服务开通分布式HLR系统的应用

成果上报申请书成果名称服务开通分布式HLR系统的应用成果申报单位广东省公司成果承担部门/分公司 业务支持中心项目负责人姓名项目负责人联系电话和Email成果专业类别*业务支撑所属专业部门*业务支撑线条成果研究类别*相关网络解决方案省内评审结果*（按填写说明4）关键词索引（35个）服务开通；HLR；分布式 应用投资50万元产品版权归属单位 广东公司 对企业现有标准规范的符合度：本成果符合中国移动统一发布的NGBOSS2-BOSS3.0技术标准规范。如果该成果来源于研发项目，请填写研发项目的年度、名称和类型（类型包括：集团重点研发项目、集团联合研发项目、省公司重点研发项目、其他研发项目），可填写多个：根据规划技术部关于启动分布式融合HLR/HSS新技术试点的请示的要求，需要在现网对爱立信和华为的分布式HLR设备进行试点，BOSS系统需要进行相应的开发来配合试点工作，按照爱立信和华为提供分布式HLR指令协议，新增两套施工程序，施工逻辑与现网HLR保持一致。成果简介：激烈的全业务竞争格局要求运营商在整合并优化全网资源的基础上更快速的开发并部署个性化业务，这对运营商网络的层次化、标准化、IP化以及网络的融合等提出了更高的要求，而统一的用户数据中心更是网络融合的重点。现网HLR的设计理念、功能、架构等无法满足网络融合的发展趋势，有必要及时启动面向用户数据中心的演进。分布式HLR的应用正是这方面的有益尝试，其业务处理与用户数据分离的架构设计，可简化网络拓扑、加速网络的融合，使得全网用户数据的统一存储、管理和分析成为可能，有利于个性化新业务的实现和推广省内试运行效果：通过在惠州和深圳进行的试点推广，取得了的比较明显的效果：由于工单施工流程的简化，工单施工的及时率大大提高，工单积压的问题有了明细的改善；由于工单施工环节的减少，有效地降低了系统负荷，使得整个系统的性能得到提升，服务开通主机的负载相比原来下降了约50%。文章主体（3000字以上，可附在表格后）：根据成果研究类别，主体内容的要求有差异，具体要求见表格后的“填写说明6”。成果背景现有HLR的特点及问题用户数据库设备包括HLR，HSS，SHLR，POC Register等，负责存储通信网络中的用户数据信息，是网络的重要的核心功能实体，存储的信息类别及内容如下：表1 用户数据库信息类别及内容表信息类别信息内容用户基本信息IMSI、MSISDN、移动台类别、移动台purged状态标识、承载优先级标识（3G用户支持）、2G/3G用户接入控制标识等用户动态信息CI、LAI等；用户鉴权信息Ki、OPc（3G要求）等；用户业务信息基本业务、补充业务、短信、签约信息等；目前通信网络中用户数据库的特点及问题如下：（1）容量小、处理能力弱，大部分数据库分散设置在地市层面，不能满足集中维护等新形势下运营商的要求。（2）各种网络中的用户数据库均独立设置，导致种类较多，如HLR/AUC、HSS、SHLR、AAA等。（3）数据存储和业务处理耦合度高，带来扩容的不便（现网HLR的BOSS接口能力常常成为瓶颈）。（4）用户数据的存储格式等未实现标准化，不同机型间的互通存在困难，影响容灾等重要网络功能的实现。（5）演进及网络融合能力不足，不利于运营商在全业务运营场景下的网络融合。全业务竞争格局下，运营商对用户数据库类的要求越来越高，原有用户数据库的功能、架构等已无法适应，必须采用更先进的架构、更强大的平台来支持未来的网络发展。分布式HLR的技术特点及应用建议分布式HLR遵循层次化、标准化、开放化、承载IP化、业务个性化、网络融合化等趋势，采用业务处理与用户数据分离的架构，业务处理与用户数据间采用IP承载，数据库采用大容量存储技术、开放灵活的接口功能、协议实现标准化，很多优点是传统HLR不具备的。整体方案1 系统架构分布式HLR由前端处理部分FP（Front Processing）和后端处理部分BP（Back Processing）组成，系统结构如图1所示。图1 分布式HLR系统结构图2 接口与协议分布式HLR将传统HLR的数据库模块和信令接入及处理模块物理分离，因此，除支持传统HLR的基于MAP协议相关接口外，分布式HLR新增加了下列接口：Rz ：FP与BP间接口，采用基于TCP/IP的LDAP (Lightweight Directory Access Protocol)协议，提供数据的访问，其接口与具体数据结构无关。