服務開通分布式HLR系統(tǒng)的應用

1、成果上報申請書成果名稱服務開通分布式hlr系統(tǒng)的應用成果申報單位廣東省公司成果承擔部門/分公司 業(yè)務支持中心項目負責人姓名項目負責人聯(lián)系電話和email成果專業(yè)類別*業(yè)務支撐所屬專業(yè)部門*業(yè)務支撐線條成果研究類別*相關網絡解決方案省內評審結果*（按填寫說明4）關鍵詞索引（35個）服務開通；hlr；分布式 應用投資50萬元產品版權歸屬單位 廣東公司 對企業(yè)現(xiàn)有標準規(guī)范的符合度：本成果符合中國移動統(tǒng)一發(fā)布的ngboss2-boss3.0技術標準規(guī)范。如果該成果來源于研發(fā)項目，請?zhí)顚懷邪l(fā)項目的年度、名稱和類型（類型包括：集團重點研發(fā)項目、集團聯(lián)合研發(fā)項目、省公司重點研發(fā)項目、其他研發(fā)項目），可填寫多

2、個：根據(jù)規(guī)劃技術部關于啟動分布式融合hlr/hss新技術試點的請示的要求，需要在現(xiàn)網對愛立信和華為的分布式hlr設備進行試點，boss系統(tǒng)需要進行相應的開發(fā)來配合試點工作，按照愛立信和華為提供分布式hlr指令協(xié)議，新增兩套施工程序，施工邏輯與現(xiàn)網hlr保持一致。成果簡介：激烈的全業(yè)務競爭格局要求運營商在整合并優(yōu)化全網資源的基礎上更快速的開發(fā)并部署個性化業(yè)務，這對運營商網絡的層次化、標準化、ip化以及網絡的融合等提出了更高的要求，而統(tǒng)一的用戶數(shù)據(jù)中心更是網絡融合的重點?，F(xiàn)網hlr的設計理念、功能、架構等無法滿足網絡融合的發(fā)展趨勢，有必要及時啟動面向用戶數(shù)據(jù)中心的演進。分布式hlr的應用正是這方面

3、的有益嘗試，其業(yè)務處理與用戶數(shù)據(jù)分離的架構設計，可簡化網絡拓撲、加速網絡的融合，使得全網用戶數(shù)據(jù)的統(tǒng)一存儲、管理和分析成為可能，有利于個性化新業(yè)務的實現(xiàn)和推廣省內試運行效果：通過在惠州和深圳進行的試點推廣，取得了的比較明顯的效果：由于工單施工流程的簡化，工單施工的及時率大大提高，工單積壓的問題有了明細的改善；由于工單施工環(huán)節(jié)的減少，有效地降低了系統(tǒng)負荷，使得整個系統(tǒng)的性能得到提升，服務開通主機的負載相比原來下降了約50%。文章主體（3000字以上，可附在表格后）：根據(jù)成果研究類別，主體內容的要求有差異，具體要求見表格后的“填寫說明6”。成果背景現(xiàn)有hlr的特點及問題用戶數(shù)據(jù)庫設備包括hlr，h

4、ss，shlr，poc register等，負責存儲通信網絡中的用戶數(shù)據(jù)信息，是網絡的重要的核心功能實體，存儲的信息類別及內容如下：表1 用戶數(shù)據(jù)庫信息類別及內容表信息類別信息內容用戶基本信息imsi、msisdn、移動臺類別、移動臺purged狀態(tài)標識、承載優(yōu)先級標識（3g用戶支持）、2g/3g用戶接入控制標識等用戶動態(tài)信息ci、lai等；用戶鑒權信息ki、opc（3g要求）等；用戶業(yè)務信息基本業(yè)務、補充業(yè)務、短信、簽約信息等；目前通信網絡中用戶數(shù)據(jù)庫的特點及問題如下：（1）容量小、處理能力弱，大部分數(shù)據(jù)庫分散設置在地市層面，不能滿足集中維護等新形勢下運營商的要求。（2）各種網絡中的用戶數(shù)據(jù)

