摘要：長三角城市群之間經濟聯系十分緊密，人員流動頻繁，跨省通信業務需求旺盛。傳統上以省為單位進行核心網網絡規劃建設資源利用率低，專業化運營能力不強，無法快速推出業務適應市場競爭，不能充分發揮網絡虛擬化后電信云的能力與優點。詳細分析了核心網網絡功能虛擬化、軟件化、集中化、云化的演進趨勢，給出了長三角一體化核心網規劃建設目標和策略，針對長三角一體化核心網推進過程中存在的問題，給出了解決建議。

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引言

由上海市、江蘇省和浙江省共同組成的長江三角洲（簡稱“長三角”）區域面積達21.9萬km2，常駐人口1.59億，生產總值13.8萬億元，占全國的20%。長三角地區自然稟賦優良，經濟基礎雄厚，體制比較完善，城鎮體系完整，科教文化發達，已成為全國發展基礎最好、體制環境最優、整體競爭力最強的地區之一，也是世界六大城市群之一。

據12306網站數據統計，滬寧高鐵269趟/天，滬杭高鐵169趟/天，寧杭高鐵123趟/天，行程均在1 h左右，日均發送旅客186.1萬人，占全國總發送旅客的19.9%。滬寧杭間已經實現高鐵公交化運營，形成了“金三角”通道。

上海地鐵11號線延伸到蘇州昆山花橋，昆山輕軌S1線直接對接上海地鐵11號線，上海地鐵17號線規劃對接蘇州4號線，上海地鐵9號線規劃延伸至嘉興，這些都緊密了長三角城市間的聯系。

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長三角核心網網絡組織現狀及存在的問題

長三角區域現有核心網都按照省為單位進行部署。移動核心網電路域MSC Server、MGW、HSS/HLR、MGCF，移動核心網分組域SGSN/MME、GGSN/GW、PCRF、CG、ENUM/DNS，IMS域CSCF等，都部署在省級樞紐中心，接入側的AG、SBC，媒體轉發面的IM-MGW、MGW以及互聯互通GMSC部署在地（市）。地（市）節點與省級樞紐中心以及各省級樞紐中心之間通過承載網互通。長三角現有核心網網絡組織示意如圖1所示。

▲ 圖1 長三角現有核心網網絡組織示意圖

以地（市）、省為單位進行核心網網絡部署是建網初期形成的歷史格局。隨著競爭格局的變化以及網絡演進，現有網絡結構出現了一些問題：新業務開通時間長；無法滿足OTT業務極速發展的競爭需要；無法充分發揮電信云的能力和優點；隨著長三角區域內城市之間的聯系愈加緊密，以地（市）、省為單位建網造成網絡切換頻繁，網絡路由冗長，用戶感知下降，網絡利用率低下等。

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核心網演進趨勢分析

2.1 虛擬化

網絡功能虛擬化（NFV）克服了傳統電信網絡設備中專用硬件設備種類各異，數量眾多，硬件生命周期趨短的缺點。希望通過IT虛擬化技術將傳統電信網絡設備統一應用到工業化標準的高性能、大容量的服務器、存儲設備和交換機上，實現電信設備軟硬件解耦合的目的。通用硬件平臺實現硬件標準化，提高資源利用效率，降低了網絡建設和維護成本，同時激發了業務創新能力，可以快速推出新業務，縮短業務TTM，更靈活滿足客戶需求。

2.2 軟件化

軟件定義網絡（SDN）是一種新型的網絡架構，它的設計理念是將網絡的控制平面與數據轉發平面進行分離，并實現可編程化控制。通過網絡設備與業務應用解耦，以快速提供業務；通過網絡設備控制層和轉發層解耦合，以降低對設備要求，節省CAPEX。

2.3 云化

全球電信運營商在以虛擬化與軟件化為目標的戰略轉型中，都以網絡云化為基本要求。運營商需要未雨綢繆才能更好地規劃網絡和業務發展，保持價值鏈頂端的地位。用IT思維構建智能、開放、高效、敏捷的云信息基礎設施，通過統一的云架構實現資源統一規劃與建設，統一部署與管理，統一調度與共享，統一承載、按需分配資源。美國電信運營商AT&T的Domain2.0計劃涉及到內部軟件化、外部能力開放，幫助AT&T網絡服務和網絡基礎架構向云化演進，計劃2020年實現75%的網絡功能軟件化，成功轉型為“軟件公司”。中國移動發布的NovoNet2020愿景，希望融合NFV、SDN等新技術，構建一張資源可全局調度、能力可全面開放、容量可彈性伸縮、架構可靈活調整的新一代云化網絡。在中國聯通的CUBE-Net 2.0和中國電信的CTNet戰略中，都提出了以云DC為核心，進行云網協同和網絡全面云化。

