核心網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)趨勢(shì)探討[圖]

0 前言

隨著通信技術(shù)的飛速發(fā)展，核心網(wǎng)向承載IP化、寬帶化、結(jié)構(gòu)扁平化、能力開放化方向發(fā)展。隨著LTE的加速到來(lái)，核心網(wǎng)將面臨著多種無(wú)線接入技術(shù)并存的局面，在解決2G/3G/4G網(wǎng)絡(luò)的接入及互操作問題的同時(shí)，也要考慮異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)（例如Wi-Fi/WiWAX）的融合問題。移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)等新興產(chǎn)業(yè)高速發(fā)展所產(chǎn)生的大量新業(yè)務(wù)，對(duì)核心網(wǎng)提出了新的需求。傳統(tǒng)的電信業(yè)務(wù)面臨著互聯(lián)網(wǎng)OTT業(yè)務(wù)的挑戰(zhàn)，電信運(yùn)營(yíng)商為了避免成為管道，都在加速管道智能化和能力開放化的進(jìn)程，核心網(wǎng)也必須適應(yīng)這種變革。

本文從用戶數(shù)據(jù)融合、語(yǔ)音業(yè)務(wù)遷移、分組網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)、IMS網(wǎng)引入及策略控制發(fā)展等方面探討了核心網(wǎng)的演進(jìn)方向，提出了核心網(wǎng)的目標(biāo)架構(gòu)，并分析了核心網(wǎng)長(zhǎng)期發(fā)展面臨的挑戰(zhàn)及未來(lái)核心網(wǎng)的發(fā)展趨勢(shì)。

1 核心網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)

核心網(wǎng)是通信網(wǎng)絡(luò)的核心控制層，其技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)為了適應(yīng)新的業(yè)務(wù)發(fā)展需求在不斷演進(jìn)。核心網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)研究有幾個(gè)明顯的趨勢(shì)：網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)趨向融合、從面向人的通信到面向機(jī)器通信、開始進(jìn)行流量?jī)?yōu)化的研究、更加關(guān)注能力的開放。現(xiàn)有核心網(wǎng)主要基于3GPP R6標(biāo)準(zhǔn)，R7版本引入了PCC架構(gòu)，開始關(guān)注網(wǎng)絡(luò)的控制策略，在R6 版本的WLAN 與WCDMA 統(tǒng)一認(rèn)證的基礎(chǔ)上，R7版本又進(jìn)一步對(duì)WLAN和WCDMA的融合進(jìn)行了研究。R8版本提出了研究融合2G/3G/4G/WLAN的統(tǒng)一EPC核心網(wǎng)，PCC開始考慮BBERF等非3GPP的統(tǒng)一控制架構(gòu)，同時(shí)對(duì)WLAN業(yè)務(wù)分流的ANDSF技術(shù)及機(jī)器類通信（MTC）問題展開了研究。R9版本提出了用戶數(shù)據(jù)融合（UDC）的框架及分布式架構(gòu)，并進(jìn)一步對(duì)MTC問題進(jìn)行優(yōu)化研究。R10版本對(duì)用戶數(shù)據(jù)的多接入、PCC對(duì)業(yè)務(wù)和計(jì)費(fèi)系統(tǒng)的接口、基于GTP的WLAN接入問題進(jìn)行了研究。R11版本正在研究UDC數(shù)據(jù)模型、PCC對(duì)固定移動(dòng)的統(tǒng)一控制架構(gòu)、數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)分流、運(yùn)營(yíng)商能力開放（MOSAP）、MTC性能優(yōu)化等一系列問題。

在一定時(shí)期內(nèi)，核心網(wǎng)絡(luò)將向如下方向演進(jìn)：移動(dòng)核心網(wǎng)的電路域和分組域?qū)㈤L(zhǎng)期并存；分組域向統(tǒng)一、扁平的架構(gòu)演進(jìn)；IMS是語(yǔ)音和多媒體業(yè)務(wù)的目標(biāo)架構(gòu)；隨著LTE網(wǎng)絡(luò)覆蓋的逐步擴(kuò)展，部分語(yǔ)音業(yè)務(wù)逐步遷移至分組網(wǎng)絡(luò)；WLAN等非3GPP的異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)將逐漸融入3GPP網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)；隨著IMS、LTE網(wǎng)絡(luò)的引入，用戶數(shù)據(jù)將逐步向統(tǒng)一的用戶數(shù)據(jù)中心轉(zhuǎn)變。

