自第一代行動通訊(1G)到第四代行動通訊(4G)的發展過程中，在無線接取網絡(RAN)技術上，自FDMA、TDMA、CDMA、到OFDMA，每一世代都明顯地被視為一項革命性技術；但是在核心網絡(Core Network)技術上，革命性就不那么顯著。大約只在3G世代歷經過一次從電路交換到分封交換的一次重大變革。

考慮全球運營商在之前的核心網絡技術上投入了龐大的資金，大幅改變會影響服務持續性及收益，因此在3G階段的核心網絡技術革命，還很貼心地允許兩種交換模式共存并行了一整個世代，也就是運營商可以自由選擇采用電路抑或分封交換的技術，直到4G世代才正式接軌到全IP化的分封交換核心網絡體系。

SDN/NFV為5G網絡革命關鍵

這個革命性進程的意義是，核心網絡毋須再使用昂貴且復雜的專屬軟硬件設備，只要采用一般通用目的服務器(通常是x86 Server)和IP路由器、以太網絡交換器即可組成，使得核心網絡部署更進一步降低成本，也減少了對單一解決方案提供商的依靠或被捆綁。也因此，產業界公認無線接取網絡每一代幾乎都是一場革命(Revolution)，而核心網絡技術被認定是不斷的演進(Evaluation)。

面對2020年以后人類間甚至萬物間信息聯網社會的無線行動通訊需求，第五代行動通訊(5G)被業界視為一項寄以厚望地革命性技術，在無線接取技術面上的革新理所當然，但是在核心網絡上的面向上，會不會有稱之為革命性的改進呢？5G行動通訊系統將是一個全方位服務多技術融合的網絡，通過ICT技術的演進和創新，來滿足未來包含廣泛數據和連接的各種業務的快速發展需要，最終滿足以客戶端為中心的無線聯網需求，其中一個重要關鍵就在于軟件定義網絡(Software-Defined Networking, SDN)以及搭配網絡功能虛擬化(Network-Function Virtualization, NFV)兩項技術的發展。

傳統4G電信核心網絡設計與挑戰

在進入正題之前，我們先回顧一下傳統電信核心網絡是如何運作的？以及它有什么缺點需要改進？

首先請參考圖1，這是已經全IP化傳統4G電信核心網絡運作架構及示意，它是一套封閉式網絡系統，傾向單一設備負責單一專屬功能，網絡拓撲類似大型數據中心網絡的設計，最上層是核心路由器(Core Router)層，中間為邊緣或接取交換器(Edge/Access Switch)層，下層是服務器數組(Server Farm)或儲存媒體網絡(Storage Network)，所有EPC的網絡組件(Network Enteritis)譬如管理用戶注冊和移動性的MME、紀錄用戶帳戶就是在這些服務器上運行。

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圖1 傳統上LTE EPC核心網絡運作在基于肥樹(Fat-Tree)的數據中心。

為避免單一節點或鏈路的損壞癱瘓整個網絡，因此采用肥樹(FAT Tree)為核心拓撲結構，這是一個兩層(2-Level)肥樹的示例，每任意網絡節點間都有四條路徑，真正在運作的網絡設計可能擴展到三層或四層結構，擁有更多的冗余備用路徑，以達到99.999%的高可用性(High Availability, HA)的可靠度要求。這個全封包(或稱全IP)網絡架構的首要設計目標，即為改善數據傳輸速率和網絡等待時間等性能，藉由將光纜或專線延伸到無線接取網絡來支持高速、大量的無線用戶接取服務。

先撇開專屬的電信機房的基礎設施和專線成本等造價不菲這件事，至少發現幾個問題。首先，考慮客戶的服務水平，必須展望未來中長期業務量需求，一次部署到位，否則未來的任何微小的設計變更就會造成服務暫停，進而減少收益和降低客戶滿意度。換言之即為缺乏部署彈性，網絡及運算資源調度困難甚至于無法調度的問題。以MME或S-GW為例，它必須接受成千上萬個用戶頻繁地注冊和高強度數據的轉送，一臺服務器可能無法負擔，因此勢必部署多臺，在它們前方還必須引進額外地服務器負載平衡(Server Load Balancer)主機用以平均分配用戶流量。

