后電路域時代端局云化演進方案探討

1 背景

在通信技術快速發(fā)展的過程中，電路域端局一直扮演著重要的角色，發(fā)揮著巨大的作用。2012年開始，由于語音業(yè)務增長放緩，電路域端局全面停止擴容。2015年，中國移動高清語音業(yè)務（VoLTE）正式商用，語音業(yè)務不斷向VoLTE遷移，電路域端局進入了生命末期。但是，近幾年，隨著物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務快速發(fā)展，物聯(lián)網(wǎng)用戶電路域附著需求激增。電路域端局在話務容量持續(xù)下降的同時，VLR利用率卻在不斷上升，個別端局VLR利用率接近或達到容災警戒線，不得不設法增容。而且，物聯(lián)卡業(yè)務“一省發(fā)卡，全國駐留，集中突發(fā)”的特征，使得VLR容量需求的預測越來越復雜、難度越來越大。

云化已成為全球通信行業(yè)發(fā)展的趨勢，越來越多的運營商選擇了云化的解決方案。采用云化方案的優(yōu)勢也比較明顯：一是保護投資。在話務量持續(xù)降低的情況下，傳統(tǒng)設備再投入，投資無法得到保護，云化后硬件資源可共用。二是節(jié)約維護成本，釋放機房資源。目前大量傳統(tǒng)設備占用大量維護成本及機房資源，云化后可簡化維護，解決機房緊張的問題。

2 網(wǎng)絡演進路徑

受到終端雙注冊和物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展驅動，電路域用戶數(shù)持續(xù)增長，電路域長尾效應明顯，電路域業(yè)務將長期存在，規(guī)劃需同時兼顧物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務。由于現(xiàn)網(wǎng)電路域老舊端局設備能力有限(特別是MSS的VLR容量)，傳統(tǒng)設備面臨替換退網(wǎng)。新增電路域設備硬件形態(tài)可以考慮云化平臺和傳統(tǒng)平臺兩種選擇，因此端局演進有兩種路徑方式，如圖1所示。

圖1 電路域端局演進路徑

路徑一：云化平臺電路域擴容改造，具體演進方式如下：

（1）階段一：老舊平臺設備不再擴容，通過新建云化平臺設備滿足新增業(yè)務需求。此階段端局設備為傳統(tǒng)平臺+云化平臺。

（2）階段二：電路域業(yè)務需求萎縮，老舊平臺設備不再擴容，云化設備按需縮容，云化硬件向IMS/PS域釋放資源。此階段端局為傳統(tǒng)平臺+云化平臺。

（3）階段三：電路域業(yè)務需求萎縮，傳統(tǒng)平臺設備全部退網(wǎng)，電路域僅存在云化設備。此階段為目標組網(wǎng)架構。

路徑二：傳統(tǒng)平臺電路域擴容改造，具體演進方式如下：

（1）階段一：老舊平臺設備不再擴容，通過新建傳統(tǒng)新平臺設備滿足新增業(yè)務需求。此階段端局設備為傳統(tǒng)老平臺+傳統(tǒng)新平臺。

（2）階段二：電路域業(yè)務需求萎縮，傳統(tǒng)老平臺設備按需縮容、退網(wǎng)。此階段端局為傳統(tǒng)老平臺+傳統(tǒng)新平臺。

（3）階段三：電路域業(yè)務需求萎縮，傳統(tǒng)老平臺設備全部退網(wǎng)，電路域僅存在傳統(tǒng)新平臺設備。此階段為目標組網(wǎng)架構。

演進路徑從投資保護、機房資源、運維管理、商用案例和網(wǎng)絡演進等維度進行比較，如表1所示。

表1 演進路徑比較

方案推薦：根據(jù)設備平臺應用情況和優(yōu)劣比較，近期建議通過傳統(tǒng)設備縮量整合方式滿足VLR增長需求，待云化平臺商用成熟后，采用路徑一方式對全網(wǎng)電路域端局進行替換改造。

3 端局云化探討

受終端雙注冊和物聯(lián)網(wǎng)快速發(fā)展等因素的影響，預期傳統(tǒng)電路域端局還需要在很長的一段時間承擔網(wǎng)絡承載重任。除了結合實際情況對傳統(tǒng)端局滾動實施規(guī)劃方案外，考慮到設備普遍老舊，端局云化也是一種可能的選擇。端局可分為云化平臺信令面和媒體面兩個層面討論部署方案。

3.1 端局云化信令面部署方案

目前，省內多個MSC Pool采用新平臺和老平臺異構組Pool，按照地市區(qū)分管理業(yè)務。2/3G用戶占比高，無線側仍然在省內部署。根據(jù)云化MSS部署位置，可分為以下兩種方案：

3.1.1 信令面設備省中心部署

本方案采用云化設備同廠家替換傳統(tǒng)老平面MSS，在省中心部署，與傳統(tǒng)新平臺MSS異構組Pool。此方案分析如下：

（1）路由簡化，省內2/3G用戶互通時，在省內完成交換，如圖2的線路。

（2）與傳統(tǒng)新平臺MSS異構組Pool，平滑遷移業(yè)務。

（3）采用大容量部署，減少vMSS臺套數(shù)，覆蓋大部分省份的所有用戶。

（4）云化MSS與現(xiàn)網(wǎng)傳統(tǒng)MSS需為同廠家設備，不利舊商務競爭。

圖2 信令面設備省中心部署

3.1.2 信令面設備大區(qū)部署

本方案采用云化設備新建vMSC Pool，在大區(qū)DC集中部署，設備廠家與現(xiàn)網(wǎng)廠家可能不一致。此方案分析如下：

（1）必須新建vMSC Pool，與現(xiàn)有的 MSS獨立組Pool，需將現(xiàn)有業(yè)務割接至新建vMSC POOL，不能實現(xiàn)業(yè)務平滑遷移。

