5G融合用户数据架构演进方案（下）

  5G融合用户数据架构演进（下）  4　四融合HSS/UDM部署及数据迁移方案结合设备形态和5GC服务化架构整体来看，5G的SA阶段现网HLR/HSS（FE+BE架构）都是传统ATCA架构硬件，不支持虚拟化。而融合HSS/UDM服务化接口内在要求基于NFV的x86硬件部署，同时现网HSS虚拟化工作仍未开展，设备形态制约了三融合HSS向四融合HSS/UDM演进步伐。根据图6中四融合HSS/UDM方案演进路线，一步到达目标方案面临诸多困难，必须考虑目标方案完成前的过渡方案。过渡方案如何使用、使用多久，如何平滑演进到目标架构，归根结底是投资成本、运营运维效率、安全性能三者之间的权衡。基于用户不换卡、不换号的市场策略，从设备形态、投资保护、用户数据平滑迁移等情况归纳提出4种四融合HSS/UDM部署和演进方式。方案1　现网升级方案：扩容升级现网BE支持UDR，新增云化UDM方案1说明示意如图7所示。图7　方案1说明示意图·存储数据库（BE）：现网HSS的BE传统硬件扩容升级支持5GUDR功能。·信令处理（FE）：云化新建5GUDM-FE，负责处理5G用户签约管理的信令；现网HLR-FE和HSS-FE分别处理2G/3G和4G/VoLTE用户的信令。该方案最大的优点是可快速实现5G用户签约管理，满足5G商用初期的紧迫需求；最大的不足是不支持向目标部署方案（虚拟化、大区集中化）演进。方案2　HSS后端均衡方案：云化新增UDR一次性或缓慢替换现网BE，云化新增UDM方案2说明示意图如图8所示。图8　方案2说明示意图·存储数据库（BE）：云化新建小容量或大容量UDR，通过后端BE的内部业务均衡技术实现按需进行用户数据无感知迁移，间接分批或一次性完成云化替换传统BE设备。·信令处理（FE）：云化新增融合5GHSS/UDM-FE，负责处理已签约5G业务的用户2G/3G/4G/5G签约管理；现网HLR-FE和HSS-FE分别处理未签约5G的2G/3G和4G/VoLTE用户的信令。该方案最大的优点是可以按需进行5G用户数据的迁移，业务无需中断保障业务体验，特别适合于同厂商的HSS替换，可快速实现5G用户签约管理（离散和全量迁移）；但该方案仅部分实现虚拟化、大区集中化部署；若一次性替换数据迁移工作量大，BE与UDR并存仅两个国外厂商支持；新上设备UDR集中化和虚拟化，与旧FE之间远端IP承载连接，时延、性能可能会影响业务和设备性能。方案3　HSS前端中继方案：云化新增UDR/UDM，现网HSS部署定制开发的FE-relay功能，全利旧方案3说明示意图如图9所示。图9　方案3说明示意图·存储数据库（BE）：新增云化UDR，支持2G/3G/4G//VoLTE/5G；旧BE支持非5G用户。·信令处理（FE）：云化新增融合HSS/UDM-FE，受理网关由新增厂商网元内部实现；初期，现网HSS负责中继少量已签约5G用户至云化新建融合HSS/UDMFE；中后期，待5G用户签约比例到达25%左右时，云化设备也逐步成熟，按需进行建设UDR/UDM实现大批量用户迁移。该方案是3GPP定义的标准方案，可以按需进行5G用户数据的迁移，特别适厂商HSS替换，可快速实现5G用户签约管理（离散和全量迁移）；但该方案目前仅中兴和华为明确支持，需推动国外两个厂商的支持；另外，初期大批量迁移前对信令网有少量额外资源消耗，并同时要求新增设备支持受理网关功能，受理网关统一完成新旧网元的用户开户管理。方案4　整局替换方案：现网BE/FE全部整局替换支持UDR/UDM，无利旧方案4方案说明示意图如图10所示。图10　方案4说明示意图·存储数据库（BE）：一次性云化新建5GUDR，全量替换传统B。·信令处理（FE）：一次性云化新建融合HSS/UDM-FE，替换现网HLR-FE和HSS-FE，实现对2G/3G/4G/5G/VoLTE用户的统一存储签约管理。该方案最大优点是一步到位地实现目标方案，特别适合于异厂商替换方案，支持面向目标的虚拟化和大区集中化部署方案要求；但该方案数据迁移工作量巨大且复杂，无法满足5G的快速商用要求，同时云化设备初期验证不充分就全量承接现网用户，参考4G商用时的搬迁经验，运维问题大。