一樣面向消息的方式來進(jìn)行操作，這可以保護(hù)消息邊界。同時(shí)，它還具有多宿主（Multihoming）、多流（Multi-streaming）、初始化保護(hù)（Initiation protection）、消息分幀（Message framing）、可配置的無序發(fā)送（Configurable unordered delivery）、平滑關(guān)閉（Graceful shutdown）的特點(diǎn)。

1.3 SCTP、TCP、UDP協(xié)議對比

這3種傳輸層協(xié)議特性對比如表1所示。

表1 3種傳輸層協(xié)議特性對比

2 TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)信令分組丟失問題分析與定位

2.1 總體分析

基站傳輸網(wǎng)元邏輯組網(wǎng)如圖1所示，從Node B至RNC的傳輸路徑，共經(jīng)過Node B、端PTN設(shè)備、匯聚PTN設(shè)備、RNC，以及傳輸匯聚網(wǎng)組成。問題排查應(yīng)從4個(gè)網(wǎng)元及對應(yīng)的傳輸通路進(jìn)行檢查。

按照網(wǎng)元類型，分析處理工作共分為傳輸網(wǎng)元和無線網(wǎng)元兩類。

圖1 TD-SCDMA業(yè)務(wù)傳輸路徑

2.2 傳輸側(cè)問題分析

2.2.1 維護(hù)方面

傳輸工程遺留問題。根據(jù)傳輸中心前期核查發(fā)現(xiàn)，部分站點(diǎn)存在由于設(shè)備未接地、光纖損壞等造成傳輸分組丟失、設(shè)備光模塊接收功率異常。

傳輸設(shè)備光接口問題。傳輸中心維護(hù)檢查發(fā)現(xiàn)，部分PTN中繼設(shè)備由于接口光功率低、功率抖動(dòng)、FS0問題等造成傳輸分組丟失。

PTN分組丟失問題。通過Node B和RNC兩次分組抓取分析后發(fā)現(xiàn)龍華大道T基站和朝田口T基站傳輸存在1%左右分組丟失，經(jīng)傳輸中心確認(rèn)為PTN問題。

2.2.2 傳輸參數(shù)設(shè)置

在Node B、RNC、PTN協(xié)商參數(shù)核查中發(fā)現(xiàn)，PTN的IP層默認(rèn)MTU配置為1 500，而Node B和RNC的IP層默認(rèn)MTU配置是1 536，導(dǎo)致Node B和RNC發(fā)送的大分組數(shù)據(jù)被PTN丟棄。經(jīng)核查此為主要問題癥結(jié)。

2.3 無線側(cè)問題分析

2.3.1 Node B傳輸板卡調(diào)度器間切換問題

分析發(fā)現(xiàn)，NP處理器存在ARP報(bào)文將SCTP報(bào)文截?cái)喟l(fā)送，導(dǎo)致SCTP重傳現(xiàn)象?；镜腘P處理器分別使用兩個(gè)調(diào)度器對從同一個(gè)物理PHY口發(fā)送的ARP報(bào)文和SCTP報(bào)文進(jìn)行調(diào)度，當(dāng)上行流量很大時(shí)，會(huì)出現(xiàn)調(diào)度混亂，在一個(gè)調(diào)度器還沒有將一組SCTP報(bào)文發(fā)送完成時(shí)，又切換到另一個(gè)調(diào)度器發(fā)送ARP報(bào)文，造成SCTP報(bào)文出現(xiàn)錯(cuò)誤發(fā)送的情況。

2.3.2 RNC接收分組報(bào)文篡改錯(cuò)誤問題

圖2 抓取分組定位報(bào)文篡改錯(cuò)誤

經(jīng)過在OIPA板內(nèi)主從通道鏡像抓取分組定位，發(fā)現(xiàn)有RNC接口板內(nèi)MPC8548的TSEC網(wǎng)口End驅(qū)動(dòng)buffer管理出錯(cuò)導(dǎo)致接收分組被丟棄的現(xiàn)象，出現(xiàn)頻率較低，大約1h會(huì)有1個(gè)SCTP報(bào)文被修改，如圖2所示。