圖1示出的是核心網(wǎng)演進(jìn)的目標(biāo)架構(gòu)。

1.1 用戶數(shù)據(jù)融合未來(lái)網(wǎng)絡(luò)中多種用戶數(shù)據(jù)為數(shù)據(jù)管理帶來(lái)新的挑戰(zhàn)�，F(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)中存在著多種用戶數(shù)據(jù)，2G和3G用戶采用共用HLR的方式，WLAN和寬帶用戶數(shù)據(jù)部署在AAA，用戶增值業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在VAS。未來(lái)隨著IMS、PCC、LTE等新網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的引入將使用戶數(shù)據(jù)的網(wǎng)元變得復(fù)雜，將出現(xiàn)HLR、HSS、SPR、AAA等多種類型的數(shù)據(jù)庫(kù)，同時(shí)伴隨著移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展也將出現(xiàn)多種多樣提供豐富業(yè)務(wù)的應(yīng)用服務(wù)器，這些服務(wù)器也將存儲(chǔ)不同類型的用戶數(shù)據(jù)，同時(shí)物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展將帶來(lái)大量存儲(chǔ)機(jī)器設(shè)備信息的數(shù)據(jù)，各種類型用戶數(shù)據(jù)的出現(xiàn)將對(duì)數(shù)據(jù)管理提出新的挑戰(zhàn)。

從技術(shù)發(fā)展角度來(lái)看，3GPP提出的用戶數(shù)據(jù)融合（UDC）致力于數(shù)據(jù)庫(kù)融合技術(shù)研究，數(shù)據(jù)融合已成為業(yè)界公認(rèn)用戶數(shù)據(jù)管理的發(fā)展趨勢(shì)。從用戶數(shù)據(jù)管理技術(shù)方面來(lái)看，隨著IT技術(shù)的發(fā)展，電信設(shè)備本身將具備更高的處理能力和存儲(chǔ)能力，用戶數(shù)據(jù)管理朝著集中式數(shù)據(jù)庫(kù)、分布式架構(gòu)的方向發(fā)展。用戶數(shù)據(jù)管理的分層架構(gòu)使前端數(shù)據(jù)查詢和后端數(shù)據(jù)存儲(chǔ)架構(gòu)分離，增加了用戶數(shù)據(jù)管理的靈活性和可擴(kuò)展性，2G/3G、LTE、IMS、AAA、AS等數(shù)據(jù)呈現(xiàn)融合的管理趨勢(shì)，未來(lái)的目標(biāo)是建立統(tǒng)一的用戶數(shù)據(jù)中心�？傮w上來(lái)看，用戶數(shù)據(jù)組織形式正在從以網(wǎng)絡(luò)為中心逐步向以用戶為中心轉(zhuǎn)變，整體朝著數(shù)據(jù)融合的方向發(fā)展。

現(xiàn)有用戶數(shù)據(jù)管理將逐步實(shí)現(xiàn)HLR/HSS用戶數(shù)據(jù)融合，從移動(dòng)核心網(wǎng)開始，實(shí)現(xiàn)2G/3G/LTE的統(tǒng)一用戶數(shù)據(jù)管理，并以融合的HLR/HSS為基礎(chǔ)，考慮更多數(shù)據(jù)類型的融合，構(gòu)建運(yùn)營(yíng)商自己的統(tǒng)一融合數(shù)據(jù)中心。長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，逐步考慮用戶數(shù)據(jù)中心的開放性，推動(dòng)業(yè)務(wù)創(chuàng)新，提升用戶的業(yè)務(wù)體驗(yàn)。核心網(wǎng)近期將逐步引入分布式架構(gòu)的用戶數(shù)據(jù)設(shè)備；LTE、IMS引入后，優(yōu)先考慮在移動(dòng)核心網(wǎng)上逐步實(shí)現(xiàn)HLR與EPC-HSS、IMS-HSS的設(shè)備融合；基于HLR/HSS融合設(shè)備，以用戶為中心，逐步考慮將固網(wǎng)用戶數(shù)據(jù)設(shè)備、業(yè)務(wù)平臺(tái)等相關(guān)用戶數(shù)據(jù)集中，構(gòu)建統(tǒng)一的融合數(shù)據(jù)中心。

