核心网络的发展讨论

0 前言

　　随着通信技术的飞速发展，核心网向承载IP化、宽带化、结构扁平化、能力开放化方向发展。随着LTE的加速到来，核心网将面临着多种无线接入技术并存的局面，在解决2G/3G/4G网络的接入及互操作问题的同时，也要考虑异构网络（例如Wi-Fi/WiWAX）的融合问题。移动互联网、物联网等新兴产业高速发展所产生的大量新业务，对核心网提出了新的需求。传统的电信业务面临着互联网OTT业务的挑战，电信运营商为了避免成为管道，都在加速管道智能化和能力开放化的进程，核心网也必须适应这种变革。

　　本文从用户数据融合、语音业务迁移、分组网络演进、IMS网引入及策略控制发展等方面探讨了核心网的演进方向，提出了核心网的目标架构，并分析了核心网长期发展面临的挑战及未来核心网的发展趋势。

　　1 核心网络演进

　　核心网是通信网络的核心控制层，其技术标准为了适应新的业务发展需求在不断演进。核心网络标准研究有几个明显的趋势：网络架构趋向融合、从面向人的通信到面向机器通信、开始进行流量优化的研究、更加关注能力的开放。现有核心网主要基于3GPP R6标准，R7版本引入了PCC架构，开始关注网络的控制策略，在R6 版本的WLAN 与WCDMA 统一认证的基础上，R7版本又进一步对WLAN和WCDMA的融合进行了研究。R8版本提出了研究融合2G/3G/4G/WLAN的统一EPC核心网，PCC开始考虑BBERF等非3GPP的统一控制架构，同时对WLAN业务分流的ANDSF技术及机器类通信（MTC）问题展开了研究。R9版本提出了用户数据融合（UDC）的框架及分布式架构，并进一步对MTC问题进行优化研究。R10版本对用户数据的多接入、PCC对业务和计费系统的接口、基于GTP的WLAN接入问题进行了研究。R11版本正在研究UDC数据模型、PCC对固定移动的统一控制架构、数据业务分流、运营商能力开放（MOSAP）、MTC性能优化等一系列问题。

　　在一定时期内，核心网络将向如下方向演进：移动核心网的电路域和分组域将长期并存；分组域向统一、扁平的架构演进；IMS是语音和多媒体业务的目标架构；随着LTE网络覆盖的逐步扩展，部分语音业务逐步迁移至分组网络；WLAN等非3GPP的异构网络将逐渐融入3GPP网络架构；随着IMS、LTE网络的引入，用户数据将逐步向统一的用户数据中心转变。

　　图1示出的是核心网演进的目标架构。

　　1.1 用户数据融合未来网络中多种用户数据为数据管理带来新的挑战。现有网络中存在着多种用户数据，2G和3G用户采用共用HLR的方式，WLAN和宽带用户数据部署在AAA，用户增值业务数据存储在VAS。未来随着IMS、PCC、LTE等新网络设备的引入将使用户数据的网元变得复杂，将出现HLR、HSS、SPR、AAA等多种类型的数据库，同时伴随着移动互联网的发展也将出现多种多样提供丰富业务的应用服务器，这些服务器也将存储不同类型的用户数据，同时物联网的发展将带来大量存储机器设备信息的数据，各种类型用户数据的出现将对数据管理提出新的挑战。

　　从技术发展角度来看，3GPP提出的用户数据融合（UDC）致力于数据库融合技术研究，数据融合已成为业界公认用户数据管理的发展趋势。从用户数据管理技术方面来看，随着IT技术的发展，电信设备本身将具备更高的处理能力和存储能力，用户数据管理朝着集中式数据库、分布式架构的方向发展。用户数据管理的分层架构使前端数据查询和后端数据存储架构分离，增加了用户数据管理的灵活性和可扩展性，2G/3G、LTE、IMS、AAA、AS等数据呈现融合的管理趋势，未来的目标是建立统一的用户数据中心。总体上来看，用户数据组织形式正在从以网络为中心逐步向以用户为中心转变，整体朝着数据融合的方向发展。

　　现有用户数据管理将逐步实现HLR/HSS用户数据融合，从移动核心网开始，实现2G/3G/LTE的统一用户数据管理，并以融合的HLR/HSS为基础，考虑更多数据类型的融合，构建运营商自己的统一融合数据中心。长远来看，逐步考虑用户数据中心的开放性，推动业务创新，提升用户的业务体验。核心网近期将逐步引入分布式架构的用户数据设备；LTE、IMS引入后，优先考虑在移动核心网上逐步实现HLR与EPC-HSS、IMS-HSS的设备融合；基于HLR/HSS融合设备，以用户为中心，逐步考虑将固网用户数据设备、业务平台等相关用户数据集中，构建统一的融合数据中心。

1.2 电路域的演进核心网电路域主要承载语音业务，传统的固定TDM交换机与固定软交换正在被IMS网络替代，移动TDM交换机已经被移动软交换设备替代，随着IP化改造的全面部署，核心网电路域承载将逐步退出历史舞台。移动核心网电路域目前普遍采用2G/3G共核心网图1 核心网演进