朱玉娜+王修中

摘要：探討了為實(shí)現(xiàn)移動(dòng)虛擬網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)（MVNO）核心網(wǎng)網(wǎng)元需要解決的關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題，包括：歸屬位置寄存器（HLR）需要提供“虛擬”HLR功能；電路交換（CS）網(wǎng)元的移動(dòng)交換中心服務(wù)器（MSC Server）/拜訪位置寄存器（VLR）需要提供等效公眾陸地移動(dòng)網(wǎng)（EPLMN）功能、網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識(shí)和時(shí)區(qū)（NITZ）功能，MSC Server/VLR還需要解決路由選擇的問(wèn)題；分組交換/演進(jìn)分組核心網(wǎng)（PS/EPC）網(wǎng)元服務(wù)通用分組無(wú)線業(yè)務(wù)支持節(jié)點(diǎn)/網(wǎng)關(guān)通用分組無(wú)線業(yè)務(wù)支持節(jié)點(diǎn)/移動(dòng)性管理實(shí)體/分組數(shù)據(jù)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)（SGSN/GGSN/MME/PGW）需要支持多公眾陸地移動(dòng)網(wǎng)（PLMN）功能以及虛擬路由轉(zhuǎn)發(fā)表（VRF）等。

關(guān)鍵詞：移動(dòng)虛擬網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)；等效公眾陸地移動(dòng)網(wǎng)；路由選擇；多公眾陸地移動(dòng)網(wǎng)

Abstract： Core network elements require solutions in order to realize mobile virtual network operator （MVNO）. The home location register （HLR） needs to support virtual HLR function； the mobile switching center （MSC） server and visitor location register （VLR） of circuit switching needs to support equivalent public land mobile network （EPLMN）， network identity and time zone （NITZ）， and the routing-selection strategy； and serving GPRS support node （SGSN）， gateway GPRS support node （GGSN）， mobility management entity （MME） and PDN Gateway （PGW） all need to support multiple PLMN functions and virtual routing forwarding （VRF）.

Key words：mobile virtual network operator； equivalent public land mobile network； routing selection； multiple public land mobile network

移動(dòng)虛擬網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)（MVNO）是網(wǎng)絡(luò)共享的一種模式。網(wǎng)絡(luò)共享是多個(gè)運(yùn)營(yíng)商可以共享全部或者部分網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。根據(jù)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備共享的類型，又分為無(wú)線網(wǎng)絡(luò)共享和核心網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)共享[1-15]。MVNO的應(yīng)用場(chǎng)景有：

（1）核心網(wǎng)共享無(wú)線接入網(wǎng)：每個(gè)運(yùn)營(yíng)商擁有自己的核心網(wǎng)，共享無(wú)線接入網(wǎng)，但不共享頻段。

（2）無(wú)線接入網(wǎng)共享核心網(wǎng)：各無(wú)線接入網(wǎng)，接入到共享的核心網(wǎng)設(shè)備。

（3）網(wǎng)絡(luò)分布式共享：每個(gè)運(yùn)營(yíng)商擁有自己的核心網(wǎng)和無(wú)線接入網(wǎng)，通過(guò)策略實(shí)現(xiàn)共享。

（4）公共網(wǎng)絡(luò)共享。

（5）公共頻段共享。

要實(shí)現(xiàn)MVNO，必須首先解決其所涉及到的技術(shù)問(wèn)題。下面分網(wǎng)元討論為支持MVNO各個(gè)核心網(wǎng)網(wǎng)元需要提供的關(guān)鍵技術(shù)。

1 HLR關(guān)鍵技術(shù)

當(dāng)MVNO采用單純轉(zhuǎn)售（Wholesaler）或者部分MVNO組網(wǎng)方式時(shí)，MVNO運(yùn)營(yíng)商和移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)（MNO）運(yùn)營(yíng)商會(huì)共用歸屬位置寄存器（HLR）網(wǎng)元。

為提供MVNO解決方案，歸屬位置寄存器（HLR）需要提供“虛擬HLR”技術(shù)。

“虛擬HLR”技術(shù)就是將MVNO運(yùn)營(yíng)商和MNO運(yùn)營(yíng)商的用戶數(shù)據(jù)集中存放在一個(gè)物理HLR中，并將此物理HLR從邏輯上劃分成多個(gè)虛擬的HLR，不同的虛擬HLR歸屬不同的運(yùn)營(yíng)商，不同虛擬HLR管理的國(guó)際移動(dòng)用戶識(shí)別碼/移動(dòng)用戶的號(hào)碼（IMSI/MSISDN）號(hào)段不同。

虛擬HLR具備如下特性：

（1）獨(dú)立的業(yè)務(wù)提供能力

（2）獨(dú)立的業(yè)務(wù)管理能力

1.1 虛擬HLR獨(dú)立的業(yè)務(wù)提供能力

每個(gè)虛擬HLR具備獨(dú)立的業(yè)務(wù)提供能力。每個(gè)虛擬HLR的容量可單獨(dú)設(shè)置，虛擬HLR的容量可在線動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)。

