物联网网络介绍

物联网网络介绍物联网专网整体架构 终端通过基站接入省侧的核心网（MME/SGW）物联网核心网由省侧核心网接入侧（MME、SGW等）与专网（HSS、PGW、PCRF等）组成专网四大区为：北大区（国际信息港），南大区（南方基地、汕头），东大区（杭州），西大区（重庆）基站和省侧核心网由省公司进行维护，专网核心网由网络事业部进行维护，OneLink、业务网关和Radius由物联网公司维护，

CMIOT由IT公司进行维护物联网核心网由省侧网络和专网侧网络共同组成，物联网专网核心网于2012年开始建设，采用传统设备，集中设置东南西北四中心，为2G/4G/5GNSA/NB-IOT物联卡用户提供服务，容量满足11.3亿用户需求。4/5G数据业务由两套单独的网络进行承载。4/5G数据业务流程

4GPCREPCAMF消息总线5GAUSFSMFUDMPCFNRFUPF5GCMMEPGW/SGWPCRFHSS4G5G外部网络1、手机向MME发送附着请求。2、MME向SGW/PGW发送缺省承载激活请求。3、PGW分配IP地址建立业务承载通道。4、手机将网页访问请求URL发送至PGW。5、PGW转发到外部网络。1、手机向AMF发送注册消息和建立会话请求。2、AMF与AUSF和UDM完成鉴权。3、AMF转发消息给SMF。4、SMF分配IP地址建立用户名通道。5、手机将网页访问请求URL发送至UPF。6、UPF转发到外部网络。基于现有网络架构，按近期、远期两阶段逐步完成网络架构优化调整、存量用户有序迁移，有效保护投资、简化多代网络，构建全云化、全融合、统一接入的ToB核心网。物联网专网4G+5G融合发展

现状（2021）物联网专网、5G2B独立近期（2022-2023）基于网络云8+X布局开展网络架构调整增量云化、存量部分迁移远期（2024-2025）2G升级，全云化、全融合为提升用户感知，推动网络演进，促进降本增资，支撑业务长效发展，物联网专网核心网七期工程将简化网络架构、优化路由，稳步推进云化转型工作。数据业务演进方案

5G用户4G/NB用户（30%）四融合UDM/UDR5G用户4G/NB/2G用户传统HSS/HLR新增5G/4G/NB用户5G用户2B

控制面UPF5G用户2B

4/5G/NB

融合控制面2G用户NB用户UPF/PGW-U2C核心网专网PGW4G用户专网PGW2C核心网4G/NB/2G用户传统HSS/HLR5GtoB网络物联网专网5GtoB网络物联网专网4G/NB/2G用户（70%）UDM/UDR用户数据存储迁移方案：在5G2B核心网上建设、升级四融合UDM/UDR，新增用户在四融合UDM/UDR进行开卡，存量用户按需从传统HSS/HLR有序迁移至四融合UDM/UDR。用户面演进方案：省中心专线用户面UPF设备升级支持4/5G/NB融合，存量NB用户割接至2BNB/4/5G融合核心网承载，存量2G和4G用户仍由传统设备承载，部分回传、实时类4G业务用户面下沉至省内。在网络云资源池上新建集中云化IMS替换现网双跨IMS，满足4/5G物联网语音用户业务承载需求。为满足比亚迪等客户亟需的5GSA语音功能，暂由双跨IMS对接5G

2B核心网，2022年Q1实现SA

2B车联网用户语音业务。语音业务演进方案

UPF/PGW-UNB基站5G基站2/4G基站2B2CvEPC5GCMME/SGSNSAEGW-CHSS/HLR

PCRFSAEGW-UAMFSMF/PGW-CPCF/PCRFUDM/HSSAMFSMF/PGW-CPCF/PCRFUDM/HSSUPF/PGW-UN265GC2/4G大网用户2/4/NB物联网用户5G大网用户5G2B用户P-CSCFI-CSCFS-CSCFASS-CSCFAS5G基站2CIMS双跨IMS2/4G物联网（四大区）S-CSCFAS新建IMSI-CSCFP-CSCF优化整合网元能力，促进2G升级落地：建设集中云化物联网融合消息系统，统一满足4/5G/NB物联网各类短消息业务需求，实现短信与2G电路域解绑。短信业务演进方案

M-SMSCMSC/VLR（SGs

MSC）MMEAMF（2B）SMSF

（2B）2G终端4G终端NB终端5G终端现状UDM/UDR即将NB终端5G终端 5G终端（非语音）

（语音）4G终端 4G终端（VoLTE）

（非VoLTE）2BAMF/MME2CAMF/MME物联网融合消息系统统一数据库 维护管理接口及分发 业务处理IP-SM-GWSMSCSMSFSGs

MSCUDM/UDR部署SMSC、MSC/VLR、SMSF和IP-SM-GW四融合设备，替换现有短信相关系统，支持多类用户统一接入和用户数据共享新增支持IP（IMS）短信能力，与2G电路域解绑Nas短信能力：存量4G/NB用户，仍需使用nas短信，占用传统电路域MSC/VLR设备资源物联网APN业务变更：APN变更包括以下几种场景：终端地址池扩容、终端地址池变更、专线IP地址修改、增加备用专线、APN隧道地址修改、双APN修改、专线接入地址移机、终端地址静动态变更等。物联网承载网络包括：物联网专用APN承载网络主要分为：互联网CMNET、共享MPLS-VPN、独享MPLS-VPN、其他运营商+GRE、申请专用APN需要准备的材料：APN项目信息联络单、APN项目信息需求表、项目合同，承载类型为共享PLS-VPN和独享MPLS-VPN需VPN网管系统统建调度单开通过程中物联网支撑经理需配合客户经理确认客户侧网络参数并将参数填如相关材料中物联网APN业务变更和承载网络

