物联网发展对移动核心网的需求40773161623.docx

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1、Evaluation Warning: The document was created with Spire.Doc for .NET.物联网发展对移动核心网的需求近年来，MM2M和物物联网成为为运营商关关注的热点点，基于MM2M和物物联网的各各种应用为为运营商带带来了新的的利润增长长。本文重重点分析了了M2M和和物联网对对运营商网网络尤其是是核心网的的影响和需需求，包括括设备管理理、网络负负荷、计费费等方面。 MM2M和物联联网（IOOT）应用用正逐渐崛崛起 MM2M是Maachinne too Macchinee的简称，专专指机器与与机器间通通信的业务务类型。物物联网（IIOT：IInt

2、errnet of TThinggs）则是是指M2MM在广域网网、特别是是移动运营营商网络中中的应用，即即以移动网网络运营商商的无线网网络为平台台，采用多多种传输方方式（CDDMA/GGSM/SSMS等），通通过特种行行业终端，服服务于行业业用户机器器到机器的的无线数据据传输业务务。 MM2M/IOOT业务具具有潜在的的市场，地地理分布广广泛，可以以部署在任任何网络可可达的位置置，取代高高成本的有有人值守，实实现真正意意义上的无无人值守，对对于电力、水水利、采油油、采矿、环环保、气象象、烟草、金金融等行业业的信息采采集意义巨巨大，有巨巨大的市场场价值。 对对于广泛分分布的M22M终端，采采用无

3、线网网络进行通通信是优选选方案之一一，现有的的一些行业业应用，如如远程抄表表、水位监监控等，都都是采用GGPRS网网络传输传传感器采集集的数据信信息。随着着M2M应用的的发展，对对无线网络络存在着迫迫切的需求求。 MM2M广阔的的应用领域域 MM2M/IOOT应用范范围广阔，可可应用与智智能交通、远远程医疗、监监控、智能能电网、环环境检测、智智能家居等等多种场景景，如图11所示。图1 MM2M/IIOT的应应用领域 以以智能交通通为例，一一个典型的的智能交通通系统由GGPS/GGLONAASS卫星星定位系统统、移动车车载终端、无无线网络和和ITS控控制中心组组成(见图图2)。图2 MM2M/I

4、IOT的智智能交通应应用 车车载终端通通过GPSS模块接收收导航卫星星网络的测测距信息，将将车辆的经经度、纬度度、速度、时时间等信息息传给微控控制器；通通过视频图图像设备采采集车辆状状态信息；微控制器器通过GPPRS模块块与ITSS控制中心心进行双向向的信息交交互，完成成车辆监控控等功能。 目目前M2MM应用市场场正进入快快速增长期期，据Sttrateegy AAnalyyticss预测：移移动M2MM市场规模模在20114年将超超过5700亿美元，这这是一个极极具潜力的的新兴市场场，是无线线通信行业业应用的一一个蓝海。 MM2M/IOOT发展状状况 自自从20002年在美美国首次商商用以来，

5、MM2M便以星星火燎原之之势在全球球迅速蔓延延。在国外外，Verrizonn、AT&T、Teelenoor、NTTT doocomoo等纷纷推推出了M22M和IOOT应用。在在国内，在在工业化和和信息化融融合以及寻寻求市场新新增点的双双重驱动下下，中国移移动、中国国电信等运运营商这几几年也开始始了排兵布布阵。最近近，中国政政府将M22M和IOOT相关产产业正式纳纳入国家信信息产业科科技发展十十一五规划划及20220 年中中长期规划划纲要十一一五规划重重点扶持项项目。M22M和IOOT产业将将为社会民民生带来的的深远影响响已经得到到了政府的的高度重视视。 MM2M/IOOT对移动动核心网的的影响

6、 设设备标识资资源 现现在H2HH终端采用用IMEII、IMSSI、MSSISDNN、IPvv4地址作作为设备标标识的资源源，以IMMSI为例例，IMSSI号码为为15位，由由3位MCCC国家码码、3位MMNC网络络标识码、99位设备标标识码组成成。其资源源对于H22H终端应应该是足够够的，全球球的手机用用户包括各各类软终端端目前还远远不到100亿用户。但但如果资源源与M2MM终端共用用，就非常常紧张。据据预测，MM2M终端在在未来将是是H2H终终端的5到到10倍，如如此庞大的的数量采用用现有的资资源肯定是是远远不够够的。 MMTC（MMachiine TType Commmuniccatio

7、on，机器器类型通信信）设备标标识应能唯唯一标识一一个M2MM终端，可可采用IMMSI、MMSISDDN、IPP adddr、IMMPU/IIMPI等等。随着MM2M应用日日益广泛，设设备标识资资源短缺问问题必将日日益突出，国国际各标准准组织如IITU、33GPP也也在积极寻寻求解决方方案，设备备标识资源源不足的问问题对核心心网的影响响需要引起起足够的关关注。 核核心网络负负荷 当当大量终端端比较集中中地接入网网络时，对对无线、核核心网都将将构成比较较大的负荷荷，拥塞难难免会发生生，也会增增加人与人人之间通信信的故障率率。 核核心网络负负荷包括控控制面负荷荷与媒体面面负荷，可可以想象，当当大规

8、模的的M2M设备同同时接入到到核心网，同同时发送数数据到M22M应用平平台，核心心网会遭受受非常大的的负荷冲击击。一方面面，核心网网的移动性性管理网元元需要同时时处理终端端的接入控控制，频繁繁进行附着着、激活、业业务请求、创创建承载等等信令交互互，会造成成控制面负负荷过载的的发生。同同时，当数数据交互同同时发生时时，大量的的M2M终端通通过核心网网的媒体网网关与同一一个远程服服务器进行行数据通信信，这就可可能造成媒媒体网关数数据拥塞，特特别是媒体体网关到远远程服务器器的IP通通道会造成成数据阻塞塞，引起媒媒体面负荷荷过载的发发生。 举举例来说，当当长江水位位上涨到警警戒水位时时，大量水水位监控

