探究M2M移動通信網絡架構（多篇）

. 國際標準組織提出的M2M網絡架構 篇一

國際標準組織如ITU、ETSI和3GPP等分別從不同角度提出了M2M的網絡架構[4]。

根據ITU-T發佈的定義，物聯網體系架構主要可劃分為三個層面：感知層、網絡層和應用層。如圖1所示，該架構基本達成業界共識，但是其體系架構過於抽象屬於概念模型，在轉化為技術實現的過程中還需要細化。

在ITU-T物聯網體系架構的基礎上，ETSI提出了一種可看作邏輯模型的M2M應用頂層架構[5]。如圖2所示，ETSI把M2M體系架構劃分為M2M設備及網關和M2M網絡兩個大域。M2M設備及網關域包括M2M設備、M2M網關和M2M局域網，可以基於現有的各類標準實現；M2M網絡域則包括廣域網和M2M應用系統。

相較於ITU的概念模型，ETSI的邏輯模型側重於M2M服務能力層，通過對服務能力和接口的定義來實現屏蔽網絡細節的M2M應用、M2M服務能力及網絡三者之間的相互調用，可供在研究平台和網關設備功能及接口時參考。

在ETSI的體系架構基礎上，3GPP也提出了一種支持MTC應用的通信架構。如圖3所示，涉及到的實體包括MTC終端、承載網絡、MTC服務器和MTC應用。其中，MTC服務器是MTC業務的管理平台；MTC應用負責業務邏輯的實現。承載M2M通信的移動網絡包括GPRS、EPC以及短消息和IMS網絡。

3GPP提出的MTC通信架構側重於M2M網絡層，對M2M網絡中各通信網元的功能和接口進行了定義，其適用於研究MTC業務的管理平台以及M2M核心網絡的功能和接口時參考。

以上標準組織雖然都提出了M2M的網絡體系架構，但是有其侷限性。ITU和ETSI的架構過於框架性，對於實際的網絡部署沒有較好的指導意義；3GPP雖然對於網絡網元功能增強有一定的研究，但是由於目前部署的H2H網絡大多處於R7或R8版本，而MTC網絡體系的研究是在R10以上版本的網絡基礎上進行的。因此，在現有網絡中按照標準來部署MTC網絡還為時尚早，需要研究一種網絡架構既具有在現有網絡基礎上投資和部署的可行性，又能滿足現階段MTC業務★★應用的需求。

. 引言 篇二

物物通信(M2M，Machine to Machine)是一種涉及一個或多個實體的不需要人為干預的數據通信，也稱為機器類型通信(MTC，Machine-Type Communication)。隨着M2M業務的快速發展，基於移動通信網絡的MTC正日益成為一種主要的移動通信方式，但是傳統移動通信網絡畢竟是面向人人通信(H2H，Hu-man to human)業務設計的，適應H2H的業務需求，卻不能滿足M2M業務需求。具體來説，MTC和傳統人人通信的不同之處包括以下方面[1]：

(1)基於MTC通信的應用場景比H2H通信的場景豐富很多，而且具有差異性。根據功能特性劃分大致可歸納為位置感知和共享、環境信息感知、遠程控制與執行、數據收集發佈、視頻監控、近場通信等。這些應用的差異化一方面表現為功能上的多樣性；另一方面也體現在應用特徵以及對網絡的需求上的差異化。

(2)數據通信為主，包括小流量數據包、視頻流等。

(3)要求MTC通信成本比H2H更低。由於M2M業務是在H2H業務之後發展起來的，最小化成本是M2M業務生存的重要考慮。不同的應用因其重要性不同，對通信的要求也是不同的，需要結合事件發生的可能性和需要付出的通信等綜合成本來考慮進行成本的最小化。

(4)M2M終端數目巨大，需要更靈活和有策略的終端管理。潛在的海量M2M終端接入通信網絡，而且M2M終端無論是從傳輸特性、QoS要求和移動性，還是從終端的分佈密度方面，都與H2H終端有很大不同。

(5)以小數據量傳輸為主。

如果繼續使用傳統移動通信系統來進行MTC通信，其系統的效率、成本和適用性都無法達到最優。因此，在考慮M2M業務特徵的同時減少對H2H業務的影響，從而設計MTC專用的通信系統，是當前物物通信不斷髮展背景下的一個重要課題。

. 結語 篇三

M2M業務的多樣性、差異化以及M2M業務表現出來的傳統電信業務所不具有的各種特點，都對現網架構和網元設備產生了很大影響。本文在研究M2M業務特徵及其對現網的影響和國際標準組織提出的網絡體系架構的基礎上，提出了在現有移動通信網絡上部署具有可行性，又能一定程度上滿足MTC業務應用需求的網絡架構。

