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通信核心網技術論文
移動通信核心網技術發展迅猛，國內通信網絡從2G、3G到目前正在建設的4G-LTE，核心網技術也從電路交換發展到分組交換、軟交換、到IP包交換技術，為整個通信服務提供了越來越快的速度，越來越低的成本及客戶體驗。
核心網，原稱交換，是從人工通信時代傳承下來的名字，應用至模擬通信時代、數字通信2G時代、3G時代大量應用的電路交換。同時其他核心技術逐漸發展強大，如分組技術等，蠶食著移動通信的電路交換市場，到了LTE時代，IP技術和融合技術應用全面啟用，CS電路交換技術逐漸被擯棄，IP化逐漸代替了TDM交換技術。
1 電路交換技術
電路交換的英文全稱為：CircuitSwitch，簡稱為CS。從通信線路資源占用的劃分上，“交換”是按照空分和時分模式動態地分配傳輸資源，在通話過程中保持資源的獨占，在通話完成釋放相關資源。
以電路時序進行接續的交換方式是電路交換模式，從通信運營商發展開始，語音電話的實現就是從空時分電路交換方式開始的，使用固定電話呼叫對方前，取下電話話機進行號碼盤撥號，撥號后，電話機獲取全部電話號碼發送給交換機側，而交換側從獲得的號碼在本身數據庫中進行查找，得到通話的方向，并為雙方建立一條預獨占的時序作為電路連接，等整段話路都建立起來后，雙方正式占用，并開始通話。
通話完成，其中一方掛機，交換機則立刻把雙方的所占線路斷開，為新的通話釋放資源。因此，我們可以良好體驗電路交換所帶來的良好話音。
CS電路交換方式的主要特點是：①電路交換所占用的最小單位是時隙，每個用戶所使用的均為64K時隙電路;②面向有連接的物理電路，體現了實時的電路獨占性;③同步時分復用：以TDM時分復用為機制，通過空分與時分的交換方式進行連接。
CS電路交換的優點：通信數據鏈路獨占，傳輸可靠且穩定，數據不容易丟失，且保持原序列，缺點：電路利用率較低，長期占用造成浪費，資源共享率低。
2 分組交換與融合通信技術
由于電路交換技術的核心網技術設備容量受到硬件限制、擴容的空間非常有限造成節點數量較多、設備越來越老化、網絡維護的成本高，有些設備廠家因其技術落后不再提供設備維保等，在IP技術普及的今天，全球運營商逐漸啟動和普及了核心網的IP化戰略。
長期演進系統網絡逐漸普及之后，IP分組技術對移動互聯網的業務支撐及IP承載網絡的演進起到了重要的推動作用，分組域將大力應用于IP承載控制的功能和IP數據傳送功能，而電路域的份額將逐漸降低。
IP化與融合技術使移動通信網絡演進成為了EPS：EvolvedPacketSystem。核心網側的則為EPC，EPS系統包括無線接入網E-UTRAN和核心網EPC，而核心網的演進為：SAE：SystemArchitectureEvolution網絡架構系統演進。
長期演進系統網絡中的EPS系統是目前4G移動通信網絡演進的重要方向和普及方向。EPC核心網網絡的主要特征有：
�、俸诵木W全網絡IP分組化，到最后電路域只是作為話音網絡的備份存在。
�、诰W絡層次扁平化，減少了用戶面的節點數量，演進后取消了3G網絡中的RNC網元，核心網節點在本局模式下最少可減少到只有一個。
�、鄯⻊召|量機制QoS進一步得到了完善，能夠支持端到端的QoS質量保證，在PCC結構中加強了計費系統管理和QoS質量控制管理;
�、苤С指黝惤尤爰夹g，如與3GPP系統的互通，同時也能支持非3GPP網絡的接入，支持用戶在各種3GPP網絡和非3GPP網絡之間自由漫游和切換。
�、軮P分組可以實現各類實時的業務，如話音等，通過對實時業務的更好支持，極大的降低業務連接的時延，在IP網絡中實現最大速度的分組交換，實現實時業務，如語音呼叫等。
長期演進網絡的EPC網絡發展優勢，一是為了提高設備性能，提供更快速的用戶數據速率，時延得到有效降低，系統容量和覆蓋率提高，直接減少了運營商的運營成本;二是基于IP分組技術的網絡實現了移動性及靈活配置，可接入多種無線網絡;三是傳輸網絡的全面IP分組化，可使分組包在各層級網絡中無需進行各層的解封裝，數據損失率降低。
為了實現全網IP化網絡改造，對現有運營商的移動網絡核心網部分需要進行改造，從2G/3G/4G的核心融合，逐步過渡到全IP化，EPC的最終架構是取消了電路域，所有業務將在網絡中中通過各類無連接的方式無損的實現，最終實現支持E-UTRAN無線網的全IP的一個核心網。
3 IP分組化及核心網融合下的網絡結構
當移動通信網絡全部演進到IP化并實現融合通信的EPS架構之后，傳統網絡結構將受到顛覆性的演變，核心網將完成2G/3G/4G的融合通信，用一張核心網即可完成三代移動通信無線接入，實現最大的兼容網絡，在提供多樣服務的同時，建網的成本將更加低廉，網絡更加簡單，更加容易維護。
EPC核心網網絡演變后主要網元包括MME、SGW、PGW、HSS、PCRF、AF等，而無線則簡化為只有eNodeB單一結構。
MME：LTE接入下的控制層面網元，負責移動臺移動性管理等功能;SGSN：GPRS網絡的控制面網元，對PS域進行用戶移動性管理及會話管理;S-GW：EPC網絡媒體層接入服務網關，實現類似SGSN的功能;P-GW：EPC網絡邊界網關，提供承載控制、計費、地址分配及其他非3GPP接入等功能，實現類似GGSN的功能;
HSS：EPC網絡用戶數據庫管理網元，提供鑒權和簽約等功能，實現HLR類似功能;PCRF：策略控制服務器;AF：業務策略的提供點服務器;eNodeB：增強型無線基站，負責無線側接入和無線資源的管理，集成了原2G/3G基站和部分基站控制器的功能。
4 結語
通信技術發展迅速，為整個通信網絡建設提供了性能更好、利用率更高、網絡成本越低廉的建網和維護方式，從而降低消費者的使用成本，提升消費者對網絡的使用體驗，提高了性價比，運營方與消費方獲得了網絡使用的雙贏。
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