针对上述4种方案，在实际部署时还要重点考虑大区集中化或分省、商务优惠厂商格局、用户数据平滑迁移、方案性能稳定性、运维简单等因素。初步根据多角度对比建议见表2，具体如下：较少考虑平滑过渡、云化设备稳定性和现有投资保护，异厂商替换可直接实施方案4的目标方案；否则，部署过渡方案平滑演进同厂商可采用方案2和方案3。表2　4种部署方案对比方案用户迁移方案适用现网改造及利旧同/异厂商虚拟化&集中化BOSS&信令网初期复杂性&部署速度1全量用户临时过渡BE升级，HLR/HSS-FE利旧仅同厂商仅UDM-FE虚拟化，不支持集中化不变简单，最快2离散5G用户（或全量用户）平滑过渡BE替换或并存过渡，HLR/HSS-FE利旧仅同厂商UDR/UDM虚拟化支持集中化不变复杂，快3离散5G用户（或全量用户）平滑过渡现网BE/FE利旧，FE升级支持中继建议同厂商全虚拟化，支持集中化不变复杂，快4全量用户一次性目标无利旧异厂商全虚拟化，支持集中化一次性调整较复杂，慢若要实现用户数据的平滑迁移，迁移策略建议分两步走，具体如下。（1）初期离散迁移新增5G用户：BOSS开户指令或受理网关转接BOSS的开户指令，在新UDR上为5G用户开户，同时在传统HSSBE上进行销户并设置迁出标识，不改变STP/DRA的万号段信令路由指向。（2）中后期采用批量迁移或一次性用户数据迁移：待5G用户规模发展（比如5G用户占总用户20%左右或5G商用一年后）且云化HSS/UDM网元运行成熟时实施（在方案3中可避免额外大量FE中继信令消息对于STP/DRA设备造成过大消耗）。5　结束语5G商用在即，SA是无线网的目标方案，5GC是核心网的目标方案，作为5GC服务化架构的重要一环，5G用户数据、策略数据如何与4G融合演进和实现平滑迁移需要重点研究，考虑5G商务优惠、原有设备投资保护、新版本厂商设备支持情况、相关方案技术上明显的优缺点以及对周边网元改造要求（如BOSS、信令网等），要实现5G融合用户数据部署有多种方案选择，在实际部署这些方案时还要考虑省内集中或全国大区集中化部署两种更大的格局决策。具体如何选择还需要在实际部署时因地制宜，多角度全方面实事求是地思考。参考文献：[1]3GPP.Systemarchitectureforthe5Gsystem（Release15）:TS23.501V1.4.0[S].2017.[2]3GPP.Networkfunctionrepositoryservices;stage3（Release15）:TS29.510V15.1.0[S].2018.[3]杨旭，肖子玉，邵永平，等.5G网络部署模式选择及演进策略[J].电信科学，2018，34（6）：138-146.YANGX,XIAOZY,SHAOYP,etal.5Gnetworkdeploymentmodeselectionandevolutionstrategy[J].TelecommunicationsScience,2018,34（6）:138-146.[4]马洪源，肖子玉，卜忠贵.5G标准及产业进展综述[J].电信工程技术与标准化，2018，31（3）：23-27.MAHY,XIAOZY,BUZGSummaryof5Gstandardandindustryprogress[J].TelecommunicationEngineeringTechnologyandStandardization,2018,31（3）:23-27.：赵远（1986-），男，中国移动通信集团设计院有限公司工程师，主要从事通信工程方面的咨询、设计和研究工作，主要研究方向为核心网5G、NFV、CS/IMS、RCS、全业务、智能网、信令网等；肖子玉（1969-），女，中国移动通信集团设计院有限公司网络所总工程师、教授级高级工程师，中国通信学会信息网络专业委员会委员，美国北卡罗来纳州立大学访问学者，主持完成IMS核心网、国际通信网、NFV、5G等多项重点工程研究、咨询和设计项目；韩研（1978-），女，中国移动通信集团设计院有限公司高级工程师、设计咨询总监，主要从事通信工程方面的咨询、设计和研究工作，主要研究方向为移动通信核心网、国际业务网络、信息安全和5G网络；马洪源（1984-），男，中国移动通信集团设计院有限公司高级工程师，主要研究方向为移动通信核心网。 -全文完-