從2000年GPRS首商用到2020年5G到來，這20年，核心網(wǎng)經(jīng)歷了怎樣的進化？它又將如何演進？

回顧過去，不禁為移動通信迅猛發(fā)展之勢而感慨。數(shù)據(jù)速率從2G GPRS 65Kbit／s到LTE－A 1Gbit／s，再到5G時代10－20Gbit／s，增長速度令人吃驚。

移動核心網(wǎng)正是在這驚人的增長速度下，不斷適應(yīng)，不斷創(chuàng)新和演進。

從3GPP R6到R8，你會發(fā)現(xiàn)，核心網(wǎng)的演講實際上呈現(xiàn)“分離”之勢。

上面這張圖告訴我們，R7開始通過Direct Tunnel技術(shù)將控制面和用戶面分離，在3G RNC和GGSN之間建立了直連用戶面隧道，用戶面數(shù)據(jù)流量直接繞過SGSN在RNC和GGSN之間傳輸。

R7打開了核心網(wǎng)分離式演進之路。

因此，到了LTE R8，出現(xiàn)了MME這樣的純信令節(jié)點。

2009年，在部署LTE／EPC的時候，有人認為核心網(wǎng)演進之路已經(jīng)走到盡頭，繼續(xù)突破創(chuàng)新實在太難，畢竟要掌控每小區(qū)峰值速率150Mbps的網(wǎng)絡(luò)王國，實在是一件不容易的事。

然而，核心網(wǎng)并未停滯不前，反而展現(xiàn)出了氣吞萬象的霸氣。

隨著VoLTE和VoWiFi的出現(xiàn)，LTE／EPC又引入了S2a、S2b和S2c接口，這些接口將核心網(wǎng)的控制范圍延伸到了非3GPP網(wǎng)絡(luò)，即可信Non－3GPP接入（Non－3GPP Trusted Access）和非可信Non－3GPP接入（Non－3GPP untrusted Access）連接到3GPP網(wǎng)關(guān)PGW。

自此，核心網(wǎng)的構(gòu)架如下圖所示．．．

　　圖中綠色實線表示用戶面＆控制面接口。

演進之路還在繼續(xù)。

到了4．5G面向5G時代，2017年R14階段，3GPP將再次向分離式的核心網(wǎng)構(gòu)架演進之路出發(fā)。

這一次更徹底，我們可以把它叫“全分離式”的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架。

在“全分離式”構(gòu)架下，SGW和PGW被分離為控制面和用戶面兩部分（如上圖黃色填充部分，SGW分離為SGW－C和SGW－U，PGW分離為PGW－C和PGW－U），同樣，SGSN也被分離為控制面（SGSN－C）和用戶面（SGSN－U）。

為什么需要這種“全分離式”的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架？

目的是讓網(wǎng)絡(luò)用戶面功能擺脫“中心化”的囚禁，使其既可靈活部署于核心網(wǎng)，也可部署于接入網(wǎng)（或接近接入網(wǎng)），這就是所謂的核心網(wǎng)用戶面下沉。同時，也保留了控制面功能的中心化。

我們也戲稱這叫“杯子式”的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架。杯子，即CUPS，Control and User Plane Separation of EPC nodes。

　　為什么核心網(wǎng)用戶面要下沉呢？這得從5G的容量和時延目標(biāo)上去理解。

5G時代，高清視頻、VR／AR等應(yīng)用必然給網(wǎng)絡(luò)帶來超大數(shù)據(jù)流量，這不但給回傳帶來沉重負擔(dān)，而且對核心網(wǎng)集中處理能力也是挑戰(zhàn)，只能核心網(wǎng)用戶面下沉，從集中式向分布式演進。另外，將內(nèi)容緩存于接入網(wǎng)，更接近用戶，還降低了時延。

對于毫秒級的5G時延，下沉與分布式是一個必然的選擇。光纖傳播速度為200km／ms，數(shù)據(jù)要在相距幾百公里以上的終端和核心網(wǎng)之間來回傳送，顯然是無法滿足5G毫秒級時延的。物理距離受限，這是硬傷。