另一種極端的例子是管理QoS的PCRF，其天生被賦予的工作可能很「清閑」，專門為它準備一臺服務器又顯得有些浪費。實務上無可避免地會有設備損壞或升級需求；或是新興的應用服務導入，這些新興服務常需要與現行服務中網絡整合，愈多的軟硬件設備投資，復雜度高且整合測試耗時過長，需要大量的技術人力支撐，影響現有網絡的服務水平，難以實時推出這些新興服務，但支撐這些新興服務的專屬軟硬件設備生命周期卻又愈來愈短，這對傳統4G電信核心網絡都是一大挑戰。

再者是缺乏效率的問題，各網絡組件(服務器)間有著各類復雜的電信信令界面要頻繁地交互溝通，在前述架構中又引進了乒乓繞徑(Pinball Routing)的問題，若兩個欲溝通的組件同屬一臺邊緣交換器還好，但實務上可能分屬不同邊緣交換器，就必須借重核心路由器來轉送，整個數據路徑跳數(Hop-count)增加。

如前所述，當前電信網絡運營商面臨成本和收入之間的差距逐步增大，運營商面臨巨大的資金投入。傳統4G電信核心網絡的一次性資本支出成本(CAPEX)或日常維運管理成本(OPEX)都還有降低空間。再者，所有控制及服務流量都需要回到中心端機房集中管控，它的效能和服務質量也未臻完美，是否有解決方案可以響應這些挑戰？云端虛擬化技術搭配軟件定義網絡技術可能是一個選項。

SDN/NFV控制與數據分層優化架構

從整個產業發展趨勢看，3GPP標準制定進程已經步入真正意義的4G LTE-A (Release 13/14)世代，而云端虛擬化技術在IT業的日益成熟及成功又驅使行動網絡采用新的實現方式及新的商業模式，同時前十年迅速發展的諸多IT新技術也啟發了對移動網絡架構及業務部署的重新思考。

軟件定義網絡(SDN)的概念是讓軟件來控制網絡，充分開放網絡能力，是一種具有控制信令與用戶數據分離(C-U Split)、網絡功能集中控制、開放應用程序界面API這三大特征的新型網絡架構和網絡技術。通過引進SDN的概念，可以將封閉垂直一體的傳統電信網絡架構一舉轉為彈性化、開放、高度整合、服務導向及確保服務水平的分層架構。在引入SDN后，面臨的新挑戰是如何進行網絡功能重構，如何設計新增接口協議，進而基于SDN實現架構的優化以及端到端信令流程的優化。另一方面，大量的復雜控制機制集中到SDN控制器上運行，也降低了SDN交換器的采購、管理與替換等成本，連帶解決了被單一網通設備制造商綁定的問題。

與SDN部分概念相仿，網絡功能虛擬化(NFV)的理念之一也是在于解除特定軟硬件功能組件，被市場支配性廠商綁定的問題；其采用云端虛擬化為主的IT手段改造4G/5G核心網絡，采用泛用型伺服平臺(General Purpose Platform, GPP)構建電信基礎環境，GPP設備市場規模遠大于專用電信設備，單位計算性能價格比遠低于電信設備，并且成本下降和更新周期的幅度數倍于電信設備，這樣能夠以更低成本更快地引進新IT技術和新IT設備，維持硬設備性能優于競爭對手。

透過NFV，既有專用4G核心網絡的相關網絡設備的功能以軟件的方式虛擬化，并經由云端運算(Cloud Computing)相關技術，硬件資源虛擬化為多個VM(Virtual Machine)，利用云端計算的快速部署能力，使得各個EPC軟件網絡組件(Network Entity)容量配置調整周期從數周縮短到數分鐘，大幅提升EPC網絡組件部署和更新的敏捷性，并實現設備容量按需求(On Demand)動態彈性擴充，確保系統的可維護性，負載平衡機制提升系統服務水平，每個VM可以遷移和重生，在本地或異地相互熱備援，進一步確保網絡的高可靠性能。

EPC的相關軟件網絡組件硬件基礎資源及環境，可以由運營商向獨立軟件系統開發公司統一購置或局部客制化，新興網絡服務藉此可更快速、靈活與彈性的部署，服務部署時間大幅縮短，且大幅降低服務器硬件基礎設施建置與維運成本。如此一來，4G/5G網絡運營商和設備商的重點就能轉移到服務創新上，進一步為電信營運商創造更高的加值盈利服務收益營收。

