在電信運(yùn)營商CT向IT戰(zhàn)略轉(zhuǎn)型，大力推進(jìn)網(wǎng)絡(luò)能力開放，積極發(fā)展蜂窩物聯(lián)網(wǎng)的背景下，面向第三方應(yīng)用的業(yè)務(wù)及場景日益增多，這將會(huì)對(duì)核心網(wǎng)提出更高的能力要求。3GPP R13定義了能力開放架構(gòu)，引入業(yè)務(wù)能力開放網(wǎng)元SCEF（Service Capibility Exposure Function，網(wǎng)絡(luò)能力開放功能），并定義了SCEF相關(guān)的網(wǎng)元接口以安全開放網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)能力，SCEF可實(shí)現(xiàn)的主要功能為將核心網(wǎng)網(wǎng)元能力開放給各類業(yè)務(wù)應(yīng)用，通過協(xié)議封裝及轉(zhuǎn)換實(shí)現(xiàn)與合作/自有平臺(tái)對(duì)接，SCEF的應(yīng)用使網(wǎng)絡(luò)具備了多樣化的運(yùn)營服務(wù)能力。

1.SCEF引入需求分析

傳統(tǒng)電信網(wǎng)絡(luò)雖然語音、數(shù)據(jù)等基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)能力強(qiáng)大，但核心網(wǎng)的豎井式架構(gòu)導(dǎo)致了業(yè)務(wù)與能力緊耦合，各網(wǎng)元對(duì)網(wǎng)絡(luò)能力的封裝形成了資源孤島，極大地限制了業(yè)務(wù)創(chuàng)新空間，已無法適應(yīng)互聯(lián)網(wǎng)+時(shí)代開放、共享、合作模式的多樣化業(yè)務(wù)創(chuàng)新需求。因此運(yùn)營商網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)型需求迫切，可通過引入3GPP定義的能力開放架構(gòu)，運(yùn)營商通過SCEF網(wǎng)元開放接口、屏蔽底層實(shí)現(xiàn)，將蘊(yùn)含在網(wǎng)絡(luò)和系統(tǒng)中的核心能力提供給上層使用，由應(yīng)用向用戶提供靈活豐富的業(yè)務(wù)模式。

核心網(wǎng)通過引入SCEF可滿足多場景、多類型業(yè)務(wù)應(yīng)用的需求。

（1）管道能力差異化應(yīng)用需求。可充分挖掘現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)能力價(jià)值，例如管道能力是電信網(wǎng)絡(luò)的核心競爭力，若能通過SCEF能力開放接口面向游戲/視頻類應(yīng)用打開QoS（Quality of Service，服務(wù)質(zhì)量）管控等能力，為不同用戶提供多樣化、差異化管道服務(wù)，可進(jìn)一步將運(yùn)營商網(wǎng)絡(luò)資源價(jià)值最大化。

（2）網(wǎng)絡(luò)適配物聯(lián)網(wǎng)終端的靈活、快速響應(yīng)需求。物聯(lián)網(wǎng)終端類型繁多，不同應(yīng)用的通信屬性差異較大，比如有些業(yè)務(wù)場景需要網(wǎng)絡(luò)參數(shù)按需實(shí)時(shí)調(diào)整配置時(shí)，若采用修改HSS等網(wǎng)元配置信息的方式，會(huì)存在網(wǎng)絡(luò)配置工作量大、需求響應(yīng)周期長、影響網(wǎng)絡(luò)安全等問題。而采用打開SCEF能力開放接口的方式，實(shí)現(xiàn)配置參數(shù)下發(fā)，將第三方平臺(tái)用戶屬性或配置需求信息實(shí)時(shí)更新至網(wǎng)絡(luò)側(cè)，可滿足靈活、快速、高效配置網(wǎng)絡(luò)屬性的需求。

（3）面向5G微服務(wù)化需求。5G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)采用切片化提供網(wǎng)絡(luò)能力，以適應(yīng)多類型業(yè)務(wù)多場景化通信需求，業(yè)務(wù)可編排網(wǎng)絡(luò)可自動(dòng)部署的演進(jìn)趨勢(shì)更需要網(wǎng)絡(luò)能力可開放可共享。因此SCEF網(wǎng)元功能將變得尤為重要，各類控制面網(wǎng)元可通過SCEF來實(shí)現(xiàn)信息可交互、可共享、可配置、可編排，以滿足5G多樣化業(yè)務(wù)需求

2.SCEF網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)及開放的能力

3GPP R13定義的能力開放架構(gòu)如圖1所示，通過各類接口可開放的網(wǎng)絡(luò)能力主要包括：通信信息獲取、位置信息獲取、通信服務(wù)開通信息獲取、網(wǎng)絡(luò)設(shè)置信息獲取等。SCEF的引入使得能力開放網(wǎng)絡(luò)配置簡單、高效。通過對(duì)單個(gè)網(wǎng)元SCEF進(jìn)行配置，即可實(shí)現(xiàn)核心網(wǎng)多網(wǎng)元各種能力的開放，而不需要在每個(gè)核心網(wǎng)網(wǎng)元中新增能力開放模塊；同時(shí)，引入SCEF網(wǎng)元對(duì)接各種業(yè)務(wù)需求的合作/自有平臺(tái)，可自動(dòng)將平臺(tái)需求參數(shù)通過SCEF自動(dòng)下發(fā)至核心網(wǎng)網(wǎng)元，避免了網(wǎng)絡(luò)維護(hù)人員工作量的增加以及人為配置可能出現(xiàn)差錯(cuò)的風(fēng)險(xiǎn)，可確保網(wǎng)絡(luò)配置的正確率及網(wǎng)絡(luò)安全，提高網(wǎng)絡(luò)運(yùn)維效率。

圖1    3GPP R13 SCEF網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)圖

基于SCEF網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)定義，可開放的網(wǎng)元能力及應(yīng)用主要包括下面幾點(diǎn)。

（1）對(duì)PCRF的能力實(shí)現(xiàn)開放

面向用戶多樣化數(shù)據(jù)速率承載的需求，運(yùn)營商可將SCEF與流量經(jīng)營PCRF（Policy and Charging Rules Function，策略與計(jì)費(fèi)規(guī)則功能網(wǎng)元）網(wǎng)元之間的Rx接口進(jìn)行能力開放，例如可將PCRF自有能力：PCC加速、QoS資源申請(qǐng)、修改、釋放等功能開放給業(yè)務(wù)平臺(tái)，以實(shí)現(xiàn)管道能力實(shí)時(shí)敏捷適配用戶多樣化需求。

（2）對(duì)HSS/MME實(shí)現(xiàn)能力開放

隨著物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)的高速發(fā)展，其終端多樣化、需求個(gè)性化將會(huì)對(duì)核心網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)提出更多能力要求。一方面是網(wǎng)絡(luò)側(cè)信息獲取需求，通過SCEF可將網(wǎng)絡(luò)側(cè)HSS/MME（Home Subscriber Server/ Mobility Management Entity，歸屬用戶服務(wù)器/移動(dòng)性管理實(shí)體）中存儲(chǔ)的用戶位置信息、網(wǎng)絡(luò)配置、業(yè)務(wù)/服務(wù)開通信息等網(wǎng)絡(luò)側(cè)信息提供給第三方/自有應(yīng)用平臺(tái)，可為用戶提供多樣化信息服務(wù)。另一方面需要將第三方平臺(tái)用戶個(gè)性化屬性或配置信息下發(fā)至網(wǎng)絡(luò)側(cè)，以實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)參數(shù)按需靈活自動(dòng)配置。