移动通信核心网分层组网技术

杜虎

摘要：传统移动通信业务拥有独立的系统来开展自身业务，这些业务系统独立分散在移动通信网络中，难以实现系统之间技术与资源的共享，降低了移动通信网络的运营效率，并增加了运营的成本。基于此，运用分层组网技术，整合移动通信资源，打造出业务平面、控制平面、交换平面以及接入平面等4个功能平面，从而构建出一个完整的分层软交换系统，对移动通信业务活动进行集约化管理，以实现移动通信核心网的业务融合发展。

关键词：移动通信；核心网；分层组网技术

前言

随着移动通信技术的不断发展，移动通信网络结构已经变得十分复杂。不同的网络具备不同的功能，各自拥有着独立的网络资源和技术，根据不同的场景目标，承载着特定的业务与功能。移动通信网络的独立格式导致网络资源与技术的共享性、多元化性能显著降低，加上多种网络通信协议共存，这既加大了网络维护的难度，又增加了移动通信网络的管理与维护成本。对此，转变现有的移动通信网络核心网技术，开发新型分层组网等技术，将移动通信网络的技术、业务、网络等融合在一起，对提高移动通信网络的运行效率具有重要意义。

1移动通信核心网络概述

目前，移动通信网络的结构面临技术、业务、网络融合方面的困难。要想克服现有缺点，提高网络运行效率，就可以采用分层技术对核心层级进行改进。技术人员通过分层技术对核心网络进行改进，能将通信网络中的多项业务融合在一起。运用多种宽带与QoS传送技术来实现网络通信的业务功能与底层传送技术分离，可以实现多种功能，促使不同用户自由接入，进而解决多种业务之间的互通难题，保证移动通信网络的一致性与统一性。移动通信核心网络中的分层技术应用系统架构，分层组网的结构是按照应用层、控制层、传输层与接入层进行设计的。从移动通信核心层的总体架构来看，不同的层级具有不同的功能：第一，接入层主要负责对客户的各种接入网络进行控制，对用户的接入方式与手段进行选择，保证用户信息的高效传输与转换；第二，传输层是网络信令与媒体流数据的传输通道，一般有IP承载与ATM承载两种方式；第三，控制层主要负责网络的呼叫控制、通信连接管理，以及整个网络的数据管理与控制；第四，应用层的主要功能是将网络通信的各种功能与用户的不同操作衔接起来，在网络连接与呼叫的基础上为用户搭建数据通信平台。从中可以发现，每一层在建立网络通信时，都是彼此独立的，有各自的功能，它们之间的数据通信是在标准接口进行数据交换，以实现移动通信网络的多业务高效处理与融合。

24G时代移动通信核心网承载业务现状

4G时代移动通信核心网承载业务很多，主要负责用户终端设备和网络连接、通信，从逻辑上可以划分为电路域、分组域，主要由操作维护中心、归属位置寄存器HLR、网关支持节点、服务支持节点、网关移动交换中心、移动业务交换中心/访问用户位置寄存器（MSC/VLR）等多个部分组成[2]。MSC/VLR负责电路域的移动性管理、呼叫控制、鉴权和加密等功能；网关移动交换中心作为固定网和移动网之间的关口局，能够完成移动用户呼入路由业务，承担网间接续、路由分析和网间结算功能；服务支持节点实现路由转发、会话管理、移动性管理，完成分组数据的发送和接收；网关支持节点完成移动网、外部数据网之间的信息分装和路由，交互各个设备的路由信息；HLR可以提供用户签约信息存放空间，为用户提供新业务支持，增强鉴权功能；操作维护中心可以完成故障管理、性能管理、配置管理、安全管理和计费管理，实现综合业务集中通信。

3移动通信核心网分层组网技术分析

3.1软交换技术分析

软交换技术是分层技术的核心，其可进行信息数据的传输，并对通信各项业务进行有效控制。软交换技术将其负责的各项业务进行分离，然后借助通信网络建立各项业务之间的联系，使各项业务独立运行的同时，还可在核心网中进行业务之间的切换，以保持移动通信功能的整体性。