由于NFV與SDN技術雙方的核心概念頗有相通之處，兩者具備互補整合之高度條件，因此目前4G核心網絡實現虛擬化的工作中，多將NFV與SDN相提并論，兩者間未來可能的發展出的協同運作模式亦值得探討。SDN負責Layer-4以下的網絡基礎設施暨低層網絡流量轉送的處理；而NFV則專責Layer-4以上的網絡上層應用服務設施彈性靈活的資源調度，兩者相輔相成，營造出未來高效優化的運營商整合服務平臺。

而SDN/NFV一旦崛起，勢必將沖擊既有電信網絡生態鏈。目前4G/5G核心網絡上最重要的功能除了EPC之外就是IMS，其虛擬化方案分別被稱為vEPC及vIMS，由于IMS功能相對單純的多，亦常常也將其視為vEPC的一部分看待。vEPC為近年已成為網絡通訊產業的熱門議題，有多家全球性大型營運商看好其發展潛力，已經共同成立NFV標準及推動組織，其主要目標在提供4G/5G核心網絡彈性與資源的有效利用。

vEPC趁勢崛起　促進4G/5G核心網絡有效利用

vEPC為近年網絡通訊產業的熱門議題，有多家全球性大型營運商看好其發展潛力，已經共同成立NFV標準及推動組織。目前最主要的組織由ETSI(European Telecommunication Standards Institute)轄下的一個專責ISG(Industry Specification Group)負責推動，其主要目標在提供4G/5G核心網絡彈性與資源的有效利用。

ETSI ISG NFV在2012年底由十三個全球具指標性營運商所發起，包含AT&T、BT、CenturyLink、China Mobile、Colt、DT、KDDI、NTT、Orange、Telecom Italia、Telefonica、Telstra、Verizon等主導，目有NFV ISG的成員已發展到超過數百家廠商暨個人會員參與，其中包括世界上主要的資通訊服務供貨商，以及來自電信業的代表和IT廠商。 NFV ISG的主要職能就是制定支持這些虛擬功能硬件和軟件基礎設施的要求和架構規范，以及發展網絡功能的指南。工作組的工作將視情況整合現有的虛擬化技術和標準，并與其他標準委員會正在開展的工作相配合，并將深化推動NFV相關技術的未來發展方向，以期建立全NFV化的電信運營商先導示范網絡為主。

ETSI提出的NFV-MANO(NFV Management and Orchestration)參考架構(圖2)，這個開放架構為分層模塊化設計，階層之間的通訊和接口采用產業標準協議，以確保模塊間的互操作性，這個平臺的開放和模塊化本質，促成了互操作性和更大的客戶選擇性，允許客戶針對特定的vEPC需求，選擇搭配適當的解決方案。

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圖2 基于數據信令分層優化的新式vEPC概念框架。

NFV-MANO分層管理三大核心系統：

1.基礎設施層(NFV Infrastructure, NFVI)：
將實體計算/儲存/網絡等資源通過虛擬化轉換為一個基礎設施資源池，以提供上層應用程序運行的虛擬化平臺。NFV-MANO參考模型中相對應的管理模塊為Virtualized Infrastructure Manager(VIM)，功能與角色就是目前OpenStack最適合扮演的云端管理機能，但OpenStack目前與NFV協同作業能力仍不夠成熟，需要大量的功能擴展來支持vEPC。

2.虛擬網絡功能層(Virtual Network Functions, VNF)：
為EPC核心網絡，只是每個原本實體化網絡組件都被映像為一個虛擬網絡組件，由NFVI來承載，并提供所需的虛擬化計算資源，VNF之間的接口依然采用傳統網絡定義的信令接口(3GPP)，大多數既有EPC網絡組件都可以不須修改直接在VM上運行。NFV-MANO參考模型中相對應的管理模塊為VNF Manager(VNFM)，負責各VM的開啟與關閉，當資源不足或過剩時并可加入(Add)或移除(Drop)相應的運算資源。

3.營運支持管理層(OSS)：
為目前的OSS/BSS系統，提供管理層協作能力，并須要為虛擬化及商業/服務模式進行必要的修改和調整，以應付更多樣化的5G業務需求，如網絡切分(Network Slicing)、加值服務鏈(Value-added Service Chain)等。NFV-MANO參考模型中相對應的管理模塊為NFV Orchestrator(NFVO)，負責各高層次的營運管理流程，如服務網絡和NFVI資源的關聯和映像，與新興服務部署的排程、關聯和映射等。

