文 陳 越 譚建軍

隨著“中國制造2025”戰(zhàn)略繼續(xù)推進、5G時代的臨近，物聯網得到了前所未有的關注，甚至被稱為繼計算機、互聯網之后世界信息產業(yè)發(fā)展的第三次浪潮。我國也在《“十三五”規(guī)劃綱要》中明確提出，要建立健全物聯網標準體系，并將物聯網上升為國家戰(zhàn)略。針對快速發(fā)展的物聯網產業(yè)，國內外運營商也均已快速部署支撐業(yè)務發(fā)展的系統(tǒng)，中國聯通與Jasper合作建設Control Center平臺，中國電信與愛立信合作建設DCP平臺，中國移動也準備自建集中的CMP平臺。

作為中國移動的某業(yè)務大省，一方面需要應對省內物聯網業(yè)務的飛速發(fā)展，另一方面仍需遵照集團建設物聯網統(tǒng)一支撐平臺的戰(zhàn)略。如何平衡兩者間的關系，如何在此背景下建設物聯網支撐系統(tǒng)以支撐物聯網業(yè)務更好地發(fā)展是本文的研究重點。

一、概述

（一）物聯網的發(fā)展現狀

政策上，政府在“十三五”規(guī)劃中將物聯網列為國家七大戰(zhàn)略性新興產業(yè)之一，工信部正式公開《全面推進移動物聯網（NB-IoT）建設發(fā)展的通知》。廣州、浙江、鷹潭等地方政府也在政府發(fā)文中明確支持物聯網的發(fā)展，并積極推動試點城市的落地。

經濟上，從2015年至2021年，全球物聯網設備連接數將以23%的復合增長率持續(xù)攀升。根據愛立信的預測，到2021年將有157億物聯網連接，其中蜂窩物聯網連接數15億，約占10%。截至2017年6月，全球已有超過20家移動通信基礎網絡運營商，承諾部署NB-IoT網絡以及eMTC網絡。預計2020年，IoT行業(yè)總空間1.46萬億美金，運營商可參與9.6%。

產業(yè)上，物聯網產業(yè)已處在第一階段和第二階段的交界處，已度過靠硬件創(chuàng)新，提升傳感器、模組、終端等設備性能促進產業(yè)發(fā)展的第一階段。在第二階段，新型連接技術、軟件、平臺和數據成為創(chuàng)新的焦點，這將刺激產業(yè)鏈進入快速增長的爆發(fā)期。

技術上，以傳感器、LPWA、云計算、大數據、機器學習等為代表的技術進步，正在推動物聯網端管云應用產業(yè)鏈逐步成熟。技術的進步使得芯片模組成本不斷下降，數據處理的技術增強，終端的能耗逐漸降低，系統(tǒng)可靠性提升，這些都為物聯網的發(fā)展提供了保障。

政策上的支持、經濟上的增長、產業(yè)上的成熟和技術上的進步，使得物聯網處在發(fā)展最佳機遇期。

（二）物聯網產業(yè)鏈體系架構

物聯網產業(yè)鏈體系架構從上至下可分為應用及服務、平臺、網絡連接及終端傳感設備4個層級，如圖1所示。

1、終端及傳感設備層。該層主要包括終端機傳感設備等硬件設施，主要負責信息的采集、獲取和識別。通過從傳感器等器件獲取環(huán)境、資產或者終端狀態(tài)等信息，在進行適當的處理之后，通過傳感器傳輸網關將數據傳遞出去；同時通過傳感器接收網關下達的控制指令信息，再通過本地控制器件來控制終端設備。

2、網絡連接層。網絡層是連接終端及傳感設備層、平臺層的紐帶，主要負責信息的傳輸。該層通過公網或者專網以無線或者有線的通訊方式將信息、數據與指令在感知控制層與平臺及應用層之間傳遞。

