3G核心網(wǎng)CS域網(wǎng)元設(shè)置研究

摘要　本論文基于3G核心網(wǎng)CS域網(wǎng)元研究的基礎(chǔ)上，通過對(duì)不同運(yùn)營(yíng)商和不同場(chǎng)景的分析，提出了WCDMA R4及cdma2000 LMSD階段的核心網(wǎng)CS域網(wǎng)元在中國(guó)不同運(yùn)營(yíng)商的設(shè)置規(guī)劃原則。

0、前言

　　近年，3G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)越來越被提到日程上來，然而在國(guó)內(nèi)目前復(fù)雜的電信運(yùn)營(yíng)環(huán)境和不同的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，如何對(duì)其核心網(wǎng)的網(wǎng)元進(jìn)行統(tǒng)一規(guī)劃設(shè)置是一個(gè)研究的方向。

　　本論文就是在研究3G核心網(wǎng)CS域網(wǎng)元的基礎(chǔ)上，結(jié)合中國(guó)電信運(yùn)營(yíng)實(shí)際，對(duì)其核心網(wǎng)CS域網(wǎng)元的設(shè)置原則進(jìn)行深入分析，進(jìn)而得出了在現(xiàn)階段進(jìn)行3G網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃時(shí)，核心網(wǎng)CS域網(wǎng)元的設(shè)置方法。

　　主要涉及到的網(wǎng)元包括：CMN/位置服務(wù)器、MSC Server/MSCe、MGW、IW MGW、SG、HLR及GMSC等等。

1、網(wǎng)元設(shè)置原則分析

　　1.1　CMN/位置服務(wù)器設(shè)置原則

　　對(duì)于控制層匯接網(wǎng)元的設(shè)置應(yīng)與電信運(yùn)營(yíng)商集團(tuán)公司總體思路一致，需根據(jù)其總體要求進(jìn)行建設(shè)，一般在集團(tuán)公司層面進(jìn)行建設(shè)。對(duì)于WCDMA R4來說是CMN的建設(shè)，對(duì)于cdma2000LMSD階段來說是位置服務(wù)器的建設(shè)。這里側(cè)重介紹CMN的建設(shè)原則，位置服務(wù)器建設(shè)原則與之類似。

　�。�1）對(duì)于原有移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商

　　建網(wǎng)初期由現(xiàn)有軟交換機(jī)SS兼做TMSC Server/CMN。由于目前的SS也要完成中移動(dòng)長(zhǎng)途話務(wù)的匯接，因此建議在3G網(wǎng)絡(luò)規(guī)模擴(kuò)大和業(yè)務(wù)量較大（原有8個(gè)SS處理能力不能滿足）時(shí)，進(jìn)行CMN的新建。

　　新建初期CMN采用全網(wǎng)集中設(shè)置方式，隨著業(yè)務(wù)量的增加逐漸進(jìn)行大區(qū)分裂，其下掛MSC Server數(shù)量由話務(wù)處理能力決定。

　　隨著網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的進(jìn)一步擴(kuò)大和網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的調(diào)整，根據(jù)業(yè)務(wù)需求可考慮部分CMN只負(fù)責(zé)一個(gè)業(yè)務(wù)量大的省份，這種情況主要是在東部發(fā)達(dá)地區(qū)比較適合（例如廣東、浙江等），一般一省一對(duì)CMN應(yīng)能滿足需求。對(duì)中西部地區(qū)建議根據(jù)業(yè)務(wù)量采用大區(qū)的方式設(shè)置。

　�。�2）對(duì)于原有傳統(tǒng)固定運(yùn)營(yíng)商

　　對(duì)于新建3G網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)營(yíng)商可根據(jù)M3UA的成熟性，選擇引入CMN還是IPSTP實(shí)現(xiàn)分層組網(wǎng)，條件許可時(shí)，優(yōu)先考慮引入IPSTP。

　　若采用CMN方式，建網(wǎng)初期全國(guó)范圍內(nèi)劃大區(qū)建設(shè)，可根據(jù)原有固定運(yùn)營(yíng)商的軟交換匯接層劃分大區(qū)方式設(shè)置。然后根據(jù)CMN覆蓋MSC Server個(gè)數(shù)與話務(wù)量處理能力進(jìn)行分裂。

　　若原有軟交換機(jī)通過軟件升級(jí)可完成BICC信令的轉(zhuǎn)接，則考慮建網(wǎng)初期由軟交換機(jī)兼作CMN。若技術(shù)上無法實(shí)現(xiàn)，建議新建。