3.1.1分层软交换系统结构分析

基于软交换技术构建了移动通信核心网的分层软交换系统。系统包含4个功能平面，每个功能平面对应着自身的各项功能。同时核心网为每个平面都配备了相应的设备，使整个系统有序运行，依据用户的需求提供相应的服务。第一层为业务平面层，由应用、AAA以及对策服务器组成，与软交换设备对接，进行业务各项操作的控制。第二层为控制平面层，处于软交换设备与核心分组网之间，是软交换系统结构中最为重要的一环。其运用软交换设备建立了业务平面与交换平面的连接，并通过交换平面接入媒体网关，为用户提供媒体服务。第三层是交换平面，处于核心分组网与接入平面之间，主要的功能是将控制平面发送的数据信息经过标准IP路由器，使其传输至目标地址。第四层为接入平面，包括了各个网关、接入设备以及智能终端，用户使用智能终端发送数据信息，经过移动通信的核心网与业务平面相连接，进而将数据信息传送至目标地点。采用软交换技术将整个通信网络进行分层，可以保持呼叫与业务之间的独立。

3.1.2移动交换服务器分析

基于以上分析可以看出，软交换系统的核心是控制平面，因此下文主要对控制平面的运行原理进行介绍。控制平面中应用了移动交换服务器MSC-SERVER，主要负责移动通信的综合业务。MSC-SERVER根据呼叫的信息对通信网络中的业务进行综合控制，主要包括业务传送、业务接入以及业务分离，使用标准协议与软交换系统中的其他平面进行信息数据的传输。MSC-SERVER的功能主要包括以下5个方面。一是可进行地址转换，将电话号码映射传递给服务器DPC；二是自动管理和控制系统的开关机呼叫转移和定位；三是安全保密，其运用了用户认证算法，需检验用户的身份信息；四是呼叫控制，MSC-SERVER自动建立呼叫连接并维持连接，当用户中断呼叫后，MSC-SERVER会自动进行释放；五是协议处理，软交换系统是一个开放的环境，并且采用了多种协议，通过标准协议的转换后，由系统中的服务器进行集中管控。

3.2信令网技术分析

移动通信业务种类逐渐增多，使得接入平面承担过大的接入压力，对移动通信核心网的数据交互规模提出了更高的要求。基于此，需要不断提高当下接入平面的功能性，尤其是对接入技术不断升级与改进，以满足大量用户不同的接入要求。移动通信核心网以往使用的是TDM链路，在其实际运行过程中一旦用户规模激增，会使信令传输受到阻碍，因此目前使用的是改进升级后的信令网技术，即IP信令网技术。将IP作为数据信息的承载渠道，可以进行呼叫与业务信息的高效率传递。以NO.7信令网为例，其使用的是SIG-TRAN协议栈，被划分为3个协议层。第一层为NO.7信令适配层，其是基于以往NO.7的改进，保留了原有的信令高层，并支持原语（由若干条指令组成的程序段）；第二层为通用信令传送协议层，主要是保证信令传送的安全性；第三层为标准IP传送协议层，可封装IP数据，然后以信令的形式传送数据。

结束语

当下，采用分层技术已经成为推动移动通信网络发展的关键，特别是软交换技术的应用能将3G/4G网络资源综合起来，利用分层技术实现网络质量的突破。同时，分层组网技术已经在5G移动通信网络中得到了广泛应用。软交换作为分层技术的重要手段，在各个移动业务服务商中得到了普及，能够有效解决移动通信网络中的信息传输瓶颈问题，进而推动移动网络通信质量的提升。

参考文献：

[1]吕翔.基于QoS策略的软交换网络体系结构的研究[J].科技经济导刊,2019（3）.

[2]胡涵蕴.5G移动通信网络构架与关键技术要点分析[J].中国新通信,2019（6）.

[3]林利军.5G移动通信网络架构与关键技术要点探讨[J].网络安全技术与应用,2019（11）.