2.4 集中化

隨著核心網設備的虛擬化、軟件化、云化，網絡控制與業務承載分離，核心網最關鍵的網絡控制層面設備可以集中部署，方便集中控制、集中調度和集中維護。

a） 控制層面維護需要的技術能力較高，集中設置可以充分發揮人員集聚的優勢。

b） 集中化設置方便設備容量共享，可以提高資源利用率，降低基礎設施建設成本。

c） 集中化設置方便業務統一部署，縮短業務部署時間，快速響應市場需求。

美國電信運營商Verizon在全美設置2個大區，每個大區選擇3個節點設置分布式HSS，采用大容量集群化設備組網HSS。歐洲電信運營商Vodafone，根據用戶分布劃分全網為4個核心網站點，形成4個大區，采用NFV架構組網IMS。

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長三角一體化核心網規劃建設思路

3.1 去行政化

隨著長三角區域交通、經濟一體化的推進，建設信息通信服務的運營商網絡時，建議打破現有的行政區劃限制，一體化考慮核心網的規劃和建設。以性能最優，效率最高，投資最省為出發點，考慮核心網的規劃、建設和運營。

3.2 虛擬化、集中化

移動核心網語音業務在逐步萎縮，目前沒有新建電路域MSC Server、MGW、MGCF設備的需求，4G/5G的語音由VoLTE/VoNR來實現，隨著4G/5G覆蓋的完善，現有2G/3G語音設備可以逐步退網。HSS/HLR作為負責移動用戶管理的數據庫，目前已經采用分布式架構在省內相對集中部署，也具備虛擬化的條件。

移動核心網分組域MME設備主要完成信令層面的處理，主要設備廠家都支持vMME，具備集中化的條件。為了支持未來5G高速率、大連接、低延遲的業務需求，移動核心網分組域SAE-GW設備需要采用CU分離架構，C面主要處理控制層面數據，U面主要承載用戶層面數據，并盡量讓U面靠近用戶，所以，SAE-GW可以分離為SAE-GW-C與SAE-GW-U 2個部分，SAE-GW-C采用虛擬化架構，集中設置，SAE-GW-U采用虛擬化架構，靠近用戶設置。PCRF作為業務數據流和IP承載資源的策略與計費控制策略決策點，目前基本上相對集中設置在省會城市，也具備虛擬化的條件。CG、ENUM/DNS服務器都是傳統上的IT設備，具備虛擬化、集中化的條件。

移動網IMS域CSCF設備主要完成呼叫的控制，主要設備廠家也都支持虛擬化，可以集中化設置。IMS域AS設備是IMS系統中位于最上層的應用層設備，本身就是IT設備，所以也具備虛擬化、集中化的條件。

5G核心網NGC中要求所有設備，如UDM、PCF、AMF、SMF、UPF等都基于虛擬化實現，按照網絡切片提供網絡服務，所以也具備虛擬化、集中化的條件。

3.3 云化、DC化

隨著移動核心網主要設備的虛擬化，其主要功能將通過軟件來實現，軟件、硬件以及虛擬化層實現三層解耦。為了最大化利用硬件資源的處理能力，發揮最大效能，有必要建設云化通信基礎設施——電信云，為所有的網絡功能提供硬件資源。

電信云對機房、動力、空調等的需求與傳統的通信設備要求有很大不同。對機房的承重、層高等要求都比通信機房要高。單機架功率密度是傳統通信設備的3~5倍，對電的需求量增大很多。由于單機架功耗較大，機架排列方式、送風方式、制冷方式等，也與現有通信機房有很大不同。所以，電信云的構建要參考IDC的建設，新建DC化云樞紐或者對現有核心機房進行DC化改造，才能滿足未來網絡的發展需求。