　　對(duì)于東部發(fā)達(dá)地區(qū)，可以考慮在業(yè)務(wù)量較大的時(shí)期（原有大區(qū)CMN處理能力無法滿足時(shí)）省內(nèi)設(shè)置CMN。一般設(shè)置為一對(duì)。對(duì)于中西部地區(qū)，依然采用大區(qū)式設(shè)置方式，根據(jù)業(yè)務(wù)量發(fā)展情況進(jìn)行大區(qū)分裂。

　　若采用IPSTP方式，可以考慮采用大區(qū)式設(shè)置和省內(nèi)設(shè)置的原則。對(duì)于東部發(fā)達(dá)地區(qū)IPSTP適合在省中心設(shè)置。對(duì)于中西部地區(qū)IPSTP適合進(jìn)行大區(qū)設(shè)置。

　　1.2　MSC server/MSCe設(shè)置原則

　　MSC server是WCDMA R4核心網(wǎng)呼叫控制層中最重要的網(wǎng)元之一，它負(fù)責(zé)整個(gè)呼叫和業(yè)務(wù)的實(shí)現(xiàn)。對(duì)于cdma2000LMSD來講MSCe與其功能類似，而且一般在省層面建設(shè)。這里著重介紹MSC Server的設(shè)置原則，MSCe的設(shè)置原則與之基本一致。

　�。�1）對(duì)于原有移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商

　　●方式一（混和組網(wǎng)）

　　此方式建設(shè)的前提為原有2G網(wǎng)絡(luò)MSC可以平滑升級(jí)為MSC Server。原有GSM網(wǎng)MSC升級(jí)為3G MSC-Server兼2G MSC，3G用戶與2G用戶共用MSC（MSC-Server）。

　　但其缺點(diǎn)很多，主要集中在下面幾點(diǎn)：由于目前網(wǎng)絡(luò)規(guī)模較大，設(shè)備升級(jí)需要更換硬件，對(duì)現(xiàn)網(wǎng)業(yè)務(wù)容易造成影響；在3G建網(wǎng)初期由于3G網(wǎng)絡(luò)覆蓋問題引起的用戶切換較為頻繁也將增大MSC的負(fù)荷，設(shè)備處理負(fù)荷大大增加，現(xiàn)有設(shè)備處理能力難以滿足需求；升級(jí)設(shè)備與新建MSC設(shè)備對(duì)于廠家來說不是同一個(gè)產(chǎn)品線，在設(shè)計(jì)GSM MSC平臺(tái)時(shí)很難考慮到3G的發(fā)展，現(xiàn)有GSM MSC升級(jí)的產(chǎn)品先進(jìn)性和可持續(xù)演進(jìn)的可能性值得質(zhì)疑，還未得到證實(shí)；不利于設(shè)備招標(biāo)競(jìng)爭(zhēng)。

　　基于以上描述，不建議采用混合組網(wǎng)方式。

　　●方式二（大本地網(wǎng)建設(shè)模式）

　　省內(nèi)直接新建一對(duì)或者多對(duì)MSC Server，專門用于控制3G業(yè)務(wù)。由于MSC Server主要完成用戶移動(dòng)性管理和呼叫控制等功能的設(shè)置，因此建議放置在大本地網(wǎng)中心城市或集中放置在省會(huì)城市。

　　初期將打破行政區(qū)劃，采用軟覆蓋方式；分區(qū)主要是兼顧地理位置和預(yù)期的用戶發(fā)展數(shù)。

　　對(duì)于東部及中部地區(qū)發(fā)達(dá)省份，建議初期采取大本地網(wǎng)模式，進(jìn)行一省多對(duì)MSC Server的建設(shè)。隨著用戶量的發(fā)展逐年進(jìn)行分裂。對(duì)于西部地區(qū)不發(fā)達(dá)省份，初期采用一省一對(duì)MSC Server，隨著實(shí)際3G用戶量的發(fā)展逐年進(jìn)行分裂。

　　根據(jù)用戶數(shù)的發(fā)展，MSC Server的分區(qū)將逐年分裂。分裂的方式采用各軟覆蓋的本地網(wǎng)逐個(gè)獨(dú)立的方式，盡量減少對(duì)已有網(wǎng)絡(luò)分區(qū)的較大調(diào)整。結(jié)合不同地區(qū)的網(wǎng)絡(luò)資源、經(jīng)濟(jì)發(fā)展?fàn)顩r，MSC的分裂原則建議如下：

