SISTEMA Y MÉTODO DE MANEJO DE FALLOS EN UNA RED DE ACCESO RADIO.

Sistema y método de manejo de fallos en una red de acceso radio.

Un método y un sistema de manejo de fallos en una red (1) de acceso radio que minimiza el tiempo de recuperación cuando un nodo central (3) falla almacenando la información de encaminamiento del nodo central (3) y, siempre que dicho nodo central (3) falle, cargando la información de encaminamiento en un nodo auxiliar (4) con la misma configuración de hardware y software que el nodo central (3). El tráfico recibido en el nodo central (3) se encamina luego al nodo auxiliar (4) a través de una conexión (5) física que es transparente a la red (1) de acceso radio. La cantidad de información de encaminamiento requerida por este sistema es mínima, y por tanto el tiempo de recuperación se reduce enormemente.

Sistema y método de manejo de fallos en una red de acceso radio

Campo de la invención La presente invención se refiere a redes de acceso radio y, más particularmente, a la recuperación de fallos en tales redes.

Antecedentes de la invención – técnica relacionada En las redes de acceso radio (RAN) modernas, los nodos centrales atienden enormes cantidades de tráfico procedente de los elementos de radio conectados a la RAN. Sin embargo, en el caso de un fallo de un nodo central, es necesario redirigir todo el tráfico entrante a otros nodos centrales con el fin de restaurar el servicio de la red.

La solución tradicional para este problema es usar un grupo de nodos centrales. Por ejemplo, en un sistema global para comunicaciones móviles (GSM) o una red de acceso múltiple por división de código de banda ancha (WCDMA) , el grupo de nodos es un grupo de nodos de soporte de servicio de radio por paquetes general (GPRS) de servicio (SGSN) . Un grupo de nodos es una recopilación de nodos configurados para dar servicio a cualquier parte común de una red radio, denominada área de servicio de grupo. El área de servicio de grupo consiste en varias áreas de encaminamiento (RA) a las que dan servicio controladores de estación base (BSC) o controladores de red radio (RNC) en una red radio de GSM o WCDMA, respectivamente. Las áreas de servicio de grupo de servicio de BSC y RNC están conectadas de manera lógica a todos los SGSN que les dan servicio.

Los SGSN en un grupo comparten la carga de todas las estaciones móviles (MS) en el área de servicio de grupo. Siempre que una MS permanezca en el área de servicio de grupo, está normalmente unida a un SGSN. Si un SGSN pasa a no estar disponible, el BSC o el RNC encamina de nuevo la señalización y la carga útil para las MS a las que da servicio a otro SGSN en el grupo de SGSN.

En caso de fallo de un SGSN, es necesario reubicar todo el tráfico atendido por el SGSN que falla a otros SGSN del grupo.

Como ejemplo particular, el documento WO 2009/077002 A1 presenta un aparato para recuperarse de un fallo de nodo en el que cada nodo envía periódicamente una señal de latido (heartbeat) para demostrar su correcta operación al resto de nodos en un grupo de nodos. Cuando el resto de los nodos no recibe la señal de latido, el aparato se activa como proxy de grupo hacia el nodo de red.

Sin embargo, reubicar el tráfico en un grupo de nodos cuando uno de los nodos falla presenta dos problemas principales:

- redirigir el tráfico implica reconfigurar los nodos involucrados, requiriendo normalmente cargar grandes archivos de copia de seguridad generados por el nodo que falla. El tiempo de transmisión y de carga de estos archivos grandes ralentiza el proceso de recuperación, aumentando la cantidad de tiempo durante la que la red no puede

funcionar apropiadamente.

- si la cantidad de tráfico manejado por el nodo antes de su fallo es mayor que la capacidad libre de los nodos funcionales restantes, no todo el tráfico entrante puede atenderse correctamente, dando como resultado conexiones fallidas a los elementos conectados a la red.

Como consecuencia, existe la necesidad de un método y un sistema que puedan manejar el fallo de un nodo central, proporcionando servicio a la totalidad de tráfico entrante, y reduciendo el tiempo requerido para recuperar una operatividad completa.

Sumario de la invención La presente invención soluciona los problemas mencionados anteriormente dando a conocer un método y un sistema de manejo de fallos en una red de acceso radio con un nodo de contingencia dedicado y transferencia de datos reducida para restaurar la operación de la red.

En un primer aspecto de la presente invención, se presenta un método de manejo de fallos en una red de acceso radio (RAN) . A la red de acceso radio le da servicio al menos un nodo central, que está conectado a un nodo auxiliar con las mismas características de hardware. Mientras el nodo central está funcionando apropiadamente, no se encamina tráfico procedente de la RAN al nodo auxiliar, que permanece inactivo. Sin embargo, si el nodo 65 central falla y no puede encaminar correctamente todo el tráfico entrante, dicho tráfico se encamina al nodo auxiliar a través de una conexión física que es transparente a los dispositivos conectados a la RAN.

