不换卡不换号自动开通5G——“轻量级”用户数据演进方案

发布时间:2020-08-19  作者:中兴通讯 邱永庆,郑国斌  阅读量:

移动用户数据设备演进趋势和主要问题

移动核心网中,用户签约数据管理功能由专门的网络功能实体负责。从2G/3G核心网中的HLR(Home Location Register),到4G核心网中的EPC HSS(Home Subscriber Server),再到5G核心网中的UDM(Unified Data Management),用户数据管理设备也一直在演进。

用户数据管理设备通常采用的演进方式是融合部署,新功能实体兼容之前的数据管理功能,这样有利于简化网络结构,简化运维和用户数据发放过程,确保数据一致性,有助于快速开展新业务,降低运维成本。如2G/3G/4G网络演进过程中HLR演进到HSS,HLR被认为是HSS的一个子集,当4G网络支持VoLTE时,引入IMS子系统,此时HSS包含IMS核心网中的用户数据管理功能。

当网络演进到5G时,基于历史演进的经验,是将4G/5G用户数据管理设备进行融合部署,继承现网特色功能。然而5G核心网采用了颠覆性技术,很难在现有网络设备上升级支持5G UDM,需新建5G用户数据管理设备,并兼容HSS功能,还需要将现有网络的用户数据迁移到新的融合设备上。

在5G核心网部署初期,一些运营商对把现网用户数据迁移到5G融合设备有所顾虑。主要原因是:

-5G核心网相对复杂,初期设备可靠性还未经过规模商用的考验,对全网铺开进行数据迁移有所担心;

-现网设备还未到生命期,剩余价值还没有利用完。

运营商希望除数据迁移方案外,能够有一个利旧现网设备,同时也能快速开展5G业务的经济方案。

业界研究进展

3GPP标准化组织针对5G用户数据演进输出了多个技术报告和规范,包括规范TR23.732、TR23.973、TS23.632、TS29.563等。TR23.732研究报告针对UDM和HSS之间的交互、各自独立存储库或公共存储库等解决方案进行研究,给出了6种解决方案。TR 23.973研究报告针对TR23.732中的方案2(采用SBA进行HSS和UDM互通)、方案3(重用现有HSS协议,以融合HSS/UDM作为统一网络接入点)、方案6(HSS/UDM和现网HSS无互通)三种解决方案做进一步研究。TS 23.632规范针对采用SBA进行HSS和UDM互通、HSS提供服务化接口,制定互通流程。TS 29.563规范定义具体的HSS服务化接口、API及参数。

3GPP对HSS支持服务化接口、HSS/UDM互通流程的方案进行标准化工作。图1是TS23.632定义的UDM-HSS直接互通架构。

  图1  3GPP TS23.632定义的UDM-HSS直接互通架构

UDM和现网HSS分离部署,HSS提供Nhss服务化接口,需现网HSS升级支持服务化架构与UDM互通。该方案对现网影响较大,整体业务流程和业务发放系统运营较为复杂。传统设备的生命期在未来2~5年左右结束,对现网做较大的改动和集成并非好的选择。

总体上,HSS/UDM融合部署,签约数据集中化存储,可以与现网HSS共存,被认为是最具未来演进优势的选项。

中兴通讯用户数据平滑演进方案包

中兴通讯凭借20多年HLR/HSS商用经验的积淀,深刻理解国内外运营商的用户数据演进需求,率先在业界推出了充分利旧现网HSS设备,按需新建UDM,对网络调整影响小,同时又能快速发展5G的用户数据演进解决方案包。

为避免将规模迁移用户作为5G商用的先决条件,中兴通讯用户数据演进解决方案包提供两种差异化演进方案,并结合自动化技术和流程,助力运营商加速5G商用进程(见图2)。

  图2  用户数据平滑演进方案

-方案1

用户现网数据按需自动迁移并发放5G签约,信令自动Relay:老用户首次接入5G网络,由UDM/HSS自动触发业务发放系统(BOSS)开通5G签约,并自动迁移用户已有2G/3G/4G/IMS等数据到融合UDM/HSS;现网HSS或DRA/STP需识别出已迁移用户,自动路由到融合UDM/HSS。

-方案2

用户5G签约数据免开通,5G信令自动接入:老用户首次接入到5G网络时,由UDM经由标准协议接口自动从现网HSS获取4G签约数据,并自动派生5G签约;5G信令自动接入到UDM,4G信令接入现网HSS,信令路由无需调整。

两种演进方案的特性如表1所示。

  表1  用户数据演进方案比较

方案1初始阶段就以HSS/UDM融合部署、用户数据集中化存储为目标,提供灵活的网络演进方法。方案2初始阶段不需要HSS/UDM融合以及2G/3G/4G/5G用户数据融合,采用免开通自动派生5G签约方法,助力运营商快速商用5G,且对周边网元影响最小,是最具有创新性的演进方案。

两种演进方案均实现了用户5G签约的自动化发放,并充分利旧现网资源,规避了必须在5G商用前全面迁移现网用户数据的重大工程操作风险,同时也满足老用户不换卡不换号,换5G终端即可自动接入5G的需求。

这种“轻量级”平滑演进方案,避免现网HSS要升级改造支持3GPP的服务化接口和UDM互通方案,充分利用已有成熟协议和技术,可靠性高,对现网影响小。

在5G演进过程中,用户数据管理设备的演进是一个重要组成部分。部署融合的HSS/UDM,将2G/3G/4G/5G/IMS用户数据集中化存储是目标架构。中兴通讯与运营商密切协作,提供灵活的用户数据演进方案,融入自动化方法,简化了5G核心网的部署与互通要求,加速5G商用进程。

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