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面向未來移動通信核心網(wǎng)架構(gòu)研究論文
以虛擬化網(wǎng)絡以及軟件定義網(wǎng)絡為基礎的虛擬化核心網(wǎng)架構(gòu)，不僅可以使核心網(wǎng)的接口與協(xié)議更加簡化，而且還對智能化管理模塊進行構(gòu)建，可以使未來移動網(wǎng)絡更具自動化，使5G網(wǎng)絡可以在各種環(huán)境中正常通信。同時虛擬化核心架構(gòu)可以對功能進行集成，將處理模塊與用戶模塊進行分離，使核心網(wǎng)更好的進行分布式處理。
一、以4G網(wǎng)絡為基礎的核心網(wǎng)虛擬化
在4G網(wǎng)絡架構(gòu)中，核心網(wǎng)是由一系列的物理網(wǎng)元構(gòu)成的，同時物理網(wǎng)元之間有標準化接口進行連接通信。在4G網(wǎng)絡架構(gòu)中控制面與用戶面是分開的，其中控制面負責用戶的接入管理、鑒權(quán)、會話管理等；而用戶面主要是對用戶的數(shù)據(jù)包進行轉(zhuǎn)發(fā)、隧道管理、地址管理等。雖然4G網(wǎng)絡架構(gòu)中控制面與用戶面是分開的，但用戶面的相應網(wǎng)元中依然有部分控制面的功能，主要負責IP地址分配、會話管理等功能。對核心網(wǎng)虛擬化時，最簡捷的方法就是對物理網(wǎng)元分別進行虛擬化。
二、面向未來的移動通信核心網(wǎng)架構(gòu)
1、集成虛擬核心網(wǎng)架構(gòu)。虛擬核心網(wǎng)架構(gòu)構(gòu)建的前提是不改變4G架構(gòu)。在虛擬化平臺上網(wǎng)元之間的數(shù)據(jù)是共享的，明顯減少網(wǎng)元之間的接口以及信令交互，從而縮短時延，提升通信效率。同時在虛擬化平臺上可以更加容易實現(xiàn)核心網(wǎng)元的功能。而集成的核心網(wǎng)軟件包可以減少網(wǎng)元之間的接口，簡化流程，有效縮短時延，提升系統(tǒng)的便捷程度。
2、多張網(wǎng)絡并存的核心網(wǎng)。5G網(wǎng)絡具有較強的多樣性，可以滿足各種場景的不同需求。5G網(wǎng)絡不僅需要支持超密集網(wǎng)絡，而且需要支持海量連接，同時還需要確保高速傳輸與可靠性。在5G網(wǎng)絡場景中并不需要同時對所有性能進行支持，如果在同一張網(wǎng)絡中對所有需求進行支持，不僅會提升網(wǎng)絡要求，而且不利于對網(wǎng)絡性能的優(yōu)化。而在5G時代，網(wǎng)絡需求會更多、更高，用一張網(wǎng)絡對各種功能進行支持的難度越來越大。而運用網(wǎng)絡虛擬化技術(shù)，可以對新的移動核心網(wǎng)進行有效構(gòu)建，只需要把不同版本與功能的虛擬核心網(wǎng)網(wǎng)元的相應原件與需求告訴編排器，就可以自動的為核心網(wǎng)分配硬件資源，對相應軟件進行加載，對網(wǎng)元進行實例化與配置，并對網(wǎng)元之間的鏈路進行分配。如圖1所示，為多張核心網(wǎng)并存的未來網(wǎng)絡運營模式。圖中運營商同時運用兩張?zhí)摂M核心網(wǎng)，其中一個是針對人與人之間進行通信的網(wǎng)絡，另一個是針對物聯(lián)網(wǎng)的專用核心網(wǎng)。運營商可以運用專用網(wǎng)絡作為物聯(lián)網(wǎng)的終端服務，可以以物聯(lián)網(wǎng)的特點為依據(jù)對網(wǎng)絡進行有針對性的優(yōu)化。同時不同的虛擬核心網(wǎng)可以對基礎設施與轉(zhuǎn)發(fā)設備進行共享。
3、智能管理。智能管理可以自動的對網(wǎng)絡進行配置，對正在運行的網(wǎng)絡進行實時監(jiān)控，并以網(wǎng)絡的運行情況為依據(jù)進行恰當、有效的調(diào)整，以確保網(wǎng)絡達到最佳的運行狀態(tài)。5G網(wǎng)絡時代，NFV的引入與應用使多個專用核心網(wǎng)同時運行成為可能。但是核心網(wǎng)的配置與維護工作量會提升。所以需要對網(wǎng)絡自動安裝、部署、配置與維護的實現(xiàn)進行重點研究。為了對網(wǎng)絡智能管理進行支持，首先需要對正在運行的網(wǎng)絡相應狀況信息進行收集；其次，需要對空閑資源的情況進行收集；最后，還需要對與業(yè)務有關的信息進行收集。
在所需信息收集完全后，對信息進行分析。而收集信息的主要目的就是對終端的行為模式進行了解與掌握，并以此為依據(jù)對網(wǎng)絡進行優(yōu)化。網(wǎng)絡智能管理系統(tǒng)不僅需要對各種信息進行收集，并進行有效的分析處理，而且還需要提供接口，可以使運營商管理人員對必要信息進行配置。例如：策略信息、可以選擇的、新型的網(wǎng)絡服務需求。其中策略信息可以是網(wǎng)絡部署策略、優(yōu)化策略等，而網(wǎng)絡服務需求就是企業(yè)、政府、運營商等大客戶的需求。
網(wǎng)絡智能管理系統(tǒng)需要根據(jù)相應要求進行網(wǎng)絡部署與優(yōu)化。結(jié)束語：以虛擬化4G核心網(wǎng)為依據(jù)，利用5G網(wǎng)絡的熱點技術(shù)進行有效簡化，提出了一種集成的虛擬化核心網(wǎng)架構(gòu)，可以支持網(wǎng)絡智能管理，并實現(xiàn)多種核心網(wǎng)的并存。集成的虛擬化核心網(wǎng)架構(gòu)可以對核心網(wǎng)功能進行集成，并將處理模塊以及用戶模塊分離，從而使網(wǎng)絡可以更好地進行分布式處理。同時智能管理模塊的引入與應用，可以使網(wǎng)絡實現(xiàn)運行與維護的自動化。
參考文獻：
[1]楊國健,侯慧峰,張曉龍.移動核心網(wǎng)絡技術(shù)發(fā)展研究[J].信息安全與技術(shù).2013(10).
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