圖2左下部，原SGW/PGW的用戶平面功能(即SGW-u及PGW-u)，以SDN OpenFlow規則組(RuleSet)的形式被部署在SDN Switch上運行，原有EPC接口如S5、S8等根本上消失了，80%以上的用戶數據流量可由SDN Switch直接轉送，提升Layer-3以下封包轉送效率，降低延遲、提高QoS；甚至進一步可以將部分Layer-4的封包前置處理動作，如EPC中重要的GTPv2穿隧協議(Tunneling/Detunneling)、控制層協議的識別和分類(Control-Plane Signaling Indicating & Classificating)，甚至封包表頭的進階置換功能如電信等級網絡地址轉換(CG-NAT)等。剩余不到20%的控制信令流量，在EPC中通常以SCTP協議的形式封裝，SDN Switch中的規則可以輕易在IP表頭中識別出來，并轉送給默認的相應EPC網絡組件處理即可。如此SDN架構大幅減少乒乓繞徑現象，實現網絡流量本地卸除，在最短路徑沿路上轉送過程中順帶完成EPC L2~L4加值功能，達成低延遲、QoS、SLA等服務需求。

圖2左上部，藉助NFV，大多的EPC網絡組件都已經被虛擬化，原MME/HSS之功能，以VM型式在云端虛擬化平臺運行，此架構不再有實體上的MME/HSS等EPC網絡組件存在，原有EPC接口如S6a、S11等，可以直接在云端虛擬化平臺的虛擬網卡間，透過網絡虛擬化功能如往常般運行，若業者想追求更高效能，亦可考慮將這類接口改以VM間通訊VMCI(Virtual Machine Communication Interface)型式改寫，預期可進一步優化信令交換的效能。

vEPC運轉效能和服務質量

目前諸多被提出的5G新興應用服務都需要極高的移動數據傳輸速率，而且對于傳輸延遲或延遲抖動等QoS性能非常敏感，對于UE經由RAN透過EPC最后到達應用領域(Application Field, AF)的端對端(End-to-End)延遲的要求極高。為此，未來的5G行動通訊系統就應該具有盡可能高的服務質量，特別是傳輸速率和即低延遲的特性上，以適用未來的各種新樣態4G/5G行動通訊應用場景。

將EPC核心網絡上云端，當三年前有人提到這項概念時，大概會被同業引為笑談，原因就在于電信產業的收益，高度倚靠高強建性、高可靠性的專屬電信網絡基礎設施，而云端聯想到因特網這些名詞，給人不太可靠的刻板印象。時至今日，當電信產業過半的收益來自于因特網接取時，EPC核心網絡上云端就不一定是個笑話了，為提供用戶更順暢的接取體驗，傳統上客戶端手機(UE)經由基站(eNB)再透過Backhaul接入后端機房的EPC，信令經過MME、數據經過S-GW/P-GW等設施后，最后經由SGi接口接回網絡(Internet)。

這一段漫長的旅途其實是相當沒有效率的，因此，有業者靈機一動，干脆把eNB后面直接拉個SGi接口可以直接接入Internet，省卻后頭一大堆繞路的動作。這種概念在3GPP規范中已經搭配小基站(Smell-cell/Femto-cell)的運作被提出了：本地IP存取(Local IP Access, LIPA)與選擇IP流量卸除(Selected IP Traffic Offload, SIPTO)技術為，其概念上就好像有個簡化的核心網功能被往前推進到跟基站部署在一起，稱之為輕核網(EPC Lite)。

目前已知5G網絡有一個高用戶密集度接取的需求，這類需求往往被產業聯想到云端無線電接取網絡(C-RAN)的概念上。以一臺x86服務器當作Baseband Unit(BBU)，可控制多臺功能大幅簡化的無線頭端Remote Radio Heads(RRHs)，非常適合小基站的部署情境需求，而這臺擔任BBU角色的一般用途服務器，正好也承擔了運行輕核網功能的責任，使得高密度小基站的部署暨維運成本進一步降低，而用戶的經驗質量反而進一步提高。