　　4G集中式核心網(wǎng)與5G分布式核心網(wǎng)

伴隨著用戶／控制面分離、核心網(wǎng)下沉和分布而來的是部署于接入網(wǎng)或接近接入網(wǎng)的分布式數(shù)據(jù)中心，并引入基于NFV的MEC（移動邊緣計算）。

何為MEC？

我們知道NFV（網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化）指的是解耦傳統(tǒng)電信設(shè)備的軟硬件，并將軟件功能運行于通用服務(wù)器硬件上，以降低成本，縮短部署周期和激發(fā)服務(wù)創(chuàng)新。

與NFV一樣，MEC也強調(diào)功能軟件化和平臺開放化，以提升網(wǎng)絡(luò)敏捷性，靈活性，加快部署和創(chuàng)新。

在標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)架上，MEC和NFV看起來不無二致，但它們是有區(qū)別的。區(qū)別主要在應(yīng)用服務(wù)平臺和相關(guān)服務(wù)上，MEC根據(jù)無線接入網(wǎng)環(huán)境對NFV進行了優(yōu)化，它將移動接入網(wǎng)與互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)深度融合，并將云計算和云存儲下沉到邊緣數(shù)據(jù)中心，加速內(nèi)容分發(fā)和下載，且向第三方提供開放接口以驅(qū)動創(chuàng)新。

有了MEC，PGW／SGW的用戶面就下沉到了移動邊緣節(jié)點，且由NFV VIM（虛擬基礎(chǔ)設(shè)施管理）、SDN和Orchestrator（編排器）控制管理。

以下圖這個MEC物聯(lián)網(wǎng)用例為例，SGW和PGW用戶面下沉到MEC服務(wù)器。

　　另一個與MEC、SDN／NFV并行而來的是網(wǎng)絡(luò)切片。

所謂網(wǎng)絡(luò)切片，就是運營商為了滿足不同的商業(yè)應(yīng)用場景需求，量身打造多個端到端的虛擬子網(wǎng)絡(luò)。

與2／3／4G單調(diào)的手機應(yīng)用不同，5G面向萬物聯(lián)接，將應(yīng)對不同的應(yīng)用場景。不同的應(yīng)用場景對網(wǎng)絡(luò)的移動性、安全性、時延、可靠性等，甚至是計費方式的需求是不同的。因此，5G網(wǎng)絡(luò)需要像瑞士軍刀一般能為不同的場景切出相應(yīng)的虛擬子網(wǎng)絡(luò)。

下面這張圖向我們展示了網(wǎng)絡(luò)像面包一樣被切成多個虛擬子網(wǎng)絡(luò)：高清視頻切片網(wǎng)絡(luò)、手機切片網(wǎng)絡(luò)、海量物聯(lián)網(wǎng)切片網(wǎng)絡(luò)和任務(wù)關(guān)鍵型物聯(lián)網(wǎng)子網(wǎng)絡(luò)。

其中，由于高清視頻切片網(wǎng)絡(luò)要求海量視頻內(nèi)容緩存（Cache）、分發(fā)和用戶就近訪問，所以核心網(wǎng)（Core）用戶面功能下沉到了邊緣云（Edge Cloud）。

同樣，由于任務(wù)關(guān)鍵型物聯(lián)網(wǎng)對時延要求高，比如車聯(lián)網(wǎng)，為了降低物理距離帶來的時延，核心網(wǎng)（Core）也下沉到了邊緣云，并在邊緣配置車聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用服務(wù)器（V2X Server）。

回顧歷史，展望未來，短短20年內(nèi)，核心網(wǎng)正在從集中式向分離式的方向奔涌向前，這是一種去中心化、去集中化，分享和移動化的趨勢，有需求的倒逼，也有技術(shù)的主動適應(yīng)，但最可貴的是，我們看到了未來將有更多來自前沿和邊緣的創(chuàng)新，看到了一種分布式的蓬勃生長之勢正在移動網(wǎng)絡(luò)蔓延。