虛擬HLR劃分方式靈活，可以按照IMSI/MSISDN號(hào)段劃分某個(gè)用戶歸屬的虛擬HLR，也可以按照IMSI/MSISDN單個(gè)號(hào)碼劃分某個(gè)用戶歸屬的虛擬HLR。

虛擬HLR還需具備獨(dú)立的業(yè)務(wù)定義能力，包含如下方面：

（1）可為每個(gè)虛擬HLR定義不同的業(yè)務(wù)功能。

（2）每個(gè)虛擬HLR可定義不同的模板數(shù)據(jù)（如用戶開(kāi)戶模板）、不同的配置數(shù)據(jù)（如漫游限制列表）。

（3）針對(duì)某個(gè)虛擬HLR的用戶數(shù)據(jù)操作不會(huì)對(duì)其他虛擬HLR產(chǎn)生相關(guān)影響。

1.2 虛擬HLR獨(dú)立的業(yè)務(wù)管理能力

虛擬HLR獨(dú)立的業(yè)務(wù)管理能力包括：分域管理功能、分權(quán)管理功能、獨(dú)立的性能統(tǒng)計(jì)功能、獨(dú)立的告警管理功能。

分域管理功能：屬于某一虛擬HLR的操作維護(hù)人員，只能對(duì)該虛擬HLR內(nèi)的數(shù)據(jù)（如用戶數(shù)據(jù)、配置數(shù)據(jù)）進(jìn)行查詢和修改，不能操作其他虛擬HLR的數(shù)據(jù)。

分權(quán)管理功能：對(duì)操作不同虛擬HLR的操作維護(hù)人員的權(quán)限進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)權(quán)限劃分，為不同虛擬HLR對(duì)應(yīng)的操作維護(hù)人員分配不同的IMSI/MSISDN號(hào)段的操作權(quán)限，控制各運(yùn)營(yíng)商維護(hù)人員只能操作各自對(duì)應(yīng)“虛擬HLR”下的用戶數(shù)據(jù)，且可以進(jìn)一步控制某些操作維護(hù)人員擁有查詢、修訂的權(quán)限，而另外一些操作維護(hù)人員只有查詢的權(quán)限，實(shí)現(xiàn)權(quán)限的細(xì)化控制。

獨(dú)立的性能統(tǒng)計(jì)功能：針對(duì)不同虛擬HLR提供相互獨(dú)立的統(tǒng)計(jì)功能，如虛擬HLR內(nèi)的用戶總數(shù)、漫游用戶數(shù)、開(kāi)通某業(yè)務(wù)（如開(kāi)通通用分組無(wú)線服務(wù)技術(shù)（GPRS）業(yè)務(wù)）的用戶數(shù)等統(tǒng)計(jì)項(xiàng)目，每一個(gè)虛擬HLR都可以單獨(dú)輸出各自的統(tǒng)計(jì)數(shù)量。

獨(dú)立的告警管理功能：每個(gè)虛擬HLR可以定義相互獨(dú)立的告警策略和告警內(nèi)容，并單獨(dú)輸出各自的告警信息。

2 電路交換域關(guān)鍵技術(shù)

2.1 等效公眾陸地移動(dòng)網(wǎng)

等效公眾陸地移動(dòng)網(wǎng)（EPLMN）主要解決共享網(wǎng)絡(luò)之間的用戶駐留和漫游策略。EPLMN可以讓用戶自己選擇利用哪個(gè)通信網(wǎng)絡(luò)的資源來(lái)提供服務(wù)。

在移動(dòng)交換中心服務(wù)器（MSC Server）中配置EPLMN列表，在終端發(fā)起位置更新時(shí)，MSC Server將EPLMN列表數(shù)據(jù)通過(guò)位置更新接受（LUA）消息下發(fā)給移動(dòng)用戶，移動(dòng)用戶將MSC Server下發(fā)的EPLMN列表保存在用戶識(shí)別（SIM/USIM）卡中。

2.2 網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識(shí)和時(shí)區(qū)

利用網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識(shí)和時(shí)區(qū)（NITZ）技術(shù)，可以在終端上自動(dòng)顯示為用戶提供服務(wù)的運(yùn)營(yíng)商的名稱。對(duì)于提供虛擬運(yùn)營(yíng)業(yè)務(wù)的運(yùn)營(yíng)商而言，雖然使用了MNO運(yùn)營(yíng)商的網(wǎng)絡(luò)，但是還是希望在其用戶的終端上顯示自己的名稱。

方法1：SIM/USIM存儲(chǔ)PLMNID（PLMN標(biāo)識(shí)）和PLMN名稱的映射列表，終端根據(jù)接入的PLMNID顯示運(yùn)營(yíng)商名稱。

