4G作为第四代移动通信技术，有着无法比拟的优越性，它能够快速传输语音、文本、视频和图像信息，能够满足几乎所有用户对于无线服务的要求，国际电信联盟对于4G系统的标準为符合100 Mbit/s数据传输速度的系统，当之无愧的被称为机器之间的高速对话。LTE（Long Term Evolution）主要研究3GPP无线接入网的长期演进技术，升级版的LTE Advanced将最终满足国际电信联盟对4G系统的要求，SAE（System Architecture Evolution）则是研究核心网的长期演进，它定义了一个全IP的分组核心网EPC（Evolved Packet Core），该系统的特点为仅有分组域而无电路域、基于全IP结构、控制与承载分离且网路结构扁平化，其中主要包含MME、SGW、PGW、PCRF等网元。其中SGW和PGW常常合设并被称为SAE-GW。
基本介绍
- 中文名：4G核心网路
- 外文名：EPC
- 领域：信息科学
- 套用学科：移动通信网路
- 关键字：4G、核心网、LTE网路结构
组成
EPC主要由MME、SGW、PGW、PCRF等网元构成。其中：
MME：Mobility Management Entity，原3G网路中SGSN网元的控制面功能；
SGW：Serving Gateway，原3G网路中SGSN网元的用户面功能，有时也写为S-GW；
PGW：PDN Gateway，原3G网路中GGSN网元的功能，有时也写为P-GW；
PCRF：Policy and Charging Rules Function，完成对用户数据报文的策略和计费控制。
历史
标準引入背景与无线技术演进相适应。2004年12月，3GPP在希腊雅典会议启动了面向全IP的分组域核心网的演进项目SAE(System Architecture Evolution)，并在WI阶段更新为EPC(Evolved Packet Core)。
特点
EPC网路可以支持3GPP和非3GPP（如Wi-Fi、WiMAX等）多种接入方式，是支持异构网路的融合架构。在此架构下，简讯、语音等传统的电路域业务将藉助VoLTE模式进行承载，也可以採用CSFB（Circuit Switched Fallback，电路域回落）的方案使用原有的电路域完成语音业务。综上所述，EPC网路是4G移动通信网路的核心网。它属于核心网範畴，具备用户签约数据存储，移动性管理和数据交换等行动网路的传统能力，并能够给用户提供超高速的上网体验。概括来说，EPC具备如下特点：
1 核心网趋同化，交换功能路由化；
2 业务平面与控制平面完全分离；
3 网元数目最小化，协定层次最最佳化；
4 网路扁平化，全IP化。
相关区别
VoIP
上面我们提到多个通讯行业的国际标準化组织，他们这幺多年做的大量工作，就是为了让4G这个纯IP网路化的移动通讯网路，能让语音在共享的数据网路上（PS，即包交换），能象从前在独占的语音网路上（CS，即电路交换）跑的一样遛，他们想到了VoIP。
VoIP里面有许多标準，Skype是私有的，H323是通讯行业的标準，SIP是IETF也就是网际网路组织定的，为什幺通讯行业定未来下一个几十年的标準时，不是从他们自己的H323上面发展，而是选网际网路行业标準组织IETF提出的SIP标準呢？大家都笑而不语……
但网际网路的原则是开放，还有一个就是免费，所以SIP在脱离于通讯行业标準约束时，非常自由，对于不同供应商提供的SIP服务之间的结算啊、费用啊之类的没有通讯行业那幺细——说白了，就是SIP提供的许多服务都是免费的，要想收费不太好下手，由此，3GPP等等一众通讯行业的标準化组织，在SIP基础上，提出了IMS，到此，我们标题里说的SIP、VoIP、VoLTE、IMS这些名词全部出场了。
VoIP解释起来简单，就是Voice on IP，语音跑在IP网路上，就是VoIP，这是一个比较上层的统称的名词，那幺同样的VoLTE也只是说语音跑在LTE网路上——LTE就是指的4G的两个标準，TD-LTE、FDD-LTE——需要注意的是，TD-LTE和TD-SCDMA没有任何关係，其它的我就不多说了。
LTE全称是Long Time Evolution，从名字上就知道，4G这个东西提出的很匆忙，许多东西还没定好就被运营商急着要上线。
IMS