Con el fin de que el nodo auxiliar pueda manejar el tráfico entrante apropiadamente, siempre que el nodo central falle, toda su información de encaminamiento se carga en el nodo auxiliar. Ya que el hardware y software del nodo auxiliar están en conformidad con el hardware y software del nodo central, preferiblemente, tanto el nodo central como el nodo auxiliar comparten las mismas características de hardware y software, en lugar de grandes archivos de copia de seguridad, sólo es necesario enviar la información de encaminamiento desde el nodo central al nodo auxiliar. Reduciendo la cantidad de datos necesarios para reanudar la operación de la red, se reduce enormemente la cantidad de tiempo durante la que la RAN está inoperativa.

Hay dos opciones preferidas con el fin de enviar la información de encaminamiento desde el nodo central al nodo auxiliar:

- Enviar la información de encaminamiento siempre que el nodo central falle. Esta transmisión se realiza a través

del mismo canal (conexión física) a través del que se transmite el tráfico entrante en caso de fallo del nodo 15 central.

- Enviar la información periódicamente a un servidor externo, en el que se almacena la última versión de la información de encaminamiento y puede recuperarse por el nodo auxiliar en caso de fallo del nodo central.

Con el fin de reducir la cantidad de datos transferidos y el tiempo necesario para reanudar la operación de la red, es necesario que tanto el nodo central como el nodo auxiliar operen con la misma configuración de software. Para este requisito se presentan dos opciones preferidas:

- Si el nodo auxiliar actúa como nodo de contingencia para un único nodo central, o si actúa como nodo de

contingencia para múltiples nodos centrales con la misma configuración de software, dicha configuración de software se carga de manera permanente en el nodo auxiliar.

- Si el nodo auxiliar actúa como nodo de contingencia para múltiples nodos centrales con diferentes versiones de software, se almacenan todas las versiones de software y, en caso de fallo de un nodo central, el nodo auxiliar carga la versión de software particular usada por el nodo central que ha fallado.

En un segundo aspecto de la presente invención, se presenta un sistema que implementa el método de la invención. El sistema comprende al menos un nodo central, un nodo auxiliar y, preferiblemente, un servidor externo. El nodo auxiliar se conecta al nodo (o nodos) central (es) previsto (s) para la sustitución en caso de una contingencia, y tiene preferiblemente la misma configuración de hardware. El hardware y software del nodo auxiliar están en conformidad con el hardware y software del nodo central conectado. En caso de que actúe como nodo de contingencia para múltiples nodos centrales, es necesario que todos los nodos centrales o bien tengan la misma configuración de hardware, o bien tengan configuraciones de hardware que pueden operar sin distinción desde la perspectiva del software y del sistema operativo.

El nodo central, mientras funciona apropiadamente, está configurado para atender todo el tráfico entrante de la red, sin enviar nada de ese tráfico al nodo auxiliar. La información de encaminamiento necesaria para atender dicho tráfico se envía mediante el nodo central de modo que, en caso de fallo, el tráfico entrante se encamina al nodo auxiliar. Ya que el nodo auxiliar tiene la misma configuración de hardware y software, y usa la información 45 de encaminamiento enviada por el nodo central, la conexión entre el nodo central y el nodo auxiliar es transparente a la RAN.

En caso de un fallo parcial o completo del nodo central, el nodo auxiliar está configurado para cargar la información de encaminamiento enviada por el nodo central, y para atender todo el tráfico entrante dirigido al nodo central y reencaminado al nodo auxiliar por el nodo central. Preferiblemente, con el fin de cargar la información de encaminamiento, dicha información puede o bien enviarse directamente a través de la comunicación física con el nodo central, o bien enviarse al servidor externo, y luego recuperarse de dicho servidor por el nodo auxiliar.

También preferiblemente, se presentan dos opciones con respecto a la configuración de software del nodo auxiliar:

- Si el nodo auxiliar está conectado a un único nodo central, o si está conectado a múltiples...

1. Método de manejo de fallos en una red (1) de acceso radio a la que da servicio al menos un nodo central (3) , comprendiendo el método: 5

- conectar al menos un nodo central (3) a un nodo (4) auxiliar;

- enviar información de encaminamiento del al menos un nodo central (3) ; estando dicha información adaptada para encaminar todo el tráfico atendido por el nodo central (3) con el nodo auxiliar (4) conectado;

- si el al menos un nodo central (3) está libre de fallos:

- impedir que cualquier tráfico procedente de la red (1) de acceso radio se encamine al nodo (4) 15 auxiliar;

- si el al menos un nodo central (3) falla:

- cargar en el nodo auxiliar (4) la información de encaminamiento enviada por el al menos un nodo central (3) ;

- encaminar todo el tráfico procedente de la red (1) de acceso radio recibido en el nodo central (3) al nodo (4) auxiliar, a través de una conexión (5) física entre el nodo central (3) y el nodo auxiliar (4) transparente a la red (1) de acceso radio;

- encaminar en el nodo auxiliar (4) todo el tráfico recibido en el nodo central (3) usando la información de encaminamiento cargada.

