中国移动物联网技术体制编制说明.doc

QB-Z-050-2011 中国移动通信企业标准QB-Z-050-2011中国移动物联网技术体制 编制说明版本号：1.0.0中国移动通信集团公司 发布2011-12-30实施2011-12-30发布12目录1.编制目的12.业务说明12.1.业务开放的要求13.路由组织24.业务流程部分25.码号部分46.局数据设置47.设备要求68.数据同步与接口要求69.业务支撑系统、计费与结算要求710.网管、信令监测和非法主叫号码拦截要求911.安全与可靠性要求10前 言本标准由中移技2011361号印发。本标准由中国移动通信集团公司技术部提出并归口。本标准起草单位：中国移动通信研究院 本标准主要起草人：杨志强、赵立君、刘越、肖青、刘玮、彭巍、任晓东、匡尚超、陆璐、王兵、张琳、徐春丽1. 编制目的 为满足中国移动物联网业务发展需求，结合中国移动现网情况，特制定相关规范，以指导中国移动物联网规划与建设、设备制造、工程设计和通信组织、网络和业务运行、管理和维护等相关工作。2. 物联网参考系统架构物联网参考系统架构分为三层，分别是感知层、网络层、应用层。图1 物联网参考体系架构感知层包括二维码标签和识读器、RFID标签和读写器、摄像头、GPS、传感器和M2M终端、传感器网络和传感器网关等，在这一层次要解决的重点问题是感知和识别物体，采集和捕获信息。感知层要突破的方向是具备更敏感、更全面的感知能力，解决低功耗、小型化和低成本的问题。网络层首先包括各种通信网络与互联网形成的融合网络，这被普遍认为是最成熟的部分，除此之外还包括物联网管理中心、信息中心、云计算平台、专家系统等对海量信息进行智能处理的部分。网络层不但要具备网络运营的能力，还要提升信息运营的能力，如对样本库和算法库的部署等。网络层是物联网成为普遍服务的基础设施，有待突破的方向是向下与感知层的结合，向上与应用层的结合。应用层是将物联网技术与行业专业技术相结合，实现广泛智能化应用的解决方案集。物联网通过应用层最终实现信息技术与行业的深度融合，对国民经济和社会发展具有广泛影响。应用层的关键问题在于信息的社会化共享，以及信息安全的保障。3. 物联网组网示意图如图所示。图3-1 物联网组网示意图对核心网设备：l 专属HLR、专属SMSC、专属GGSN接入信令网，实现GSM/GPRS的信令交互。l 专属HLR接入IP专网，实现与物联网PBOSS、全网运营管理平台进行连接。l 专属SMSC接入IP专网，实现与物联网业务网关、物联网PBOSS连接。l 专属GGSN接入IP专网，实现与业务网关、物联网PBOSS进行连接。专属GGSN接入CMNET，实现与SGSN、公网接入第三方业务平台的连接。对运营管理平台与业务网关：l 全网物联网运营管理平台接入IP专网，实现与物联网业务网关、物联网PBOSS、专属HLR、专网接入和专线接入自有业务平台进行连接。全网物联网运营管理平台接入CMNET，实现与公网接入自有业务平台、门户访问客户端进行连接。l 省物联网运营管理平台接入IP专网，实现与物联网业务网关、省BOSS、专网接入和专线接入自有业务平台进行连接。省物联网运营管理平台接入CMNET，实现与公网接入自有业务平台、门户访问客户端进行连接。l 业务网关接入IP专网，通过IP专网与运营管理平台、专属GGSN、专属SMSC、专网接入的自有业务平台进行连接；业务网关接入CMNET，通过CMNET与公网接入自有业务平台连接。对物联网PBOSSl 物联网PBOSS接入IP专网，通过IP专网与物联网业务网关、全网运营管理平台、专属HLR、一级BOSS系统、连接、。对业务平台专网接入自有业务平台接入IP专网，实现与运营管理平台、业务网关连接。专线接入自有业务平台接入IP专网，实现与运营管理平台、业务网关连接。公网接入自有业务平台接入CMNET，实现与运营管理平台、业务网关连接。公网接入第三方业务平台接入CMNET，实现与业务网关、专属GGSN连接。专线接入第三方业务平台接入CMNET，实现与业务网关、专属GGSN连接。4. 专属HLR与全网运营管理平台接口4.1. 背景信息通过优先于客户发现问题、提出问题并解决问题，是客户对中国移动提出的物联网服务需求，也是集团公司对物联网建设规划的要求。物联网智能通道的核心内容就是通过采集物联网终端通信状态信息和故障信息，逐步建立故障分析模型，帮助用户快速定位故障信息，并进行故障恢复。