探究M2M移動通信網(wǎng)絡架構(2)
(1)在無線接入側對Wi-Fi、2G、3G、無線傳感網(wǎng)絡等多種方式的整合,實現(xiàn)移動通信網(wǎng)絡對行業(yè)應用領域的廣覆蓋,構建面向行業(yè)的M2M移動網(wǎng)絡。
(2)在核心側構建M2M專用的HLR、GGSN、SMSC等網(wǎng)元,實現(xiàn)對M2M等物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務的集中運維和管理,并能夠實現(xiàn)與“現(xiàn)網(wǎng)”的有效隔離,有利于網(wǎng)絡的安全、穩(wěn)定、擴容及升級。
(3)在核心網(wǎng)中部署M2M專用的PCRF等策略控制網(wǎng)元,利用M2M業(yè)務的業(yè)務特性和用戶屬性,實現(xiàn)對網(wǎng)絡資源的高效利用和對業(yè)務服務的精細支撐。
(4)在核心網(wǎng)中搭建M2M業(yè)務支撐平臺,實現(xiàn)對業(yè)務和終端的統(tǒng)一管理。
在物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務發(fā)展的初期階段,考慮針對物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡通信需求,進行最小成本隔離:只新建核心網(wǎng)的關鍵節(jié)點,實現(xiàn)網(wǎng)絡支撐隔離。對于業(yè)務系統(tǒng),需要單獨建設物聯(lián)網(wǎng)平臺,實現(xiàn)業(yè)務承載隔離;對于接入網(wǎng)絡,則公用,不考慮單獨建設。如圖4所示,是一種在現(xiàn)網(wǎng)上疊加專用M2M核心網(wǎng)絡的架構。在該方案中,與現(xiàn)網(wǎng)共用無線和SGSN,新建物聯(lián)網(wǎng)專用的GGSN/DPI,通過APN選路將物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)路由到處理物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)的GGSN,新建物聯(lián)網(wǎng)專用的PCRF+SPR,完成對物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務的流量、安全、QoS控制,新建物聯(lián)網(wǎng)專用的HLR進行物聯(lián)網(wǎng)設備簽約信息、標識及安全管理。
3G階段的M2M網(wǎng)絡架構如圖5所示。
其中,主要網(wǎng)元的功能如下:
HLR:由于現(xiàn)網(wǎng)的HLR都是支持H2H的HLR,支持的能力和M2M的支持能力還是有所不同。HLR也有自己特殊的一些需求,包括:需要支持群組簽約數(shù)據(jù)能力;支持終端監(jiān)控(如位置監(jiān)控、IMEI監(jiān)控等)能力,支持某個時間段接入控制,支持擴展ID到MSISDN、IMSI的映射能力,支持終端特征簽約(如終端的低優(yōu)先級、是否為PS only等),供SGSN控制UE的行為;HLR要支持多profile的簽約,降低終端漫游時的資費,支持一卡多號和一號多卡的M2M業(yè)務。
GGSN:擴展的GGSN需要增強支持基于群組流量統(tǒng)計,基于流的計費信息、QoS策略執(zhí)行和基于群的事件上報等。
短消息中心:除了現(xiàn)有的短消息的功能外,需要支持短消息完成設備觸發(fā)的功能,支持在一號多卡的M2M業(yè)務中短消息的群發(fā)功能。
PCRF:支持群組的策略數(shù)據(jù)動態(tài)下發(fā)、更新和刪除,支持群組用戶的流量監(jiān)控。
SCP:完成M2M業(yè)務中的緊急呼叫等語音呼叫的計費,產(chǎn)生語音呼叫話單。
OCS:實時信用控制、預付費使用數(shù)據(jù)業(yè)務和增值業(yè)務實時計費。
M2MSP業(yè)務平臺:M2M平臺為集團客戶提供統(tǒng)一的M2M終端管理、終端設備鑒權。提供數(shù)據(jù)路由、監(jiān)控、用戶鑒權等管理功能;承載信息上報、參數(shù)配置、終端狀態(tài)檢測、終端注冊等業(yè)務功能的短信上下行通道;支持一卡多號和一號多卡的M2M業(yè)務,進行動態(tài)的號碼管理。在實際部署中,物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務支撐管理平臺按照功能劃分為總部平臺、省平臺兩個層面。
6. 結語
M2M業(yè)務的多樣性、差異化以及M2M業(yè)務表現(xiàn)出來的傳統(tǒng)電信業(yè)務所不具有的各種特點,都對現(xiàn)網(wǎng)架構和網(wǎng)元設備產(chǎn)生了很大影響。本文在研究M2M業(yè)務特征及其對現(xiàn)網(wǎng)的影響和國際標準組織提出的網(wǎng)絡體系架構的基礎上,提出了在現(xiàn)有移動通信網(wǎng)絡上部署具有可行性,又能一定程度上滿足MTC業(yè)務應用需求的網(wǎng)絡架構。
運營商發(fā)展M2M業(yè)務的基礎與發(fā)展移動通信是一致的,在專用的M2M網(wǎng)絡架構中,必須長遠規(guī)劃網(wǎng)絡資源,根據(jù)業(yè)務發(fā)展實施網(wǎng)絡優(yōu)化和數(shù)據(jù)分流,加強平臺建設,完善網(wǎng)絡覆蓋,加大網(wǎng)絡容量,從根本上滿足M2M業(yè)務需求,同時又不影響當前的人人通信業(yè)務,提高用戶體驗。