Rs：BP与BP间接口，用于用户数据库间用户数据的同步功能，基于IP互联，目前不同设备厂家采用各自的私有协议。Cx 、Dx、Sh、Dh ：HSS FP与IMS系统中CSCF、AS等相关网元的接口，采用基于IP承载的Diameter协议。3 技术特点与传统HLR相比，分布式HLR采用FP与BP分离的部署，具有以下优势：表2 FP与BP分离优势表组网灵活便于运营商灵活部署网络，BP可进一步集中并向全网用户数据中心演进，资源利用率更高，有利于降低运营商OPEX。升级/扩容方便运营商可对BP和FP各自独立升级/扩容，有利于降低运营商CAPEX。业务部署灵活易于独立实现对FP的功能开发和升级，可满足2G、3G、PSTN、PHS、IMS等多种网络的要求。异地容灾易于实现用户数据中心的异地容灾。承载IP化FP与BP间可实现承载的IP化。接口协议标准化/开放全面支持ATM、IP等协议，开放BP数据访问接口及协议，便于功能开发及访问。支持虚拟HLR实现不同本地网共享一个物理HLR，设备维护在物理上统一，而业务处理和用户数据管理在逻辑上分开，支持分权分域管理，可按照虚拟HLR提供差异化业务。采用下一代电信硬件平台可提供良好的升级/融合能力采用符合ATCA标准的硬件平台，业务/控制/管理三个平面在物理上分离，底层硬件互不影响；软硬件解耦（硬件升级替换无需更改软件）；完善的故障检测/隔离/定位等设计；集成度高、处理能力强，容量大，可支持超过2000万用户；支持融合网络中各种用户业务数据的能力，如HSS用户业务数据、AAA用户业务数据等。良好的数据备份/分析能力支持定时将用户数据备份到独立服务器中，便于运营商进行离线的统计、查询和分析，能了解用户的普通业务信息，可分析全网用户的变化趋势、行为特点等重要信息，帮助运营商决策，调整市场策略，对客户提供个性化的优质服务。4 应用方案4.1 组网总体原则分布式HLR以省为单位统一规划并建设；BP以省为单位集中设置，便于提高数据可靠性及访问效率；FP可以以地市为单位分散设置，便于功能部署及业务开发；BP、FP之间采用IP承载，采用CE汇接方式；分布式HLR的容灾方案包括BP容灾和FP容灾；BP、FP均需接入BOSS和网管系统。根据以上原则，分布式HLR建议的组网方案如图2所示。图2 分布式HLR组网示意图4.2 容灾方案（1）BP容灾方案BP的操作可分为写数据类和读数据类。对于写数据类操作，考虑到数据同步的复杂性和难度，目前BP的容灾方式暂时只有主备方式，即设定主备用BP后，FP只负责对主用BP执行写数据操作，由主用BP负责备用BP的数据同步。对于读数据类操作，则可以有多种容灾方案可选。以下介绍的BP容灾方案均只针对BP的读数据类操作。对于BP的容灾，可以考虑主备方式和负荷分担方式（以下在介绍BP容灾方案时，均假设FP为成对设置）。1：1主备方式（图3所示）图3 BP 1：1主备容灾方案示意图BP建议异地设置，互为主备；主备BP均存储全部用户数据，通过IP承载网同步用户数据。主用BP故障时，成对BP间进行主备切换；主用BP恢复后，进行倒回切换。N：1主备方式（图4所示）图4 BP N：1主备容灾方案示意图BP建议异地设置，设置1只BP作为其他n只BP的备份（备份BPn的容量可视设备能力或运营商需求确定）；备用BPn存储全部用户数据，通过IP承载网同步用户数据。主用BP故障时，备用BP负责接管故障BP；主用BP恢复后，备用BP进行倒回切换操作。负荷分担方式（图5所示）图5 BP负荷分担容灾方案示意图BP建议异地设置，某一BP失效时，业务倒换到另一个BP。对于负荷分担，由于1：1方式与N：1方式在实现机理上没有本质区别，因此本文不再赘述。（2）FP容灾方案FP的容灾方案涉及因素较多，描述如下：对于FP与SP的信令连接方式，可以考虑直联或准直联；对于多个FP间的备份机制，可以考虑主备用机制和负荷分担机制；对于负荷分担机制，可以考虑采用基于用户号码的策略或基于信令网负荷均衡机制的策略；对于主备用或负荷分担机制，可以考虑采用1：1或N：1方式。