浅议移动软交换大容量集中化部署

一、山重水复-移动软交换的危机和挑战

- 移动话音业务的现状及预测

首先看一组爱立信今年11月《流量与市场数据报告》中的数字：

全球移动用户普及率在2012年第三季度达到了91%，移动用户数已经达到了64亿。实际用户数约为43亿左右，这是因为许多用户拥有多个移动终端或者进行了多重订购注册。到2012年年底，移动用户总量将达到66亿。到2018年年底，这一数字预计将达到93亿（不含M2M用户）。

2012年第三季度移动用户数量年同比增长9%，季度同比增长2%。

智能手机用户总数到2012年年底将达到11亿，预计到2018年年底将增加到33亿。目前大多数用户都采用的是仅具备基本功能的手机。

全球所有的WCDMA网络已经部署HSPA。LTE正在全球部署建设，再未来五年内，LTE网络将覆盖全世界50%的人口地区。到2018年LTE将拥有大约16亿用户，这些用户将代表高端用户群体。

爱立信多年来对大量现网进行了测量，这些测量为计算全球网络的总流量提供了有代表性的依据。

图：2007-2012年全球移动网络总流量

从上图（2007-2012年全球移动网络总流量）可以看出，移动数据用户增长迅猛，驱动数据流量和每用户的平均数据量也呈持续增长态势。移动语音流量继续稳定增长，主要是由于亚太地区、中东以及非洲的新增用户驱动的。

未来，语音流量增长将保持在一个平稳的水平上，而数据流量将会突飞猛进。到2018年，在全球范围内，相比数据流量，语音流量将会变得非常小。

随着语音流量的增长趋缓或停止，电路域核心网的未来开始越来越多地被探讨。目前的电路域核心网主要都是基于以承载与控制功能分离、语音IP化传输为特征的移动软交换网络。移动软交换网络大约从2006年开始部署，曾经为优化网络资源结构、全网IP化奠定基石，如今却不得不思考它的下一步发展。

对于移动软交换的未来，为保护对现有软交换的已有巨大资产和收入来源，运营商需要考虑如下几个方面：降低运营成本、保持和提高语音质量、向LTE演进。

具体方案包括：优化移动软交换网络结构，通过集中化地部署大容量移动软交换节点以降低运营成本；持续改善语音质量，确保移动软交换语音业务的竞争优势，并通过部署高清语音方案（AMR-WB语音编解码）为用户提供更好的语音业务体验；通过移动软交换功能演进，如部署CSFB功能，实现与LTE无线技术共存。

在移动软交换的后续发展策略中，集中化地部署大容量移动软交换节点居于核心地位。它将对移动软交换网络运营维护、新功能引入和今后演进产生深远影响。这也正是本文探讨的话题。

二、它山之石-移动软交换大容量集中化部署案例

随着技术的进步，新一代处理器芯片的处理能力随摩尔定律持续增长。电信设备供应商基于这些芯片，基于分布式的刀片处理架构，已能提供具备大容量能力的新一代MSC Server产品。新一代的MSC Server产品近两年开始在全球逐步扩大部署。由于其相对上一代产品的节能减排的明显优势，已经逐渐成为新入网运行的MSC Server设备的主流。

基于刀片式MSC Server大容量的处理能力，部分海外运营商已经开始采用新平台进行大容量的集中化部署，业界趋势已经形成。澳大利亚、印度尼西亚和尼日利亚等国家已经先后部署了大容量集中化的MSC Server，通过对现网的老旧设备的逐步替换，逐渐实现了网络现代化改造。爱立信已经部署的MSC Server节点中，最大的单节点设计容量460万用户，约7.5万爱尔兰。随着承载了大话务量的MSC Server设备的在现网的长期运行，其稳定性和可靠性已经逐步得到验证。大容量集中化部署的MSC Server所带来的运营成本下降和节能减排效果显著。

- 案例之一：澳大利亚电信的NextG计划

澳大利亚Telstra在2008年启动了其移动软交换网络的现代化改造项目-Next G计划，以降低网络OPEX。

Next G第一期采用爱立信CP60 MSC Server，并集中部署在5个中心城市，节省OPEX约50%

Next G第二期采用爱立信刀片式MSC服务器（MSC-S BC），集中部署在两个中心城市，进一步节省OPEX约60%

Telstra的案例可以作为中国运营商进行省内大容量集中化部署MSC Server的参考。

案例之二：印度尼西亚的XL Axiata

印度尼西亚XL Axiata从2010年开始引入爱立信MSC-S BC，逐步替代其现网CP50 MSC-S。

Jabodetabek大区计划率先于2012年全部完成MSC-S的大容量集中化，将由4个MSC-S BC（每个BC带9刀片）代替原有16个MSC-S。

XL Axiata全网将预计在201X年完成全部MSC-S的大容量集中化，将由19个MSC-S BC（每个BC带刀片数5～9个）代替原有56个MSC-S。

另外，XL Axiata引入爱立信GMPv4的MGW代替原有MGW，使得MGW也实现大容量集中化，全网MGW数量从94个减少为19个。

实施效果：

• XL Axiata全网用户量增长速度较快，但进行大容量集中化部署后，其MSC-S的人均年OPEX有了显著下降，预计2012年比2009年节省约31%。Jabodetabek大区的优化效果更为明显，预计2012年比2009年节省约57%。

• MGW大容量集中化后，其人均年OPEX也显著下降，预计2012年将比2009年节省约44%。Jabodetabek大区的优化效果更为明显，预计2012年比2009年节省约48%。