9、器器会向长江江防洪指挥挥中心的远远程服务器器发送监控控数据，部部分检测点点可能还会会上传实时时图像，这这类突发的的接入与数数据传输是是M2M应用的的特点之一一，这对核核心网的信信令面与媒媒体面的负负荷冲击是是瞬间的，对对核心网通通信的可靠靠性及健壮壮性造成相相当的影响响，需要从从技术层面面规避这种种瞬间负荷荷对网络的的冲击。 目目前标准组组织也提出出了一些方方案，如采采用随机数数接入机制制，采用定定时接入机机制，对组组内最大负负荷进行限限制等方法法等来减小小瞬间负荷荷对核心网网的冲击。 核核心网络安安全 随随着M2MM终端的日日益增多，MM2M终端通通信安全问问题也引起起各运营商商的重视。对对

10、于MTCC系统优化化的通信安安全性应不不低于非MMTC通信信的安全性性，如端到到端连接安安全、组认认证安全等等。M2MM通信安全全是多方面面的，有终终端接入鉴鉴权安全、端端到端通信信安全、数数据安全等等多方面。在在终端接入入鉴权安全全方面，需需要防止MM2M终端接接入认证信信息被恶意意盗用，如如H2H终终端盗用MM2M终端的的USIMM接入到核核心网，影影响与远程程MTC服服务器的数数据通信安安全。 端端到端通信信链路安全全方面，现现有的机制制很多，如如采用类似似VPN的的机制建立立IPseec隧道等等方式。在在归属域，MM2M终端与与MTC服服务器之间间的端到端端安全通过过归属网络络信任域进

11、进行保证，但但当M2MM终端漫游游到其他运运营商的网网络时，MM2M终端与与MTC服服务器通过过运营商网网络的非信信任域进行行通信，端端到端安全全无法保证证，需要制制定相应的的安全机制制。 终终端管理和和计费 MMTC上下下文中的标标识需要扩扩展，网络络同时还需需要识别MM2M设备组组的标识。可可采用OMMA DMM的机制对对M2M终端进进行远程管管理，远程程更新软件件，配置MM2M终端的的初始化参参数等。MMTC计费费需要进行行优化，避避免大规模模M2M终端进进行数据通通信产生的的CDR对对网络的冲冲击。计费费可以考虑虑按组进行行计费，为为属于同一一组的M22M设备提提供更简单单的计费机机制

12、，或采采用某种策策略不生成成设备的计计费话单等等各类灵活活的计费方方式。 针针对M2MM终端多样样化的特点点，对M22M终端也也进行必要要的分类，并并针对不同同类型进行行优化。MM2M终端主主要类型可可分为低移移动性、低低数据量、监监控类、时时间控制类类、组管理理类等。对对于低移动动性与低数数据量类设设备，需要要提高网络络资源利用用率，降低低对设备的的移动性管管理；对于于监控类设设备，需要要网络对各各类监控时时间实现实实时监控，若若发现异常常事件需要要及时汇报报给用户及及管理后台台，同时对对设备进行行一定的网网络接入限限制措施；对于组管管理类，需需要进一步步优化组计计费、组管管理、组策策略等组

13、优优化方案。 其其他影响 MM2M不同的的应用对核核心网都有有特定的需需求，如在在测量监控控的应用中中，需要对对测量设备备进行实时时控制，在在现有网络络中因IPPv4地址址限制原因因，采用NNAT进行行内外网地地址转换，将将导致实时时控制的时时间延迟问问题。 一一些M2MM应用中，MM2M终端可可能安装在在无人值守守的区域，如如森林防火火、水位监监控、空气气质量检测测类终端，网网络需要为为这类终端端提供防盗盗检测，一一旦发现终终端异常移移动，网络络需要对这这类终端进进行必要的的限制，并并及时通知知到远程服服务器及用用户进行异异常处理。 对对于一个高高可用性的的场景，如如动物监控控，儿童走走失监

14、控、煤煤气监控、楼楼宇监控等等，需要终终端是低耗耗能设备，对对核心网而而言，可能能需要提供供低耗电移移动性控制制策略，如如延长Paagingg、TAUU时间等措措施，保证证M2M终端的的电池使用用时间持久久。 其其他场景还还有很多，如如核心网需需要提供对对特定区域域的寻呼等等。 中中兴通讯端端到端的物物联网解决决方案 中中兴通讯目目前可以提提供包括核核心网、MM2M终端和和M2M业务平平台的端到到端的物联联网解决方方案，如图图3所示，带带有M2MM模组的各各种M2MM终端接收收无线传感感网络信息息，通过移移动分组核核心网传递递到统一的的M2M业务平平台，M22M业务平平台再向不不同的用户户提供具体体的应用。所所有M2MM终端和MM2M业务平平台采用标标准的M22M通信协协议和设备备管理协议议。另外，中中兴通讯移移动核心网网基于高性性能的ETTCA（增增强的ATTCAT平平台）和高高性能路由由器平台实实现的SGGSN/GGGSN可可平滑升级级支持IPPv6，并并具备完善善的负荷缓缓冲和控制制机制，可可以满足海海量M2MM终端的接接入需求，支支持演进到到3GPPP定义的EEPC标准准M2M-MMME和M22M-HSSS接口，满满足运营商商可持续地地开展M22M/IOOT业务的的要求。图3 中中兴通讯端端到端的MM2M/IIOT解决决方案