因此，FP容灾的可选方案如表3所示：表3 FP容灾方案组合表FP容灾可选方案FP与SP信令连接方式FP备份机制备份范围直联F链路主备用1:1N:1负荷分担1:1N:1准直联A链路主备用1:1N:1负荷分担1:1N:1由此可见，由于涉及到信令连接方式、FP备份机制/方式以及备份的范围等，FP可以有多种容灾方案，运营商可根据网络实际情况灵活选择。4.3 BOSS及网管接入方案（1）网管接入方案BP和FP和站点接入CE均需接入网管系统，完成网管系统所需的管理、配置、告警等功能。（2）BOSS接入方案主备方式：BOSS系统分别与主备BP网元建立连接，与主用BP连接处于激活状态，与备用BP处于未激活状态。用户数据在主用BP操作成功之后，由主用BP自动完成与备用BP的数据同步。主用BP故障时，激活备用BP来进行用户数据的操作，成功操作的数据自动进行反向同步。负荷分担方式：BOSS系统接入所有BP进行统一、同步的数据管理。（3）BP/FP的网管和BOSS连接方案见图6。图6 BP/FP的网管和BOSS连接方案成果效益分布式HLR由于其“大容量，高性能，层次化，标准化，面向融合”等特点，可成功解决运营商现有用户数据库的诸多问题。引入分布式HLR，可有效简化网络拓扑、降低运维成本、加速网络的成功融合以及个性化新业务的推广，是通信运营商在迈向融合的用户数据中心的过程中不可或缺的“神兵利器”。1）缩短了工单施工流程引入分布式HLR，使得工单流程缩短，分布式HLR只需要对工单施工一次，HLR内部可以实现主备同步，大大简化施工流程，保证工单施工的及时率，有效解决工单积压等问题。2）降低系统负载减少现有系统工单施工环节，有效降低系统资源负载，使得整个系统的性能得到提升。3）有助网络融合业务推广分布式HLR的引入，可有效简化网络拓扑、降低运维成本、加速网络的成功融合以及个性化新业务的推广，提高客户满意度。本省推广效果通过在惠州和深圳进行的试点推广，取得了的比较明显的效果：由于工单施工流程的简化，工单施工的及时率大大提高，工单积压的问题有了明细的改善；由于工单施工环节的减少，有效地降低了系统负荷，使得整个系统的性能得到提升，服务开通主机的负载相比原来下降了约50%。“成果上报申请书”的填写说明：1、“成果专业类别”指：核心网、无线、传输、IP、网管、业务支撑、管理信息系统、市场研究、通信电源、数据业务、其他。2、“成果研究类别”指：超前研究、新产品开发、相关网络解决方案、现有业务优化、其他。3、“所属专业部门”指：完成该成果的单位在省公司或地市分公司所属的专业线条部门。可填写：规划计划线条、网络线条、业务支撑线条、管理信息系统线条、数据线条、市场线条、集团客户线条、其他。4、“省内评审结果”指：优秀、通过。5、“对企业现有标准规范的符合度”指：列举该成果使用并符合的中国移动统一发布的企业标准的名称和编号，详细描述该成果在现有的企业标准基础上所需新增的功能要求（如业务流程的改变、设备新增的功能要求等）。6、“文章主体”：根据不同科技成果分类实施不同的主体要求，具体如下：1）超前研究类成果主体包括：ü 背景情况ü 技术特点分析ü 标准化情况ü 其他运营商应用情况（可选）ü 技术发展趋势ü 引入策略分析2）相关网络解决方案类成果主体包括：ü 背景情况ü 技术方案：概述、网络解决方案（如果涉及到网络方面的改造，信令改造，路由改造等，应有详细的描述）、设备及系统改造/建设要求、码号资源需求ü 效果（解决了哪些问题）ü 本省应用推广情况3）新产品开发类成果主体包括：ü 业务及功能简介：业务概述、业务主要功能介绍ü 技术实现方案：包括业务实现组网结构图、相关系统（平台、终端）功能和要求、业务实现流程、码号要求等ü 业务申请和开通：包括用户范围及业务使用范围、业务申请与注销等ü 业务商务模式及资费：包括商务模式、业务资费模式、业务收费方式等ü 市场前景分析4）现有业务优化类成果主体包括：ü 业务及功能简介：业务概述、业务主要功能介绍ü 现有业务存在的问题：现有缺陷分析、解决问题的思路ü 原有业务方案/流程：业务实现组网结构图、相关系统（平台、终端）功能和要求、业务实现流程 ü 优化后的方案/流程：业务实现组网结构图、相关系统（平台、终端）功能和要求、业务实现流程ü 优化后达到的效果，产生的经济效益 5）其他类成果主体，参考1）4）的成果主体要求，阐述清楚项目背景、实现方案、解决的问题、取得的社会和经济效益等。11