2. Método según la reivindicación 1, en el que la etapa de enviar información de encaminamiento comprende además enviar la información de encaminamiento a través de la conexión (5) física entre el nodo central (3) y el nodo auxiliar (4) siempre que el nodo central (3) falle.

3. Método según la reivindicación 1, en el que la etapa de enviar información de encaminamiento

comprende además: 35

- almacenar periódicamente la información de encaminamiento en un servidor (6) externo;

y en el que la etapa de cargar la información de encaminamiento en el nodo auxiliar (4) comprende además:

- recuperar la información de encaminamiento desde el servidor (6) externo.

4. Método según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el nodo auxiliar (4) está

configurado para tener la misma configuración de software que el nodo central (3) . 45

5. Método según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, comprendiendo el método además, si el nodo central (3) falla:

- cargar en el nodo auxiliar (4) un software de una pluralidad de versiones de software, siendo el software cargado el mismo software usado en el nodo central (3) .

6. Método según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la red (1) de acceso radio es una red de acceso radio de voz, el nodo central (3) y el nodo auxiliar (4) son nodos de soporte de servicio de radio por paquetes general de servicio, y la información de encaminamiento es una pluralidad de puntos 55 de control del nodo central (3) .

7. Método según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la red (1) de acceso radio es una red de acceso radio de datos, el nodo central (3) y el nodo auxiliar (4) son nodos de centro de conmutación móvil, y la información de encaminamiento es información de encaminamiento de protocolo de Internet.

8. Sistema de manejo de fallos en una red (1) de acceso radio que comprende al menos un nodo central

(3) configurado para dar servicio a la red (1) de acceso radio, y un nodo auxiliar (4) conectado al al

menos un nodo central (3) , y teniendo el nodo auxiliar (4) la misma configuración de hardware y 65 software que el al menos un nodo central (3) , estando configurado el al menos un nodo central (3) para: - enviar información de encaminamiento del al menos un nodo central (3) ; estando dicha información adaptada para encaminar todo el tráfico atendido por el nodo central (3) , con el nodo auxiliar (4) conectado;

- si el al menos un nodo central (3) está libre de fallos, impedir que cualquier tráfico procedente de la red

(1) de acceso radio se encamine al nodo (4) auxiliar;

- si el al menos un nodo central (3) falla, encaminar todo el tráfico procedente de la red (1) de acceso

radio desde el nodo central (3) al nodo auxiliar (4) a través de una conexión (5) física entre el nodo 10 central (3) y el nodo auxiliar (4) transparente a la red (1) de acceso radio;

y en el que el nodo auxiliar (4) está configurado para, si el al menos un nodo central (3) falla:

- cargar en el nodo auxiliar (4) la información de encaminamiento enviada por el al menos un nodo 15 central (3) ;

- y encaminar en el nodo auxiliar (4) todo el tráfico recibido en el nodo central (3) usando la información de encaminamiento cargada.

9. Sistema según la reivindicación 8, en el que el nodo central (3) está configurado además para enviar la información de encaminamiento a través de la conexión (5) física entre el nodo central (3) y el nodo auxiliar (4) siempre que el nodo central (3) falle.

10. Sistema según la reivindicación 8, que comprende además un servidor (6) externo, y en el que el nodo central (3) está configurado además para almacenar periódicamente la información de encaminamiento en el servidor (6) externo; y el nodo auxiliar (4) está configurado además para recuperar la información de encaminamiento desde el servidor (6) externo.

11. Sistema según cualquiera de las reivindicaciones 8 a 10, en el que el nodo auxiliar (4) tiene hardware y 30 software en conformidad con el hardware y software del al menos un nodo central (3) .

12. Sistema según cualquiera de las reivindicaciones 8 a 11, en el que el nodo auxiliar (4) está configurado además para tener la misma configuración de software que el nodo central (3) .

13. Sistema según cualquiera de las reivindicaciones 8 a 11, en el que el nodo auxiliar (4) está configurado además para, si el nodo central (3) falla, cargar en el nodo auxiliar (4) una versión de software de una pluralidad de versiones de software, siendo la versión de software cargada la misma versión de software usada en el nodo central (3) .

14. Sistema según cualquiera de las reivindicaciones 8 a 13, en el que la red (1) de acceso radio es una red de acceso radio de voz, el nodo central (3) y el nodo auxiliar (4) son nodos de soporte de servicio de radio por paquetes general de servicio, y la información de encaminamiento es una pluralidad de puntos de control del nodo central (3) .

15. Sistema según cualquiera de las reivindicaciones 8 a 13, en el que la red (1) de acceso radio es una red de acceso radio de datos, el nodo central (3) y el nodo auxiliar (4) son nodos de centro de conmutación móvil, y la información de encaminamiento es información de encaminamiento de protocolo de Internet.