后电路域时代端局云化演进方案探讨

1 背景

在通信技术快速发展的过程中，电路域端局一直扮演着重要的角色，发挥着巨大的作用。2012年开始，由于语音业务增长放缓，电路域端局全面停止扩容。2015年，中国移动高清语音业务（VoLTE）正式商用，语音业务不断向VoLTE迁移，电路域端局进入了生命末期。但是，近几年，随着物联网业务快速发展，物联网用户电路域附着需求激增。电路域端局在话务容量持续下降的同时，VLR利用率却在不断上升，个别端局VLR利用率接近或达到容灾警戒线，不得不设法增容。而且，物联卡业务“一省发卡，全国驻留，集中突发”的特征，使得VLR容量需求的预测越来越复杂、难度越来越大。

云化已成为全球通信行业发展的趋势，越来越多的运营商选择了云化的解决方案。采用云化方案的优势也比较明显：一是保护投资。在话务量持续降低的情况下，传统设备再投入，投资无法得到保护，云化后硬件资源可共用。二是节约维护成本，释放机房资源。目前大量传统设备占用大量维护成本及机房资源，云化后可简化维护，解决机房紧张的问题。

2 网络演进路径

受到终端双注册和物联网发展驱动，电路域用户数持续增长，电路域长尾效应明显，电路域业务将长期存在，规划需同时兼顾物联网业务。由于现网电路域老旧端局设备能力有限(特别是MSS的VLR容量)，传统设备面临替换退网。新增电路域设备硬件形态可以考虑云化平台和传统平台两种选择，因此端局演进有两种路径方式，如图1所示。

图1 电路域端局演进路径

路径一：云化平台电路域扩容改造，具体演进方式如下：

（1）阶段一：老旧平台设备不再扩容，通过新建云化平台设备满足新增业务需求。此阶段端局设备为传统平台+云化平台。

（2）阶段二：电路域业务需求萎缩，老旧平台设备不再扩容，云化设备按需缩容，云化硬件向IMS/PS域释放资源。此阶段端局为传统平台+云化平台。

（3）阶段三：电路域业务需求萎缩，传统平台设备全部退网，电路域仅存在云化设备。此阶段为目标组网架构。

路径二：传统平台电路域扩容改造，具体演进方式如下：

（1）阶段一：老旧平台设备不再扩容，通过新建传统新平台设备满足新增业务需求。此阶段端局设备为传统老平台+传统新平台。

（2）阶段二：电路域业务需求萎缩，传统老平台设备按需缩容、退网。此阶段端局为传统老平台+传统新平台。

（3）阶段三：电路域业务需求萎缩，传统老平台设备全部退网，电路域仅存在传统新平台设备。此阶段为目标组网架构。

演进路径从投资保护、机房资源、运维管理、商用案例和网络演进等维度进行比较，如表1所示。

表1 演进路径比较

方案推荐：根据设备平台应用情况和优劣比较，近期建议通过传统设备缩量整合方式满足VLR增长需求，待云化平台商用成熟后，采用路径一方式对全网电路域端局进行替换改造。

3 端局云化探讨

受终端双注册和物联网快速发展等因素的影响，预期传统电路域端局还需要在很长的一段时间承担网络承载重任。除了结合实际情况对传统端局滚动实施规划方案外，考虑到设备普遍老旧，端局云化也是一种可能的选择。端局可分为云化平台信令面和媒体面两个层面讨论部署方案。

3.1 端局云化信令面部署方案

目前，省内多个MSC Pool采用新平台和老平台异构组Pool，按照地市区分管理业务。2/3G用户占比高，无线侧仍然在省内部署。根据云化MSS部署位置，可分为以下两种方案：