3、平臺層。物聯網平臺是物聯網網絡架構和產業(yè)鏈條中的關鍵環(huán)節(jié)，通過它向下實現對終端設備和資產的“管、控、營”一體化，向上為應用服務提供商提供應用開發(fā)能力和統(tǒng)一接口。在物聯網的整體架構中，平臺層作為依托網絡，連接應用的橋梁，是運營商具備天然優(yōu)勢且可獲取市場的立足點，本文研究的物聯網支撐系統(tǒng)位于本層。

4、應用層。物聯網的應用層是利用經過分析處理的數據，把它提供給用戶，從而為政府、企業(yè)、消費者等服務對象提供豐富的應用。

二、物聯網支撐系統(tǒng)現狀

（一）中國移動物聯網支撐系統(tǒng)現狀

目前中國移動物聯網業(yè)務由兩級支撐系統(tǒng)協(xié)同支撐，實現物聯網計費、分賬、統(tǒng)計和管理等工作，采取“31省+總部+專業(yè)公司”鏈式支撐模式，如圖2所示。

31省的CRM和BOSS系統(tǒng)實現物聯網的業(yè)務受理、綜合賬務等功能?？偛康囊患墭I(yè)務支撐系統(tǒng)集中部署在國際信息港和南方基地，包括PBOSS、內容計費和中央SIMS系統(tǒng)。PBOSS實現物聯網業(yè)務的集中產品管理、集中資源管理、集中服務開通等功能；內容計費結算系統(tǒng)實現物聯網業(yè)務的話單采集、計費、結算功能；中央SIMS系統(tǒng)，實現物聯網業(yè)務的合作伙伴管理和產品發(fā)布管理。

圖1 物聯網產業(yè)鏈體系架構

圖2 中國移動物聯網支撐系統(tǒng)架構現狀

圖3 集中CMP平臺功能架構及接口圖

專業(yè)公司的運營管理平臺集中部署在重慶，包括運營管理子模塊、終端管理子模塊、終端通信管理、平臺門戶，主要為用戶提供運營管理、通信管理、能力管理、終端管理、業(yè)務統(tǒng)計等功能。

（二）現網架構存在的問題

目前該省物聯網支撐系統(tǒng)與傳統(tǒng)業(yè)務支撐系統(tǒng)混合部署，未針對NB-IOT單獨建設試驗網。省內BOSS和CRM系統(tǒng)分別為一套完整獨立系統(tǒng)，BOSS從一級內容計費系統(tǒng)獲取話單，進行二次批價、計費賬務等功能，省內CRM進行業(yè)務受理。

根據該省公司目前物聯網在現有架構上的運行情況來看，存在如下問題：

1、以“人”的特征管“物”，不能滿足業(yè)務發(fā)展：現網支撐系統(tǒng)基于大市場開發(fā)，以人的特征構建，難以滿足物聯網業(yè)務“去屬地化”特征、批量業(yè)務、靈活計費、共享流量池、實時診斷、生命周期管理等以物特征為主的業(yè)務發(fā)展需求。

2、業(yè)務流程相互交織，互相干擾：物聯網業(yè)務的卡號、產品、資費、生命周期等管理與傳統(tǒng)業(yè)務高度耦合，業(yè)務辦理流程互相影響，批量業(yè)務失效率較高（月初、月末失效率達20%～30%以上）；按個人設計的支撐系統(tǒng)捆綁了物聯網業(yè)務，在IT系統(tǒng)架構調優(yōu)以及功能開發(fā)方面失去靈活性，開發(fā)周期長。

3、無法滿足批量業(yè)務的處理要求：物聯網業(yè)務與傳統(tǒng)業(yè)務混合部署，無法進行資源區(qū)分及隔離，造成資源搶占，無法保障批量業(yè)務的開戶及查詢等需求。批量開卡要靠晚上非忙時段才能批量操作，開卡性能只有10筆/秒，無法滿足大批量業(yè)務需求。

