Diameter信令网组网方案研究

（中国移动通信集团设计院有限公司，北京 100080）

Diameter信令网组网方案研究

牛芳，卜忠贵，李雪芳

（中国移动通信集团设计院有限公司，北京 100080）

4G、VoLTE以及后续融合通信等业务的出现，对Diameter信令网提出更高的要求。为满足信令转接需求，省内引入多对LDRA。多LDRA组网应划分信令汇接区，要求核心网网元按照LDRA分区方式进行分区，各网元Pool覆盖区域应小于LDRA信令汇接区，避免跨信令汇接区组Pool造成的信令迂回。

Diameter；组网方案；分区

1 背景

为满足移动用户高速增长的数据业务需求，支持EPC核心网架构中Diameter信令的转接，中国移动于2013年开始建设Diameter信令网，网中设置HDRA和LDRA，其中HDRA在大区设置，负责转接省际信令，LDRA在省内设置，负责转接省内所有SP点的省内信令消息，并将省际消息转接至HDRA。

随着4G业务的高速增长，VoLTE业务的开展，以及4G PCC功能的部署，EPC核心网对Diameter信令消息的疏通在容量和功能上都提出了更高的要求。综合业务量、设备能力、信令转接需求等因素，当一对LDRA无法满足信令转接需求时，省内将按需设置多对LDRA。本文将针对省内设置多对LDRA的场景，对各网元、接口组网方案的研究进行介绍。

2 Diameter信令应用场景

Diameter信令协议是新一代AAA协议，具有AVPs传送、能力协商、错误通知、通过附加新的命令和AVP进行扩展、基本的业务应用需求等能力[1，3]。Diameter信令主要应用于演进的分组域核心网EPC系统、策略及计费控制PCC系统和IMS域，主要用于用户鉴权、数据、策略、计费管理等[2]。EPC、PCC、IMS网络中使用Diameter信令的网元及接口如图1所示。

图1 EPC、PCC、IMS系统内网元及接口示意图

S6a：HSS与MME间的接口，完成用户接入认证、插入用户签约数据等。Gx：PCRF与PCEF间的接口，为PCRF和PCEF提供QoS准则和计费标准的传输。Rx：PCRF与AF (Application Function)之间的接口。Cx：I/S-CSCF与HSS之间的接口。Sh：IMS AS与HSS之间的接口。Zh：BSF与HSS之间的接口。SLh：定位平台与HSS之间的接口。SLg：定位平台与MME之间的接口。

3 Diameter信令网目标架构

目前，中国移动Diameter信令网采用二三级混合架构组网：9大区建设HDRA，31省建设LDRA，省内、省际S6a接口消息由HDRA转接，除S6a接口外的信令消息由LDRA转接（其中省际消息由LDRA送至所属大区HDRA）。

随着4G、VoLTE以及融合通信等业务的出现，现有的二三级混合架构的Diameter信令网已经不能满足业务发展的要求。遵循安全可靠、架构清晰、长期稳定的原则，Diameter信令网采用纯三级结构作为目标架构，如图2所示。

图2 Diameter信令网目标网络架构

HDRA：根据业务量按大区或/和省划分省际信令汇接区，每省最多设一对，区内设备异厂家成对部署，分平面网状相连。负责转接省际信令消息和全网集中设置网元的信令消息。

LDRA：根据业务量，结合网元能力，在省内按需设置一对或多对，同一信令汇接区内的设备同厂家成对部署，不同信令汇接区间网状相连。负责转接网元的省内信令消息，并将省际消息转接至归属大区HDRA。

4 Diameter信令网组网方案

随着Diameter信令转接需求的迅速增长，受限于DRA的设备能力，省内需按需设置一对或多对LDRA。多LDRA组网存在以下问题：

(1) 目前部分SP网元（如IMS域网元）为全省负荷分担部署，没有分区概念，省内引入多对LDRA将使网元接入方式变得复杂。

(2) 现网部分SP网元（如MME）为组Pool建设，要求引入多对LDRA时，Pool的覆盖区域应尽量位于同一信令汇接区内，否则会导致选择同一Pool内不同网元时跨信令汇接区的路由迂回。

(3) 设置多对LDRA时需划分信令汇接区，调整网络组织，要求负责同一信令汇接区业务的P-GW、VoLTE SBC、PCRF必须接入同一对LDRA，否则可能造成Gx和Rx接口消息分别保存在不同LDRA上，从而导致会话绑定的失败。

下面将结合现网实际情况对使用Diameter信令的各网元、接口组网方案进行介绍。

4.1 MME、HSS组网

现网MME、HSS已组Pool建设，为了避免跨信令汇接区组Pool造成的信令迂回，MME、HSS Pool的覆盖区域应位于同一信令汇接区内。同时，要求HDRA配置省内号段的分区数据，确保HDRA能将省内消息路由至归属汇接区LDRA。

