作者：張楨

    本論文基于3G核心網CS域網元研究的基礎上，通過對不同運營商和不同場景的分析，提出了WCDMAR4及cdma2000LMSD階段的核心網CS域網元在中國不同運營商的設置規劃原則。

    0、前言

    近年，3G網絡建設越來越被提到日程上來，然而在國內目前復雜的電信運營環境和不同的網絡環境下，如何對其核心網的網元進行統一規劃設置是一個研究的方向。

    本論文就是在研究3G核心網CS域網元的基礎上，結合中國電信運營實際，對其核心網CS域網元的設置原則進行深入分析，進而得出了在現階段進行3G網絡規劃時，核心網CS域網元的設置方法。

    主要涉及到的網元包括：CMN/位置服務器、MSCServer/MSCe、MGW、IWMGW、SG、HLR及GMSC等等。

    1、網元設置原則分析

    1.1CMN/位置服務器設置原則

    對于控制層匯接網元的設置應與電信運營商集團公司總體思路一致，需根據其總體要求進行建設，一般在集團公司層面進行建設。對于WCDMAR4來說是CMN的建設，對于cdma2000LMSD階段來說是位置服務器的建設。這里側重介紹CMN的建設原則，位置服務器建設原則與之類似。

    （1）對于原有移動運營商

    建網初期由現有軟交換機SS兼做TMSCServer/CMN。由于目前的SS也要完成中移動長途話務的匯接，因此建議在3G網絡規模擴大和業務量較大（原有8個SS處理能力不能滿足）時，進行CMN的新建。

    新建初期CMN采用全網集中設置方式，隨著業務量的增加逐漸進行大區分裂，其下掛MSCServer數量由話務處理能力決定。

    隨著網絡規模的進一步擴大和網絡結構的調整，根據業務需求可考慮部分CMN只負責一個業務量大的省份，這種情況主要是在東部發達地區比較適合（例如廣東、浙江等），一般一省一對CMN應能滿足需求。對中西部地區建議根據業務量采用大區的方式設置。

    （2）對于原有傳統固定運營商

    對于新建3G網絡的運營商可根據M3UA的成熟性，選擇引入CMN還是ipSTP實現分層組網，條件許可時，優先考慮引入IPSTP。

    若采用CMN方式，建網初期全國范圍內劃大區建設，可根據原有固定運營商的軟交換匯接層劃分大區方式設置。然后根據CMN覆蓋MSCServer個數與話務量處理能力進行分裂。

    若原有軟交換機通過軟件升級可完成BICC信令的轉接，則考慮建網初期由軟交換機兼作CMN。若技術上無法實現，建議新建。

    對于東部發達地區，可以考慮在業務量較大的時期（原有大區CMN處理能力無法滿足時）省內設置CMN。一般設置為一對。對于中西部地區，依然采用大區式設置方式，根據業務量發展情況進行大區分裂。

    若采用IPSTP方式，可以考慮采用大區式設置和省內設置的原則。對于東部發達地區IPSTP適合在省中心設置。對于中西部地區IPSTP適合進行大區設置。

    1.2MSCserver/MSCe設置原則

    MSCserver是WCDMAR4核心網呼叫控制層中最重要的網元之一，它負責整個呼叫和業務的實現。對于cdma2000LMSD來講MSCe與其功能類似，而且一般在省層面建設。這里著重介紹MSCServer的設置原則，MSCe的設置原則與之基本一致。

    （1）對于原有移動運營商

    ●方式一（混和組網）

    此方式建設的前提為原有2G網絡MSC可以平滑升級為MSCServer。原有GSM網MSC升級為3GMSC-Server兼2GMSC，3G用戶與2G用戶共用MSC（MSC-Server）。

    但其缺點很多，主要集中在下面幾點：由于目前網絡規模較大，設備升級需要更換硬件，對現網業務輕易造成影響；在3G建網初期由于3G網絡覆蓋問題引起的用戶切換較為頻繁也將增大MSC的負荷，設備處理負荷大大增加，現有設備處理能力難以滿足需求；升級設備與新建MSC設備對于廠家來說不是同一個產品線，在設計GSMMSC平臺時很難考慮到3G的發展，現有GSMMSC升級的產品先進性和可持續演進的可能性值得質疑，還未得到證實；不利于設備招標競爭。

    基于以上描述，不建議采用混合組網方式。

    ●方式二（大本地網建設模式）

    省內直接新建一對或者多對MSCServer，專門用于控制3G業務。由于MSCServer主要完成用戶移動性治理和呼叫控制等功能的設置，因此建議放置在大本地網中心城市或集中放置在省會城市。