1.2 電路域的演進(jìn)核心網(wǎng)電路域主要承載語(yǔ)音業(yè)務(wù)，傳統(tǒng)的固定TDM交換機(jī)與固定軟交換正在被IMS網(wǎng)絡(luò)替代，移動(dòng)TDM交換機(jī)已經(jīng)被移動(dòng)軟交換設(shè)備替代，隨著IP化改造的全面部署，核心網(wǎng)電路域承載將逐步退出歷史舞臺(tái)。移動(dòng)核心網(wǎng)電路域目前普遍采用2G/3G共核心網(wǎng)圖1 核心網(wǎng)演進(jìn)的目標(biāo)架構(gòu)2本期關(guān)注Monthly Focus赫罡，滕佳欣，朱斌核心網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)趨勢(shì)探討郵電設(shè)計(jì)技術(shù)/2012/05的方式，本地網(wǎng)層面軟交換端局已經(jīng)全面替換TDM端局，實(shí)現(xiàn)了控制與承載的分離，長(zhǎng)途網(wǎng)層面還存在TDM和軟交換2張長(zhǎng)途網(wǎng)。固定核心網(wǎng)本地網(wǎng)層面?zhèn)鹘y(tǒng)TDM交換機(jī)和固網(wǎng)軟交換設(shè)備并存，長(zhǎng)途網(wǎng)層面也是TDM長(zhǎng)途網(wǎng)和軟交換長(zhǎng)途網(wǎng)共存。

核心網(wǎng)演進(jìn)的目標(biāo)架構(gòu)

目前，IP 化改造是核心網(wǎng)電路域升級(jí)的主要內(nèi)容。IP化使網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)更為簡(jiǎn)單，提高了網(wǎng)絡(luò)資源利用率，IP化改造后Pool的實(shí)施進(jìn)一步優(yōu)化了核心網(wǎng)絡(luò)的業(yè)務(wù)性能。移動(dòng)核心網(wǎng)IP化改造在本地網(wǎng)層面由Nc、Nb核心網(wǎng)接口向A、Iu-CS等接口延伸。移動(dòng)長(zhǎng)途網(wǎng)層面?zhèn)鹘y(tǒng)的TDM端局逐漸退網(wǎng)，長(zhǎng)途軟交換將逐漸轉(zhuǎn)化為呼叫協(xié)調(diào)節(jié)點(diǎn)（CMN），不再處理語(yǔ)音承載業(yè)務(wù)，只進(jìn)行呼叫信令處理。固網(wǎng)核心網(wǎng)因結(jié)構(gòu)形態(tài)較復(fù)雜，其IP化進(jìn)程也較緩慢，隨著寬帶提速和光進(jìn)銅退進(jìn)程的加速，固網(wǎng)TDM端局逐漸退網(wǎng)，其話務(wù)被固網(wǎng)軟交換端局和IMS吸收，固網(wǎng)軟交換和IMS在一定時(shí)期內(nèi)會(huì)共存。固定TDM 長(zhǎng)途網(wǎng)隨著TDM 端局的退網(wǎng)，也逐漸退網(wǎng)，固定軟交換在IP化改造后實(shí)現(xiàn)SIP互通，最終固定移動(dòng)長(zhǎng)途話務(wù)都通過(guò)扁平化網(wǎng)絡(luò)疏通。

移動(dòng)核心網(wǎng)電路域的長(zhǎng)期演進(jìn)與語(yǔ)音和短信業(yè)務(wù)的提供密切相關(guān)，電路域語(yǔ)音和短信業(yè)務(wù)有向分組網(wǎng)絡(luò)遷移的趨勢(shì)。隨著移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的高速發(fā)展及LTE產(chǎn)業(yè)鏈的成熟，LTE時(shí)代正在加速到來(lái)，目前全球已有將近50張LTE商用網(wǎng)絡(luò)。LTE網(wǎng)絡(luò)主要提供高速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，在LTE網(wǎng)絡(luò)部署初期，語(yǔ)音和短信業(yè)務(wù)仍由電路域提供，這就要求電路域升級(jí)來(lái)支持CSFB及短信回落功能，隨著LTE網(wǎng)絡(luò)的覆蓋的不斷完善，語(yǔ)音和短信業(yè)務(wù)開始逐漸向LTE網(wǎng)絡(luò)遷移，LTE網(wǎng)絡(luò)將逐漸采用SRVCC方案解決語(yǔ)音業(yè)務(wù)問題。語(yǔ)音業(yè)務(wù)的遷移是長(zhǎng)期過(guò)程，語(yǔ)音、短信業(yè)務(wù)長(zhǎng)期將由電路域提供，電路域?qū)⒅鸩缴��?jí)改造滿足與LTE/IMS的互操作要求。