3.1.1 信令面设备省中心部署

本方案采用云化设备同厂家替换传统老平面MSS，在省中心部署，与传统新平台MSS异构组Pool。此方案分析如下：

（1）路由简化，省内2/3G用户互通时，在省内完成交换，如图2的线路。

（2）与传统新平台MSS异构组Pool，平滑迁移业务。

（3）采用大容量部署，减少vMSS台套数，覆盖大部分省份的所有用户。

（4）云化MSS与现网传统MSS需为同厂家设备，不利旧商务竞争。

图2 信令面设备省中心部署

3.1.2 信令面设备大区部署

本方案采用云化设备新建vMSC Pool，在大区DC集中部署，设备厂家与现网厂家可能不一致。此方案分析如下：

（1）必须新建vMSC Pool，与现有的 MSS独立组Pool，需将现有业务割接至新建vMSC POOL，不能实现业务平滑迁移。

（2）新建的vMSC Pool需要跨省对接管理原有省份的MGW和无线侧。

（3）省内2/3G用户互通时，存在信令迂回，需要跨省互通，如图3的线路。

（4）大区化集中后，如果是多个地市共享一套vMSC POOL，则各地市的运维、话统及计费无法再按地市区分，需要重新调整。

（5）云化MSS与现网传统MSS独立设置，可通过商务竞争进一步降低建设成本。

图3 信令面设备大区集中部署

云化信令面设备无论省中心或大区集中部署，对省内业务发展影响不大，跨省信令传输产生的数据延时对业务接续影响不大。当前EPC、IMS云化信令面设备均部署于大区中心，建议电路域云化信令面设备也部署于大区中心，各省独立部署，便于与其它系统信令消息交互。

3.2 端局云化媒体面部署方案

目前，端局媒体面设备MGW均部署省内各个本地网，现网存在大量老旧MGW设备，在网运行时长一般超过8年。根据云化MGW部署位置，可分为以下两种方案：

3.2.1 媒体面设备省中心部署

采用云化设备替换老旧MGW，在省中心集中部署，MSS可利旧传统设备。云化设备负责IP业务，与传统MGW之间使用IP连接。无线侧A接口IP化改造，逐步释放传统平台MGW，扩容云化设备承接对应业务。方案分析如下：

（1）省内部署，2/3G话务量下降后，资源释放给其他产品使用。本地网内话务将会省内迂回，如图4的线路。

（2）现网传统平台MGW数量较多，云化集中部署大容量MGW，减少机房与占地。

（3）云化本地网A接口需要100%IP化改造。

（4）云化MGW与现网传统MGW需为同厂家设备，不利旧商务竞争。

图4 媒体面设备省中心部署

3.2.2 媒体面设备下沉本地网部署

采用云化设备替换老旧MGW，在地市DC部署，利用大区vMSS。云化MGW与传统MGW同时地市独立部署POOL，方案分析如下：

（1）本地网内部语音直接交换，无需跨本地网，如图5的线路。

（2）依赖于地市DC建设，云化进度可能受限。

（3）A接口IP化BSC优先接入云化MGW POOL，扩容云化设备承接增长业务需求；TDM BSC接入传统MGW，并随着话务量下降逐步退网。

（4）云化MGW与现网传统MGW独立组POOL，可通过商务竞争进一步降低建设成本。

图5 媒体面设备下沉本地网部署

云化媒体面设备省中心集部署需要对现网A接口100%IP化改造，需要增加额外投资，且增加低语音媒体流的传输距离，提高数据时延，影响话音业务质量，建议电路域云化媒体面设备下沉至各本地网。

3.3 云化端局与传统端局的协同建设

根据上述分析要点，为取得端局云化投资效益最大化，建网初期云化vMSC POOL与现网传统MSC POOL独立组网，且传统MSC POOL全面停止扩容，新增VLR需求均由云化vMSC POOL承载，两者协同建设策略如下：

（1）大区中心新建云化MSS，地市新建云化MGW，满足省内部分本地网业务需求。

（2）端局云化本地网原有MGW退网，原有MSS可以考虑与其它未云化本地网MSS重新组POOL，满足未云化本地网VLR增长需求，如图6所示。

图6 端局云化设备与传统设备协同建设思路

4 总结

端局云化演进路径取决于端局云化设备测试应用情况。目前，国内运营商都已经在EPC、IMS部署实施了云化解决方案。从技术成熟度以及部署经验上看，端局云化已基本具备条件，建议重点考虑采用路径一方式建设。

对于云化设备部署方案应重点考虑业务发展需求，优先满足端局MSS的扩容要求。因此，需要加强对各本地网业务监测，特别是物联网业务，结合端局云化进程，灵活制定各本地网端局云化策略。而且，当前已经取消了漫游，也没有跨地市之间的长途费用结算问题，在实际组网时，省内大本地网部署方案也成为一种选择。