云化的分組域核心網演進相關分析

劉宏宇 王寧 劉蓓蓓

摘要：伴隨當今數據業務流量、信令的迅猛且持續化增長，這在較大程度上對網絡可靠性、容量提出了更多且更加嚴格的要求。本文首先簡要分析了分組域核心網的基本現狀，指出了核心網云化及NFV，最后探討了核心網云化演進，望能為此領域研究有所借鑒。

關鍵詞：云化 分組域 核心網 演進

伴隨社會經濟的持續發展，科學技術水平的日漸提升，無論是數據業務流量，還是信令，均呈快速且大量增加趨勢，這勢必會給整個網絡的可靠性以及總體容量提出全新要求。針對分組域核心網來講，其實為蜂窩網全部流量的基本融合點，同時還是處理深度流量以及控制策略的執行點當前為了能夠更好更加全面的應對業務發展需要，分組域核心網基于LTE階段，除了應具有WLAN、LTE等方面的融合組網能力之外，還需要合理運用各種集中化部署策略，持續演進與增強分組域設備平臺架構，以此來更好的應對大數據量處理所帶來的各種挑戰。本文基于云化的分組域核心網演進作一探討。

1分組域核心網現狀分析

針對傳統2G/3G/4G分組域框架內的GGSN、SGSN等設備硬件來講，其有著比較快的容量增遽改建，一些廠家單套附著用戶數已經能夠達到750萬，而在具體的GGSN單機柜吞吐量方面，則能達每秒60Gbit，因而可以較好的滿足現階段2G/3G/4G的總體發展需求;此外，還需要指出的是，傳統的分組域網絡，其在具體擴容方面，大多是圍繞GGSN、SGSN設備來實現容量擴容的，多以現網用戶數、流量增長實況為參照。針對常規核心網設備來講，其所采用的是CPCI架構，有著比較低的設備集成度，而且總體容量也相對有限，因而普遍存在者占地大、能耗高及設備多等突出問題，除此之外，一些軟交換于本地網進行分散部署，因而造成現網OPEX始終維持在高位，有著比較低的運維效率。

針對分組核心網而言，其實際就是IT網絡與CT網絡之間十分重要的中間節點，南向充斥著大量的數據，而北向則承載了諸多互聯網業務。因而在整個移動網絡當中，發揮著承上啟下的作用。

2核心網云化與NFV

2.1核心網云化

云計算首次提出于2006年，于IT領域當中獲得飛速發展，在此背景下，許多互聯網企業相繼推出了諸多新型且實用的云計算服務，比如阿里巴巴的阿里云、微軟的Windows Azure以及亞馬遜的EC2等。除此之外，這些運營商無論是在業務系統上，還是在支撐系統、桌面系統方面，均大規模運用了私有云系統，比如業務云、桌面云等。針對傳統類型的電信領域，比如信令節點SBC、IMS、交換網元Router、NAT，移動網絡節點NodeB、SGSN、MME及HLR/HSS等。現階段，仍選用的是傳統建設模式與設備。但需要強調的是，以云計算技術為對象，向其進行轉變與演進，已經成為大勢所趨，核心網云化已是必然。

針對電信網絡的核心網云化來分析，從根本上來講，即為把核心網網元均部署于虛擬化資源池上，其特征為：（1）網元軟件化。針對傳統類型的核心網設備來講，會向功能軟件包進行演進，并且還解耦于硬件。（2）資源共享化。從基礎層面來分析，運用虛擬化技術，把硬件資源根據現實需要，封裝成虛擬資源，并在虛擬資源上部署網元功能軟件;此外，與維護、管理層面的優化相結合，最終實現各類資源的整體性共享。（3）部署集中化。當硬件與網元功能之間已經解耦，此時，便可以根據實際需要，統一對硬件進行規劃建設，通過集中部署網元，能夠更好的將規模優勢發揮出來。

2.2NFV

2.2.INFV縱向解構

相比于現階段的網絡架構，NFV分別從縱、橫兩方面來實施解構，且依據NFV來分析，其有3層劃分：其一，基礎設施層。基于云計算層面來分析，NFVI （NFV Infrastructure）實為一個資源池。當NFVI被映射至物理設施上，便會成為地理上處于分散狀態的數據中心，并借助高速通信網來實現最終的連接。其二，虛擬網絡層。針對此層而言，與之相對應的為各電信業務網絡，而對于各物理網元來分析，其均映射呈一個虛擬網元VNF，而對于其所需要的資源來講，需進行分解，形成計算/存儲/交換資源，并且承載對象是NFVI，另外，于各個VNF間，實現連接的各接口仍選用的是信令接口。其三，運營支撐層。與此層相對應的是OSS/BSS，需為了滿足虛擬化而開展適當的調整與修改。

2.2.2NFV橫向解構

基于橫向層面來分析，NFV主要有兩個域：其一，業務網絡域。與現階段各個電信業務網絡相對應;其二，管理編排域。其與傳統網絡之間的差異為，NFV加入了1個管理編排域（MANO），其負責管理與編排NFVI資源進行。

3分組域核心網云化演進

現階段，各個廠家在具體的核心網分組域網元方面，仍采用的是非開放式設備，不僅沒有開放性特征，而且還不具備靈活性。以NFV網絡架構為基礎的分組核心網，其理念即為把網絡劃分成3層，即應用層、虛擬層與設備層。在LTE時代背景下，分組核心網在其中扮演著重要角色，起到承上啟下的作用，盡快開展NFV技術落地方面的研究，基于ATCA架構上，持續圍繞云化而不斷演進，特別重要與必要。依據虛擬功能網元層、虛擬資源層與硬件層間所存在的不同的耦合關系，主要有如下幾種實施方案：三層全解耦方式、硬件獨立、共享資源池與單廠家。

4結語

綜上，伴隨LTE的持續、高速發展，其對核心網分組域提出更多要求與挑戰。核心網云化對網絡彈性擴容有利，而且還有助于增強整體的可靠性，除此之外，還能為網絡能力的開發與共享提供切實方便。需要指出的是，對核心網云化所需面對的諸多問題展開分析，提出具體的解決方案，有助于NFV技術在運營商核心網分組域中的引入。

參考文獻

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