1、.：.；物聯(lián)網(wǎng)開展對(duì)挪動(dòng)中心網(wǎng)的需求近年來，M2M和物聯(lián)網(wǎng)成為運(yùn)營(yíng)商關(guān)注的熱點(diǎn)，基于M2M和物聯(lián)網(wǎng)的各種運(yùn)用為運(yùn)營(yíng)商帶來了新的利潤(rùn)增長(zhǎng)。本文重點(diǎn)分析了M2M和物聯(lián)網(wǎng)對(duì)運(yùn)營(yíng)商網(wǎng)絡(luò)尤其是中心網(wǎng)的影響和需求，包括設(shè)備管理、網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷、計(jì)費(fèi)等方面。 M2M和物聯(lián)網(wǎng)IOT運(yùn)用正逐漸崛起 M2M是Machine to Machine的簡(jiǎn)稱，專指機(jī)器與機(jī)器間通訊的業(yè)務(wù)類型。物聯(lián)網(wǎng)IOT：Internet of Things那么是指M2M在廣域網(wǎng)、特別是挪動(dòng)運(yùn)營(yíng)商網(wǎng)絡(luò)中的運(yùn)用，即以挪動(dòng)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商的無線網(wǎng)絡(luò)為平臺(tái)，采用多種傳輸方式CDMA/GSM/SMS等，經(jīng)過特種行業(yè)終端，效力于行業(yè)用戶機(jī)器到機(jī)器的無線數(shù)據(jù)傳輸

2、業(yè)務(wù)。 M2M/IOT業(yè)務(wù)具有潛在的市場(chǎng)，地理分布廣泛，可以部署在任何網(wǎng)絡(luò)可達(dá)的位置，取代高本錢的有人值守，實(shí)現(xiàn)真正意義上的無人值守，對(duì)于電力、水利、采油、采礦、環(huán)保、氣候、煙草、金融等行業(yè)的信息采集意義宏大，有宏大的市場(chǎng)價(jià)值。 對(duì)于廣泛分布的M2M終端，采用無線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)展通訊是優(yōu)選方案之一，現(xiàn)有的一些行業(yè)運(yùn)用，如遠(yuǎn)程抄表、水位監(jiān)控等，都是采用GPRS網(wǎng)絡(luò)傳輸傳感器采集的數(shù)據(jù)信息。隨著M2M運(yùn)用的開展，對(duì)無線網(wǎng)絡(luò)存在著迫切的需求。 M2M寬廣的運(yùn)用領(lǐng)域 M2M/IOT運(yùn)用范圍寬廣，可運(yùn)用與智能交通、遠(yuǎn)程醫(yī)療、監(jiān)控、智能電網(wǎng)、環(huán)境檢測(cè)、智能家居等多種場(chǎng)景，如圖1所示。圖1 M2M/IOT的運(yùn)用領(lǐng)域

3、 以智能交通為例，一個(gè)典型的智能交通系統(tǒng)由GPS/GLONASS衛(wèi)星定位系統(tǒng)、挪動(dòng)車載終端、無線網(wǎng)絡(luò)和ITS控制中心組成(見圖2)。圖2 M2M/IOT的智能交通運(yùn)用 車載終端經(jīng)過GPS模塊接納導(dǎo)航衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)的測(cè)距信息，將車輛的經(jīng)度、緯度、速度、時(shí)間等信息傳給微控制器；經(jīng)過視頻圖像設(shè)備采集車輛形狀信息；微控制器經(jīng)過GPRS模塊與ITS控制中心進(jìn)展雙向的信息交互，完成車輛監(jiān)控等功能。 目前M2M運(yùn)用市場(chǎng)正進(jìn)入快速增長(zhǎng)期，據(jù)Strategy Analytics預(yù)測(cè)：挪動(dòng)M2M市場(chǎng)規(guī)模在2021年將超越570億美圓，這是一個(gè)極具潛力的新興市場(chǎng)，是無線通訊行業(yè)運(yùn)用的一個(gè)藍(lán)海。 M2M/IOT開展情況 自

4、從2002年在美國(guó)初次商用以來，M2M便以星火燎原之勢(shì)在全球迅速蔓延。在國(guó)外，Verizon、AT&T、Telenor、NTT docomo等紛紛推出了M2M和IOT運(yùn)用。在國(guó)內(nèi)，在工業(yè)化和信息化交融以及尋求市場(chǎng)新增點(diǎn)的雙重驅(qū)動(dòng)下，中國(guó)挪動(dòng)、中國(guó)電信等運(yùn)營(yíng)商這幾年也開場(chǎng)了排兵布陣。最近，中國(guó)政府將M2M和IOT相關(guān)產(chǎn)業(yè)正式納入國(guó)家重點(diǎn)扶持工程。M2M和IOT產(chǎn)業(yè)將為社會(huì)民生帶來的深遠(yuǎn)影響曾經(jīng)得到了政府的高度注重。 M2M/IOT對(duì)挪動(dòng)中心網(wǎng)的影響 設(shè)備標(biāo)識(shí)資源 如今H2H終端采用IMEI、IMSI、MSISDN、IPv4地址作為設(shè)備標(biāo)識(shí)的資源，以IMSI為例，IMSI號(hào)碼為15位，由3位MCC