物联网专网

PGW省公司现网MME/SGW公网/专线/隧道物联网专网物联网专网PCRF物联网终端物联网专网号段TDRAN互联网省BOSS物联网PBOSS业务支撑系统物联网CMIOT省客户经理通过PBOSS或CMIOT业支系统在PCRF上进行开户以及签约PCC业务策略。用户访问网络时，PGW会到PCRF上查询用户签约的PCC业务策略，并且使对应的业务策略规则生效。目前DPI业务主要有四类业务场景：1，定向白名单访问；2，分应用控制；3，单APN关停；4，APN降速关停。面向近期：2G移动物联网业务由NB-IoT和Cat.1承接NB-loT在覆盖增强、低功耗等方面有技术优势，R14版本单用户速率性能与2G相当，技术能力上具备承接部分2G业务能力（低速率、低功耗、深度覆盖、低速移动类业务)4GCat1/1bis可依托4GTDD+FDD精品网提供服务，可承载中低速率、语音类、高速移动类业务面向中远期：建立4G和5G协同发展的移动物联网综合生态体系4G由Cat.1和Cat.4分别承载中、高速率业务，5G由NB-IoT、RedCap(NRLight)和NR分别承载低速率、高速率、超高速率业务。移动物联网技术发展路线

NB&Cat.1技术对比性能2GNB-IoTCat.1覆盖（MCL）144dB164dB144dB功耗关机态：60uA待机态：2mA休眠态<5uA待机态<1mA休眠态<20uA待机态<2-4mA速率上下行85.6Kbps（少部分可达171Kbps）R13：上下行62/21KbpsR14：上下行150/100KbpsFDD：5Mbps/10MbpsTDD：1Mbps/7.3Mbps移动性120Km/h支持30-60Km/h小区重选30-120Km/h语音支持不支持支持并发容量单载波并发能力相当，不同业务场景下各有优劣。总体上NB-IoT略强于2G每秒接入用户超过50个时延非深度覆盖场景时延性能相当，深度覆盖时NB-IoT差于2G（时延换覆盖）典型值<1sCat1、Cat4技术

UE-Category最大上行速度（Mbps）最大下行速度（Mbps）Cat.1510Cat.22551Cat.351102Cat.451150Cat.575299......Cat.814972998Cat.951452Cat.10102452Cat.1151603Cat.12102603UE划分为以下等级UE-CategoryCat.1Cat.4功耗<40uA@poweroff<1.5mA@sleep<12mA@idle<80uA@poweroff<5mA@sleep<60mA@idle体积24*2428*39最大上行速度5M10M最大下行速度51M150M灵敏度-100左右-110左右Cat.1&Cat.4技术对比Cat.1的应用场景：穿戴式设备、智能家电、工业传感器等。Cat.4的应用场景：车联网、智能电网、视频安防、商显设备等。Cat.1可完全复用现有LTE网络资源，不需要额外的网络改造就能实现业务开通。Cat.1和Cat4都属于4G系列，代表UE的接入能力等级，用户设备能够支持传输速率的等级，Cat1承载中低速业务，Cat4承载高速业务。窄带物联网（NarrowBandInternetofThings,NB-IoT）具有“小数据量、低速率、低功耗”特点，应用于低功耗广域（LPWA）移动通信接入服务，主要提供短信、数据，不提供语音。NB-IoT技术

业务特性业务开放范围网络特性2G144

dB50

~

130

uA85.6

kbpsUL/DL42个同时在线NB-IoT164

dB(20dB+)PSM<5

uAUL

150/DL

120kbps600个同时在线覆盖增强低功耗容量速率领先业务特性业务开放范围仅向集团客户开放，暂不对家庭客户、个人客户开放。网络特性领先适用于抄表、智能家居、可穿戴、智能建筑、物流追踪、市政物联等领域。NB-IoT采用移动蜂窝网络的宏小区进行接入，网络侧也需要做一定的改造。因此NB-IoT不能完全复用现网LTE资源，需要额外的网元及网络接口改造才能实现业务开通。低功耗技术-PSM

