NSN大容量分离架构HLR简介

1  引言

大容量分离架构HLR是伴随通信网络的发展要求、通信和IT技术的进步而在近年来发展起来的新型用户数据解决方案。NSN在大容量分离架构HLR的研究和应用均处于业内领先地位。NSN从2000年开始进行大容量分离架构HLR的研发工作，目前在全球已经有4000万用户承载在NSN大容量分离架构HLR上。

在介绍大容量分离架构HLR之前，我们有必要对用户数据、现在的用户数据解决方案进行简单地回顾。

（1）什么是网络中的用户数据？它们的载体是什么？

用户数据信息是网络中最重要的信息，决定用户接入、用户业务和移动性管理等（见图1）。网络中的数据库类设备是承载和处理这些用户数据的载体，是网络的核心。网络中的用户数据库类设备包括HLR，HSS，POC Register等。

图1  用户数据信息

（2）目前网络中数据库类设备的特点

特点一：用户数据分散

由于用户类别和业务的多样性（如2G业务，3G业务，POC业务等），针对每种业务网络分别提供独立数据库，无法实现用户数据整合，针对每个节点分布与管理用户数据。例如，网络中有HLR和HSS等各种用户数据库（见图2）。

图2  网络中用户数据库种类繁多

特点二：用户数据存储和业务处理紧耦合

由于传统设备受限于总线、存储设备I/O读写能力及CPU处理能力等因素，用户数据与业务控制逻辑紧密物理绑定。例如，HLR的用户数据库和业务控制合设，VLR和MSC合设（见图3）。

图3  用户数据与业务控制逻辑紧密物理绑定

实际上，当我们在进行网络建设和网络的运行维护、业务开放时，都会明显地依据以上的特点进行实施和操作，但是这些特点带来的弱点也逐步体现。

（1）数据库种类繁多，以功能分类，各功能有其独立的物理实体。

（2）各种功能物理实体在现网内，为满足各地市容量需求而分布在各地市，管理分散。

（3）对于VLR中的动态用户数据，无法统一分析、利用和管理（见图4）。

图4  VLR中的动态用户数据示意

（4）用户数据信息分散（见图5）：同一用户的用户数据分散在不同的物理实体中；为同一用户增加业务信息往往需要涉及多个不同的数据库网元；投资重复，资源无法共享。

图5  用户数据信息分散

以上的弱点随着移动业务的发展，大量的用户入网和大量的增值业务推广，对网络中的数据库类设备的需求激增，导致了网络结构越来越复杂，用户管理困难。这些问题在网络中具体体现为：投资快速增长，网络运行维护困难，运维成本上升、缺乏有效和节约的网络安全方案，业务推广难度大等多方面。

对于运营商而言，这些都是无法容忍且急待解决的问题。解决这些问题，可以考虑从加强管理和优化、简化网络的角度入手。但是单方面的加强管理无法及时应对动态的网络和业务需求变化。只有从网络架构设计、优化、简化网络的层面入手，才可以高效地解决这些问题。

2  NSN大容量分离架构HLR

NSN大容量分离架构HLR可以有效地解决以上的问题。

什么是分离架构？我们或许可以从R4分离架构的MSC上得到一些启示（见图6）。R4交换网络的核心是承载和控制分离，承载和控制分离的结构给我们带来了：

图6  R4分离架构的MSC

（1）大容量，高处理能力：节约网络投资。

（2）简单清晰的网络结构：网络扩容、维护成本低。

（3）可实施的容灾备份方案：有效可靠的容灾。

（4）快速的网络扩容和业务部署：保障业务快速可持续增长。

以上的优点让我们考虑在数据库领域实施分离架构（见图7）。

图7  数据库领域实施分离架构

　　大容量分离架构HLR的实施，可以将大容量数据库集中于省会，业务逻辑处理功能实体（业务前端）下放至各地市。由于数据库集中放置，用户数据的容量可以做到几千万之多。

分离架构HLR将数据库集中管理，将前段前置，在目前可以实现HLR类设备的用户集中管理。未来可以考虑将VLR中的动态用户数据集中管理。

分离架构HLR是在网络IP化，大容量存储技术成熟，网络发展的需求，IT和电信融合的趋势下发展起来的新型数据库解决方案（见图8）。

图8  创新用户数据系统架构——集中数据库

移动核心网络正朝着全业务和全IP网络的方向发展，网络分层化、开放化及IP化是移动核心网演进的趋势。而分离架构HLR其业务逻辑与用户数据的分层，业务逻辑与用户数据间的IP访问，及数据库开放灵活的接口及架构正是顺应了这些发展趋势。

因此，随着大容量存储技术的成熟，采用"大容量，高性能，面向未来"的数据库设备来解决网络数据库的问题，极大地简化了网络拓扑，加速了新业务的推广。

此外，对于大容量分布式HLR组网的模式，可以结合考虑本地容灾及异地容灾技术进行网络级容灾，来保证网络的安全。