移动核心网

通信技术术语

移动核心网技术包括2G（含2.5G）核心网技术及3G核心网技术。

2G技术

2G（含2.5G）核心网技术包括GSM、GPRS、CDMA（IS95）。其中GSM、CDMA（IS95）技术分别是由欧洲和北美的标准组织提出的，主要区别体现在无线接入网，而核心网侧除采用的信令协议、编号方式等有所不同外，组网方式及节点设置基本上是相同的。这两种技术本身已发展得较为成熟，变化较小。GPRS是基于GSM体系下演进的移动分组数据承载技术，目前已是成熟技术。中国移动和中国联通2G网络采用了GSM和GPRS核心网技术。

3G技术

3G技术包括WCDMA和cdma2000技术，分别由欧洲和北美提出，其主要区别体现在无线接入网，核心网的体系结构基本相同，只是采用的信令协议、编号方式等有所不同，各厂商的产品系列有所差别，其中cdma2000核心网基于CDMA（IS95）网络演进，WCDMA核心网则基于GSM/GPRS网演进。

TD-SCDMA标准是中国提出的3G技术标准，其核心网采用WCDMA核心网技术标准，基于GSM/GPRS网络演进。中国移动3G网络采用TD-SCDMA标准。

随着3G R4软交换技术在2G核心网中的应用，2G核心网与3G核心网融合组网。采用3G R4标准的核心网，分组域（PS）架构没有变化，电路域（CS）引入了软交换技术，分为控制层MSC Server和接入层MGW（媒体网关），实现了控制与承载分离，承载网络可采用TDM/ATM/IP组网技术。CS采用IP承载方式时，可与PS域采用相同的分组传输网络。3G R5/R6/R7三个版本的核心网架构基本相同，主要是引入了多媒体子系统（IMS）并逐渐完善，其中R5引入IMS，叠加在核心网PS域，形成以SIP为核心的开放网络架构体系；R6是在R5的功能基础上进一步完善，定义了IMS与CS网络互通、IMS与IP网络互通、WLAN接入、基于IPv4的IMS、IMS组管理、IMS业务支持、基于流量计费、Gq接口和QoS增强等方面的内容；R7同样是对IMS的功能的完善，主要加强了对固定、移动融合的标准化制定，增加IMS对xDSL、Cable等固定接入方式的支持，还定义了FBI、CSI、VCC、PCC、端到端QoS、IMS紧急业务等内容。

3G R8在PS域引入面向全IP的核心网SAE（后更新为EPC）架构，以适应无线接入网中LTE技术的应用。EPC架构的目标是高数据率、低延迟、数据分组化、支持多种无线接入技术等。R8包含了LTE的绝大部分特性；R9是在R8基础上对LTE的完善和增强，完善了核心网商用的相关内容；R10是LTE长期演进的目标。

2G/3G核心网电路域

2G/3G核心网电路域主要承载语音类业务，目前采用3GPP R4软交换架构，并根据业务发展需要，逐渐向R5及以后版本演进。原有的2G TDM核心网已逐渐退网，并最终由软交换网完全替代。中国移动2G/3G核心网采用融合组网方式，融合组网主要体现在：核心网网络组织融合，即2G/3G核心网遵循相同的网络组织原则；核心网设备融合，即软交换核心网元升级支持3G接入，并为2G/3G提供统一的移动性管理和业务处理能力。

R4 2G/3G核心网电路域采用控制与承载相分离的架构，由（G）MSC Server完成移动性管理、业务控制处理等功能，（G）MGW完成无线接入、业务疏通等功能。业务流可基于TDM或IP承载。运营商在引入软交换架构初期采用了TDM承载方式，但随着全网IP化的演进趋势，核心网电路域已向IP承载方式演进，遵循先汇接层面后本地层面再接入层面，先话音IP化后信令IP化的总体演进思路。目前已基本实现核心网元间承载IP化，正在逐步实施A接口、Gb接口和Iu接口的IP化。此外，随着IMS的引入及分组域向EPC的演进，为满足业务发展需求，核心网电路域需实现与IMS网络的融合、与EPC网络的互通。

为提升网络服务质量及安全可靠性，电路域中已引入了MSC Pool技术，并在2G/3G融合组网架构下应用，将多个MSC Server/MGW和BSC/RNC组成一个Pool，将物理多局环境变为逻辑单局环境，减少用户的越局切换的次数，减轻网络负荷，提升设备利用率。部署MSC Pool需在A/Iu接口实施IP化基础上，以降低组网的复杂度和实施难度。