對后端核心網而言，選擇租用一因特網數據中心或稱之為云端數據中心的云端服務來運作，可行性的就變得相對提升了，因為無線接取網絡(基站端)和核網間的信令交互和數據流量都變得沒有那么重負載(Heavy Loading)，頂多在用戶注冊登入網或移動時，有小量信令交握，因此中間接續的專線或暗光纖(Dark Fiber)重要性就不若以往，改以印象中較「不可靠」的因特網接取鏈路就無可厚非了。

另一方面，一旦用戶移動超過原本基地臺的覆蓋范圍，就必須進行如前所述的復雜換手程序，倘若這些繁復的流程不再需要回到EPC，而可以在兩個基地臺間快速的完成溝通，僅需在換手成功后將必要的信息在事后對EPC回報即可，那么換手的速度就可以加快，一定程度改善了5G網絡在高速移動方面的性能。圖3左半部說明了vEPC在運作效能和服務質量上可能的貢獻。

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圖3 vEPC在效能、服務質量、高效能暨高可靠性之運作示例。

vEPC可靠性與高可用性

目前3GPP標準組織研議中的諸多5G新型態之服務模式，所須處理的高密度、大量通訊聯結等問題，都在在顯示出5G核心網絡需要能夠承受之系統容量與穩定度不可同日而語。在這方面，云端虛擬化的優勢也就順勢發揮出來，在NFVI層次提供冗余保護，不再倚靠實體模塊；云端虛擬化資源的抽象屬性使得其上運行的VNF不會由于某個實體服務器或網絡連接出錯而產生服務中斷。

譬如說，EPC關鍵組件如MME的虛擬機(VM)可以運行多份副本，其間以云端的熱備援(Hot Standby)技術互為N+1備援，一旦主要的VM出錯，備用的VM在幾分之一秒內就可以接手，用戶完全感覺不到EPC的服務曾經短暫中斷過。如果擔心多個VM運行在單一數據中心內還是有「雞蛋放在同一個籃子」的隱憂，反正數據中心的服務價格低廉，業者可以再租用一個備用的數據中心運行備用虛擬核心網功能，一旦主要的虛擬數據中心(VDC)出錯，備用的VDC也可以在幾秒內完成異地備援的功能，對用戶服務持續性不至于有太大的沖擊。圖3右半部，這些熱備援能力無論是在本地還是異地，皆是云端虛擬化技術的基本功夫，毋需太大的建置成本投入即可達成設計目標。

特別值得一提的是，這類技術在3GPP建議中，RAN和EPC間最好能搭配群播(Multicast)、任意播(Anycast)這類先進IP遞送技術才能進一步地優化，但是目前以IPv4為基礎的Internet主干，尚無法有效提供這類的遞送服務，而解決方案早已經推動一陣子了，就是大家耳熟能詳的IPv6技術，目前Internet全面IPv6化的部署時程仍舊落后，這是因特網運營商們有待加速推動的問題，我們也期待vEPC的風潮也許能對IPv6的普及化起到拉抬的效果。

vEPC連接性、可服務性與部署彈性

為了支持新興的服務模式與大量增加的性能要求，5G研究提出一些必要的關鍵網絡特性，如部署大量的小型基地臺(Small-cell)，期望增進其系統用戶容量與單位用戶密度，并支持大規模高達數十億個感測節點的資料收集和轉送，以滿足無線物聯網(Machine Type Communication, MTC)的大數據與巨量需求。這些需求勢必加重EPC網絡的在系統規模及延展性能上的負擔，由于這些要素都涉及大規模的基礎設施建置成本，不是單一家行動通訊運營商能夠獨立負擔的，因此共同打造、分享網絡資源，譬如網絡業務分離或機房、基站共構等構想，是公認較為可行的辦法。

在未來的5G行動網絡中，MTC預期將成為一項重要的應用。為了滲透到更多行業的MTC服務中，5G行動通訊系統應具備更強的靈活性與適應性，以適應巨量的終端設備連接(Massive Connection)與多樣化的用戶需求。為此，5G的MTC服務須按照一定政策將用戶流量分群(譬如同屬一個業者或應用服務、具有同樣的QoS或SLA等級、有較重的相互通訊需求、在鄰接地理區域、有相仿的流量行為特征等)，歸屬到同一個虛擬區域網(VLAN)內。

