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1、5G时代电信核心网演进思路作者:寿航涛 来源:中国新通信 2018年第2期一、概述第五代移动通信(5c)的研发和测试正紧锣密鼓进行中,网络功能虚拟化(NFV)和软件定义 网络(SDN)是未来5c的关键技术。由此带来的技术变革将对现有电信网络架构带来革命性的变 化,要求未来能形成虚拟化、分层化的核心网络,以及资源开放、适宜开发新业务的网络架构, 提供从网络运营到业务服务的经济和可持续发展的模式。本文将探讨5c时代电信核心网演进及 引入NFV/SDN的分层虚拟化架构的思路和步骤。二、电信核心网现状中国电信现有固网软交换、固网IMS、移动2C/3C核心网电路域和分组域、移动4C分组域、 VoLTE
2、IMS网络等核心网络,承载话音、短信、数据等业务。各核心网中包含以下网元设备:(1) 固网软交换包括ss、TC、sc、SHLR等设备,主要承接FTTN、FTTB、传统2M接入PBX 等业务,已运行11年,即将达到退网年限;(2) 固网 I MS 包括 I/S/P-CSCF、MCCF/MCW、ACCF、SBC、HSS 等设备,主要承接 FTTN、FTTB、 FTTH及IPPBX等业务;(3) 移动2C/3C核心网电路域和分组域包括MSCe、MCW、HLR、PDSN、AAA等设备,主要承接 移动语音、3C数据业务,随着4C网络的大规模应用以及VoLTE的实施,将逐步被4C网络替代 而自然退网;(4
3、) 移动 4C 分组域、VoLTE IMS 网络包括 MME、SAE-CW、PCRF、DNS、DRA、I/S/P-CSCF、 SBC、HSS等设备,承载4C数据和语音业务。现有核心网元都由华为、中兴、贝尔等设备供应商提供,厂家提供的设备硬件可分为两类, 一类是厂家专用硬件,一类是通用硬件。现有网络主要问题如下:(1) 烟囱式建网,层层叠加,以单一功能化设备建设网络,导致网元缺乏弹性,网络缺乏灵 活性;(2) 网络架构复杂,由于网元类型多,导致运维、部署效率低,网络建好后调整困难;(3) 网络基于不同厂家建设,越来越封闭。封闭的网络导致业务创新愈加困难,用户体验难 提升;(4) 传统核心网设备软
4、硬件均为厂家定制设备,不具备通用性,网络的规划、设备的采购、 建设实施通常以年为周期,网络的建设周期、需求响应速度、网络资源调配能力均无法满足移 动互联网海量的、变化的业务应用需求。三、未来NFV网络目标架构未来核心网络是基于NFV、SND和云计算技术的更加灵活、智能、开放和高效的网络系统, 将在四个层面实现架构运化:(1) 设备云化,重新定义谩备的架构。实现软件和硬件解耦,硬件资源池化;网络软件分布 化,根据业务量的变化自动动态伸缩;提高硬件利用率和灵活高效部署。(2 )网络云化,重新定义网络架构。实现转发和控制分离,分布式控制和集中控制结合;整 网作为资源池,统一集中调度,提升用户体验和;
5、提高网络利用率,并开放API,支持流量经 营。(3) 业务云化,重新定义电信业务。实现云化的业务架构,做到大容量,低成本,支持海量 用户,提供视频云服务和公有云服务。(4) 运营云化,重新定义运营模式。互联化运营,构建支持海量用户和海量业务的实时的业 务使能系统。四、电信核心网演进思路电信现有核心网可按照两个阶段进行演进。第一阶段:现有核心网络的云化改造。首先对可进行运化改造的网元进行选择。固网软交换、移动2C/3C电路域和分组域等网络 属于逐步退网的系统,可保持现状,等待自然退网。固网IMS、移动4C分组域由于现有设备大 多为厂家专有硬件,非通用硬件,演进思路为保持现有设备不变,后续扩容设备
6、采用vIMS、 vEPC设备,并逐步将业务向通用设备迁移。VoLTE IMS网络目前已采用vIMS架构,后续可逐步 演进成为固移融合的综合IMS系统。第二阶段:核心网网元功能重构在对核心网络进行云化改造后,形成vIMS+vEPC的网络架构,其中MME负责移动性管理, CSCF负责会话管理,PCRF负责策略管理,HSS负责业务数据管理,AS负责业务能力管理,各类 cw、SBC等负责业务接入。根据各网元功能,可以将网络分为三个云:(1)业务能力云,承接核心网业务平台、应用服务器等业处理功能;(2) 核心控制云,实现移动性管理、会话管理、策略管理、数据管理等各类核心控制功能;(3) 业务接入云,支持有线、无线各类业务接入。通过以上 3 个层次的网络重构和逻辑流程整合,核心网将具备端到端的网络控制能力,支 持硬件基础设施( 计算、存储、交换) 的网络分片,满足各种业务场景下的网络能力需求。五、总结通过以上分析得知,现有固网、移动核心网在网络部署方式、控制功能分散和提供网络分 片能力方面无法满足未来融合业务发展的需求。现有网络可按照“三朵云”的目标架构,以 “现网设备云化演进”和“控制功能重构”两个步骤实现核心网演进升级。