- 案例小结：

上述移动软交换大容量集中化部署案例给其他仍在犹豫和观望的运营商带来启示：移动软交换大容量集中化部署技术上已经完全成熟，网络易运营、易管理。全球逐步增加的大容量集中化移动软交换部署案例，也将增强中国运营商进行大容量集中化部署的信心。

三、解决之道-移动软交换大容量集中化部署的关键点

当前，主要的中国运营商目前都有数量庞大的移动软交换设备节点。中国运营商的移动软交换的典型网络结构是：以地市或本地网为单位，再根据用户数量建设1个或若干个MSC Pool。每个Pool内含若干个MSC Server，少则2到3个，多个7到8个。每个MSC Server的用户数通常约40万至70万，最多不超过100万。

基于目前的移动软交换网络，移动运营商面临的主要问题有：全网性的新功能引入缓慢，由于需要对现网所有节点进行补丁升级或版本升级，庞大的设备基数导致升级工期漫长，完成一轮升级往往需要一年半以上的时间。数量庞大的节点需要相应数量的机房、能耗和维护管理网络监测人员。各地维护人员水平参差不齐。网络节点多，导致单个呼叫的路径中的潜在故障点也多，导致网络质量的提升遇到一定瓶颈。提升单个节点承载的话务量，大幅减少移动软交换的节点数量，并进行集中化部署已经成为移动运营商正在考虑的对现有网络进行现代化改造一个选项。

对于部署集中化大容量的移动软交换，中国运营商所担心的主要问题有：部署多大容量的节点比较合适？大容量集中化的移动软交换网络的安全性是否有保障？如何实现从现网到大容量集中化移动软交换的平滑部署？等等。下面就这些问题一一进行分析。

1、大容量移动软交换节点的部署容量

• 最低容量

建议最低容量为150万用户左右，相当于现网设备2~3倍容量。此时刀片式MSC-S的节能减排指标的优势开始充分显现。

• 上限警戒容量

建议刀片式MSC-S使用中的上限警戒容量为最低容量的3倍：450万用户。

考虑到20%的话务处理能力冗余，一台刀片式MSC-S的硬件最大处理能力应该至少达到540万用户。

• 正常使用容量

正常使用容量需在上限警戒容量的基础上额外考虑Pool内设备单点故障时的容灾方案。

通常情况下现网Pool内MSC数目为3-7台。

考虑3台MSC组Pool的情况，当1台大容量MSC单点故障时，剩余每台大容量MSC需额外承载50%的用户量，所以正常情况下大容量MSC的用户数为450/1.5=300万用户。

基于200-300万用户的正常使用容量，5台大容量MSC的Pool服务一个大城市或大本地网（1000万~1500万移动用户）。超大城市和超大本地网（2000万用户），可增加Pool内的大容量MSC数量到7台左右。

2、大容量集中化的移动软交换网络的安全保障机制

大容量集中化的移动软交换网络将使用MSC Pool机制提供网络安全保障。为了地理容灾，如何设置中心点及其机房，中心点之间是否容灾，距离多远合适，有不同的方案。

方案1：采用省内双中心异地部署，每个中心多局址的方式，每个中心服务一个片区的MSC Pool，中心之间不容灾，同一MSC Pool内的MSC不跨中心放置；

方案2：采用省内双中心异地部署，每个中心多局址的方式，每个中心服务全部片区的MSC Pool，中心之间通过MSC Pool机制容灾，同一MSC Pool内的MSC跨中心放置；

这两个方案的对比分析如下：

总的来说，在MSC Pool内为保证地理安全，应将同一MSC Pool中的MSC放于至少两个不同地方的机房。

根据容灾程度的不同，同一MSC Pool中的MSC可以选择跨中心点机房部署。比如，如果只是考虑火灾、断电等范围较小的灾害，可以选择同一中心点内异局址部署。而如果需要考虑地震、海啸等范围较大的灾害，可以选择跨中心点部署。

3、大容量集中化的移动软交换网络的平滑部署

为实现大容量集中化的移动软交换网络的平滑部署，有如下建议。

建议全网部署MSC Pool，并加快A接口IP化改造进度，A接口IP化有利于大容量的MSC Server平滑加入MSC Pool。

建议加快全网信令IP化进度，MAP/CAP信令IP化将使得大容量MSC Server实施更为简便。

为配合大容量移动软交换跨本地网组网，建议计费方式统一采用LAC计费方式。由BOSS侧进行软件功能升级实现，核心网话单格式可保持不变。现有基于本地网的网管统计，建议由综合话务网管系统来进行功能开发，网管系统基于现有的MSC Pool统计功能之上，细分本地网粒度，实现分本地网的话务统计功能。

四、总结

移动软交换节点的大容量化和集中化，有利于节能减排打造“绿色”网络，有利于网络功能演进，有利于节省网络运营开支。目前大容量集中化软交换的相关支撑技术已经成熟，全球越来越多的运营商已经部署爱立信大容量移动软交换MSC-S BC设备。

同时，移动软交换是移动网络提供电信级业务最重要的网元设备。在集中化建设中，大容量设备的使用，需要考虑容量需求和组网安全这两个重要因素。大容量设备，可以快速满足网络的容量建设需求，但是单套设备较大，其安全更为重要。容量和安全，就是把双刃剑。在这双刃剑之下，采用大容量设备组网时，网元设备及网络组织需要继续保持各项业务及功能，实现最小限度的调整，保障网络的安全及稳定。