4、業(yè)務辦理多級穿越，響應時間慢：業(yè)務需求申請、業(yè)務開通及受理等工作，需要省公司、深圳中心、集團公司、物聯網公司多個環(huán)節(jié)配合完成，相關系統(tǒng)眾多且分散，并由多方支撐，運維協(xié)調及配合難度大、成本高、周期長，易出現數據一致性問題。

表1 自建物聯網支撐系統(tǒng)對比方案

（三）集團集中CMP系統(tǒng)建設方案

鑒于中國移動現有物聯網兩級支撐體系對業(yè)務發(fā)展帶來的阻礙，對標競爭對手中國電信和中國聯通的物聯網業(yè)務運營模式，集團已規(guī)劃建設全網集中的物聯網專網CMP平臺。該平臺計劃在2018年4月上線，承載全國31省物聯網專網用戶業(yè)務，支撐全網物聯網至2018年12月3億用戶的業(yè)務拓展。集中CMP系統(tǒng)將進行集中的客戶、資源、產品等業(yè)務對象的集中管理，實現集中的計費、批價等支撐能力；匯聚后端的業(yè)務控制及通信等能力；實現客戶一點對接，提供全方位自劣服務。省公司系統(tǒng)則通過直接訪問物聯網CMP平臺或者接口調用方式，實現用戶資料創(chuàng)建、訂購產品、進行服務開通、以及賬務優(yōu)惠及費用收取等相關服務功能。集中CMP平臺功能架構及與周邊系統(tǒng)的關系如圖3所示。

集團統(tǒng)一建設的集中CMP平臺將導致現有一二級支撐體系中的二級（省內）功能被弱化，省公司從現有負責物聯網的業(yè)務受理、二次批價等功能轉為負責物聯網業(yè)務的本地營銷推廣和業(yè)務管理。集團掌控了前端的核心網元P-GW和HSS等接口，一旦集團進行接口關閉，省內支撐系統(tǒng)便無法獲取物聯網業(yè)務數據，造成系統(tǒng)失效。

三、省內物聯網支撐系統(tǒng)建設方案

如上文所述，基于現有傳統(tǒng)業(yè)務開發(fā)的支撐系統(tǒng)（CRM+BOSS）無法有效支撐該省公司物聯網業(yè)務的發(fā)展，結合集團建設的統(tǒng)一CMP平臺將在2018年4月才投入使用?？紤]到集中CMP平臺需支撐全國業(yè)務，暫時無法快速滿足各省個性化的業(yè)務需求，該省公司優(yōu)先考慮優(yōu)化省內物聯網支撐系統(tǒng)。目前有兩種建設方案：（1）采取“人物分離”方式獨立部署物聯網支撐系統(tǒng)；（2）采取“人物融合”方式融合部署物聯網支撐系統(tǒng)。兩種方案對比如表1所示。

基于該省公司實際業(yè)務運行情況及兩種方案的對比，最終決定采取“人物分離”方式獨立部署物聯網支撐系統(tǒng)。

（一）系統(tǒng)建設目標

該省公司物聯網支撐系統(tǒng)建設的核心目標是：基于云化架構新建“以物為主”的物聯網支撐系統(tǒng)，滿足至2018年底物聯網用戶的業(yè)務發(fā)展需求。

1、滿足物聯網業(yè)務發(fā)展，對支撐系統(tǒng)進行“人物”優(yōu)化，獨立新建物聯網支撐系統(tǒng)。

· 系統(tǒng)容量：滿足至2018年12月，3500萬物聯網用戶的發(fā)展。

· 業(yè)務指標：流量查詢接口能力2000條/秒，業(yè)務辦理接口能力2000條/秒，流量實時推送滿足3500萬用戶支撐需求，批量開卡能力100萬/小時。

