1  引言

    大容量分離架構(gòu)HLR是伴隨通信網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展要求、通信和IT技術(shù)的進(jìn)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(gòu)HLR的研究和應(yīng)用均處于業(yè)內(nèi)領(lǐng)先地位。NSN從2000年開始進(jìn)行大容量分離架構(gòu)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(gòu)HLR上。

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

    （1）什么是網(wǎng)絡(luò)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(luò)中最重要的信息，決定用戶接入、用戶業(yè)務(wù)和移動(dòng)性管理等（見圖1）。網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)庫(kù)類設(shè)備是承載和處理這些用戶數(shù)據(jù)的載體，是網(wǎng)絡(luò)的核心。網(wǎng)絡(luò)中的用戶數(shù)據(jù)庫(kù)類設(shè)備包括HLR，HSS，POC Register等。

圖1  用戶數(shù)據(jù)信息

    （2）目前網(wǎng)絡(luò)中數(shù)據(jù)庫(kù)類設(shè)備的特點(diǎn)

    特點(diǎn)一：用戶數(shù)據(jù)分散

    由于用戶類別和業(yè)務(wù)的多樣性（如2G業(yè)務(wù)，3G業(yè)務(wù)，POC業(yè)務(wù)等），針對(duì)每種業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)分別提供獨(dú)立數(shù)據(jù)庫(kù)，無法實(shí)現(xiàn)用戶數(shù)據(jù)整合，針對(duì)每個(gè)節(jié)點(diǎn)分布與管理用戶數(shù)據(jù)。例如，網(wǎng)絡(luò)中有HLR和HSS等各種用戶數(shù)據(jù)庫(kù)（見圖2）。

圖2  網(wǎng)絡(luò)中用戶數(shù)據(jù)庫(kù)種類繁多

    特點(diǎn)二：用戶數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和業(yè)務(wù)處理緊耦合

    由于傳統(tǒng)設(shè)備受限于總線、存儲(chǔ)設(shè)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(wù)控制邏輯緊密物理綁定。例如，HLR的用戶數(shù)據(jù)庫(kù)和業(yè)務(wù)控制合設(shè)，VLR和MSC合設(shè)（見圖3）。

圖3  用戶數(shù)據(jù)與業(yè)務(wù)控制邏輯緊密物理綁定

    實(shí)際上，當(dāng)我們?cè)谶M(jìn)行網(wǎng)絡(luò)建設(shè)和網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行維護(hù)、業(yè)務(wù)開放時(shí)，都會(huì)明顯地依據(jù)以上的特點(diǎn)進(jìn)行實(shí)施和操作，但是這些特點(diǎn)帶來的弱點(diǎn)也逐步體現(xiàn)。

    （1）數(shù)據(jù)庫(kù)種類繁多，以功能分類，各功能有其獨(dú)立的物理實(shí)體。

    （2）各種功能物理實(shí)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(duì)于VLR中的動(dòng)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(dòng)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(shí)體中；為同一用戶增加業(yè)務(wù)信息往往需要涉及多個(gè)不同的數(shù)據(jù)庫(kù)網(wǎng)元；投資重復(fù)，資源無法共享。

圖5  用戶數(shù)據(jù)信息分散

    以上的弱點(diǎn)隨著移動(dòng)業(yè)務(wù)的發(fā)展，大量的用戶入網(wǎng)和大量的增值業(yè)務(wù)推廣，對(duì)網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)庫(kù)類設(shè)備的需求激增，導(dǎo)致了網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)越來越復(fù)雜，用戶管理困難。這些問題在網(wǎng)絡(luò)中具體體現(xiàn)為：投資快速增長(zhǎng)，網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行維護(hù)困難，運(yùn)維成本上升、缺乏有效和節(jié)約的網(wǎng)絡(luò)安全方案，業(yè)務(wù)推廣難度大等多方面。

    對(duì)于運(yùn)營(yíng)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(qiáng)管理和優(yōu)化、簡(jiǎn)化網(wǎng)絡(luò)的角度入手。但是單方面的加強(qiáng)管理無法及時(shí)應(yīng)對(duì)動(dòng)態(tài)的網(wǎng)絡(luò)和業(yè)務(wù)需求變化。只有從網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)設(shè)計(jì)、優(yōu)化、簡(jiǎn)化網(wǎng)絡(luò)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(gòu)HLR

    NSN大容量分離架構(gòu)HLR可以有效地解決以上的問題。

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

圖6  R4分離架構(gòu)的MSC

    （1）大容量，高處理能力：節(jié)約網(wǎng)絡(luò)投資。

    （2）簡(jiǎn)單清晰的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)：網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)容、維護(hù)成本低。
 
    （3）可實(shí)施的容災(zāi)備份方案：有效可靠的容災(zāi)。

    （4）快速的網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)容和業(yè)務(wù)部署：保障業(yè)務(wù)快速可持續(xù)增長(zhǎng)。

    以上的優(yōu)點(diǎn)讓我們考慮在數(shù)據(jù)庫(kù)領(lǐng)域?qū)嵤┓蛛x架構(gòu)（見圖7）。

圖7  數(shù)據(jù)庫(kù)領(lǐng)域?qū)嵤┓蛛x架構(gòu)

　　大容量分離架構(gòu)HLR的實(shí)施，可以將大容量數(shù)據(jù)庫(kù)集中于省會(huì)，業(yè)務(wù)邏輯處理功能實(shí)體（業(yè)務(wù)前端）下放至各地市。由于數(shù)據(jù)庫(kù)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(gòu)HLR將數(shù)據(jù)庫(kù)集中管理，將前段前置，在目前可以實(shí)現(xiàn)HLR類設(shè)備的用戶集中管理。未來可以考慮將VLR中的動(dòng)態(tài)用戶數(shù)據(jù)集中管理。

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

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

    移動(dòng)核心網(wǎng)絡(luò)正朝著全業(yè)務(wù)和全I(xiàn)P網(wǎng)絡(luò)的方向發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)分層化、開放化及IP化是移動(dòng)核心網(wǎng)演進(jìn)的趨勢(shì)。而分離架構(gòu)HLR其業(yè)務(wù)邏輯與用戶數(shù)據(jù)的分層，業(yè)務(wù)邏輯與用戶數(shù)據(jù)間的IP訪問，及數(shù)據(jù)庫(kù)開放靈活的接口及架構(gòu)正是順應(yīng)了這些發(fā)展趨勢(shì)。

    因此，隨著大容量存儲(chǔ)技術(shù)的成熟，采用“大容量，高性能，面向未來”的數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)備來解決網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫(kù)的問題，極大地簡(jiǎn)化了網(wǎng)絡(luò)拓?fù)�，加速了新業(yè)務(wù)的推廣。

    此外，對(duì)于大容量分布式HLR組網(wǎng)的模式，可以結(jié)合考慮本地容災(zāi)及異地容災(zāi)技術(shù)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)級(jí)容災(zāi)，來保證網(wǎng)絡(luò)的安全。