隨著核心網(wǎng)電路域設(shè)備刀片式架構(gòu)的廣泛采用和軟件技術(shù)的發(fā)展，核心網(wǎng)電路域有向大容量集中化部署及虛擬化發(fā)展的趨勢(shì)�，F(xiàn)網(wǎng)電路域設(shè)備老平臺(tái)較多，設(shè)備數(shù)量多，而且大部分省份采用分散部署的方式。隨著軟交換設(shè)備刀片式架構(gòu)（ATCA）的廣泛采用，設(shè)備能力得到很大的提升，使集中化部署成為可能。

集中化部署能有效減少運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用，使軟交換能更加低成本高效地運(yùn)行，更重要的是在平臺(tái)趨同的基礎(chǔ)上未來(lái)虛擬化技術(shù)的引入使得運(yùn)營(yíng)商能夠在通用的硬件平臺(tái)上構(gòu)建多廠家共存系統(tǒng)。

1.3 支持多接入的分組網(wǎng)絡(luò)

移動(dòng)核心網(wǎng)分組域主要提供移動(dòng)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，隨著移動(dòng)寬帶化加速，核心網(wǎng)分組域也在不斷演進(jìn)。目前，核心網(wǎng)分組域普遍采用2G/3G共核心網(wǎng)的方式，隨著移動(dòng)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)流量的快速增長(zhǎng)，現(xiàn)網(wǎng)開始引入3G DT技術(shù)，減輕SGSN數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)壓力，基本實(shí)現(xiàn)控制與承載分離。分組域網(wǎng)元的大容量集中部署使分組域設(shè)備的容災(zāi)問題變得更為重要，現(xiàn)網(wǎng)通過(guò)采用SGSN Pool技術(shù)解決SGSN容災(zāi)問題，并實(shí)現(xiàn)SGSN負(fù)載容量均衡。

分組域演進(jìn)的目標(biāo)架構(gòu)是2G/3G/4G共核心網(wǎng)，在向目標(biāo)演進(jìn)的過(guò)程中要解決現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)如何平滑升級(jí)的問題。為了使用戶有更好的業(yè)務(wù)體驗(yàn)，現(xiàn)有分組網(wǎng)絡(luò)首先要升級(jí)支持與LTE網(wǎng)絡(luò)的互操作，此外為了實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)連續(xù)性需要2G/3G接入與LTE接入有相同的錨點(diǎn)，這個(gè)錨點(diǎn)就是GGSN與PGW的融合節(jié)點(diǎn)，這就要求GGSN能夠通過(guò)軟件升級(jí)的方式支持GGSN/PGW融合功能�，F(xiàn)網(wǎng)SGSN向MME演進(jìn)有2種不同的選擇，一種是升級(jí)成為Gn/Gp SGSN與MME融合節(jié)點(diǎn)，另一種是升級(jí)成為S3/S4 SGSN與MME的融合節(jié)點(diǎn)，現(xiàn)網(wǎng)SGSN可以升級(jí)為Gn/Gp SGSN與MME融合節(jié)點(diǎn)，而新建的MME 節(jié)點(diǎn)要求同時(shí)支持Gn/Gp SGSN 及S3/S4SGSN�，F(xiàn)網(wǎng)GGSN與SGSN的擴(kuò)容和改造將采用能夠平滑升級(jí)到EPC的硬件平臺(tái)，通過(guò)軟件升級(jí)的方式實(shí)現(xiàn)SGSN/MME、GGSN/EPC-GW的融合。