5、庫均獨立設置，導致種類較多，如hlr/auc、hss、shlr、aaa等。（3）數(shù)據(jù)存儲和業(yè)務處理耦合度高，帶來擴容的不便（現(xiàn)網hlr的boss接口能力常常成為瓶頸）。（4）用戶數(shù)據(jù)的存儲格式等未實現(xiàn)標準化，不同機型間的互通存在困難，影響容災等重要網絡功能的實現(xiàn)。（5）演進及網絡融合能力不足，不利于運營商在全業(yè)務運營場景下的網絡融合。全業(yè)務競爭格局下，運營商對用戶數(shù)據(jù)庫類的要求越來越高，原有用戶數(shù)據(jù)庫的功能、架構等已無法適應，必須采用更先進的架構、更強大的平臺來支持未來的網絡發(fā)展。分布式hlr的技術特點及應用建議分布式hlr遵循層次化、標準化、開放化、承載ip化、業(yè)務個性化、網絡融合化等趨勢，

6、采用業(yè)務處理與用戶數(shù)據(jù)分離的架構，業(yè)務處理與用戶數(shù)據(jù)間采用ip承載，數(shù)據(jù)庫采用大容量存儲技術、開放靈活的接口功能、協(xié)議實現(xiàn)標準化，很多優(yōu)點是傳統(tǒng)hlr不具備的。整體方案1 系統(tǒng)架構分布式hlr由前端處理部分fp（front processing）和后端處理部分bp（back processing）組成，系統(tǒng)結構如圖1所示。圖1 分布式hlr系統(tǒng)結構圖2 接口與協(xié)議分布式hlr將傳統(tǒng)hlr的數(shù)據(jù)庫模塊和信令接入及處理模塊物理分離，因此，除支持傳統(tǒng)hlr的基于map協(xié)議相關接口外，分布式hlr新增加了下列接口：rz：fp與bp間接口，采用基于tcp/ip的ldap (lightweight dir

7、ectory access protocol)協(xié)議，提供數(shù)據(jù)的訪問，其接口與具體數(shù)據(jù)結構無關。rs：bp與bp間接口，用于用戶數(shù)據(jù)庫間用戶數(shù)據(jù)的同步功能，基于ip互聯(lián)，目前不同設備廠家采用各自的私有協(xié)議。cx 、dx、sh、dh：hss fp與ims系統(tǒng)中cscf、as等相關網元的接口，采用基于ip承載的diameter協(xié)議。3 技術特點與傳統(tǒng)hlr相比，分布式hlr采用fp與bp分離的部署，具有以下優(yōu)勢：表2 fp與bp分離優(yōu)勢表組網靈活便于運營商靈活部署網絡，bp可進一步集中并向全網用戶數(shù)據(jù)中心演進，資源利用率更高，有利于降低運營商opex。升級/擴容方便運營商可對bp和fp各自獨立升級/

8、擴容，有利于降低運營商capex。業(yè)務部署靈活易于獨立實現(xiàn)對fp的功能開發(fā)和升級，可滿足2g、3g、pstn、phs、ims等多種網絡的要求。異地容災易于實現(xiàn)用戶數(shù)據(jù)中心的異地容災。承載ip化fp與bp間可實現(xiàn)承載的ip化。接口協(xié)議標準化/開放全面支持atm、ip等協(xié)議，開放bp數(shù)據(jù)訪問接口及協(xié)議，便于功能開發(fā)及訪問。支持虛擬hlr實現(xiàn)不同本地網共享一個物理hlr，設備維護在物理上統(tǒng)一，而業(yè)務處理和用戶數(shù)據(jù)管理在邏輯上分開，支持分權分域管理，可按照虛擬hlr提供差異化業(yè)務。采用下一代電信硬件平臺可提供良好的升級/融合能力采用符合atca標準的硬件平臺，業(yè)務/控制/管理三個平面在物理上分離，底層

