📘 AI時代系列(4)：AI 驅動的電信網路規劃與設計 🌐
4/100 第一週：📌 電信網路基礎概論
4. 網路分層架構 🏗 —— 接入、傳輸、核心三層分工
🎯 單元導讀
電信網路的運作，就像一座龐大的智慧城市交通系統，必須有明確的分層與分工。
從「使用者端」到「雲端資料中心」，數據必須經過三個主要層級：
➡️ 接入網（Access Network）——用戶的第一哩路，負責訊號連線與接入；
➡️ 傳輸網（Transport Network）——高速骨幹通道，負責跨區域傳輸；
➡️ 核心網（Core Network）——系統中樞，負責智慧路由、流量控制與安全管理。
三者共同構成完整的通信生命線，確保全球用戶能穩定、快速、安全地存取網路服務。
🧠 一、接入網（Access Network）
接入網是所有用戶進入電信網的起點，屬於「最貼近終端」的一層。
- 主要功能： 連接用戶端設備（手機、電腦、IoT 裝置）與電信營運商網路。
- 技術範例： 光纖 FTTx、xDSL、Wi-Fi、4G/5G 基地台。
- 特性重點： 覆蓋範圍廣、用戶密度高、必須在成本與容量間取得平衡。
- 設計考量：
- 頻譜利用率與干擾控制（尤其在城市區域）。
- 室內外涵蓋與訊號穿透能力。
- 對 IoT 大量連線的支援（NB-IoT、eMTC 等技術）。 👉 **簡言之，接入網是使用者體驗的起點。**訊號好壞、延遲大小，全在這一層決定。
🧠 二、傳輸網（Transport Network）
傳輸網就像城市的高速公路系統，負責把大量資料從一個區域送往另一個區域。
- 主要功能： 連結接入網與核心網，提供高帶寬、低延遲的長距離傳輸。
- 技術範例： 光纖骨幹網（DWDM/WDM）、MPLS 網路、微波或衛星鏈路。
- 特性重點：
- 具備大容量與高可靠度。
- 採冗餘架構（Ring 或 Mesh）以防單點故障。
- 支援多協定與多服務整合（IP、以太網、同步傳輸）。
- 實際應用：
- 城際骨幹網、海底光纜、資料中心互聯（DCI）。 👉 傳輸網是網路的「動脈血管」，一旦骨幹光纖中斷，就可能導致全區域服務癱瘓。
🧠 三、核心網（Core Network）
核心網是整個電信網的「智慧大腦」，負責統籌與決策。
- 主要功能：
- 流量交換與路由控制。
- 認證（Authentication）、授權（Authorization）、計費（Accounting）管理。
- 流量優化與 QoS（Quality of Service）分級。
- 技術範例：
- 4G 的 EPC（Evolved Packet Core）
- 5G 的 SBA 架構（Service-Based Architecture）
- IMS（IP Multimedia Subsystem）與雲端數據中心。
- 特色與趨勢：
- 雲原生化（Cloud-Native）與虛擬化（NFV/SDN）。
- 引入 AI 運維（AIOps），自動監測、預測性修復。
- 支援動態網路切片（Network Slicing）與多接取融合。 👉 核心網是整個系統的「智慧指揮中心」，決定每筆數據該往哪裡走、如何走、誰要付費。
🔍 四、三層架構的協同運作
這三層不是彼此獨立，而是緊密協同的完整體系。
- 接入網： 提供網路入口，負責連線與訊號接入。
- 傳輸網： 提供高速通道，確保資料不壅塞。
- 核心網： 統籌與分配資源，管理流量、授權與安全。 當中任何一層出現瓶頸，整體服務品質（QoE）都會下降。 例如：接入訊號弱 → 傳輸再快也無用；骨幹中斷 → 用戶全斷線；核心出錯 → 所有服務停擺。
🧩 五、挑戰與反思任務
1️⃣ 為什麼說「接入網是用戶體驗的第一線」？
👉 因為所有終端連線都必須先通過接入層。訊號強度、基站佈局、頻寬分配直接影響上網速度、延遲與穩定度。
2️⃣ 如果傳輸網的骨幹光纖中斷，會發生什麼？
👉 傳輸網相當於「資訊高速公路」，中斷意味交通阻塞，大量資料無法跨區傳輸，造成延遲飆升與網路癱瘓。冗餘設計可減緩影響，但仍會有服務品質下降的風險。
3️⃣ 未來 6G 的核心網可能加入哪些新功能？
👉 將融合 AI 智慧決策、量子加密、全息通訊與全球衛星連接，實現「自我感知、自我修復、自我優化」的超智慧網路。
✅ 六、小結與啟示
• 接入網、傳輸網、核心網三層分工明確，如同「門口道路 → 高速公路 → 交通指揮中心」。
• 分層讓網路可規劃、可升級、可維護，降低複雜度並提高可擴展性。
• 未來 6G 時代，虛擬化、雲化與 AI 將使分層架構更加智慧協同，實現全域即時連結。
📌 一句話總結：
分層讓複雜的網路可控可管，協同則讓整個數位世界真正流動起來，開啟AI驅動的智慧通訊新紀元。