Wi-Fi作為一種應(yīng)用廣泛、成本低、帶寬高的無(wú)線接入技術(shù)越來(lái)越受到運(yùn)營(yíng)商的重視，已成為分流數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)、優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)覆蓋的重要手段。3GPP系統(tǒng)正在逐步將Wi-Fi技術(shù)融入到統(tǒng)一的分組核心網(wǎng)。由于Wi-Fi屬于非3GPP的接入技術(shù)，因此與3GPP系統(tǒng)的融合就變得較為復(fù)雜。Wi-Fi與移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的融合可大致分為統(tǒng)一認(rèn)證、統(tǒng)一接入及系統(tǒng)間的業(yè)務(wù)連續(xù)等幾個(gè)階段。統(tǒng)一認(rèn)證是指Wi-Fi重用3GPP接入鑒權(quán)機(jī)制，相對(duì)于Portal認(rèn)證方式，統(tǒng)一認(rèn)證更方便用戶的接入，同時(shí)也提高了安全性，由于終端和網(wǎng)絡(luò)的支持程度較好，各個(gè)運(yùn)營(yíng)商已經(jīng)開始進(jìn)行統(tǒng)一認(rèn)證的部署。統(tǒng)一接入和系統(tǒng)間的業(yè)務(wù)連續(xù)對(duì)終端和網(wǎng)絡(luò)的要求比較高，需要支持Mobile IP協(xié)議及IPSec隧道，為了降低對(duì)網(wǎng)絡(luò)，尤其是終端的技術(shù)要求，標(biāo)準(zhǔn)組織正在研究采用GTP協(xié)議的解決方案，這也是未來(lái)的發(fā)展方向。為了更加有效地實(shí)現(xiàn)Wi-Fi的業(yè)務(wù)分流，分組網(wǎng)絡(luò)開始引入接入網(wǎng)絡(luò)發(fā)現(xiàn)與選擇功能（ANDSF），由網(wǎng)絡(luò)側(cè)向終端下發(fā)系統(tǒng)間移動(dòng)性策略信息，終端根據(jù)這些信息，選擇合適的接入網(wǎng)絡(luò)，從而實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的有效分流。

1.4 全業(yè)務(wù)運(yùn)營(yíng)的IMS

IMS最早由3GPP在R5中提出，是一個(gè)基于分組域提供IP多媒體業(yè)務(wù)的子系統(tǒng)。隨后，IMS逐漸成為實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)融合和業(yè)務(wù)融合的核心技術(shù)，3GPP2、ITU-TNGN-GSI、ETSI TISPAN等國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)組織將IMS定義為未來(lái)網(wǎng)絡(luò)的核心控制架構(gòu)。為應(yīng)對(duì)互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)的挑戰(zhàn)，運(yùn)營(yíng)商的業(yè)務(wù)重點(diǎn)也從語(yǔ)音業(yè)務(wù)向多媒體業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)移，IMS以其開放的標(biāo)準(zhǔn)架構(gòu)、支持固定/移動(dòng)統(tǒng)一接入、強(qiáng)大的多媒體業(yè)務(wù)提供能力及完善的業(yè)務(wù)運(yùn)營(yíng)能力，成為運(yùn)營(yíng)商應(yīng)對(duì)互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)的主要技術(shù)手段。

IMS不能為運(yùn)營(yíng)商提供所有業(yè)務(wù)，而是定位于解決具備電信級(jí)特征（QoS、安全、可管可控、普遍服務(wù)）的業(yè)務(wù)，如語(yǔ)音/可視電話、短信/彩信等，并提供一種固定移動(dòng)融合解決方案和利用電信網(wǎng)的有利條件發(fā)展互聯(lián)網(wǎng)類業(yè)務(wù)的手段。從網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)來(lái)看，目前業(yè)內(nèi)還沒有IMS技術(shù)之外的新的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，未來(lái)幾年內(nèi)不可能出現(xiàn)與IMS技術(shù)具有同樣成熟度和競(jìng)爭(zhēng)力的技術(shù)。

從傳統(tǒng)TDM交換、軟交換到IMS的演進(jìn)在業(yè)內(nèi)已成為不爭(zhēng)的事實(shí)。從技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)角度來(lái)看，無(wú)論是ITU-T、TISPAN還是3GPP，都將IMS作為固定電話網(wǎng)和移動(dòng)核心網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)的唯一目標(biāo)。

IMS發(fā)展以固網(wǎng)改造為切入點(diǎn)，結(jié)合TDM端局退網(wǎng)和光進(jìn)銅退，逐步部署面向企業(yè)和個(gè)人的融合ICT業(yè)務(wù)；在移動(dòng)網(wǎng)分組域疊加IMS網(wǎng)絡(luò)后開始向個(gè)人用戶提供RCS業(yè)務(wù)等互聯(lián)網(wǎng)類業(yè)務(wù)；隨著LTE的部署，網(wǎng)絡(luò)具備VoLTE業(yè)務(wù)能力，固定移動(dòng)核心網(wǎng)開始向IMS演進(jìn)，實(shí)現(xiàn)固定移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的融合。