3.4 長三角一體化核心網規劃建設目標

按照去行政化、虛擬化、集中化、云化、DC化的思路，長三角區域核心網應用層、控制層網絡功能建議采用虛擬化的手段集中建設，可以考慮建設長三角一體化區域DC，同時服務于江浙滬3地?？紤]到區域DC在網絡位置中的重要性，建議采用1+1備份方式設置，提高核心網的可靠性和健壯性。區域DC需要與江浙滬各地（市）本地DC通過承載網互通，所以建議設置在傳輸資源比較豐富的地方。區域DC放置江浙滬3地網絡控制層功能，對建設、管理、維護人員的技術能力要求較高，建議選擇自然條件好，交通方便，配套齊全，能留住人才的區域。轉發層以及接入層的設備，需要靠近用戶設置，建議設置在本地網或者根據業務需求下沉設置，以減少網絡時延、提高用戶體驗。長三角一體化核心網目標架構如圖2所示。

▲ 圖2 長三角一體化核心網目標架構示意圖

長三角區域內核心網的控制層、應用層設備vCSCF、vMME、vPCRF、vGW-C、vHSS、vENUM、vAS、5G-AMF、5G-SMF、5G-UDM、5G-PCF等設備集中設置在長三角一體化區域DC中。轉發層、接入層的vGW-U，5G-UPF、vSBC、AG等設置在各地（市）的本地DC中。

虛擬化設備建議采用VNF、虛擬層、硬件層三層解耦的方式建設。硬件平臺選用通用、標準化的服務器、存儲或者網絡設備，為上層所有的網絡功能提供計算、處理、存儲能力。云OS層負責對下層的硬件進行虛擬化管理，并屏蔽不同硬件的差異，為上層通信服務提供透明的資源池和可靠的運行基礎環境，實現網絡底層資源共享、彈性調度和按需分配，可以最大限度地提高設備的利用率。VNF運行在虛擬化層之上，將傳統網元設備虛擬化，完成傳統通信網絡設備的功能，其功能和接口均與傳統網元保持一致。長三角一體化核心網部署如圖3所示。

圖3 長三角一體化核心網部署示意圖

3.5 長三角一體化核心網建設策略及建議

由于長三角現有核心網絡都是以省市為單位設置的，要實現長三角區域一體化考慮核心網的建設建議按照循序漸進，先易后難的思路，同時現有的設備采購、維護管理都要進行配套的調整。

結合核心網絡演進，從局部試點入手，探索核心網集中化、虛擬化部署模式。抓住VoLTE、vIMS，vEPC，NGC新建或者更新換代的契機，按照長三角一體化的思路考慮，不搞為了一體化而一體化。

網絡建設需要基礎設施跟進，現有核心網設備所在的局房很難滿足DC化的需求，建議對面積較大、層高較高，供電較為富余的核心局房進行DC化改造，或者新建DC化云樞紐，為長三角一體化核心網的建設提供基礎設施保障。

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長三角一體化核心網存在的問題及建議

長三角一體化需打破現有的管理體系，明確投資主體、產權歸屬、建設管理、運維保障等問題。長三角一體化集中設置的網絡設備，建議參照骨干網的管理模式進行項目建設，投資分攤到江浙滬三省市。建議設立區域網絡管理維護中心，集中管理、維護集中設置的網絡設備。

建議改變現有核心網設備采購模式，由原來軟件與硬件捆綁采購調整為虛擬網絡功能、虛擬化層、硬件資源池分開采購，同時調整現有管理維護團隊架構，可以考慮硬件資源池、虛擬化層、虛擬網絡功能分層維護，適應網絡的變化。

網絡功能虛擬化、軟件化、集中化、云化使得突破行政區域考慮核心網網絡規劃和建設成為了可能。作為國內經濟發展最活躍、聯系最緊密的區域之一，江浙滬所在的長三角地區，更適合一體化考慮信息通信網絡規劃建設。一體化考慮網絡規劃建設可以縮短建設周期，快速部署業務，提高資源利用率，節省投資，提升專業化運營水平，為區域一體化發展貢獻力量。當然除了核心網外，無線網、傳送網、數據網等也可以根據按照區域一體化思路考慮規劃建設，但是要實現網絡一體化規劃建設，需要打破現在的管理體制、維護體系、采購模式等。