4.2 S-CSCF、VoLTE AS组网

结合省内VoLTE建设情况，S-CSCF、VoLTE AS常采用全省1个Pool或全省2个Pool的方式进行组网，省内引入多LDRA后，S-CSCF、VoLTE AS的组网可考虑如下方案：

（1）SP网元（S-CSCF或VoLTE AS）全省组1个Pool。

采用全连接组网方案，该方案对网元功能有新增需求，需要SP网元支持接入多对LDRA。

（2）SP网元（S-CSCF或VoLTE AS）全省组1个Pool。

采用部分连接组网方案，POOL内的SP网元分别接入多对LDRA，该方案存在选择同一Pool内不同网元时的跨信令汇接区路由迂回。

(3) SP网元（S-CSCF或VoLTE AS）全省组2个Pool。

采用分区组网方案，为避免跨信令汇接区组Pool造成的信令迂回，该方案下S-CSCF或VoLTE AS Pool应与信令汇接区的覆盖区域保持一致，接入所属汇接区LDRA。

因此，计划引入多对LDRA的省份可以优先选择分区组网，即考虑进行S-CSCF、VoLTE AS的分区组网，分区与信令汇接区保持一致，区内网元接入所属汇接区LDRA。如果S-CSCF或VoLTE AS采用全省设置1个Pool的组网方案，则需要结合网元能力，优选全连接组网。

4.3 I-CSCF组网

现网I-CSCF与S-CSCF合设，单域组网，全省组1个Pool。根据省内部署特点，多LDRA场景下I-CSCF组网可考虑以下两种方案：

(1) 全连接：对网元功能有新增需求，需要I-CSCF支持接入多对LDRA。

(2) 部分连接：I-CSCF随合设的S-CSCF接入归属汇接区LDRA，存在信令路由迂回。

参考网元实际能力，如果I-CSCF支持接入多对LDRA，可采用全连接方案，否则建议采用部分连接方案。

4.4 VoLTE业务Gx/Rx接口组网

多对LDRA组网场景下，要求负责同一信令汇接区业务的Gx/Rx接口相关网元P-GW、VoLTE SBC、PCRF必须接入同一对LDRA，从而实现VoLTE业务Gx/Rx接口的会话绑定。VoLTE业务Gx/Rx接口组网可采用如图3所示的3种方案。

(1) 分汇接区组网：Gx/Rx接口相关网元与信令网同期分区，同一分区内的网元Pool仅接入一对LDRA。

(2) 分业务接口组网：全省设置1对会话绑定LDRA，接入Gx/Rx接口相关网元。

(3) 分区与全连接混合组网：P-GW根据分区仅接入1对LDRA，VoLTE SBC、PCRF同时接入多对LDRA（全连接）。

图3 多LDRA场景下VoLTE业务Gx/Rx接口组网

3种VoLTE业务Gx/Rx接口组网方案对比如表1所示。

表1 多LDRA场景下VoLTE业务Gx/Rx接口组网方案对比

综上，方案1可保证Gx/Rx接口由同一对LDRA转接，减少信令迂回，相比其他方案，该方案网元接入简单，网络架构清晰，对现网改动较小，便于规划维护，建议省内多LDRA时Gx/Rx接口组网采用方案1。

4.5 数据业务AF Gx/Rx接口组网

数据业务AF集中部署时，应与所有LDRA相连，网元不具备多连接能力的，可选择接入其中一对LDRA，但存在路由迂回。

5 结论

为满足LTE用户漫游、数据业务策略管控及VoLTE业务信令转接需求，在一对LDRA无法满足省内信令转接需求时，按需设置多对LDRA：要求采用划分信令汇接区的方式转接省内信令消息，同时要求相关网元按照LDRA分区方式进行分区组网，各网元Pool分区应小于LDRA信令汇接区，从而避免跨信令汇接区组Pool造成的信令迂回。

[1] 孔力，韦广林，王题. Diameter信令组网策略研究[J]. 数据通信，2013(2)：01-04.

[2] 尚楠，李学东，余银凤. 基于Diameter的下一代信令网研究[J].电信交换，2013(5)：84-87.

Research on networking scheme of Diameter signaling

NIU Fang, BU Zhong-gui, LI Xue-fang
(China Mobile Group Design Institute Co., Ltd., Beijing 100080, China)

With the emergence of new business, such as 4G, VoLTE and unified communications, higher requirements have been put forward for Diameter signaling network. To meet the needs of signal transfer, more than one LDRA should be introduced in one province. It requires that signaling and core network nodes partition at the same time. The nodes subareashould be less than LDRA to avoid signaling roundabout.

Diameter; networking scheme; partition

TN929.5

A

1008-5599（2017）03-0061-04

2016-01-27