而IMS这个东西就要複杂的多了，虽然SIP很好理解，大家暗地里可能也用了好多年的VoIP，对SIP也很熟悉了，它本质上就是一个伺服器，放账号，大家注册上去就能打电话，很简单吧，但要收费呢，VoIP一般也只提供了便宜的网路电话，按时长或者包月收费，没有增值服务——这对于移动通讯运营商来说可是不能忍受的。 来电显示为什幺不能收费？为什幺彩铃不能收费？为什幺留言不能收费？为什幺为什幺？
所以，IMS乾的第一件是，就是加入了一个HSS子服务（Home Subscriber Server），这个是什幺东西呢？SIP虽然也分为注册伺服器Register Server、呼叫代理伺服器Proxy Server，但SIP的注册伺服器只是记录一下一个SIP账号的当前的IP位址数据、认证一下账号密码是不是正确；但IMS里的HSS就不简单了，他是在SIP的注册伺服器基础上，增加了一个很明显的运营商特徵——业务订购资料库，也就是在移动开手机卡时，那一堆附加增值服务，好了，你在这里可以看到来电显示业务、呼叫等待业务、彩铃业务……，的开关——也意味着收费的计费点；
因为VoIP很简单，一般是企业内部用，或者小规模的虚拟运营商在有限的几台伺服器上提供服务，所以VoIP的SIP软体、SIP电话机网关就可以直接通过IP位址和账号就能注册上去，然后呼叫在多台伺服器上互相路由就可以完成呼叫的目的了，这些伺服器，一般就是SIP Proxy Server，涉及到和固定电话、手机号码互通时，会有FXO网关，E1网关等负责转换，这里不多说了。
而IMS作为运营商的方案，动辄上亿用户规模，而且又分为各省市地分公司，当然，还有一个不得不提的，漫游——IP还区分漫游？VoIP不是宣传不区分本地长途，没有漫游的概念幺？是的，但IMS认为这样不行，所以，他要加入漫游的概念……
SIP
IMS的核心是SIP，所以类似SIP Proxy Server这幺重要的核心组件，IMS是不会少的，IMS里称它为Call Session Control Function，即CSCF，并且又把它分成了多个子系统，其中代理CSCF（P-CSCF）从用户终端角度看，基本就是SIP里的Proxy Server了（但其实不是，下述），负责直接与IMS的终端（类似SIP的软电话、硬体电话等等，但同样的，也扩展了不少东西，这里跳过不述）；P-CSCF直接与终端互动，可能会把SIP进行压缩或者加密，然后就交给查询CSCF（I-CSCF），I-CSCF会查询HSS数据，来对用户名和密码进行认证，当然，他也从HSS里查询你是否欠费了，开通或关闭了某些业务，以及你是从哪个P-CSCF来的，用来判断你是不是漫游。
整个呼叫过程中，P-CSCF是不做複杂工作的，P-CSCF只负责接收SIP讯息，它相当于是对外联络点，然后SIP讯息会到达I-CSCF，I-CSCF是运营商的核心网路——就是运营商内部网路的入口，他会根据HSS查找到用户是属于哪个地区的，会对应分配一个空闲的为该地区服务的服务CSCF（S-CSCF），一直到了这里，S-CSCF才是真正的VoIP里Proxy Server的角色，S-CSCF完成用户注册认证和呼叫的路由处理，以及电话业务的触发（IMS称为AS，另外独立成一个子系统，下述）。
所以如果综合来分析，P-CSCF和I-CSCF只是起到一个边界安全防护SBC伺服器和负载平衡、伺服器分流这一类功能，真正处理SIP注册和呼叫的原先VoIP里标準逻辑的组件，是S-CSCF，从物理上看，P-CSCF可能是全国或省一级中心统一的伺服器集群，配合更多的I-CSCF伺服器分布在主干核心网上做分流，背靠一个大的HSS伺服器群，将不同市县的用户分配到各地的S-CSCF上进行实际的处理，并且S-CSCF会更多地与当地的通讯机房里原有的2G、3G发生交流，也就是媒体网关（MGW），负责把新的走4G的手机终端和旧的3G、2G以及固定电话之类的对接起来，保持兼容（也就是PS、CS域的互通）。
所以，一个最最精简的IMS系统，它的核心组件是包含HSS、CSCF（P、I、S）即可，即把VoIP SIP的核心Register和Proxy Server进行按运营需求的发展。
MGW
MGW，其实就是市面上大量被使用的VoIP的模拟网关，数字中继网关，而已……当然，运营商对稳定性要求需要更高一些，并且需要额外的集中管理和控制能力。