　　1）規(guī)劃年期間每MSC Server承載用戶數(shù)門限約35-50萬用戶。最高不可超過60萬。

　　2）當(dāng)某一本地網(wǎng)內(nèi)3G用戶數(shù)量達(dá)到30萬左右時(shí)，考慮建設(shè)獨(dú)立的MSC Server。

　　3）MSC分區(qū)的分裂要盡量減少對(duì)已建設(shè)網(wǎng)元的資源浪費(fèi)，提高已建設(shè)資源的利用率。

　　4）為便于傳輸電路組織，局址應(yīng)選在傳輸?shù)墓?jié)點(diǎn)上，以利于傳輸路由組織；同時(shí)MSC-SERVER應(yīng)盡量靠近IP承載網(wǎng)核心路由器機(jī)房。

　　（2）對(duì)于原有傳統(tǒng)固定運(yùn)營(yíng)商

　　由于對(duì)于原有固定運(yùn)營(yíng)商而言設(shè)備都為新建，所以MSC Server/MSCe的設(shè)置原則類同于以上建設(shè)原則中描述的方式二進(jìn)行建設(shè)。

　　1.3　HLR設(shè)置原則

　　由于在3G核心網(wǎng)中HLR仍負(fù)責(zé)移動(dòng)用戶的數(shù)據(jù)庫(kù)管理，其主要功能與2G網(wǎng)絡(luò)下的HLR基本一致，但采用的協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)與GSM有所不同，因此需要具體分析。

　�。�1）對(duì)于原有移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商

　　采取2G、3G共用HLR方式，原有2G HLR需要軟件升級(jí)，易于實(shí)現(xiàn)號(hào)碼可攜，可合理的使用HLR資源。

　　原則上以第二年預(yù)測(cè)的2G+3G用戶數(shù)考慮當(dāng)年的HLR的建設(shè)方案。但HLR的軟件用戶容量以當(dāng)年年底的用戶預(yù)測(cè)數(shù)考慮。

　　單HLR最大軟件容量不超過80萬戶�？刹捎�1+1或N+1備份方式。

　�。�2）對(duì)于原有傳統(tǒng)固定運(yùn)營(yíng)商

　　若原有固定運(yùn)營(yíng)商經(jīng)過網(wǎng)絡(luò)智能化改造后設(shè)置的SHLR能夠平滑升級(jí)為3G HLR，則建議兩者合設(shè)。若不能夠升級(jí)為3G HLR，則建議新建獨(dú)立HLR，并且不與MSC Server合設(shè)。

　　原則上以第二年預(yù)測(cè)的3G用戶數(shù)考慮當(dāng)年的HLR的建設(shè)方案。但HLR的軟件用戶容量以當(dāng)年年底的用戶預(yù)測(cè)數(shù)考慮。

　　對(duì)于未建有MSC Server的地區(qū)，原則上不考慮在本地設(shè)置HLR�？梢远鄠�(gè)移動(dòng)業(yè)務(wù)本地網(wǎng)合設(shè)一個(gè)獨(dú)立HLR，此時(shí)要求HLR需具有虛擬HLR功能。

　　根據(jù)不同的HLR建設(shè)方案，如采用HLR分散設(shè)置方式，則HLR的分裂原則建議為每個(gè)HLR的用戶容量≤ 80～90萬；如采用HLR集中設(shè)置方式，則HLR的分裂原則建議為每個(gè)HLR的用戶容量≤120～150萬。

　　1.4　MGW設(shè)置原則

　　由于現(xiàn)有2G MSC不能升級(jí)為MGW，因此MGW為新增網(wǎng)元，主要負(fù)責(zé)話務(wù)及流媒體的轉(zhuǎn)接。對(duì)于原有移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商與固定運(yùn)營(yíng)商而言，MGW設(shè)置原則一致。

　　MGW設(shè)置原則如下：

　　1）MGW按照適當(dāng)集中化原則設(shè)置。建網(wǎng)初期可考慮采用大本地網(wǎng)的模式進(jìn)行建設(shè)。

　　2）對(duì)于東部及中部地區(qū)發(fā)達(dá)省份，建議直接采取原有本地網(wǎng)建設(shè)模式，即每個(gè)本地網(wǎng)新建一個(gè)或多個(gè)MGW，完成話務(wù)和流媒體的承載和轉(zhuǎn)接。

　　3）對(duì)于西部地區(qū)不發(fā)達(dá)省份，初期采用大本地網(wǎng)方式一省設(shè)置一個(gè)或多個(gè)MGW，完成話務(wù)及流媒體的承載和轉(zhuǎn)接。根據(jù)業(yè)務(wù)量的發(fā)展逐年合理的進(jìn)行分裂。