9、硬件互不影響；軟硬件解耦（硬件升級替換無需更改軟件）；完善的故障檢測/隔離/定位等設計；集成度高、處理能力強，容量大，可支持超過2000萬用戶；支持融合網絡中各種用戶業(yè)務數(shù)據(jù)的能力，如hss用戶業(yè)務數(shù)據(jù)、aaa用戶業(yè)務數(shù)據(jù)等。良好的數(shù)據(jù)備份/分析能力支持定時將用戶數(shù)據(jù)備份到獨立服務器中，便于運營商進行離線的統(tǒng)計、查詢和分析，能了解用戶的普通業(yè)務信息，可分析全網用戶的變化趨勢、行為特點等重要信息，幫助運營商決策，調整市場策略，對客戶提供個性化的優(yōu)質服務。4 應用方案4.1 組網總體原則分布式hlr以省為單位統(tǒng)一規(guī)劃并建設；bp以省為單位集中設置，便于提高數(shù)據(jù)可靠性及訪問效率；fp可以以地市為單位

10、分散設置，便于功能部署及業(yè)務開發(fā)；bp、fp之間采用ip承載，采用ce匯接方式；分布式hlr的容災方案包括bp容災和fp容災；bp、fp均需接入boss和網管系統(tǒng)。根據(jù)以上原則，分布式hlr建議的組網方案如圖2所示。圖2 分布式hlr組網示意圖4.2 容災方案（1）bp容災方案bp的操作可分為寫數(shù)據(jù)類和讀數(shù)據(jù)類。對于寫數(shù)據(jù)類操作，考慮到數(shù)據(jù)同步的復雜性和難度，目前bp的容災方式暫時只有主備方式，即設定主備用bp后，fp只負責對主用bp執(zhí)行寫數(shù)據(jù)操作，由主用bp負責備用bp的數(shù)據(jù)同步。對于讀數(shù)據(jù)類操作，則可以有多種容災方案可選。以下介紹的bp容災方案均只針對bp的讀數(shù)據(jù)類操作。對于bp的容災，可

11、以考慮主備方式和負荷分擔方式（以下在介紹bp容災方案時，均假設fp為成對設置）。1：1主備方式（圖3所示）圖3 bp 1：1主備容災方案示意圖bp建議異地設置，互為主備；主備bp均存儲全部用戶數(shù)據(jù)，通過ip承載網同步用戶數(shù)據(jù)。主用bp故障時，成對bp間進行主備切換；主用bp恢復后，進行倒回切換。n：1主備方式（圖4所示）圖4 bp n：1主備容災方案示意圖bp建議異地設置，設置1只bp作為其他n只bp的備份（備份bpn的容量可視設備能力或運營商需求確定）；備用bpn存儲全部用戶數(shù)據(jù)，通過ip承載網同步用戶數(shù)據(jù)。主用bp故障時，備用bp負責接管故障bp；主用bp恢復后，備用bp進行倒回切換操作。

12、負荷分擔方式（圖5所示）圖5 bp負荷分擔容災方案示意圖bp建議異地設置，某一bp失效時，業(yè)務倒換到另一個bp。對于負荷分擔，由于1：1方式與n：1方式在實現(xiàn)機理上沒有本質區(qū)別，因此本文不再贅述。（2）fp容災方案fp的容災方案涉及因素較多，描述如下：對于fp與sp的信令連接方式，可以考慮直聯(lián)或準直聯(lián)；對于多個fp間的備份機制，可以考慮主備用機制和負荷分擔機制；對于負荷分擔機制，可以考慮采用基于用戶號碼的策略或基于信令網負荷均衡機制的策略；對于主備用或負荷分擔機制，可以考慮采用1：1或n：1方式。因此，fp容災的可選方案如表3所示：表3 fp容災方案組合表fp容災可選方案fp與sp信令連接方式

13、fp備份機制備份范圍直聯(lián)f鏈路主備用1:1n:1負荷分擔1:1n:1準直聯(lián)a鏈路主備用1:1n:1負荷分擔1:1n:1由此可見，由于涉及到信令連接方式、fp備份機制/方式以及備份的范圍等，fp可以有多種容災方案，運營商可根據(jù)網絡實際情況靈活選擇。4.3 boss及網管接入方案（1）網管接入方案bp和fp和站點接入ce均需接入網管系統(tǒng)，完成網管系統(tǒng)所需的管理、配置、告警等功能。（2）boss接入方案主備方式：boss系統(tǒng)分別與主備bp網元建立連接，與主用bp連接處于激活狀態(tài)，與備用bp處于未激活狀態(tài)。用戶數(shù)據(jù)在主用bp操作成功之后，由主用bp自動完成與備用bp的數(shù)據(jù)同步。主用bp故障時，激活備用