在核心网电路域应重点跟踪研究的课题主要集中在：

（1）IP承载方式下业务质量及网络安全研究；

（2）电路域与演进的分组域（EPC）的互通方式；

（3）电路域向IMS演进融合方式；

（4）不同运营商软交换核心网间互通方式；

（5）全网实现号码携带业务解决方案的研究；

（6）大容量交换设备引入策略、核心网元集中化设置原则及对现网的影响；

（7）A/Iu-CS接口IP化对组网方式的影响研究；

（8）统一编解码等核心网新功能的引入模式；

（9）2G/3G融合MSC Pool的大规模部署方案对网络的影响。

2G/3G核心网分组域

核心网分组域承载的主要是数据业务。与核心网电路域相同，2G/3G核心网分组域采用融合组网方式。未来随着LTE技术的引入，核心网分组域将向EPC架构演进。

随着3G网络的全面部署，移动数据业务发展迅速，为更好地应对业务发展，对2G/3G/LTE/WLAN等多种接入方式进行统一控制，作为移动宽带基础设施的核心网分组域需要从架构、组网及功能等方面进行优化和增强，以构建一个智能化、宽带化的分组域核心网络。目前核心网分组域正在或将要引入的技术主要包括：SGSN Pool、策略计费功能架构（PCC）、EPC架构、WLAN与移动网融合。

SGSN Pool正在引入，并在2G/3G融合组网架构下应用，将多个SGSN和BSC/RNC组成一个Pool，可支持SGSN和无线设备之间的全互联，实现设备之间容灾备份以及负载均衡。此外，随着分组域向EPC架构的演进，SGSN/MME还具备支持融合SGSN/MME Pool的特性。

策略计费功能架构是在3GPP R7的动态计费和策略控制的基础上，为应对数据业务流量冲击，提升数据业务流量经营价值，实现基于用户和业务分级的差异化管控，将资源向收益率高的用户和业务倾斜，结合运营需求而提出的。该架构在现有分组域上增加策略控制服务器（PCRF）实体，并升级GGSN支持策略控制执行功能，利旧GGSN DPI功能支持业务识别和管控，采用业务、累积流量、用户签约信息、位置/接入、时间等多维管控手段，与业务营销、计费策略相关联，通过端到端QoS控制，实现差异化无线调度、用户分级、业务分级、热点忙时差异化控制、占用大量带宽的用户管控等管控能力。PCC功能可实现2G/3G/LTE/WLAN/LAN接入的统一策略控制，符合网络从“哑管道”向可管、可控的智能化管道演进的网络发展方向。

EPC是分组域演进的核心网架构，为LTE无线接入提供业务服务，同时支持2G/3G和WLAN等接入。它以IP为基础，以分组交换为核心，在移动宽带化时代，将会为运营商提供更有竞争力的核心网解决方案。EPC的特点是控制承载分离（LTE接入），全IP的数据通道，支持多种接入以及单一分组域架构。

目前，国内在大规模建设WLAN，为实现WLAN与移动蜂窝网的融合，可充分利用WLAN的高带宽优势，实现对热点区域数据流量的有效分流，减轻蜂窝网负担，形成网络优势互补，有效提高数据业务的投资回报比。WLAN与移动网的融合分为三个阶段：一是WLAN与2G/3G网络逐步融合统一认证；二是WLAN接入分组域；三是WLAN与移动网深度融合，支持业务连续性。

在核心网分组域应重点跟踪研究的课题主要包括；

（1）分组域向EPC架构的演进，支持LTE接入；

（2）PCC策略控制架构的引入；

（3）网络安全的研究；

（4）WLAN与2G/3G网络的融合方式；

（5）2G/3G融合的SGSN Pool的规模部署对网络结构的优化和影响。

演进的核心网分组域

3GPP于2005年启动3G移动系统演进标准的制定工作，定义了可支持高速移动数据业务的无线接入网LTE+演进的分组域核心网EPC架构。该架构中不再包含电路域，LTE无线网仅接入EPC核心网，为LTE终端提供接入外部数据网络及IMS核心网的数据业务通道，可支持高速数据业务及语音类业务。2009年8月3GPP发布了LTE第一个版本R8，目前已进展到R10。随着LTE/EPC技术标准及设备的不断成熟，国内外多家运营商已部署LTE试验网及商用网，但相关标准仍在不断完善，LTE/EPC技术尚未进入大规模商用阶段。

EPC核心网采用控制与承载相分离的网络架构，是在2G/3G核心网分组域基础上演进而来，但在LTE网络建设初期特别是试验网阶段，为了验证EPC技术及产品的成熟度，同时为避免对现有网络带来影响，且考虑初期用户所使用的LTE终端为单模单待终端，运营商在部署时一般采用独立组建EPC核心网的模式。随着商用网络的部署、LTE网络规模的不断扩大、多模单待终端的使用，对于已拥有大规模2G/3G核心网络的运营商，保持独立组网模式还是与2G/3G核心网分组域融合组网是运营商需要考虑的问题。