　　4）當(dāng)某本地網(wǎng)內(nèi)3G用戶規(guī)模達(dá)到10萬用戶左右時(shí)，在該本地網(wǎng)內(nèi)建設(shè)獨(dú)立的MGW。MGW原則上單機(jī)不超過30萬用戶。

　　5）在中小地市，MGW單元的容量按照話路互通的需求配置，建議以5萬用戶為最小的MGW配置單位。在對(duì)容量需求較大的地區(qū)，MGW的設(shè)置以30～40萬用戶為設(shè)置單位，不建議設(shè)置過多的MGW。網(wǎng)元數(shù)目設(shè)置應(yīng)考慮將來的發(fā)展需求，在后期盡量只進(jìn)行直接擴(kuò)容。

　　6）為便于傳輸和承載網(wǎng)絡(luò)的組織、調(diào)度，MGW單元站點(diǎn)應(yīng)優(yōu)先選擇靠近IP承載網(wǎng)的接入節(jié)點(diǎn)，同時(shí)應(yīng)盡量考慮和RNC同機(jī)房放置。

　　1.5　IW MGW設(shè)置原則

　　IW MGW為語音IP承載網(wǎng)與TDM網(wǎng)的關(guān)口局，負(fù)責(zé)3G網(wǎng)絡(luò)IP模式到TDM模式的適配和碼速率轉(zhuǎn)換，與2G、PSTN等TDM網(wǎng)絡(luò)互通；疏通的話務(wù)包括兩部分：

　　——本地3G用戶與本地2G和其他運(yùn)營(yíng)商之間的話務(wù)。

　　——外地3G用戶與本地2G和其他運(yùn)營(yíng)商之間的話務(wù)。

　　其設(shè)置有兩種方式：

　　●方式一：由MGW兼IW MGW。

　　●方式二：建設(shè)獨(dú)立IW MGW。

　　建議建網(wǎng)初期采用方式一，待網(wǎng)絡(luò)規(guī)模擴(kuò)大后設(shè)置獨(dú)立IW MGW。IW MGW最好成對(duì)設(shè)置，做負(fù)荷分擔(dān)備份使用。

　　1.6　SG設(shè)置原則

　　SG負(fù)責(zé)IP信令與窄帶信令的轉(zhuǎn)換，其設(shè)置方式有以下三種：

　　●方式一：SG內(nèi)置在MSC-Server。

　　●方式二：SG內(nèi)置在IW MGW。

　　●方式三：建設(shè)獨(dú)立SG。

　　原則建議：

　　1）建網(wǎng)初期，3G網(wǎng)絡(luò)至HLR、SCP、短信中心、USSD Server等建議由MSC Server內(nèi)置的SG進(jìn)行IP信令和TDM信令的轉(zhuǎn)換，通過本匯接區(qū)內(nèi)LSTP轉(zhuǎn)接與現(xiàn)網(wǎng)網(wǎng)元間的信令。

　　2）3G網(wǎng)絡(luò)與2G和其他運(yùn)營(yíng)商業(yè)務(wù)網(wǎng)ISUP信令的互通，可采用IW MGW內(nèi)置SG，通過2G/3G GMSC轉(zhuǎn)接其他運(yùn)營(yíng)商業(yè)務(wù)網(wǎng)與MSC Server之間的信令。

　　3）隨著支持IP信令網(wǎng)元的增多和IP信令的需求量增加，可以考慮設(shè)置獨(dú)立SG。

　　1.7　GMSC設(shè)置原則

　�。�1）對(duì)于原有移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商

　　●方式一：新建3G網(wǎng)絡(luò)專用GMSC。

　　●方式二：擴(kuò)容現(xiàn)網(wǎng)GMSC，3G網(wǎng)絡(luò)與2G網(wǎng)絡(luò)共用現(xiàn)有GMSC。

　　考慮到號(hào)碼攜帶的必要性、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)化、投資有效性及功能的一致性，建議采用方式二進(jìn)行GMSC的建設(shè)。