14、bp來進行用戶數(shù)據(jù)的操作，成功操作的數(shù)據(jù)自動進行反向同步。負荷分擔方式：boss系統(tǒng)接入所有bp進行統(tǒng)一、同步的數(shù)據(jù)管理。（3）bp/fp的網管和boss連接方案見圖6。圖6 bp/fp的網管和boss連接方案成果效益分布式hlr由于其“大容量，高性能，層次化，標準化，面向融合”等特點，可成功解決運營商現(xiàn)有用戶數(shù)據(jù)庫的諸多問題。引入分布式hlr，可有效簡化網絡拓撲、降低運維成本、加速網絡的成功融合以及個性化新業(yè)務的推廣，是通信運營商在邁向融合的用戶數(shù)據(jù)中心的過程中不可或缺的“神兵利器”。1）縮短了工單施工流程引入分布式hlr，使得工單流程縮短，分布式hlr只需要對工單施工一次，hlr內部可以實

15、現(xiàn)主備同步，大大簡化施工流程，保證工單施工的及時率，有效解決工單積壓等問題。2）降低系統(tǒng)負載減少現(xiàn)有系統(tǒng)工單施工環(huán)節(jié)，有效降低系統(tǒng)資源負載，使得整個系統(tǒng)的性能得到提升。3）有助網絡融合業(yè)務推廣分布式hlr的引入，可有效簡化網絡拓撲、降低運維成本、加速網絡的成功融合以及個性化新業(yè)務的推廣，提高客戶滿意度。本省推廣效果通過在惠州和深圳進行的試點推廣，取得了的比較明顯的效果：由于工單施工流程的簡化，工單施工的及時率大大提高，工單積壓的問題有了明細的改善；由于工單施工環(huán)節(jié)的減少，有效地降低了系統(tǒng)負荷，使得整個系統(tǒng)的性能得到提升，服務開通主機的負載相比原來下降了約50%?！俺晒蠄笊暾垥钡奶顚懻f明：1

16、、“成果專業(yè)類別”指：核心網、無線、傳輸、ip、網管、業(yè)務支撐、管理信息系統(tǒng)、市場研究、通信電源、數(shù)據(jù)業(yè)務、其他。2、“成果研究類別”指：超前研究、新產品開發(fā)、相關網絡解決方案、現(xiàn)有業(yè)務優(yōu)化、其他。3、“所屬專業(yè)部門”指：完成該成果的單位在省公司或地市分公司所屬的專業(yè)線條部門?？商顚懀阂?guī)劃計劃線條、網絡線條、業(yè)務支撐線條、管理信息系統(tǒng)線條、數(shù)據(jù)線條、市場線條、集團客戶線條、其他。4、“省內評審結果”指：優(yōu)秀、通過。5、“對企業(yè)現(xiàn)有標準規(guī)范的符合度”指：列舉該成果使用并符合的中國移動統(tǒng)一發(fā)布的企業(yè)標準的名稱和編號，詳細描述該成果在現(xiàn)有的企業(yè)標準基礎上所需新增的功能要求（如業(yè)務流程的改變、設備新增

17、的功能要求等）。6、“文章主體”：根據(jù)不同科技成果分類實施不同的主體要求，具體如下：1）超前研究類成果主體包括： 背景情況 技術特點分析 標準化情況 其他運營商應用情況（可選） 技術發(fā)展趨勢 引入策略分析2）相關網絡解決方案類成果主體包括： 背景情況 技術方案：概述、網絡解決方案（如果涉及到網絡方面的改造，信令改造，路由改造等，應有詳細的描述）、設備及系統(tǒng)改造/建設要求、碼號資源需求 效果（解決了哪些問題） 本省應用推廣情況3）新產品開發(fā)類成果主體包括： 業(yè)務及功能簡介：業(yè)務概述、業(yè)務主要功能介紹 技術實現(xiàn)方案：包括業(yè)務實現(xiàn)組網結構圖、相關系統(tǒng)（平臺、終端）功能和要求、業(yè)務實現(xiàn)流程、碼號要求等 業(yè)務申請和開通：包括用戶范圍及業(yè)務使用范圍、業(yè)務申