1.5 統(tǒng)一的策略控制

傳統(tǒng)的固定和移動(dòng)寬帶接入并不感知業(yè)務(wù)，網(wǎng)絡(luò)根據(jù)用戶的簽約情況分配固定的帶寬資源，移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)雖然定義了較為完善的QoS信息，但隨著網(wǎng)絡(luò)帶寬的增加，新的應(yīng)用和協(xié)議不斷出現(xiàn)，使得靜態(tài)的簽約信息已經(jīng)不能滿足網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行的需要。運(yùn)營(yíng)商面臨著增量不增收的尷尬局面，低價(jià)值流量消耗了大量的資源，網(wǎng)絡(luò)無(wú)法根據(jù)負(fù)荷情況調(diào)整資源，運(yùn)營(yíng)商迫切需要改變粗放的經(jīng)營(yíng)模式，能夠根據(jù)用戶信息，接入網(wǎng)絡(luò)情況，業(yè)務(wù)及內(nèi)容提供實(shí)時(shí)、差異化的網(wǎng)絡(luò)及用戶控制。

3GPP在R7版本引入了用于分組網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)傳輸、QoS等策略控制和流計(jì)費(fèi)的PCC架構(gòu)，實(shí)現(xiàn)優(yōu)先級(jí)策略、QoS調(diào)控、資費(fèi)調(diào)控等功能。PCC架構(gòu)增加了策略規(guī)則功能實(shí)體（PCRF）從而能夠根據(jù)業(yè)務(wù)特性、用戶屬性、網(wǎng)絡(luò)情況制定動(dòng)態(tài)控制策略，通過(guò)策略執(zhí)行功能實(shí)體（PCEF）完成業(yè)務(wù)的檢測(cè)及策略的執(zhí)行。與靜態(tài)簽約信息相比，PCC架構(gòu)能夠?qū)崿F(xiàn)基于用戶分級(jí)、累計(jì)使用量、時(shí)間、位置、業(yè)務(wù)類型、接入類型、終端等的策略控制。國(guó)內(nèi)外運(yùn)營(yíng)商已經(jīng)開始PCC的商用部署，Vodafone、法電、中國(guó)移動(dòng)都已經(jīng)推出了基于流量累計(jì)、業(yè)務(wù)類型的控制策略。

策略控制正在向更靈活的應(yīng)用場(chǎng)景、固移融合統(tǒng)一的控制方向演進(jìn)。一方面，3GPP不斷增強(qiáng)策略控制節(jié)點(diǎn)PCRF的功能，使PCC架構(gòu)能適應(yīng)更多的應(yīng)用場(chǎng)景。通過(guò)引入業(yè)務(wù)檢測(cè)功能（TDF）開展業(yè)務(wù)感知和私有策略研究，輔助運(yùn)營(yíng)商管理無(wú)AF的互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)；提供基于消費(fèi)限制的策略控制功能；研究基于無(wú)線網(wǎng)絡(luò)擁塞的策略控制。另一方面，策略控制技術(shù)正在向統(tǒng)一的策略控制平臺(tái)，統(tǒng)一的用戶管理方向發(fā)展。PCC架構(gòu)將支持非3GPP接入為其提供QoS管理策略，實(shí)現(xiàn)固定寬帶接入與3GPP接入網(wǎng)統(tǒng)一策略控制，實(shí)現(xiàn)包括WLAN、Femto等多種接入方式下的資源統(tǒng)一調(diào)度。

2 核心網(wǎng)絡(luò)未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)

信息技術(shù)的高速發(fā)展，改變了人們的生活，新的應(yīng)用和業(yè)務(wù)不斷涌現(xiàn)，也對(duì)未來(lái)核心網(wǎng)的發(fā)展帶來(lái)新的挑戰(zhàn)。移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)等新興事物的快速發(fā)展，產(chǎn)生了大量的新應(yīng)用，也對(duì)核心網(wǎng)提出了新的需求。

信息技術(shù)自身的進(jìn)步帶來(lái)變革，云計(jì)算、虛擬化等IT技術(shù)的思想對(duì)通信網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響。新興的互聯(lián)網(wǎng)OTT業(yè)務(wù)逐漸蠶食電信運(yùn)營(yíng)商的傳統(tǒng)業(yè)務(wù)，運(yùn)營(yíng)商為了應(yīng)對(duì)管道化的挑戰(zhàn)，加快了核心網(wǎng)絡(luò)的智能化和能力開放化的過(guò)程。