    初期將打破行政區劃，采用軟覆蓋方式；分區主要是兼顧地理位置和預期的用戶發展數。

    對于東部及中部地區發達省份，建議初期采取大本地網模式，進行一省多對MSCServer的建設。隨著用戶量的發展逐年進行分裂。對于西部地區不發達省份，初期采用一省一對MSCServer，隨著實際3G用戶量的發展逐年進行分裂。

    根據用戶數的發展，MSCServer的分區將逐年分裂。分裂的方式采用各軟覆蓋的本地網逐個獨立的方式，盡量減少對已有網絡分區的較大調整。結合不同地區的網絡資源、經濟發展狀況，MSC的分裂原則建議如下：

    1）規劃年期間每MSCServer承載用戶數門限約35-50萬用戶。最高不可超過60萬。

    2）當某一本地網內3G用戶數量達到30萬左右時，考慮建設獨立的MSCServer。

    3）MSC分區的分裂要盡量減少對已建設網元的資源浪費，提高已建設資源的利用率。

    4）為便于傳輸電路組織，局址應選在傳輸的節點上，以利于傳輸路由組織；同時MSC-SERVER應盡量靠近IP承載網核心路由器機房。

    （2）對于原有傳統固定運營商

    由于對于原有固定運營商而言設備都為新建，所以MSCServer/MSCe的設置原則類同于以上建設原則中描述的方式二進行建設。

    1.3HLR設置原則

    由于在3G核心網中HLR仍負責移動用戶的數據庫治理，其主要功能與2G網絡下的HLR基本一致，但采用的協議標準與GSM有所不同，因此需要具體分析。

    （1）對于原有移動運營商

    采取2G、3G共用HLR方式，原有2GHLR需要軟件升級，易于實現號碼可攜，可合理的使用HLR資源。

    原則上以第二年猜測的2G+3G用戶數考慮當年的HLR的建設方案。但HLR的軟件用戶容量以當年年底的用戶猜測數考慮。

    單HLR最大軟件容量不超過80萬戶?？刹捎?+1或N+1備份方式。

    （2）對于原有傳統固定運營商

    若原有固定運營商經過網絡智能化改造后設置的SHLR能夠平滑升級為3GHLR，則建議兩者合設。若不能夠升級為3GHLR，則建議新建獨立HLR，并且不與MSCServer合設。

    原則上以第二年猜測的3G用戶數考慮當年的HLR的建設方案。但HLR的軟件用戶容量以當年年底的用戶猜測數考慮。

    對于未建有MSCServer的地區，原則上不考慮在本地設置HLR?？梢远鄠€移動業務本地網合設一個獨立HLR，此時要求HLR需具有虛擬HLR功能。

    根據不同的HLR建設方案，如采用HLR分散設置方式，則HLR的分裂原則建議為每個HLR的用戶容量≤80～90萬；如采用HLR集中設置方式，則HLR的分裂原則建議為每個HLR的用戶容量≤120～150萬。

    1.4MGW設置原則

    由于現有2GMSC不能升級為MGW，因此MGW為新增網元，主要負責話務及流媒體的轉接。對于原有移動運營商與固定運營商而言，MGW設置原則一致。

    MGW設置原則如下：

    1）MGW按照適當集中化原則設置。建網初期可考慮采用大本地網的模式進行建設。

    2）對于東部及中部地區發達省份，建議直接采取原有本地網建設模式，即每個本地網新建一個或多個MGW，完成話務和流媒體的承載和轉接。

    3）對于西部地區不發達省份，初期采用大本地網方式一省設置一個或多個MGW，完成話務及流媒體的承載和轉接。根據業務量的發展逐年合理的進行分裂。

    4）當某本地網內3G用戶規模達到10萬用戶左右時，在該本地網內建設獨立的MGW。MGW原則上單機不超過30萬用戶。

    5）在中小地市，MGW單元的容量按照話路互通的需求配置，建議以5萬用戶為最小的MGW配置單位。在對容量需求較大的地區，MGW的設置以30～40萬用戶為設置單位，不建議設置過多的MGW。網元數目設置應考慮將來的發展需求，在后期盡量只進行直接擴容。

