Page 19 - 网络电信2021年9月刊下

移动通信核心网应用技术研究

段宜宾 邵佳
广东省新一代通信与网络创新研究院

摘要：移动通信核心网作为通信网的重要组
成部分，为移动用户提供了接入、移动性管理
及数据传输等服务。首先介绍了核心网的基本
概念与发展历程；然后介绍了核心网近年来的
主用应用技术，分析了各类技术的特点及应用
场景；最后对核心网应用技术未来可能的发展
方向作出了展望。
关键词： 移动通信；核心网；应用技术；网
络加速技术

移动通信网络是为移动用户提供通信服务的网络，是当代
图 1 核心网在移动通信网中所处位置示意
通信网尤其是运营商网络的主要组成部分。移动通信网络主要
由三部分组成：接入网，承载网和核心网，其中核心网是为移
动用户提供接入，移动性管理及用户面数据传输服务的网络。
本文主要介绍了移动通信核心网近年来的主要应用技术，对其
特点及应用场景进行了论述，并且展望了核心网应用技术未来
可能的发展方向。

一、核心网概述
核心网在移动通信网中所处位置如图1所示。从提供的功
能角度来看， 核心网就是为移动用户提供通话与数据上网业
务的接续、计费、移动性管理、数据路由交换及其他附加功能
的网络实体单元。核心网从最初的固话交换网络，经历了MSC/ 心网还可具备弹性伸缩， 迁移/自愈等附加特性， 能够应对
MGW(2G)、UMTS(3G)、EPC(4G)、5GC(5G)的发展，架构不断演 突发业务流量并提升资源的使用效率。此外，虚拟化后的网元
进，功能不断增强，应用技术不断发展，为移动用户提供了广 可以部署在私有云或公有云上，不必依赖特定的平台资源提供
覆盖、高速率及可靠的通话及数据服务。 方，降低了部署应用的门槛。而对于核心网产品开发商来说，
需要在虚拟机，容器等环境下开发核心网的系统软件功能，通
二、核心网主要应用技术 过虚拟化管理平台部署运行。
核心网近年来不断发展演进。在架构方面，主要运用了虚 2. 服务化架构
拟化平台及服务化架构相关技术进行架构改造；在网络服务方 4G之前的核心网，传统网络软硬件绑定，网络实体间流
面，应用了网元功能融合，网络切片及网络能力开放等技术进 程，架构固定化，无法满足网络运营商等快速部署及海量连接
行服务升级；而在用户转发面部分则应用了网络加速技术极大 的需求。从5G开始，以运营商为主导，3GPP对5G核心网(5GC)进
提升了数据转发能力。 行了重构定义，以网络功能(NF，Network Function)方式重新
1. 虚拟化技术 定义了网络实体，各NF对外以独立的功能提供服务并可实现共
虚拟化，全称网络功能虚拟化(NFV,Network Function 享， 基于标准的接口以服务化的形式自由组合，从而实现从固
Virtualization)，是指采用虚拟化技术，基于X86等通用硬件 化网络向基于服务的灵活网络转变。3GPP提出的核心网服务化
[2]
实现业务功能节点的软件化，最初的时候是IT行业的概念，随 架构 如图2所示。
[3]
着IT和CT(Communication Technology)不断融合，虚拟化技术 核心网的服务化架构设计，参考了IT领域的微服务架构 ，
也开始进入传统通信行业。 5GC各NF服务之间的信令，采用的是IT领域通用的http2协议。
运用虚拟化技术可将核心网网元功能与硬件资源解耦，实 5GC新引入的NRF，类似于微服务架构中的注册中心，用于提供
现核心网功能软件化和硬件资源通用化，并为移动网络运营商 NF的服务注册管理，以及服务发现机制等功能。核心网通过这
[1]
节省成本 。在设备升级时不需要替换整套硬件设备，同时网 种服务化的机制可实现NF服务的云化部署和功能的快速灵活上
络接口部分通用化，简化组网和运维的复杂度。虚拟化后的核 线。

网络电信 二零二一年九月 25