适用场景采用PSM模式的业务通常具有较低数据传输频次，终端大部分时间处于睡眠状态，具有极低的终端功耗，如果对于下行业务有实时性要求则不建议开通PSM功能典型应用有抄表类、环境检测等PSM(PowerSavingMode)Time空闲态IdleStatePagingCyclePSM态UEPowerActive

timerT3412

startT3412

expireT3324

stop连接态PSM态是除了连接态、空闲态以外，新增的一种终端状态，PSM态无需测量、监听任何信息，功耗低至3uAUE在空闲态定时器T3324超时后进入PSM态，UE退出PSM态有两种情形，一是终端TAU定时器T3412超时触发TAU（位置更新），二是终端主动发起上行业务周期性TAU可以保证网络可以找到终端，但TAU耗电（红色+蓝色+黑色）远大于PSM态的耗电（灰色），周期性的TAU会造成功耗增加PSM模式流程PSM（PowerSavingMode）原理低功耗技术-eDRX

eDRX（Extendedidle-modeDRXcycle）原理eDRX是针对终端处于空闲态（idle）时设计的一种节电机制。在idle态下，终端会重复eDRX周期，每个eDRX周期包含一个PTW（每个PTW会包含若干个PagingCycle），在PTW窗口内，终端监听寻呼消息，判断是否有下行业务，在PTW窗口外，终端不监听寻呼消息。终端处于PTW窗口外时，功耗可以降低到3uA左右通过配置较长eDRX周期，减少接收单元的启动可以降低功耗适用场景采用eDRX模式的应用，通常具有较高的实时性要求。典型应用为远程控制（智能家居、配置管理）、资产跟踪等eDRX模式流程eDRX(ExtendedDRX)TimeeDRX周期:20.48s~2.92hPagingCyclePTWUEPower备注：如果终端关闭eDRX模式，那么终端idle态下将采用DRX机制，在DRX下，idle的平均电流为1mA左右，如：M5310-A，空闲态1.6mA@DRX=1.28s物联网APN介绍

APN是SIM/USIM卡使用数据业务时必须配置的一个参数，它决定了SIM/USIM卡通过哪种方式来访问网络，用来标识数据的业务种类。物联网通用APN：CMMTM/CMIOT/CMIOT5GN/CMNBIOT等基于CMNET承载业务，主要用于用户访问互联网。物联网专用APN可以承载在CMNET和IP承载网，支持终端分配静态IP，主要用于需要定向访问功能的企业客户。专用APN需要建立隧道与用户设备进行对接，目前支持GRE隧道，L2TP隧道和Ipsec隧道。互联网CMNET中国移动IP承载网通用APN2G:CMMTM2/4G:CMIOT2/4/5G：CMIOT5GNNB-IoT：CMNBIOT等专用APN（支持终端静态或动态分配IP地址）L2TP隧道IPsec隧道MPLS-VPNGRE隧道专用APN方案-方案比较

方案一（互联网+隧道）方案二（MPLS-VPN+隧道）对接方式：通过专线与客户业务平台链接。安全性：非常高，业务不暴露公网。可靠性：高，采用MPLSVPN+物理专线。接入便利性：1-2周，需要建设专线及MPLSVPN数据配置。客户：要求使用内网的客户对接方式：公网GRE隧道与客户业务平台链接。安全性：居中，业务数据通过VPN隧道保护。可靠性：较高，可通过两条隧道保证可靠性。接入便利性：1-2周客户：一般客户，客户设备暴露在公网，客户可以通过明细路由和访问策略进行控制方案三（公网NAT+DPI策略）对接方式：无须用户侧对接安全性：低，数据通过互联网传输可靠性：较高。接入便利性：较快1周客户：一般用于有多个公网地址需要同时访问，无法建立隧道的用户GRE、L2TP、IPSec三种隧道比较

GRE隧道L2TP隧道IPsec隧道工作层级IP层数据链路层IP层隧道安全性低（无加密手段）中（控制消息加密）高（对控制消息和数据加密，并能防篡改等）实施便捷性高低低用户建设成本低高（对设备会话并发性能有要求，且需要额外部署AAA服务器）中（对设备计算能力有一定要求，如加解密，HASH计算等）典型行业各类有定向访问、数据隔离需求的企业银行金融等公安安防等多APN实现了一张物联网卡签约多个APN的能力，终端可通过使用不同APN来建立承载，与不同的业务地址进行通信。典型应用场景：车联网用户的一张物联网卡同时签约两个APN，一个APN用于访问互联网业务（如音乐、视频、导航等），另一个APN与其内网进行通信，传输车机数据。物联网多APN方案

物联网PCC介绍

PCC(policy

and

charging

control，策略和计费控制)，实现了基于流的灵活的策略控制和计费控制。省客户经理通过PBOSS/CMIOT业支系统在PCRF上进行开户以及签约PCC业务策略。用户访问网络时，PGW会到PCRF上查询用户签约的PCC业务策略，并且使对应的业务策略规则生效。DPI业务是其中一种PCC业务。它是通过在PGW上配置DPI表格，在PCRF签约业务，从而控制用户访问网络。申请DPI白名单通常IP+URL地址不能超过10个，URL的协议号要单独填写在协议号栏CMIOT/PBOSSPCRFPGW黑白名单访问禁止/允许用户访问白名单地址网络的业务分应用控制提供多类应用业务单独的控制开关接口，并提供对应含业务编码的话单单APN关停提供单个APN控制