通信发生故障时能分析故障原因，包括用户欠费停机、终端关机（正常/异常）、终端漫游到受限区域、终端移动到场强弱的区域、终端短信存取区满、PDP激活失败等。通信故障相关信息采集点包括业务支撑系统，可以采集账户、流量、余额、详单等信息，以及网络设备，可以采集开关机、在网、位置、所选网络、短信失败、GPRS通信失败等信息。前期主要讨论的信息采集流程包括：（1）终端开关机、在网、位置信息采集（2）终端GPRS在线、IP地址、接入APN等信息采集 （3）账户信息变化、流量信息采集（4）通信故障信息采集其中流程一，HLR与全网运营管理平台信息采集接口存在多种解决方案。4.2. 可选的技术方案专属HLR与全网运营管理平台信息采集接口包括以下技术方案：A 基于SOAP接口的批量查询方式（时间驱动）B 基于SOAP接口的数据同步方式（事件驱动）方案数据获取方法获取数据比较分析基于SOAP接口批量查询 查询HLRVLR ID(实时), 开关机(不实时), 短信下发失败(实时)基于SOAP接口，仅增加了短时下发失败查询，对设备性能有影响，厂家开发时间36个月 经HLR转接查询MSCCell ID(实时), 开关机(主动关机时实时),较MAP查询方式，无优势，且实现非常复杂，大部分厂家反馈无开发计划 基于SOAP接口的数据同步方式 同步HLR数据 VLR ID(实时), 开关机(不实时), 短信下发失败(实时)较SOAP接口批量查询方式，可获取的数据一样，增加了对数据历史状态的掌握。但涉及HLR设备底层改造，对设备性能有影响，厂家开发周期624个月 4.3. 结论1、 专属HLR向全网运营管理平台能力开放有重要意义，本期建设必须满足此需求。2、 采用方案A：基于SOAP接口批量查询方案。同时支持从HLR查询非实时信息和从MSC查询实时信息两种方式。由于经HLR转接查询MSC对信令网和HLR设备都有较大影响，建议全网运营管理平台不要频繁大批量进行查询操作。5. 承载网技术方案5.1. 问题与需求1、 根据公司领导物联网方案会议决策，物联网业务系统通过IP专网承载 2、 由于物联网网络规划中专属GGSN采用大区负载分担方式，全国逻辑上只有一个专属GGSN，所以不能通过区分GGSN对不同业务进行IP地址复用。3、 现有IP专网地址资源为10.0.0.0/8，即224约为1670万个IP地址。 4、 与现有网络终端规模不同，随着物联网终端规模的发展会对IP地址的有大量的需求，将达到百亿级别。 5、 当前计划部只考虑满足未来两年的业务发展需求，考虑支持700万并发在线需求。 5.2. 可选的技术方案方案一：直连IP专网方案描述： M-GGSN和业务网关通过IP专网直连 业务网关与物联网终端处于同一个私网网段 优点： 结构简单，建设成本低 减少NAT等处理节点，转发性能高 每个终端可具备独立地址标识，便于定位终端以及向终端push信息缺点： 由于终端只能被分配IP专网IP，所以在不考虑IP专网内现有设备的IP分配情况下，最多只能满足1670万终端同时在线 目前根据IP专网规划，各VPN不能实现重用地址，仅为物联网提供5个B的专网地址，即满足33万终端同时在线 方案二：M-GGSN后置NAT方案描述： 按照不同的业务场景划分APN 同一个M-GGSN下的不同APN通过VLAN区分，NAT设备将不同VLAN映射到不同的虚拟防火墙，不同APN下的终端可复用私网IP地址 不同的M-GGSN可复用私网IP地址 NAT设备将终端地址转换为IP专网地址后接入IP专网VPN 优点： IP地址资源量大，同时可并发在线终端总量为：地址不重用： 33万*1.5万=49.5亿；地址重用：1670万*1.5万=2505亿缺点： 某些不需要长期在线的终端占用NAT会话数，导致有效连接数减少 可能阻断业务平台发起的Push业务，但NAT转换不会对已知的近期业务产生影响5.3. 方案比较与结论工程实施流量转发性能支持的并发在线数（单个VPN）需要NAT设备数若重用专网其他VPN地址（1A）若不重用专网其他VPN地址（5B）方案一：IP专网直连最易好，访问自有业务平台的流量无需进行NAT转换约1670万约33万根据第三方业务平台公网接入量估算方案二：NAT方案较易较好，仅增加NAT转换处理时延1670万*1.5万=2505亿33万*1.5万=49.5亿近期NAT设备数目为2台方案三：IPV6 最难最好，所有流量无需进行NAT转换无限制 我司已申请约17万亿IPv6地址无限制 我司已申请约17万亿IPv6地址无若IP专网为物联网分配多个VPN，且IP地址可重用，则物联网支持并发在线数再乘以VPN数目结论：1、 目标方案为IPV6。