    6）為便于傳輸和承載網絡的組織、調度，MGW單元站點應優先選擇靠近IP承載網的接入節點，同時應盡量考慮和RNC同機房放置。

    1.5IWMGW設置原則

    IWMGW為語音IP承載網與TDM網的關口局，負責3G網絡IP模式到TDM模式的適配和碼速率轉換，與2G、PSTN等TDM網絡互通；疏通的話務包括兩部分：

    ——本地3G用戶與本地2G和其他運營商之間的話務。

    ——外地3G用戶與本地2G和其他運營商之間的話務。

    其設置有兩種方式：

    ●方式一：由MGW兼IWMGW。

    ●方式二：建設獨立IWMGW。

    建議建網初期采用方式一，待網絡規模擴大后設置獨立IWMGW。IWMGW最好成對設置，做負荷分擔備份使用。

    1.6SG設置原則

    SG負責IP信令與窄帶信令的轉換，其設置方式有以下三種：

    ●方式一：SG內置在MSC-Server。

    ●方式二：SG內置在IWMGW。

    ●方式三：建設獨立SG。

    原則建議：

    1）建網初期，3G網絡至HLR、SCP、短信中心、USSDServer等建議由MSCServer內置的SG進行IP信令和TDM信令的轉換，通過本匯接區內LSTP轉接與現網網元間的信令。

    2）3G網絡與2G和其他運營商業務網ISUP信令的互通，可采用IWMGW內置SG，通過2G/3GGMSC轉接其他運營商業務網與MSCServer之間的信令。

    3）隨著支持IP信令網元的增多和IP信令的需求量增加，可以考慮設置獨立SG。

    1.7GMSC設置原則

    （1）對于原有移動運營商

    ●方式一：新建3G網絡專用GMSC。

    ●方式二：擴容現網GMSC，3G網絡與2G網絡共用現有GMSC。

    考慮到號碼攜帶的必要性、網絡結構的簡化、投資有效性及功能的一致性，建議采用方式二進行GMSC的建設。

    采用方式二建設時需考慮以下原則：

    1）GMSC采用2G/3G綜合關口局模式；

    2）綜合關口局初期可采用GSM現網關口局設備，設置原則可沿襲GSM的設置原則；

    3）發展期綜合關口局向R4軟交換演進，融入R4IP網絡，在未來全業務融合的組網趨勢下，關口局將同時具備2G、3G以及NGN的綜合關口功能，同時具備和視訊網互通的能力，并適應全IP的組網要求，所以關口局向軟交換組網架構演進是必然的趨勢；

    4）3G建設前的GMSC建設，應盡量選擇具備向軟交換演進能力的設備，現網部分無法演進的設備可退化為2GGW或逐步退網。

    5）GMSC的設置地點要考慮網間互聯互通的便利，要充分利用運營商現有的各種通信資源，盡量設置在傳輸中心節點位置上，非凡是核心路由器節點位置，便于傳輸通路的安排和調整。當某本地網有多個GMSC時，應盡量安排在不同的局址。

    （2）對于原有傳統固定運營商

    由于GMSC需要具有移動處理能力以及SSP功能（處理MAP和CAP信令），假如由現有固網關口局改造，對現網關口局的處理能力影響較大，不僅需要廠家的積極配合，還要承擔影響現有業務的風險，因此不建議利用現有的固網交換機進行改造，而采用新建綜合關口局方式。具體實現方式可采用由MSCServer兼做GMSCServer或者設置獨立的GMSCServer。

    建網初期采取GMSCServer與MSCServer合設的方式，根據業務量發展情況以及MSCServer處理能力的變化逐步使得GMSC Server單獨設置。

    對于承載而言，可以采取與GMGW同設的方式，直接與其他運營商關口局相連。原有PSTN網絡的GW與GMGW通過TDM方式連接。

    當安裝于同一城市內的MGW個數少于3個（含3個）時，建議GMSC由GMGW兼作，不設置獨立的GMSC。

    當安裝于同一城市內的MGW個數為3個以上時，建議考慮獨立GMSC的設置。建設獨立GMSC時，應以成對設置、負荷分擔方式為建設原則。

    GMSC的設置地點要考慮網間互聯互通的便利，要充分利用運營商現有的各種通信資源，盡量設置在傳輸中心節點位置上，非凡是核心路由器節點位置，便于傳輸通路的安排和調整。當某本地網有多個GMSC時，應盡量安排在不同的局址。

    2、結論

    本文從3G核心網規劃建設的角度出發，對3G核心網CS域網元在不同運營商設置的原則進行研究，得出了不同運營商對不同CS域網元設置的方法，以便在網絡規劃和設計中發揮參考作用。本文是基于WCDMAR4和cdma2000LMSD階段的3G核心網CS域網元設置原則研究，以后的方向在于基于網絡R5/IMS/FMC階段的網元規劃設置研究。