透過EPC中PCRF組件做為政策決策點(Policy Decision Points, PDP)，形成前述QoS政策，夠過OpenStack經由SDN控制器轉換為SDN的Ruleset部署到每一臺SDN交換器，做為政策執行點(Policy Enforcement Points, PEP)，以賦予不同VLAN所需要的QoS等級，vEPC可以為每一運營商運行獨立的VM Instance，除了保障各運營商的業務私密性外，并可依不同的服務等級隔離各方的流量；除此之外，不同的服務模式(如MTC/UDN等)也可以依同樣概念予以分流，以滿足傳統行動通訊網絡中，完全不具備此類EPC基礎設施共構服務提供能力的需求。

擁有了這類網絡流量調度的能力，未來運營商可以根據業務需求可彈性增加和控制虛擬設備及加值服務，毋須像目前一樣新增、改變每個服務都要相應改變其網絡組態等基礎設置，新興應用服務的開發周期將可大幅縮短。

圖4下半部說明了這種加值服務鏈(Value-Added Service Chain)的運作釋例，用戶UE1經由VLAN1提供CG-NAT服務，UE1的流量將被引導至提供服務的SDN交換器上，以預先部署之CG-NAT RuleSet完成NAT轉換動作。用戶UE2很不幸地是一位被檢調機關列管的刑事案件嫌疑犯，系統必須在客戶本人不知情的狀況下，提供DPI(深度封包檢測)或LEA(合法監聽)服務，經由VLAN2將UE2的流量引導至提供服務的SDN交換器上，以預先部署之Port Mirror RuleSet將封包復制到DPI/LEA VM服務器上，完成深度封包檢測或合法監聽紀錄程序，而正常的用戶數據傳輸路徑不受影響。用戶UE3訂購了防火墻(FW)加值服務，經由VLAN3，其流量被轉送至FW的VM，完成防火墻封包過濾動作后，再轉送回數據流正確路徑上。

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圖4 vEPC在連接性、可服務性與部署彈性之運作示例。

vEPC高度擴展性與持續運轉中可維護能力

電信產業的基礎設施是要求高度擴展性的，需要提供的數據容量越來越大、更復雜且需要更多數據的運算能力和互聯設備數量也隨之越來越多，而且用戶要求的服務等級也變得越來越嚴格。

云端虛擬化對于上層運行的應用程序來說是一種理論上無限資源的概念，vEPC可根據需要增加或減少資源使用，在任何時候都僅使用正確大小的資源，達到高效利用整體資源的目的，而4G/5G運營商們希望利用云端的這種特性來減少OPEX支出。在NFVI除了提供冗余保護機能外的另一面向，就是使得虛擬資源和VNF能動態地被管理，包括VM的添加和移除，確保了運行的每個vEPC功能都能夠一直保持正確的配置和運行環境。
但是不幸地，前述動態資源調度的美好概念，在既有應用程序不改寫的前提下，其實是受限于單一服務器的整體資源。考慮電信產業的NFV規模早已超越單一實體服務器，并無法適應5G的vEPC所需的巨型規模。電信業需要的是匯集若干實體服務器的整體資源，提供一可擴展的NFVI空間，在運行的NFV不受影響的前提下，底層的NFVI資源可以動態增加或減少，這在目前還是遙不可及的夢想。因此，vEPC在設計上就要進行額外地信令交握處理，才得以滿足擴展性甚至可維護性的需求。

圖5顯示，一旦單一MME所需的VM資源需求，已經超越一臺實體服務器所能提供的全部資源時，這時勢必要在另外一臺實體服務器上創建第二套以上的MME VM案例，形成一個MME池(Pool)，才能有效地承受更大的業務量，至于登入網的客戶端究竟要對哪一套MME副本注冊，就需要服務器負載平衡(Server Load Balancing, SLB)機制介入了。

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圖5 vEPC在高度擴展性與可維護能力之運作示例。

傳統網絡架構必需有一套負載平衡服務器，主持對后方MME Pool中各個MME網絡流量的平均分配，這又構成了流量瓶頸或單點失誤的可能性。所幸SDN的強項即在此處，SLB功能此時幻化為一虛擬功能，在S1-MME接口上進行從簡單地輪詢(Round-Robin)到更復雜的高階SLB RuleSet，完成入口信令對MME Pool的分配工作。

