4G核心网

本文来源：无线深海

顾名思义，核心网位于网络数据交换的中央，主要负责终端用户的移动性管理，会话管理和数据传输。

4G核心网主要包含MME，SGW，PGW，HSS这几个网元，下面简要介绍下这些网元的作用。

MME的全称是Mobility Management Entity，含义为移动性管理实体。

这是4G核心网中的核心网元，顾名思义，MME主要负责移动性管理和控制，包含用户的鉴权、寻呼、位置更新和切换等等。

总之，手机必须定期向MME报告自己的位置，如果想上网的话，也必须先到MME经过安检才行，而且，如果手机跑到其他基站下，也需要MME来协调切换的事宜。MME就是大内总管，掌控一切，统领全局。

SGW的全称叫Serving Gateway，含义为服务网关。它主要负责手机上下文会话的管理和数据包的路由和转发，相当于数据中转站。

PGW的全称叫Packet data network Gateway，含义为分组数据网络网关。它主要负责连接到外部网络，也就是说，如果手机要上互联网，必须要PDW点头，通过PDW转发才行。除此之外PDW还承担着手机的会话管理和承载控制，以及IP地址分配，计费支持等功能。

HSS的全称叫Home Subscriber Server，含义为归属用户服务器。它是一个中央数据库，包含与用户相关的信息和订阅相关的信息。其功能包括:移动性管理，呼叫和会话建立的支持，用户认证和访问授权。

然而，这样的架构却还有些不足，控制面和用户面并没有完全分开。如上所述，SGW和PGW不但要处理转发用户面数据，还要负责进行会话管理和承载控制等控制面功能，这种用户面和控制面交织的缺点导致了业务改动复杂，效率难以优化，部署运维难度大的问题。

于是，在2016年，3GPP对SGW/PGW进行了一次拆分，把这两个网元都进一步拆分为控制面（SGW-C和PGW-C）和用户面（SGW-U和PGW-U），称为CUPS架构（控制面用户面分离架构）。

控制面用户面分离还有另一个重要目的，那就是让网络用户面功能摆脱“中心化”的囚禁，使其既可灵活部署于核心网（中心数据中心），也可部署于接入网（边缘数据中心），最终实现可分布式部署。

按理说这样一来，控制面和用户面已经完全分开，各司其职，各自发挥所长就可以很好地协同工作了。可是5G，裹挟着万物互联的浪潮滚滚而来，一切网元都要思考自身是否能很好满足5G的三大场景需求。

CUPS架构再好，也是脱胎于4G核心网，而4G核心网仅仅是为手机高速上网诞生的，这只对应了5G的eMBB场景。此架构因为不够灵活，大量的网元和复杂接口无法支持多元化5G业务。面对多样化的5G业务场景，需要新的核心网网络架构呼之欲出。