李安民博士：物聯(lián)網(wǎng)與移動通信網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)

　　8月11日消息，由內(nèi)蒙古自治區(qū)黨委政府、中國通信學(xué)會光通信委員會、中國光學(xué)學(xué)會纖維光學(xué)與集成光學(xué)專業(yè)委員會等共同主辦的“2012國際光纖通信論壇”于2012年8月11日-12日在內(nèi)蒙古呼和浩特隆重召開，論壇以“寬帶中國·迎接光纖通信發(fā)展第二春”為主題。中國科學(xué)院和中國工程院兩院院士及工業(yè)和信息化部、國家發(fā)改委、國家科技部、中國電信、中國移動、中國聯(lián)通、國家電網(wǎng)、廣電總局以及國內(nèi)外通信行業(yè)資深專家出席會議并演講，以促進(jìn)我國光纖通信系統(tǒng)與世界同行的交流與合作，推動我國“光進(jìn)銅退”、“新一代信息技術(shù)”的發(fā)展。

　　以下是中國電信股份有限公司上海研究院李安民博士演講的全部內(nèi)容：

　　我演講的題目是物聯(lián)網(wǎng)與移動通信網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)，主要給大家介紹一下中國電信這幾年在互聯(lián)網(wǎng)層面的探索，在網(wǎng)絡(luò)層面和理論提出的一些需求，以及以這張移動通信網(wǎng)為代表的通信網(wǎng)絡(luò)如何應(yīng)對傳播發(fā)展的物聯(lián)網(wǎng)的需求，主要是從這個角度講講。

　　主要介紹四個方面的內(nèi)容：首先是物聯(lián)網(wǎng)的視角，我們現(xiàn)在關(guān)注的不僅僅是網(wǎng)絡(luò)，向上要關(guān)注應(yīng)用，向下要關(guān)注感知層，也就是傳感系列。這里非常重要的是以移動通信為代表的通信網(wǎng)絡(luò)是否能夠滿足物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的需要，應(yīng)該遵循怎樣的互聯(lián)網(wǎng)和移動互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展路徑。

　　通過WIKI和ITU，無論怎么樣物聯(lián)網(wǎng)都是一個重要的要素。網(wǎng)絡(luò)層時候物聯(lián)網(wǎng)的架構(gòu)。網(wǎng)絡(luò)最終的是需求，而物聯(lián)網(wǎng)從需求的角度來講，一句話就是“一半海水一半火焰”，既不像想象的那么好，也沒有想象的那么壞，它是發(fā)展之初，一句話總結(jié)它的市場特征是瞬間變化。我們認(rèn)為主要是從M2M其切入物聯(lián)網(wǎng)M2M有非常明確的第一就是雙方是機(jī)器且機(jī)器通過程序控制，通過遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)自動完成整個通信過程的通信形式。物聯(lián)網(wǎng)概念有很多爭論，到底是Networking還是Network?確切的說我們也覺得下面這種觀點可能更好，就是物聯(lián)網(wǎng)利用現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)和新增網(wǎng)絡(luò)將應(yīng)用層和感知層互聯(lián)。是大數(shù)據(jù)的傳送以及它跟應(yīng)用層的一些聯(lián)系，也不是人與人之間通信網(wǎng)絡(luò)這樣的概念。所以它會滋生出新的意義的網(wǎng)絡(luò)層的概念，包括模式?，F(xiàn)在物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)需求的模型和技術(shù)的互動，不僅僅是技術(shù)層面看，僅僅從技術(shù)層面看是沒有什么意義的。

　　我們理解的M2M為主要代表的通信業(yè)務(wù)的需求，對移動通信網(wǎng)絡(luò)存在著獨特的需求。M2M通信可以采取多種技術(shù)手段，包括有線的，今天大會的題目是光纖，我們在做好物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用中其實光纖越來越占了主要的部分。包括視頻監(jiān)控，它對帶寬要求非常大，這些都需要光纖網(wǎng)?，F(xiàn)在重要的是移動通信網(wǎng)，因為互聯(lián)網(wǎng)有一個非常重要的特征就是分布非常廣泛，在地廣人稀和有些地方覆蓋了的地方，移動互聯(lián)網(wǎng)起到了非常大的作用。