方法2：在終端進(jìn)行位置更新過(guò)程中，MSC Server使用移動(dòng)性管理信息（MM Information）消息中的NITZ參數(shù)發(fā)送運(yùn)營(yíng)商的名稱給終端。在MSC Server中可以配置不同的國(guó)際移動(dòng)用戶識(shí)別碼（IMSI）號(hào)段發(fā)送不同的運(yùn)營(yíng)商名稱信息，就可以實(shí)現(xiàn)使用同一張網(wǎng)絡(luò)的不同運(yùn)營(yíng)商，發(fā)送自己的名稱給各自的用戶。

2.3 路由選擇

當(dāng)采用部分移動(dòng)虛擬網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)（Simple MVNO）或者完全移動(dòng)虛擬網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)（Full MVNO）組網(wǎng)方式時(shí)，MVNO運(yùn)營(yíng)商會(huì)使用MNO運(yùn)營(yíng)商的MSC Server/拜訪位置寄存器（VLR）網(wǎng)元。共用的MSC Server/VLR網(wǎng)元如何把MVNO運(yùn)營(yíng)商的用戶相關(guān)的消息發(fā)送給MVNO運(yùn)營(yíng)商的歸屬位置寄存器/網(wǎng)關(guān)移動(dòng)交換中心/短消息服務(wù)中心/業(yè)務(wù)控制點(diǎn)（HLR/GMSC/SMSC/SCP）等網(wǎng)元是需要解決的關(guān)鍵技術(shù)之一。

MNO的MSC Server/VLR采用以下方式來(lái)解決路由問(wèn)題：

（1）MNO的MSC Server/VLR根據(jù)用戶的IMSI，將位置更新請(qǐng)求等消息路由到不同運(yùn)營(yíng)商的HLR。

（2）MNO的MSC Server/VLR根據(jù)主叫MSISDN/IMSI信息，確定是否需要將呼叫等消息路由到MVNO的網(wǎng)關(guān)移動(dòng)交換中心（GMSC）。

（3）MNO/MVNO GMSC根據(jù)被叫用戶的MSISDN確定將路由請(qǐng)求等消息路由到MNO HLR或MVNO HLR。

3 分組交換/演進(jìn)分組核心

網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)

完全MVNO組網(wǎng)方式時(shí)，MNO的SGSN/MME如何把消息發(fā)給MVNO的GGSN/PGW；部分MVNO組網(wǎng)方式時(shí)，MNO的GGSN/PGW如何把消息轉(zhuǎn)發(fā)給MVNO的計(jì)費(fèi)系統(tǒng)，以及GGSN/PGW如何把消息轉(zhuǎn)發(fā)給MVNO的應(yīng)用服務(wù)器是PS域相關(guān)網(wǎng)元需要解決的關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題。

3.1 SGSN支持多PLMN

MNO的SGSN支持多PLMN，來(lái)解決SGSN/MME如何把消息發(fā)給MVNO的GGSN/PGW的問(wèn)題。SGSN支持多PLMN原理如圖1所示。SGSN/MME支持多PLMN，根據(jù)MNC來(lái)判斷用戶歸屬的網(wǎng)絡(luò)。SGSN將不同的PLMN用戶分別解析到不同MVNO的GGSN。

3.2 GGSN/PGW支持多PLMN

MNO的GGSN/PGW支持多PLMN，來(lái)解決GGSN/PGW針對(duì)不同MVNO的用戶啟用不同的業(yè)務(wù)控制策略以及分別計(jì)費(fèi)等問(wèn)題。GGSN支持多PLMN原理如圖2所示。GGSN/PGW支持多PLMN根據(jù)MNC，基于不同的APN，不同的IMSI號(hào)段來(lái)判斷用戶歸屬的網(wǎng)絡(luò)，并針對(duì)不同的PLMN用戶分別計(jì)費(fèi)。

3.3 GGSN支持VRF

MNO的GGSN支持VRF，針對(duì)不同的MVNO和MNO啟用不同的VRF。GGSN支持VRF原理如圖3所示。

4 結(jié)束語(yǔ)

MVNO是運(yùn)營(yíng)商在提供通信服務(wù)時(shí)候的一種新商業(yè)模式，MVNO有利于節(jié)省運(yùn)營(yíng)商建網(wǎng)的成本。MVNO的方案及其關(guān)鍵技術(shù)是MVNO和MNO都需要考慮的。MVNO方案對(duì)用戶而言是透明的，實(shí)現(xiàn)了享受業(yè)務(wù)服務(wù)的無(wú)縫性。

致謝：

本論文受江蘇省未來(lái)網(wǎng)絡(luò)創(chuàng)新研究院未來(lái)網(wǎng)絡(luò)前瞻性研究項(xiàng)目資助支持，謹(jǐn)致謝意！