SDN驱动的云演进分组核心网:低信号负载与高度灵活性

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本文主要探讨了基于软件定义网络(Software-defined Networking, SDN)/OpenFlow技术的云演进分组核心网(CloudEvolved Packet Core, CEPC)架构。该创新设计旨在将服务网关( Serving Gateway, S-GW)和公共数据网关(Public Data Network Gateway, P-GW)的控制平面与数据平面完全分离,并将移动管理实体(Mobility Management Entity, MME)、S-GW-C和P-GW-C在LTE演进分组核心(Long-Term Evolution Evolved Packet Core, LTE/EPC)架构中的控制功能迁移至云端控制器。研究者张耀云、徐展和田志刚通过模拟CEPC架构下的初始接入过程以及传统LTE/EPC架构,发现云化CEPC架构在信号加载(paging signaling load)上表现更优,网络灵活性和可编程性也显著提高。 首先,引入部分指出,随着现代移动网络服务的扩展和互联网应用的日益增长,传统的LTE/EPC架构已经无法满足日益增长的需求。SDN作为一种新兴的网络设计理念,其优势在于通过集中控制和开放接口,实现网络资源的灵活管理和自动化配置,从而提升网络效率和可扩展性。 在CEPC架构中,关键创新包括: 1. **控制平面与数据平面分离**:传统的网络设备被解耦为独立的部分,控制层面集中在云控制器,处理策略和规则,而数据转发则由硬件执行,这有助于减少网络瓶颈,提高资源利用率。 2. **云计算支持**:MME、S-GW-C和P-GW-C的控制功能迁移到云端,实现了资源池化和弹性伸缩,降低了硬件成本和运维复杂度。 3. **信号加载优化**:通过模拟实验,云化CEPC架构在初始附着过程中显示出较低的信号负载,表明其在流量管理和用户连接建立方面的效率更高。 4. **灵活性与可编程性增强**:SDN和OpenFlow技术的应用使得网络可以根据业务需求快速调整,提供了更高的定制性和创新能力,这对于支持未来5G和物联网等新型业务场景至关重要。 基于SDN的云演进分组核心网架构是网络演进的重要里程碑,它不仅提高了网络性能,还为未来的网络设计和运营提供了强大的平台。随着技术的深入发展,这种架构有望进一步推动电信行业的数字化转型和创新。