　　移動通信網(wǎng)是是M2M通信的主要承載方式。從物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用來講，跟人與人之間的通信非常不一樣，人與人之間手機(jī)上玩樂為主，但是物聯(lián)網(wǎng)是游民，是散的范圍很廣，但是在一個地方呆的時間很久。但是絕大多數(shù)，比如說石油的監(jiān)測、數(shù)據(jù)產(chǎn)生，是分布很廣，但是突出特征是游牧性的。所以游牧性的終端和游牧性的通信特征是物聯(lián)網(wǎng)非常突出的特征。

　　M2M通信交互模式分為三個階段：第一個段以數(shù)據(jù)采集為主的如各種指標(biāo)采集應(yīng)用、定位跟蹤應(yīng)用、環(huán)境監(jiān)測應(yīng)用等。第二個階段是在數(shù)據(jù)采集的基礎(chǔ)上遠(yuǎn)程控制需求和信息發(fā)布需求進(jìn)一步得到滿足，前向流量逐漸增加。第三個階段是出現(xiàn)機(jī)器和機(jī)器之間直接通信的場景。前反向流量進(jìn)一步得到均衡。這是根據(jù)不同的需要，其實第二階段到第三階段邁進(jìn)的時候最關(guān)鍵的是傳感的智能感知，應(yīng)用層的智能分析。

　　目前來講主要還是第一階段是初步建設(shè)階段。

　　同時，我們也歸總了M2M五通信的主要特征：

　　1、程序自動化控制。M2M通信所特有的程序自動控制模式可以讓終端在較短時間內(nèi)產(chǎn)生大量的接入呼叫或者網(wǎng)絡(luò)附著請求，容易加劇局部網(wǎng)絡(luò)的通信處理負(fù)荷，甚至造成局部網(wǎng)絡(luò)擁塞。第二個是低移動性，大量終端具備低移動性的特點。第三個是反向流量為主，第四個是大量小流量業(yè)務(wù)為主。

　　這樣的一些特征和需求，顯然對通信網(wǎng)人與人之間通信設(shè)計要求的通信網(wǎng)提出了很深入的變革。M2M通信對網(wǎng)絡(luò)的需求—海量終端接入

　　第一個是海量終端接入W對表示、過載控制能力、網(wǎng)元處理能力等資源造成巨大的壓力。表示就是需要更多的碼號資源或者高效利用碼號資源的解決方案。第二個就是過載控制能力，移動終端臨時會聚合乎局部地區(qū)斷電恢復(fù)等場景下，還可能出現(xiàn)局部熱點的終端同時接入和終端同時附著導(dǎo)致的流量風(fēng)暴，導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)的擁塞。所以需要更好的過載控制方案。

　　M2M終端位置及能耗特性：包括能耗，存在大量電池供電的終端，蜂窩網(wǎng)頻繁的信號令交互導(dǎo)致終端耗電量較大。固定和游牧行為，存在大量使用無線接入的固定終端和采取游牧行為的終端。

　　M2M通信對網(wǎng)絡(luò)的需求—可用性和QOS。比如在車輛定位應(yīng)用中，我們能夠容忍數(shù)秒皺的定位信息延遲傳送，甚至能夠容忍部分定位數(shù)據(jù)的丟失，所以出現(xiàn)了掉點率指標(biāo)。對關(guān)緊業(yè)務(wù)傳輸數(shù)據(jù)操作，時延保證是以豪秒來衡量的，這確實提出了實實在在的挑戰(zhàn)。

　　M2M通信對網(wǎng)絡(luò)的系求—環(huán)境適應(yīng)培養(yǎng)和運營維護(hù)

　　M2M終端在環(huán)境適配和運營維護(hù)等方面和H2H五終端存在大量不同。包括環(huán)境的適配、移動性以及網(wǎng)絡(luò)維護(hù)和管理的需要等等。

　　下面介紹一下M2M通信對移動通信網(wǎng)絡(luò)存在獨特的需求

　　第一個階段業(yè)務(wù)發(fā)展初期，網(wǎng)絡(luò)混同承載M2M同心合H2H通信。第一個需求來該是沒有太大的業(yè)務(wù)需且，第二個我們目前專門的技術(shù)手段，包括網(wǎng)絡(luò)技術(shù)本身，移動通信本身也沒有完全準(zhǔn)備好，所以基本是處理策略網(wǎng)絡(luò)部作大的改動，網(wǎng)絡(luò)參數(shù)基本不變針對特定問題進(jìn)行局部優(yōu)化，同時嘗試通過終端采取一些措施應(yīng)對程序自動化等特征帶來的問題，間接地增還網(wǎng)絡(luò)的提升。

