1  引言

    大容量分離架構HLR是伴隨通信網(wǎng)絡的發(fā)展要求、通信和IT技術的進步而在近年來發(fā)展起來的新型用戶數(shù)據(jù)解決方案。NSN在大容量分離架構HLR的研究和應用均處于業(yè)內(nèi)領先地位。NSN從2000年開始進行大容量分離架構HLR的研發(fā)工作，目前在全球已經(jīng)有4000萬用戶承載在NSN大容量分離架構HLR上。

    在介紹大容量分離架構HLR之前，我們有必要對用戶數(shù)據(jù)、現(xiàn)在的用戶數(shù)據(jù)解決方案進行簡單地回顧。

    （1）什么是網(wǎng)絡中的用戶數(shù)據(jù)？它們的載體是什么？

    用戶數(shù)據(jù)信息是網(wǎng)絡中最重要的信息，決定用戶接入、用戶業(yè)務和移動性管理等（見圖1）。網(wǎng)絡中的數(shù)據(jù)庫類設備是承載和處理這些用戶數(shù)據(jù)的載體，是網(wǎng)絡的核心。網(wǎng)絡中的用戶數(shù)據(jù)庫類設備包括HLR，HSS，POC Register等。

圖1  用戶數(shù)據(jù)信息

    （2）目前網(wǎng)絡中數(shù)據(jù)庫類設備的特點

    特點一：用戶數(shù)據(jù)分散

    由于用戶類別和業(yè)務的多樣性（如2G業(yè)務，3G業(yè)務，POC業(yè)務等），針對每種業(yè)務網(wǎng)絡分別提供獨立數(shù)據(jù)庫，無法實現(xiàn)用戶數(shù)據(jù)整合，針對每個節(jié)點分布與管理用戶數(shù)據(jù)。例如，網(wǎng)絡中有HLR和HSS等各種用戶數(shù)據(jù)庫（見圖2）。

圖2  網(wǎng)絡中用戶數(shù)據(jù)庫種類繁多

    特點二：用戶數(shù)據(jù)存儲和業(yè)務處理緊耦合

    由于傳統(tǒng)設備受限于總線、存儲設備I/O讀寫能力及CPU處理能力等因素，用戶數(shù)據(jù)與業(yè)務控制邏輯緊密物理綁定。例如，HLR的用戶數(shù)據(jù)庫和業(yè)務控制合設，VLR和MSC合設（見圖3）。

圖3  用戶數(shù)據(jù)與業(yè)務控制邏輯緊密物理綁定

    實際上，當我們在進行網(wǎng)絡建設和網(wǎng)絡的運行維護、業(yè)務開放時，都會明顯地依據(jù)以上的特點進行實施和操作，但是這些特點帶來的弱點也逐步體現(xiàn)。

    （1）數(shù)據(jù)庫種類繁多，以功能分類，各功能有其獨立的物理實體。

    （2）各種功能物理實體在現(xiàn)網(wǎng)內(nèi)，為滿足各地市容量需求而分布在各地市，管理分散。

    （3）對于VLR中的動態(tài)用戶數(shù)據(jù)，無法統(tǒng)一分析、利用和管理（見圖4）。

圖4  VLR中的動態(tài)用戶數(shù)據(jù)示意

    （4）用戶數(shù)據(jù)信息分散（見圖5）：同一用戶的用戶數(shù)據(jù)分散在不同的物理實體中；為同一用戶增加業(yè)務信息往往需要涉及多個不同的數(shù)據(jù)庫網(wǎng)元；投資重復，資源無法共享。

圖5  用戶數(shù)據(jù)信息分散

    以上的弱點隨著移動業(yè)務的發(fā)展，大量的用戶入網(wǎng)和大量的增值業(yè)務推廣，對網(wǎng)絡中的數(shù)據(jù)庫類設備的需求激增，導致了網(wǎng)絡結構越來越復雜，用戶管理困難。這些問題在網(wǎng)絡中具體體現(xiàn)為：投資快速增長，網(wǎng)絡運行維護困難，運維成本上升、缺乏有效和節(jié)約的網(wǎng)絡安全方案，業(yè)務推廣難度大等多方面。

    對于運營商而言，這些都是無法容忍且急待解決的問題。解決這些問題，可以考慮從加強管理和優(yōu)化、簡化網(wǎng)絡的角度入手。但是單方面的加強管理無法及時應對動態(tài)的網(wǎng)絡和業(yè)務需求變化。只有從網(wǎng)絡架構設計、優(yōu)化、簡化網(wǎng)絡的層面入手，才可以高效地解決這些問題。

    2  NSN大容量分離架構HLR

    NSN大容量分離架構HLR可以有效地解決以上的問題。

    什么是分離架構？我們或許可以從R4分離架構的MSC上得到一些啟示（見圖6）。R4交換網(wǎng)絡的核心是承載和控制分離，承載和控制分離的結構給我們帶來了：

圖6  R4分離架構的MSC

    （1）大容量，高處理能力：節(jié)約網(wǎng)絡投資。

    （2）簡單清晰的網(wǎng)絡結構：網(wǎng)絡擴容、維護成本低。
 
    （3）可實施的容災備份方案：有效可靠的容災。

    （4）快速的網(wǎng)絡擴容和業(yè)務部署：保障業(yè)務快速可持續(xù)增長。

    以上的優(yōu)點讓我們考慮在數(shù)據(jù)庫領域實施分離架構（見圖7）。

圖7  數(shù)據(jù)庫領域實施分離架構

　　大容量分離架構HLR的實施，可以將大容量數(shù)據(jù)庫集中于省會，業(yè)務邏輯處理功能實體（業(yè)務前端）下放至各地市。由于數(shù)據(jù)庫集中放置，用戶數(shù)據(jù)的容量可以做到幾千萬之多。

    分離架構HLR將數(shù)據(jù)庫集中管理，將前段前置，在目前可以實現(xiàn)HLR類設備的用戶集中管理。未來可以考慮將VLR中的動態(tài)用戶數(shù)據(jù)集中管理。

    分離架構HLR是在網(wǎng)絡IP化，大容量存儲技術成熟，網(wǎng)絡發(fā)展的需求，IT和電信融合的趨勢下發(fā)展起來的新型數(shù)據(jù)庫解決方案（見圖8）。

圖8  創(chuàng)新用戶數(shù)據(jù)系統(tǒng)架構——集中數(shù)據(jù)庫

    移動核心網(wǎng)絡正朝著全業(yè)務和全IP網(wǎng)絡的方向發(fā)展，網(wǎng)絡分層化、開放化及IP化是移動核心網(wǎng)演進的趨勢。而分離架構HLR其業(yè)務邏輯與用戶數(shù)據(jù)的分層，業(yè)務邏輯與用戶數(shù)據(jù)間的IP訪問，及數(shù)據(jù)庫開放靈活的接口及架構正是順應了這些發(fā)展趨勢。

    因此，隨著大容量存儲技術的成熟，采用“大容量，高性能，面向未來”的數(shù)據(jù)庫設備來解決網(wǎng)絡數(shù)據(jù)庫的問題，極大地簡化了網(wǎng)絡拓撲，加速了新業(yè)務的推廣。

    此外，對于大容量分布式HLR組網(wǎng)的模式，可以結合考慮本地容災及異地容災技術進行網(wǎng)絡級容災，來保證網(wǎng)絡的安全。