2.1 滿足移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、智能化的需求

核心網(wǎng)絡(luò)，尤其是分組核心網(wǎng)絡(luò)正在面臨新的挑戰(zhàn)，核心網(wǎng)絡(luò)需要不斷完善滿足新的需求。

移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的高速發(fā)展，智能終端的普及，對(duì)核心網(wǎng)帶來(lái)較大的影響。在線業(yè)務(wù)的頻繁小數(shù)據(jù)量發(fā)送，智能終端的快速休眠，這些都給網(wǎng)絡(luò)帶來(lái)大量的信令負(fù)荷，核心網(wǎng)絡(luò)需要不斷提升信令處理能力及優(yōu)化信令，同時(shí)提高數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)能力，分組核心網(wǎng)絡(luò)正在向大容量、高性能的方向發(fā)展。

物聯(lián)網(wǎng)將人與人的通信擴(kuò)展到了人與物、物與物的通信，同時(shí)帶來(lái)新的業(yè)務(wù)特性。物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)具有以下特性：低移動(dòng)性、傳輸時(shí)間受控、允許時(shí)延遲、只有分組交換、小數(shù)據(jù)量、高優(yōu)先級(jí)報(bào)警信息、基于地理位置觸發(fā)、組特性、安全連接等特性。這些特性有別于傳統(tǒng)的電信業(yè)務(wù)，為了支持物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用，核心網(wǎng)絡(luò)需要在網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)、標(biāo)識(shí)、尋址、網(wǎng)絡(luò)擁塞控制、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)等方面進(jìn)行完善，以適應(yīng)新的業(yè)務(wù)需求。

管道智能化對(duì)核心網(wǎng)絡(luò)提出了新的要求。傳統(tǒng)的分組核心網(wǎng)絡(luò)并不感知業(yè)務(wù)，無(wú)差別的進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送，隨著移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)的迅速發(fā)展，大量OTT業(yè)務(wù)的出現(xiàn)，電信運(yùn)營(yíng)商有被管道化的趨勢(shì)。運(yùn)營(yíng)商要加強(qiáng)對(duì)網(wǎng)絡(luò)資源的控制能力，希望網(wǎng)絡(luò)提供差異化的服務(wù)能力，實(shí)現(xiàn)管道智能化。分組核心網(wǎng)將逐漸具備靈活的業(yè)務(wù)感知能力，并且能夠結(jié)合用戶信息與無(wú)線網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)，動(dòng)態(tài)調(diào)整網(wǎng)絡(luò)資源，實(shí)現(xiàn)管道的智能化。

2.2 逐步引入虛擬化、云計(jì)算等新技術(shù)

傳統(tǒng)的核心網(wǎng)絡(luò)每種功能實(shí)體都采用不同的軟硬件，復(fù)雜性很高，很難迅速地響應(yīng)新的需求，核心網(wǎng)絡(luò)為了增加靈活性，將承載與控制進(jìn)行分離，開始了軟件化的過(guò)程。未來(lái)，核心網(wǎng)絡(luò)將徹底將軟件和硬件去耦合，實(shí)現(xiàn)硬件平臺(tái)通用化和軟件系統(tǒng)平臺(tái)化，向云化的方向發(fā)展。

云計(jì)算是一種資源交付和使用模式，指通過(guò)網(wǎng)絡(luò)獲得應(yīng)用所需的資源（硬件、平臺(tái)、軟件），云技術(shù)的共享資源池的概念、采用的虛擬化技術(shù)對(duì)核心網(wǎng)絡(luò)技術(shù)具有很強(qiáng)的借鑒意義。無(wú)線接入網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)開始了云化的探索，中國(guó)移動(dòng)提出的C-RAN技術(shù)就是一種基帶資源集中化、云化的無(wú)線接入網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，實(shí)現(xiàn)資源的共享和動(dòng)態(tài)的網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷調(diào)整。