　　業(yè)務(wù)發(fā)展中期，網(wǎng)絡(luò)區(qū)別承載機(jī)器通信：解決現(xiàn)網(wǎng)問題，隨著M2M通信規(guī)模的增加，逐漸對包括碼號子、通信信道子等在內(nèi)的各種網(wǎng)絡(luò)資源造成了較大壓力，應(yīng)避免這種壓力進(jìn)一步發(fā)展對移動網(wǎng)絡(luò)造成較大的負(fù)面影響。

　　滿足特定需求：根據(jù)機(jī)器痛惜的具體特這采取鄉(xiāng)野的改進(jìn)機(jī)制。在網(wǎng)絡(luò)側(cè)進(jìn)行相應(yīng)的改革，來實現(xiàn)區(qū)別承載將M2M同心合其他通信區(qū)分開，通過對網(wǎng)絡(luò)的部分環(huán)節(jié)進(jìn)行改造后來滿足網(wǎng)絡(luò)特定的需求。

　　當(dāng)前正在混同承載階段走向區(qū)別承載階段。比如國內(nèi)三大運營商都申請了M2M，包括歐洲運營商也是這樣。網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)區(qū)別承載首先要識別出M2M通信，將M2M通信和其他通信區(qū)分開來，比如機(jī)器終端接入網(wǎng)絡(luò)可以采用單獨的網(wǎng)絡(luò)接入標(biāo)識符NAI，在接入?yún)?shù)中使用特定的終端用戶類型，在機(jī)器終端可以采用專用的IMSI，MDN號段。

　　區(qū)分不同的M2M通信類型，可以考慮采用各種參數(shù)攝制使得網(wǎng)絡(luò)能夠采取恰當(dāng)?shù)牟呗院徒K端進(jìn)行通信。識別出M2M通信后網(wǎng)絡(luò)就具備了在接入星令優(yōu)化，網(wǎng)絡(luò)課用性和QOS保證和運行維護(hù)等層面進(jìn)行改造網(wǎng)絡(luò)，滿足M2M通信需求的可能性。

　　還包括專用號段和只需要數(shù)據(jù)通信的功能的終端，包括IPv6的使用，接入信令優(yōu)化，包括優(yōu)化移動性、管理性、針對固定和游牧新移動終端，降低移動形成管理相關(guān)信令的發(fā)送和處理周期。

　　網(wǎng)絡(luò)的可用性和提升QOS。主要策略是進(jìn)一步提高帶寬能力、提供規(guī)模化終端接入能力，以及提高廣與覆蓋能力。提升QOS，考慮時延敏感小數(shù)據(jù)應(yīng)用的QOS保證需求，通過各種手段降低連接建立時延和數(shù)據(jù)傳輸時延。包括終端采取一直在線模式，避免建立PPP連接所導(dǎo)致的時延，采取更好的QOS保證機(jī)制。

　　網(wǎng)絡(luò)區(qū)別承載M2M通信—運行維護(hù)

　　通過M2M平臺開放能力和信息滿足M2M終端的運行維護(hù)需求。M2M平臺和網(wǎng)元以及IT支撐系統(tǒng)和網(wǎng)元交互，獲取并開放終端通信信息。M2M平臺和終端交互，滿足無值守時和IT系統(tǒng)的交互。

　　總結(jié)：物聯(lián)網(wǎng)推動移動通信網(wǎng)絡(luò)進(jìn)一步演進(jìn)，移動通信網(wǎng)絡(luò)為建設(shè)物聯(lián)網(wǎng)提供了堅實的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)。隨著接入網(wǎng)絡(luò)的終端數(shù)量不斷增加，目前的移動通信網(wǎng)絡(luò)必須做出適應(yīng)性的調(diào)整，區(qū)分出M2M通信流量后進(jìn)一步滿足其特定的需求。通過業(yè)界的共同努力移動通信網(wǎng)絡(luò)必將更好的滿足M2M通信需求，從而能夠讓更多的終端采用移動通信網(wǎng)絡(luò)接入，實現(xiàn)物物物互聯(lián)的美好明天，謝謝大家!