5、國(guó)家碼、3位MNC網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識(shí)碼、9位設(shè)備標(biāo)識(shí)碼組成。其資源對(duì)于H2H終端應(yīng)該是足夠的，全球的手機(jī)用戶包括各類軟終端目前還遠(yuǎn)不到10億用戶。但假設(shè)資源與M2M終端共用，就非常緊張。據(jù)預(yù)測(cè)，M2M終端在未來將是H2H終端的5到10倍，如此龐大的數(shù)量采用現(xiàn)有的資源一定是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。 MTCMachine Type Communication，機(jī)器類型通訊設(shè)備標(biāo)識(shí)應(yīng)能獨(dú)一標(biāo)識(shí)一個(gè)M2M終端，可采用IMSI、MSISDN、IP addr、IMPU/IMPI等。隨著M2M運(yùn)用日益廣泛，設(shè)備標(biāo)識(shí)資源短缺問題必將日益突出，國(guó)際各規(guī)范組織如ITU、3GPP也在積極尋求處理方案，設(shè)備標(biāo)識(shí)資源缺乏的問題對(duì)中心網(wǎng)的影響

6、需求引起足夠的關(guān)注。 中心網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷 當(dāng)大量終端比較集中地接入網(wǎng)絡(luò)時(shí)，對(duì)無線、中心網(wǎng)都將構(gòu)成比較大的負(fù)荷，擁塞難免會(huì)發(fā)生，也會(huì)添加人與人之間通訊的缺點(diǎn)率。 中心網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷包括控制面負(fù)荷與媒面子負(fù)荷，可以想象，當(dāng)大規(guī)模的M2M設(shè)備同時(shí)接入到中心網(wǎng)，同時(shí)發(fā)送數(shù)據(jù)到M2M運(yùn)用平臺(tái)，中心網(wǎng)會(huì)蒙受非常大的負(fù)荷沖擊。一方面，中心網(wǎng)的挪動(dòng)性管理網(wǎng)元需求同時(shí)處置終端的接入控制，頻繁進(jìn)展附著、激活、業(yè)務(wù)懇求、創(chuàng)建承載等信令交互，會(huì)呵斥控制面負(fù)荷過載的發(fā)生。同時(shí)，當(dāng)數(shù)據(jù)交互同時(shí)發(fā)生時(shí)，大量的M2M終端經(jīng)過中心網(wǎng)的媒體網(wǎng)關(guān)與同一個(gè)遠(yuǎn)程效力器進(jìn)展數(shù)據(jù)通訊，這就能夠呵斥媒體網(wǎng)關(guān)數(shù)據(jù)擁塞，特別是媒體網(wǎng)關(guān)到遠(yuǎn)程效力器的IP通道

7、會(huì)呵斥數(shù)據(jù)阻塞，引起媒面子負(fù)荷過載的發(fā)生。 舉例來說，當(dāng)長(zhǎng)江水位上漲到警戒水位時(shí)，大量水位監(jiān)控器會(huì)向長(zhǎng)江防洪指揮中心的遠(yuǎn)程效力器發(fā)送監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)，部分檢測(cè)點(diǎn)能夠還會(huì)上傳實(shí)時(shí)圖像，這類突發(fā)的接入與數(shù)據(jù)傳輸是M2M運(yùn)用的特點(diǎn)之一，這對(duì)中心網(wǎng)的信令面與媒面子的負(fù)荷沖擊是瞬間的，對(duì)中心網(wǎng)通訊的可靠性及強(qiáng)壯性呵斥相當(dāng)?shù)挠绊?，需求從技術(shù)層面躲避這種瞬間負(fù)荷對(duì)網(wǎng)絡(luò)的沖擊。 目前規(guī)范組織也提出了一些方案，如采用隨機(jī)數(shù)接入機(jī)制，采用定時(shí)接入機(jī)制，對(duì)組內(nèi)最大負(fù)荷進(jìn)展限制等方法等來減小瞬間負(fù)荷對(duì)中心網(wǎng)的沖擊。 中心網(wǎng)絡(luò)平安 隨著M2M終端的日益增多，M2M終端通訊平安問題也引起各運(yùn)營(yíng)商的注重。對(duì)于MTC系統(tǒng)優(yōu)化的通訊平

8、安性應(yīng)不低于非MTC通訊的平安性，如端到端銜接平安、組認(rèn)證平安等。M2M通訊平安是多方面的，有終端接入鑒權(quán)平安、端到端通訊平安、數(shù)據(jù)平安等多方面。在終端接入鑒權(quán)平安方面，需求防止M2M終端接入認(rèn)證信息被惡意盜用，如H2H終端盜用M2M終端的USIM接入到中心網(wǎng)，影響與遠(yuǎn)程MTC效力器的數(shù)據(jù)通訊平安。 端到端通訊鏈路平安方面，現(xiàn)有的機(jī)制很多，如采用類似VPN的機(jī)制建立IPsec隧道等方式。在歸屬域，M2M終端與MTC效力器之間的端到端平安經(jīng)過歸屬網(wǎng)絡(luò)信任域進(jìn)展保證，但當(dāng)M2M終端遨游到其他運(yùn)營(yíng)商的網(wǎng)絡(luò)時(shí)，M2M終端與MTC效力器經(jīng)過運(yùn)營(yíng)商網(wǎng)絡(luò)的非信任域進(jìn)展通訊，端到端平安無法保證，需求制定相應(yīng)的