（2）新建的vMSC Pool需要跨省對接管理原有省份的MGW和無線側。

（3）省內2/3G用戶互通時，存在信令迂回，需要跨省互通，如圖3的線路。

（4）大區(qū)化集中后，如果是多個地市共享一套vMSC POOL，則各地市的運維、話統(tǒng)及計費無法再按地市區(qū)分，需要重新調整。

（5）云化MSS與現(xiàn)網(wǎng)傳統(tǒng)MSS獨立設置，可通過商務競爭進一步降低建設成本。

圖3 信令面設備大區(qū)集中部署

云化信令面設備無論省中心或大區(qū)集中部署，對省內業(yè)務發(fā)展影響不大，跨省信令傳輸產(chǎn)生的數(shù)據(jù)延時對業(yè)務接續(xù)影響不大。當前EPC、IMS云化信令面設備均部署于大區(qū)中心，建議電路域云化信令面設備也部署于大區(qū)中心，各省獨立部署，便于與其它系統(tǒng)信令消息交互。

3.2 端局云化媒體面部署方案

目前，端局媒體面設備MGW均部署省內各個本地網(wǎng)，現(xiàn)網(wǎng)存在大量老舊MGW設備，在網(wǎng)運行時長一般超過8年。根據(jù)云化MGW部署位置，可分為以下兩種方案：

3.2.1 媒體面設備省中心部署

采用云化設備替換老舊MGW，在省中心集中部署，MSS可利舊傳統(tǒng)設備。云化設備負責IP業(yè)務，與傳統(tǒng)MGW之間使用IP連接。無線側A接口IP化改造，逐步釋放傳統(tǒng)平臺MGW，擴容云化設備承接對應業(yè)務。方案分析如下：

（1）省內部署，2/3G話務量下降后，資源釋放給其他產(chǎn)品使用。本地網(wǎng)內話務將會省內迂回，如圖4的線路。

（2）現(xiàn)網(wǎng)傳統(tǒng)平臺MGW數(shù)量較多，云化集中部署大容量MGW，減少機房與占地。

（3）云化本地網(wǎng)A接口需要100%IP化改造。

（4）云化MGW與現(xiàn)網(wǎng)傳統(tǒng)MGW需為同廠家設備，不利舊商務競爭。

圖4 媒體面設備省中心部署

3.2.2 媒體面設備下沉本地網(wǎng)部署

采用云化設備替換老舊MGW，在地市DC部署，利用大區(qū)vMSS。云化MGW與傳統(tǒng)MGW同時地市獨立部署POOL，方案分析如下：

（1）本地網(wǎng)內部語音直接交換，無需跨本地網(wǎng)，如圖5的線路。

（2）依賴于地市DC建設，云化進度可能受限。

（3）A接口IP化BSC優(yōu)先接入云化MGW POOL，擴容云化設備承接增長業(yè)務需求；TDM BSC接入傳統(tǒng)MGW，并隨著話務量下降逐步退網(wǎng)。

（4）云化MGW與現(xiàn)網(wǎng)傳統(tǒng)MGW獨立組POOL，可通過商務競爭進一步降低建設成本。

圖5 媒體面設備下沉本地網(wǎng)部署

云化媒體面設備省中心集部署需要對現(xiàn)網(wǎng)A接口100%IP化改造，需要增加額外投資，且增加低語音媒體流的傳輸距離，提高數(shù)據(jù)時延，影響話音業(yè)務質量，建議電路域云化媒體面設備下沉至各本地網(wǎng)。

3.3 云化端局與傳統(tǒng)端局的協(xié)同建設

根據(jù)上述分析要點，為取得端局云化投資效益最大化，建網(wǎng)初期云化vMSC POOL與現(xiàn)網(wǎng)傳統(tǒng)MSC POOL獨立組網(wǎng)，且傳統(tǒng)MSC POOL全面停止擴容，新增VLR需求均由云化vMSC POOL承載，兩者協(xié)同建設策略如下：

（1）大區(qū)中心新建云化MSS，地市新建云化MGW，滿足省內部分本地網(wǎng)業(yè)務需求。

（2）端局云化本地網(wǎng)原有MGW退網(wǎng)，原有MSS可以考慮與其它未云化本地網(wǎng)MSS重新組POOL，滿足未云化本地網(wǎng)VLR增長需求，如圖6所示。

圖6 端局云化設備與傳統(tǒng)設備協(xié)同建設思路

4 總結

端局云化演進路徑取決于端局云化設備測試應用情況。目前，國內運營商都已經(jīng)在EPC、IMS部署實施了云化解決方案。從技術成熟度以及部署經(jīng)驗上看，端局云化已基本具備條件，建議重點考慮采用路徑一方式建設。

對于云化設備部署方案應重點考慮業(yè)務發(fā)展需求，優(yōu)先滿足端局MSS的擴容要求。因此，需要加強對各本地網(wǎng)業(yè)務監(jiān)測，特別是物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務，結合端局云化進程，靈活制定各本地網(wǎng)端局云化策略。而且，當前已經(jīng)取消了漫游，也沒有跨地市之間的長途費用結算問題，在實際組網(wǎng)時，省內大本地網(wǎng)部署方案也成為一種選擇。