EPC核心网网元包括移动管理实体（MME）、归属用户服务器（HSS）、服务网关（S-GW）、分组数据网关（P-GW）、域名解析服务器、用于计费的CG设备。其中S-GW和P-GW通常情况下综合设置为EPC-GW。在采用独立组网模式时，这些网元均为新建，并根据网络覆盖范围部署。其中MME、HSS、DNS通常采用集中设置的方式，EPC-GW则集中或分散设置在有业务需求的本地网内。

随着移动通信技术和产业的发展，LTE/EPC设备将逐步投入商用，在演进的核心网分组域应重点跟踪研究的课题为：一是EPC与2G/3G分组域融合组网研究；二是SGSN/MME Pool组网模式研究。

用户数据管理

移动通信网中的用户数据是所有用户的签约、鉴权、授权、状态、内容等信息的总和，主要存储在HLR、HSS等设备，也可能存储在EIR、ENUM DNS、业务平台等设备。为适应网络和业务的发展，用户数据组织应从以网络为中心向以用户为中心发展，在多接入网络环境下构建统一用户数据中心。

HLR/HSS是移动通信核心网的重要用户数据设备，存储用户的业务签约、鉴权认证、接入控制、位置状态等信息，为CS、PS、EPC、CM-IMS提供服务。

目前，现网已建设大量HLR和少量固定IMS-HSS。随着TD-LTE的发展，将引入EPC-HSS、移动IMS-HSS，而HLR、EPC-HSS、移动IMS-HSS相互独立导致CS/PS/EPC/CM-IMS跨域数据交互及组网结构复杂，重复设备投资，数据冗余存储，对同一用户多点业务开通等问题，因此，HLR、EPC-HSS、移动IMS-HSS应实现用户数据融合，并为整体用户数据融合提供基础。

长期来看，HLR/HSS融合的演进应以引入大容量分布式HLR和现网HLR/HSS融合为基础，进一步融合更多其他用户数据，构建统一用户数据中心，并根据公司策略逐步实现融合用户数据开放，从而推动业务发展创新。分布式HLR的引入可以提升网络和业务质量，满足近期网络需求，CS/PS/IMS/PSTN和业务平台中的数据融合，可实现用户数据的共享，进一步提升用户数据价值。新型HLR及其演进设备必须采用容灾，尽量采用N+1容灾，以保证HLR/HSS融合数据安全。容灾方案应在中心城市集中设置，以便运维与开通。

在用户数据管理方面应重点跟踪研究的课题为：大容量分布式HLR的应用研究；用户数据的融合策略及方案，并跟踪用户数据融合的目标方案。

VoLTE

在引入LTE后，LTE网络将逐渐承载VoIP语音业务，原有电路域的语音业务将逐渐向LTE网络迁移。业界已将VoIMS+SRVCC方案作为LTE语音业务的目标方案，即通过CM-IMS提供语音和多媒体融合业务，并提供IMS和CS域间的语音切换。

VoIMS+SRVCC方案是针对LTE/2G/3G多模单待终端的一种语音连续性方案。当终端驻留在LTE网时由CM-IMS网络提供LTE话音业务，在呼叫过程中，终端离开LTE覆盖进入电路域，通过SRVCC将呼叫从LTE切换到电路域，从而保持语音的连续性。

业界已将CSFB方案作为LTE语音目标方案（VoIMS+SRVCC）成熟前的过渡方案，同时NGMN已经将CSFB作为LTE语音在国际不同运营商间漫游的必选方案。由于CSFB方案成熟较晚，为尽快推出LTE话音终端，可采用多模双待终端作为过渡方案，网络侧部署CSFB主要为国际漫入用户提供LTE语音业务解决方案。

在VoLTE方面应重点跟踪研究的课题为：VoIMS+SRVCC引入策略及方案；在VoIMS+SRVCC方案成熟之前的过渡方案（CSFB）成熟度的研究。

物联网专属网元

物联网专属网元是服务于物联网应用的特殊核心网网元。区别于普通核心网网元，物联网专属网元针对物联网专属号码，连接物联网运营支撑体系，为物联网应用提供业务能力、用户数据存储、移动性管理、QoS等。

基于移动网络的物联网应用接入涉及电路域、分组域和用户数据存储设备。在共用无线网的情况下，与其相连的核心网MSC/VLR、MGW、SGSN难以实现物联网专用，现有MSC/VLR、MGW、SGSN可以满足初期物联网业务需求。物联网初期采用专属号码。物联网专属网元主要提供数据和短信业务，考虑到物联网功能扩展、容量规划、运维管理等，为确保物联网的质量、畅通、效率、时延，应单独建设物联网专属网元：M-HLR、M-GGSN、M-SMSC。

随着物联网的发展，物联网专属网元的功能和范围有可能扩展，在这一领域应重点跟踪研究的课题为：物联网应用对核心网的新增功能需求；物联网专属网络方案研究；物联网业务模型研究。

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