未來(lái)核心網(wǎng)將逐步引入云計(jì)算的理念和虛擬化技術(shù)，實(shí)現(xiàn)通信技術(shù)的IT化。未來(lái)的核心網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)將分為設(shè)備層、虛擬層和應(yīng)用層：設(shè)備層專注于底層設(shè)施的同構(gòu)化，向高性能、高集成度方向發(fā)展；虛擬層則支持多種邏輯網(wǎng)元?jiǎng)討B(tài)共享設(shè)備層物理能力，同時(shí)向業(yè)務(wù)層開放標(biāo)準(zhǔn)化的API。設(shè)備層采用通用多用途硬件平臺(tái)，有效降低成本，虛擬化中間件基礎(chǔ)架構(gòu)為上層應(yīng)用提供了可脫離硬件的獨(dú)立性，實(shí)現(xiàn)軟硬件分離，硬件趨同，資源共享。

2.3 采用開放化、平臺(tái)化策略融入互聯(lián)網(wǎng)

在當(dāng)今移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代，互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)提供商引領(lǐng)了通信行業(yè)發(fā)展的潮流，電信運(yùn)營(yíng)商需要重新思考自身的定位，借鑒互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)發(fā)展的思路，以開放的姿態(tài)迎接互聯(lián)網(wǎng)的挑戰(zhàn)。移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)正在向接口開放化、應(yīng)用平臺(tái)化的方向發(fā)展，電信運(yùn)營(yíng)商也在加快平臺(tái)化的步伐，移動(dòng)核心網(wǎng)將逐步開放核心能力，成為運(yùn)營(yíng)商平臺(tái)的重要基礎(chǔ)。

開放平臺(tái)是一種網(wǎng)絡(luò)服務(wù)模式，通過(guò)開放自身的接口，使第三方開發(fā)者通過(guò)運(yùn)用和組裝平臺(tái)接口產(chǎn)生新的應(yīng)用，并且能在統(tǒng)一平臺(tái)上運(yùn)營(yíng)。開放平臺(tái)的核心價(jià)值在于通過(guò)自身服務(wù)和第三方應(yīng)用的互利互惠，提高用戶對(duì)應(yīng)用和平臺(tái)的整體體驗(yàn)和黏度�；ヂ�(lián)網(wǎng)巨頭蘋果、谷歌、百度、騰訊都推出了自身的平臺(tái)，國(guó)內(nèi)三大電信運(yùn)營(yíng)商也都先后推出了開放平臺(tái)。相比互聯(lián)網(wǎng)公司，電信運(yùn)營(yíng)商的具有特有的網(wǎng)絡(luò)資源，電信能力的開放是運(yùn)營(yíng)商開放平臺(tái)的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)和差異化體現(xiàn)，可滿足開發(fā)者對(duì)運(yùn)營(yíng)商網(wǎng)絡(luò)能力的需求，幫助其開發(fā)更為豐富的融合應(yīng)用。

網(wǎng)絡(luò)能力的開放，主要是將網(wǎng)絡(luò)的業(yè)務(wù)能力進(jìn)行抽象，屏蔽掉底層的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議細(xì)節(jié)，在這方面已經(jīng)有了一些技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，包括Parlay/OSA API、Parlay XWeb Services API和OneAPI。目前，電信運(yùn)營(yíng)商已經(jīng)開放了一些基礎(chǔ)電信能力，例如短信、彩信、定位等，未來(lái)電信網(wǎng)絡(luò)將逐漸開放核心能力，包括語(yǔ)音呼叫、智能管道資源、用戶身份、網(wǎng)絡(luò)鑒權(quán)等核心網(wǎng)能力。同時(shí)，核心網(wǎng)絡(luò)將更加軟件化，增強(qiáng)業(yè)務(wù)開發(fā)提供能力和靈活性，適應(yīng)日益增加的新的業(yè)務(wù)需求。

3 結(jié)束語(yǔ)

本文從用戶數(shù)據(jù)融合、語(yǔ)音業(yè)務(wù)遷移、分組網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)、IMS網(wǎng)絡(luò)的引入及策略控制的發(fā)展等幾個(gè)方面探討核心網(wǎng)絡(luò)的演進(jìn)方向，分析核心網(wǎng)長(zhǎng)期發(fā)展面臨的挑戰(zhàn)，研究未來(lái)核心網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展趨勢(shì)。核心網(wǎng)絡(luò)將向著融合化、IP化、高性能化的方向發(fā)展，在滿足傳統(tǒng)電信業(yè)務(wù)需求的同時(shí)，更加靈活和開放，成為電信運(yùn)營(yíng)商高效業(yè)務(wù)運(yùn)營(yíng)的核心基礎(chǔ)。

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作者：赫罡 滕佳欣 朱斌 來(lái)源：郵電設(shè)計(jì)技術(shù)

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