但是任務并未結束，由于對MME1注冊的用戶和注冊在MME2的用戶之間，會有相互尋找對方的需要，3GPP R10規范中已經考慮到這個需求，創建了S10接口主其事，已完成在MME Pool內部交換并同步用戶注冊信息的任務；在這個場景中，一旦有某臺實體服務器發生硬件錯誤警示時，vEPC高層管理功能必須先將對其上層MME VM注冊的用戶進行MME換手(MME Handoff)的動作，透過S10接口的協調將其平均遷移到其他的MME VM上，此時管理人員就可將此MME VM連同損壞的實體服務器一起移除(Drop)。此時剩余的MME VM的負擔會加重，可能需要調度一臺正常的實體服務器加入(Add)Server Pool，創建新的MME VM后，再透過MME Handoff程序將用戶移回，重新達到各MME VM的負擔平衡狀態。

考慮SGW也有類似的需求，注意SGW-u的網絡組件已經被虛擬化成為SDN的RuleSet了，類似SGW Handoff的動作也可以在MME的指揮下完成，將歸屬于某臺SGW的用戶遷入或遷出，以滿足當網絡交換能量不足時添加、或網絡設備損壞時替換SDN Switch的可行方法。

押寶vEPC市場　人才培育為首要任務

在數據流量大幅成長、延遲敏感度應用快速發展、聯網人口與裝置數量及空間密集度大幅增加，以及創新加值應用快速發展等5G等級需求趨勢下，SDN搭配NFV的特質勢必會讓電信產業的運作帶來結構性的改變，并沖擊現有的電信網通設備制造、電信系統整合(前兩者可合稱為電信解決方案提供產業)，以及電信運營等產業生態。

在電信解決方案提供產業領域，現階段諸多廠商為搶占市場話題性，先期將產品推出市場，其他族繁不及備載的實力派網通大廠有如過江之鯽，近兩年多來，可以說每一家都在積極布局vEPC市場，大家都摩拳擦掌，企圖在5G這關鍵一役中，將傳統4G的既有市場主導廠商如ALU、Ericsson、Nokia及華為等趕下寡占市場的寶座，當然這些廠商也不會坐以待斃。在未來1?2年內，預計隨時有新的5G vEPC的產品暨解決方案推陳出新。

在運營商方面，原本復雜的電信核心網絡系統采用新的vEPC軟件架構重新建構后，對內管理與對外應用服務的推動，其技術門坎仍需要時間研究克服與調整，所幸云端虛擬化和網通專業的人才市場活絡，相對于市場偏小的電信核心網絡工程暨維運管理人才，顯得供給充裕。業者在引入vEPC后，面臨的新挑戰是如何實現多個實體網絡組件功能面的合并與重整，進而實現網絡架構的優化并由此而帶來的信令流程的優化；至于電信網絡營運支持管理和新興服務類的工作負擔預期只會簡化，這一點和傳統架構的電信核心網絡需求取向大異其趣。

vEPC還在持續演進中，目前還沒有專家敢斷言它未來會呈現何種樣貌，可以確定的是它被公認將在2020年前掀起下一波電信網絡產業新革命。它所帶動的服務器、SDN交換器、云端虛擬化軟件、電信加值應用服務等產業鏈，一向都是***資通訊產業界的強項，相信嗅覺敏銳的國內廠商早已開始前瞻布局，但路程上仍有諸多挑戰及發展瓶頸尚待克服。

舉例來說，vEPC發展過程中所需要高能計算平臺、IP網絡、4G/5G接取技術、電信核心網絡、云端虛擬化、營運支持與管理、創新應用服務等跨領域的vEPC系統架構師角色，由于傳統上前述各單一領域就已經「幅員廣大」，單一領域內的研發工程人才很難有跨領域的歷練，會是我國以代工為主軸的人才市場中，預期會非常短缺的高層次系統人才，而這類人才早需在二十年前即必須開始在多樣化業界間歷練培養，不是學校可以培訓的出來，當然也不是廠商現階段砸錢就可輕易搶得到手的。這項人才因素，將是我國資通訊產業在vEPC這一役中，能否掌握市場成功契機的關鍵。

作者：賈文康 資策會智通所并擔任5G vEPC計劃主持人