9、平安機(jī)制。 終端管理和計(jì)費(fèi) MTC上下文中的標(biāo)識(shí)需求擴(kuò)展，網(wǎng)絡(luò)同時(shí)還需求識(shí)別M2M設(shè)備組的標(biāo)識(shí)?？刹捎肙MA DM的機(jī)制對(duì)M2M終端進(jìn)展遠(yuǎn)程管理，遠(yuǎn)程更新軟件，配置M2M終端的初始化參數(shù)等。MTC計(jì)費(fèi)需求進(jìn)展優(yōu)化，防止大規(guī)模M2M終端進(jìn)展數(shù)據(jù)通訊產(chǎn)生的CDR對(duì)網(wǎng)絡(luò)的沖擊。計(jì)費(fèi)可以思索按組進(jìn)展計(jì)費(fèi)，為屬于同一組的M2M設(shè)備提供更簡(jiǎn)單的計(jì)費(fèi)機(jī)制，或采用某種戰(zhàn)略不生成設(shè)備的計(jì)費(fèi)話單等各類靈敏的計(jì)費(fèi)方式。 針對(duì)M2M終端多樣化的特點(diǎn)，對(duì)M2M終端也進(jìn)展必要的分類，并針對(duì)不同類型進(jìn)展優(yōu)化。M2M終端主要類型可分為低挪動(dòng)性、低數(shù)據(jù)量、監(jiān)控類、時(shí)間控制類、組管理類等。對(duì)于低挪動(dòng)性與低數(shù)據(jù)量類設(shè)備，需求提高網(wǎng)

10、絡(luò)資源利用率，降低對(duì)設(shè)備的挪動(dòng)性管理；對(duì)于監(jiān)控類設(shè)備，需求網(wǎng)絡(luò)對(duì)各類監(jiān)控時(shí)間實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)控，假設(shè)發(fā)現(xiàn)異常事件需求及時(shí)匯報(bào)給用戶及管理后臺(tái)，同時(shí)對(duì)設(shè)備進(jìn)展一定的網(wǎng)絡(luò)接入限制措施；對(duì)于組管理類，需求進(jìn)一步優(yōu)化組計(jì)費(fèi)、組管理、組戰(zhàn)略等組優(yōu)化方案。 其他影響 M2M不同的運(yùn)用對(duì)中心網(wǎng)都有特定的需求，如在丈量監(jiān)控的運(yùn)用中，需求對(duì)丈量設(shè)備進(jìn)展實(shí)時(shí)控制，在現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)中因IPv4地址限制緣由，采用NAT進(jìn)展內(nèi)外網(wǎng)地址轉(zhuǎn)換，將導(dǎo)致實(shí)時(shí)控制的時(shí)間延遲問題。 一些M2M運(yùn)用中，M2M終端能夠安裝在無人值守的區(qū)域，如森林防火、水位監(jiān)控、空氣質(zhì)量檢測(cè)類終端，網(wǎng)絡(luò)需求為這類終端提供防盜檢測(cè)，一旦發(fā)現(xiàn)終端異常挪動(dòng)，網(wǎng)絡(luò)需求對(duì)這

11、類終端進(jìn)展必要的限制，并及時(shí)通知到遠(yuǎn)程效力器及用戶進(jìn)展異常處置。 對(duì)于一個(gè)高可用性的場(chǎng)景，如動(dòng)物監(jiān)控，兒童走失監(jiān)控、煤氣監(jiān)控、樓宇監(jiān)控等，需求終端是低耗能設(shè)備，對(duì)中心網(wǎng)而言，能夠需求提供低耗電挪動(dòng)性控制戰(zhàn)略，如延伸Paging、TAU時(shí)間等措施，保證M2M終端的電池運(yùn)用時(shí)間耐久。 其他場(chǎng)景還有很多，如中心網(wǎng)需求提供對(duì)特定區(qū)域的尋呼等。 中興通訊端到端的物聯(lián)網(wǎng)處理方案 中興通訊目前可以提供包括中心網(wǎng)、M2M終端和M2M業(yè)務(wù)平臺(tái)的端到端的物聯(lián)網(wǎng)處理方案，如圖3所示，帶有M2M模組的各種M2M終端接納無線傳感網(wǎng)絡(luò)信息，經(jīng)過挪動(dòng)分組中心網(wǎng)傳送到一致的M2M業(yè)務(wù)平臺(tái)，M2M業(yè)務(wù)平臺(tái)再向不同的用戶提供詳細(xì)的運(yùn)用。一切M2M終端和M2M業(yè)務(wù)平臺(tái)采用規(guī)范的M2M通訊協(xié)議和設(shè)備管理協(xié)議。另外，中