運營商發展M2M業務的基礎與發展移動通信是一致的，在專用的M2M網絡架構中，必須長遠規劃網絡資源，根據業務發展實施網絡優化和數據分流，加強平台建設，完善網絡覆蓋，加大網絡容量，從根本上滿足M2M業務需求，同時又不影響當前的人人通信業務，提高用户體驗。

. M2M業務對現網架構的影響 篇四

從對現網架構的影響來説，M2M業務可以分為兩類：A類是現有網絡不能滿足需要網絡優化的業務，這類業務需要過載控制功能來避免網絡過載，以及針對客户的業務需求提供差別化的服務；B類是對於現有網絡影響較小的業務，這類業務是對時效性要求不高的MTC業務，而且這些業務和現在的移動網絡業務有類似的需求。從整體來説，M2M業務中大部分是A類業務，以下分析的是A類業務對現網架構的影響[3]。

M2M業務的多樣性、差異化，網絡的多種接入方式，M2M終端的海量性、差異化，以及M2M業務表現出來的傳統電信業務所不具有的各種特點，都對現網架構和網元設備產生了很大影響，其直接後果是現網的核心網元如HLR/PCRF/GGSN的能力已經不能滿足M2M業務所帶來的信令、流量衝擊和業務控制需求，主要體現在以下方面：

(1)由於物聯網業務的特殊性，可能會產生瞬時大量的信令，會對無線網絡的關鍵信令控制設備(STP/HLR/PCRF)造成影響而導致全網的癱瘓。因此，一方面要大規模提高相關信令控制設備的容量或設備的信令處理能力；另一方面需要進行差異化、分優先級的接入控制；此外，關鍵信令控制和處理設備要具備一定的設備過載保護機制以及高容災、高流控能力，避免關鍵網元的過載，從而有效提升整網的可靠性。

(2)由於物聯網業務的特殊性，其接入方式的多樣性，涉及行業及用户和設備的多樣性、海量性，因此需要對用户數據管理HLR網元進行相應增強，包括其數據庫的可擴展性和靈活性，除了標準的用户簽約信息，還有設備序列號、設備驅動程序信息、位置信息和配額信息等運營商、M2M客户私有字段等；對多種接入類型的支持，可對由不同接入類型(2G/3G/LTE)接入網絡的設備進行鑑權；對用户標識和尋址的靈活動態支持，支持一卡多號或一號多卡；支持對終端設備基本狀態的查詢，能通過網絡側下發終端“甦醒”請求，發現設備被盜時能夠立刻鎖死等。

(3)由於物聯網業務的特殊性及多樣性、羣組性，因此有必要對業務進行區分，包括業務分類分級、QoS分級、用户分組、設備分組，從而進行流量管理和業務管理，根據忙閒時、地理位置等各種特性採取不同的接入和傳輸處理策略等。此外，在現網PCC架構中疊加物聯網策略控制，因其特殊性，PCRF(Policy and Charging Rules Function，策略與計費規則功能)進行策略控制時需先判斷是個人用户還是物聯網用户，而且物聯網數據的瞬時爆發性會影響現網PCC架構，所以有必要設置專用的物聯網M2M PCRF。

總之，需要對相關網元進行能力的增強和升級，可以改造現有相關網元，也可以設置M2M的專用網元疊加在現有H2H網絡上來解決相應問題。

. 3G網絡階段的M2M網絡架構 篇五

在現有的3G網絡階段，為解決發展M2M業務面臨的網絡運營和網絡資源問題，運營商可以通過採用物理上隔離的網絡來單獨承載機器通信業務，在初期可以通過核心網中專設的網元實現業務的隔離，在後期演進也可以延伸到採用專用的接入網實現物聯網業務的接入隔離。此外，物聯網管理平台也是物聯網解決方案中必不可少的組成部分。物聯網管理平台與物聯網獨立網元配合，在物聯網業務發展的初期階段主要實現物聯網獨立碼號集中管理和物聯網業務有效管控等功能。隨着物聯網的發展，平台的功能也會逐步支撐更多資源管控與更多的業務流程，並開放更多資源及能力。可以根據M2M業務的特性，實現基於位置、時間段、接入類型的QoS控制和相應的計費策略；還可以根據用户的屬性及行為進行相應的分組，實行基於羣組的流量統計、事件分發和策略執行等，這體現在核心網中PCRF/SPR/M2MSP的功能實現。綜上所述，在3G發展階段，M2M網絡架構的特徵具體體現在以下四個方面：