3 優(yōu)化方案

3.1 傳輸側(cè)優(yōu)化

首先，在傳輸側(cè)針對TD-SCDMA新建工程遺留問題進(jìn)行整改處理，集中整改了光功率低、光纖損壞和設(shè)備接地等維護(hù)問題，杜絕設(shè)備“帶病入網(wǎng)”。

其次，重點(diǎn)排查和解決了一批PTN故障，加強(qiáng)PTN巡檢及維護(hù)。

其次，主要針對傳輸與無線側(cè)MTU配置問題進(jìn)行參數(shù)一致性校正。將PTN的IP層MTU配置為1 636，解決MTU不一致問題。經(jīng)過傳輸中心處理后網(wǎng)絡(luò)中分組丟失基站數(shù)從410個(gè)降低為185個(gè)。

3.2 無線側(cè)優(yōu)化

3.2.1 Node B傳輸板卡調(diào)度器間切換優(yōu)化

通過使基站的NP處理器使用同一個(gè)調(diào)度器調(diào)度從同一個(gè)物理PHY口發(fā)送的所有報(bào)文，避免多個(gè)調(diào)度器之間的切換。

在Node B側(cè)替換相應(yīng)的SCTA板卡的文件，修改調(diào)度算法。經(jīng)驗(yàn)證， TOP小區(qū)的SCTP重傳次數(shù)大量下降，結(jié)果見表2所示，后續(xù)抓取wirlshark分組對比未再出現(xiàn)類似問題。

3.2.2 RNC接收分組報(bào)文篡改錯(cuò)誤優(yōu)化

正常情況下，在報(bào)文進(jìn)入RNC的接口板后，R NC設(shè)備系統(tǒng)內(nèi)部會(huì)對報(bào)文重新進(jìn)行封裝，然后進(jìn)行路由轉(zhuǎn)發(fā)。如果封裝的報(bào)文沒有超過緩沖區(qū)設(shè)置，則不會(huì)產(chǎn)生錯(cuò)誤報(bào)文。如果封裝過的報(bào)文長度超過了單個(gè)緩沖區(qū)的要求，那么會(huì)再申請一個(gè)緩沖區(qū)，保存超出部分；并遞交下一步進(jìn)行處理。下一步遞交給協(xié)議棧處理時(shí)，會(huì)按照報(bào)文頭和報(bào)文的長度直接處理，不進(jìn)行緩沖區(qū)的拼接。

為什么會(huì)出現(xiàn)異常報(bào)文？關(guān)鍵在于報(bào)文長度超過了單個(gè)緩沖區(qū)的要求時(shí)，申請的第二個(gè)緩沖區(qū)的位置。由于在報(bào)文遞交給協(xié)議棧進(jìn)行處理時(shí)，并沒有進(jìn)行緩沖區(qū)的拼接處理，所以如果申請的第二個(gè)緩沖區(qū)的位置與第一個(gè)緩沖區(qū)的位置不連續(xù)，會(huì)導(dǎo)致報(bào)文超過第一個(gè)緩沖區(qū)的內(nèi)容無法正確的交給協(xié)議棧處理。

表2 問題修復(fù)前后TOP小區(qū)的SCTP重傳次數(shù)統(tǒng)計(jì)

修改緩沖區(qū)的管理方式，使之能夠保存內(nèi)部的超出1 536 byte的分組數(shù)據(jù)，避免使用分割的緩沖區(qū)進(jìn)行管理，通過與大唐溝通，新版本已經(jīng)解決此問題。

4 效果總結(jié)

在傳輸整改后，分組丟失頻繁站點(diǎn)和較少站點(diǎn)均大幅減少；基站問題規(guī)避后，分組丟失一般的站點(diǎn)已基本得到解決，如圖3所示。

圖3 分組丟失基站數(shù)統(tǒng)計(jì)

表3 24 h分組丟失告警統(tǒng)計(jì)

圖4 測試中丟信令導(dǎo)致未接通次數(shù)統(tǒng)計(jì)

24 h分組丟失告警統(tǒng)計(jì)如表3所示。

分析拉網(wǎng)測試中，信令丟失導(dǎo)致事件的問題也已解決，如圖4所示。

可見因“SCTP重傳超限”引起的信令分組丟失問題已經(jīng)獲得圓滿解決。