　　采用方式二建設(shè)時(shí)需考慮以下原則：

　　1）GMSC采用2G/3G綜合關(guān)口局模式；

　　2）綜合關(guān)口局初期可采用GSM現(xiàn)網(wǎng)關(guān)口局設(shè)備，設(shè)置原則可沿襲GSM的設(shè)置原則；

　　3）發(fā)展期綜合關(guān)口局向R4軟交換演進(jìn)，融入R4 IP網(wǎng)絡(luò)，在未來全業(yè)務(wù)融合的組網(wǎng)趨勢(shì)下，關(guān)口局將同時(shí)具備2G、3G以及NGN的綜合關(guān)口功能，同時(shí)具備和視訊網(wǎng)互通的能力，并適應(yīng)全I(xiàn)P的組網(wǎng)要求，所以關(guān)口局向軟交換組網(wǎng)架構(gòu)演進(jìn)是必然的趨勢(shì)；

　　4）3G建設(shè)前的GMSC建設(shè)，應(yīng)盡量選擇具備向軟交換演進(jìn)能力的設(shè)備，現(xiàn)網(wǎng)部分無法演進(jìn)的設(shè)備可退化為2G GW或逐步退網(wǎng)。

　　5）GMSC的設(shè)置地點(diǎn)要考慮網(wǎng)間互聯(lián)互通的便利，要充分利用運(yùn)營(yíng)商現(xiàn)有的各種通信資源，盡量設(shè)置在傳輸中心節(jié)點(diǎn)位置上，特別是核心路由器節(jié)點(diǎn)位置，便于傳輸通路的安排和調(diào)整。當(dāng)某本地網(wǎng)有多個(gè)GMSC時(shí)，應(yīng)盡量安排在不同的局址。

　�。�2）對(duì)于原有傳統(tǒng)固定運(yùn)營(yíng)商

　　由于GMSC需要具有移動(dòng)處理能力以及SSP功能（處理MAP和CAP信令），如果由現(xiàn)有固網(wǎng)關(guān)口局改造，對(duì)現(xiàn)網(wǎng)關(guān)口局的處理能力影響較大，不僅需要廠家的積極配合，還要承擔(dān)影響現(xiàn)有業(yè)務(wù)的風(fēng)險(xiǎn)，因此不建議利用現(xiàn)有的固網(wǎng)交換機(jī)進(jìn)行改造，而采用新建綜合關(guān)口局方式。具體實(shí)現(xiàn)方式可采用由MSC Server兼做GMSC Server或者設(shè)置獨(dú)立的GMSC Server。

　　建網(wǎng)初期采取GMSC Server與MSC Server合設(shè)的方式，根據(jù)業(yè)務(wù)量發(fā)展情況以及MSC Server處理能力的變化逐步使得GMSC Server單獨(dú)設(shè)置。

　　對(duì)于承載而言，可以采取與GMGW同設(shè)的方式，直接與其他運(yùn)營(yíng)商關(guān)口局相連。原有PSTN網(wǎng)絡(luò)的GW與GMGW通過TDM方式連接。

　　當(dāng)安裝于同一城市內(nèi)的MGW個(gè)數(shù)少于3個(gè)（含3個(gè)）時(shí)，建議GMSC由GMGW兼作，不設(shè)置獨(dú)立的GMSC。

　　當(dāng)安裝于同一城市內(nèi)的MGW個(gè)數(shù)為3個(gè)以上時(shí)，建議考慮獨(dú)立GMSC的設(shè)置。建設(shè)獨(dú)立GMSC時(shí)，應(yīng)以成對(duì)設(shè)置、負(fù)荷分擔(dān)方式為建設(shè)原則。

　　GMSC的設(shè)置地點(diǎn)要考慮網(wǎng)間互聯(lián)互通的便利，要充分利用運(yùn)營(yíng)商現(xiàn)有的各種通信資源，盡量設(shè)置在傳輸中心節(jié)點(diǎn)位置上，特別是核心路由器節(jié)點(diǎn)位置，便于傳輸通路的安排和調(diào)整。當(dāng)某本地網(wǎng)有多個(gè)GMSC時(shí)，應(yīng)盡量安排在不同的局址。

2、結(jié)論

　　本文從3G核心網(wǎng)規(guī)劃建設(shè)的角度出發(fā)，對(duì)3G核心網(wǎng)CS域網(wǎng)元在不同運(yùn)營(yíng)商設(shè)置的原則進(jìn)行研究，得出了不同運(yùn)營(yíng)商對(duì)不同CS域網(wǎng)元設(shè)置的方法，以便在網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃和設(shè)計(jì)中發(fā)揮參考作用。本文是基于WCDMA R4和cdma2000 LMSD階段的3G核心網(wǎng)CS域網(wǎng)元設(shè)置原則研究，以后的方向在于基于網(wǎng)絡(luò)R5/IMS/FMC階段的網(wǎng)元規(guī)劃設(shè)置研究。