2、 方案一由于能快速过渡到IPV6，且没有NAT带来的问题，建议采用。3、 方案二由于需要采用NAT设备，对业务质量会有影响，建议不采用。6. APN6.1. 问题与需求1、 业务平台包括自有业务平台和第三方业务平台 2、 业务接入平台和业务网关连接具有多种跨网连接需求，需解决网络跨接、路由及APN划分问题。 a) 自有业务接入平台：可通过IP承载网、Cmnet和专线接入 。b) 第三方业务接入平台：可通过CMnet和专线接入。3、 重要集团客户需要为其分配专用的APN。6.2. 分析业务场景一：IP专网接入全网自有业务 采用全网APN：CMM2MXXX，XXX为全网业务简称，例如APN:CMCWT业务场景二：IP专网接入本地自有业务 采用省属APN：CMM2M.YY，YY为省简称，例如BJ代表北京业务场景三：公网接入第三方业务 采用全网APN：CMM2M，参考APN:CMNET业务场景四：专线接入第三方业务 采用全网APN：CMM2M，参考APN:CMNET业务场景五：专线接入全网自有业务 采用全网APN：CMM2MXXX，XXX为全网业务或者集团用户简称，例如APN:CMCTDB业务场景六：专线接入本地自有业务 采用本地APN：CMM2M.YY6.3. 结论业务平台属性 业务鉴权 业务路由 APN IP专网接入 全网 自有 需鉴权GGSN通过隧道路由到全网业务归属业务网关全网APN： 例如CMM2MXXX ，XXX为业务简称 本地 自有 需鉴权GGSN通过隧道路由到本省业务归属业务网关省属APN：CMM2M.YY，YY为省代码公 网 接 入 全网 或 本地 第三方 无需鉴权 GGSN通过NAT到网关，再由网关NAT路由到业务平台全网APN：CMM2M 专 线 接 入 全网 或 本地 第三方 无需鉴权GGSN通过隧道路由到业务平台归属业务网关省属APN：CMM2M.YY，YY为省代码 全网 自有 需鉴权GGSN通过隧道路由到全网业务归属业务网关全网APN：CMM2MXXX，XXX为业务简称或用户简称 本地 自有 需鉴权 GGSN通过隧道路由到本省归属业务网关省属APN：CMM2M.YY，YY为省代码由于物联网专属GGSN按照负载分担方式建设，全网APN与省属APN没有实质区别，且业务平台不需要区分APN，进一步进行合并，结果为。接入方式 APN第三方应用平台公网接入CMM2M自有业务平台接入CMM2M.YY 。其中，YY为地域标识重要集团客户专线接入 总长不超过100个字符7. 终端管理7.1. 问题与需求1、 终端管理包括通用终端管理、与应用相关终端管理。2、 原有M2M总体技术要求及WMMP协议未明确终端管理的范围和平台分工。7.2. 分析通用终端管理功能包括：类别具体内容备注帮助解决的问题参数配置接入点包括APN、服务器、用户名、密码等无法获取参数配置物联网业务网关主机名或IP地址物联网业务网关短信接入号短信中心号码业务平台的应用标识GPRS网络拨号配置包括GPRS网络拨号号码、用户名和密码软件升级升级通知平台可通知终端进行软件升级业务部署不快速不灵活文件下载文件下载终端从升级服务器下载升级用的文件远程控制唤醒GPRS连接物联网终端为了省电，在没有数据发送时，可关闭GPRS连接。平台需发送数据到物联网终端时，可通过短信等唤醒终端的GPRS连接。关闭GPRS连接后无法建立GPRS连接终端重启等统计上报开关机信息不了解网络状况；难以快速定位故障无线信号强度测量和上报故障上报通信信号弱缺乏故障告警管理；缺乏通信服务保障的支持；难以快速定位故障短信方式连接入服务器失败GPRS方式连接入服务器失败应用相关终端管理需求是指物联网应用所特有的终端管理需求。举例来说，车务通对终端管理所特有的需求可能有：l 参数配置：业务平台登录用户名、密码、疲劳驾驶参数、超速限制参数l 远程控制：熄火、重置里程l 信息上报：紧急报警、超速报警、疲劳驾驶报警l 故障上报：工作电压低、GPS模块失效l 而车行无忧对终端管理所特有的需求却可能是：l 参数配置：防盗功能参数（防盗工作模式、防盗监测周期、GPS启动周期、Cell-ID告警阙值等）、车辆诊断功能参数、低电告警阙值l 远程控制：关机、重启、工作模式切换、防盗锁定/解锁控制l