云化的分组域核心网演进相关分析

刘宏宇 王宁 刘蓓蓓

摘要：伴随当今数据业务流量、信令的迅猛且持续化增长，这在较大程度上对网络可靠性、容量提出了更多且更加严格的要求。本文首先简要分析了分组域核心网的基本现状，指出了核心网云化及NFV，最后探讨了核心网云化演进，望能为此领域研究有所借鉴。

关键词：云化 分组域 核心网 演进

伴随社会经济的持续发展，科学技术水平的日渐提升，无论是数据业务流量，还是信令，均呈快速且大量增加趋势，这势必会给整个网络的可靠性以及总体容量提出全新要求。针对分组域核心网来讲，其实为蜂窝网全部流量的基本融合点，同时还是处理深度流量以及控制策略的执行点当前为了能够更好更加全面的应对业务发展需要，分组域核心网基于LTE阶段，除了应具有WLAN、LTE等方面的融合组网能力之外，还需要合理运用各种集中化部署策略，持续演进与增强分组域设备平台架构，以此来更好的应对大数据量处理所带来的各种挑战。本文基于云化的分组域核心网演进作一探讨。

1分组域核心网现状分析

针对传统2G/3G/4G分组域框架内的GGSN、SGSN等设备硬件来讲，其有着比较快的容量增遽改建，一些厂家单套附着用户数已经能够达到750万，而在具体的GGSN单机柜吞吐量方面，则能达每秒60Gbit，因而可以较好的满足现阶段2G/3G/4G的总体发展需求;此外，还需要指出的是，传统的分组域网络，其在具体扩容方面，大多是围绕GGSN、SGSN设备来实现容量扩容的，多以现网用户数、流量增长实况为参照。针对常规核心网设备来讲，其所采用的是CPCI架构，有着比较低的设备集成度，而且总体容量也相对有限，因而普遍存在者占地大、能耗高及设备多等突出问题，除此之外，一些软交换于本地网进行分散部署，因而造成现网OPEX始终维持在高位，有着比较低的运维效率。

针对分组核心网而言，其实际就是IT网络与CT网络之间十分重要的中间节点，南向充斥着大量的数据，而北向则承载了诸多互联网业务。因而在整个移动网络当中，发挥着承上启下的作用。

2核心网云化与NFV

2.1核心网云化

云计算首次提出于2006年，于IT领域当中获得飞速发展，在此背景下，许多互联网企业相继推出了诸多新型且实用的云计算服务，比如阿里巴巴的阿里云、微软的Windows Azure以及亚马逊的EC2等。除此之外，这些运营商无论是在业务系统上，还是在支撑系统、桌面系统方面，均大规模运用了私有云系统，比如业务云、桌面云等。针对传统类型的电信领域，比如信令节点SBC、IMS、交换网元Router、NAT，移动网络节点NodeB、SGSN、MME及HLR/HSS等。现阶段，仍选用的是传统建设模式与设备。但需要强调的是，以云计算技术为对象，向其进行转变与演进，已经成为大势所趋，核心网云化已是必然。

针对电信网络的核心网云化来分析，从根本上来讲，即为把核心网网元均部署于虚拟化资源池上，其特征为：（1）网元软件化。针对传统类型的核心网设备来讲，会向功能软件包进行演进，并且还解耦于硬件。（2）资源共享化。从基础层面来分析，运用虚拟化技术，把硬件资源根据现实需要，封装成虚拟资源，并在虚拟资源上部署网元功能软件;此外，与维护、管理层面的优化相结合，最终实现各类资源的整体性共享。（3）部署集中化。当硬件与网元功能之间已经解耦，此时，便可以根据实际需要，统一对硬件进行规划建设，通过集中部署网元，能够更好的将规模优势发挥出来。

2.2NFV

2.2.INFV纵向解构

相比于现阶段的网络架构，NFV分别从纵、横两方面来实施解构，且依据NFV来分析，其有3层划分：其一，基础设施层。基于云计算层面来分析，NFVI （NFV Infrastructure）实为一个资源池。当NFVI被映射至物理设施上，便会成为地理上处于分散状态的数据中心，并借助高速通信网来实现最终的连接。其二，虚拟网络层。针对此层而言，与之相对应的为各电信业务网络，而对于各物理网元来分析，其均映射呈一个虚拟网元VNF，而对于其所需要的资源来讲，需进行分解，形成计算/存储/交换资源，并且承载对象是NFVI，另外，于各个VNF间，实现连接的各接口仍选用的是信令接口。其三，运营支撑层。与此层相对应的是OSS/BSS，需为了满足虚拟化而开展适当的调整与修改。

2.2.2NFV横向解构

基于横向层面来分析，NFV主要有两个域：其一，业务网络域。与现阶段各个电信业务网络相对应;其二，管理编排域。其與传统网络之间的差异为，NFV加入了1个管理编排域（MANO），其负责管理与编排NFVI资源进行。

3分组域核心网云化演进

现阶段，各个厂家在具体的核心网分组域网元方面，仍采用的是非开放式设备，不仅没有开放性特征，而且还不具备灵活性。以NFV网络架构为基础的分组核心网，其理念即为把网络划分成3层，即应用层、虚拟层与设备层。在LTE时代背景下，分组核心网在其中扮演着重要角色，起到承上启下的作用，尽快开展NFV技术落地方面的研究，基于ATCA架构上，持续围绕云化而不断演进，特别重要与必要。依据虚拟功能网元层、虚拟资源层与硬件层间所存在的不同的耦合关系，主要有如下几种实施方案：三层全解耦方式、硬件独立、共享资源池与单厂家。

4结语

综上，伴随LTE的持续、高速发展，其对核心网分组域提出更多要求与挑战。核心网云化对网络弹性扩容有利，而且还有助于增强整体的可靠性，除此之外，还能为网络能力的开发与共享提供切实方便。需要指出的是，对核心网云化所需面对的诸多问题展开分析，提出具体的解决方案，有助于NFV技术在运营商核心网分组域中的引入。

参考文献

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