2、構建以“物”為主的支撐系統(tǒng)功能。

· 制定專有的生命周期轉換規(guī)則：提供符合物聯網業(yè)務特征的用戶狀態(tài)模型，支持周期性套餐。

· 滿足批量業(yè)務的處理：包括批量開卡、批量查詢、批量成員管理、批量停復機等批量業(yè)務的信息查詢和管理等。

· 提供自服務能力：對物聯網連接管理平臺（CMP）提供業(yè)務查詢、辦理等能力。

· 支持大用戶量的流量共享池：滿足企業(yè)客戶大用戶量的流量共享池需求。

· 支持基于APN的計費、信控能力：實現多維度的靈活計費和信控。

3、推動物聯網支撐系統(tǒng)往云化架構演進。

· 在系統(tǒng)架構、數據模型等方面采用業(yè)務中心化、能力平臺化、高彈性、高可靠的云化架構。

（二）系統(tǒng)架構及部署規(guī)劃

在系統(tǒng)架構、數據模型等方面將采用業(yè)務中心化、能力平臺化、高彈性、高可靠的云化架構來支持億級業(yè)務規(guī)模。

基于云化的架構主要包括：中心化部署客戶與產品運營域、計費與賬務域、網絡交互域等業(yè)務；平臺化部署應用編排、應用運行、監(jiān)控運維等能力；采用通用服務組件結合相應調度工具，提供高彈性、高可靠的平臺服務能力。如應用容器、分布式數據訪問、分布式文件、分布式緩存等，則采用通用云服務組件。系統(tǒng)架構圖如圖4所示。

新建物聯網支撐系統(tǒng)，按單中心方式部署。硬件承載除核心數據庫外基本基于X86/Power PC，應用部署逐步往集群化/虛擬化進行過渡。物聯網支撐系統(tǒng)與傳統(tǒng)業(yè)務支撐系統(tǒng)共用核心網絡，網絡間以多租戶方式進行隔離，由統(tǒng)一的云管理平臺進行管理。數據庫采用小型機部署，后臺程序、后臺APP、BDS實現X86化。后臺APP、綜合賬務、出賬等應用實現集群化，后臺程序、WEB實現虛擬化。網絡拓撲圖如圖5所示。

圖4 省公司物聯網支撐系統(tǒng)目標架構圖

圖5 省公司物聯網支撐系統(tǒng)目標網絡拓撲圖

圖6 系統(tǒng)一階段建設方案示意圖

（三）分階段建設方案

省公司的物聯網支撐系統(tǒng)綜合考慮業(yè)務發(fā)展及技術成熟度，擬分兩階段進行實施。一階段（2018年3月完成）基于現有架構進行“人物”優(yōu)化，將物聯網支撐系統(tǒng)從傳統(tǒng)業(yè)務支撐系統(tǒng)中進行拆分；二階段（2018年底）構建以“物”為主的系統(tǒng)功能，并推動系統(tǒng)架構往云化架構演進。未來（2018年后）根據集團的統(tǒng)一安排，省內物聯網業(yè)務將逐步割接至集團，省內物聯網支撐系統(tǒng)將可能下線，設備可利舊用于傳統(tǒng)業(yè)務支撐系統(tǒng)擴容。

1、一階段建設方案

一階段將基于現有架構對BOSS和CRM系統(tǒng)進行“人物”優(yōu)化，將物聯網支撐功能從原有傳統(tǒng)業(yè)務支撐系統(tǒng)中剝離出來，外部網絡保持不變。計劃于18年3月完成上線，新建CRM節(jié)點，整合現有ESOP與CRM能力；新建BOSS節(jié)點，部署物聯網CBE、綜合賬務/HSC、BDS模塊，實現物聯網業(yè)務支撐能力提升。建設方案如圖6所示。

· CRM：融合ESOP和CRM物聯網功能，形成新CRM節(jié)點，集中部署全省物聯網業(yè)務的集團客戶及成員關系管理、產品訂購等管理。

· CBE：單獨負責全省物聯網專網話單的計費批價和流量推送處理。

· IB賬務/HSC：改造現網單地市賬務節(jié)點實現多地市融合，單獨承載物聯網業(yè)務的賬號管理及出賬處理。

· BDS：改造現網單地市BDS節(jié)點實現多地市融合，單獨承載物聯網業(yè)務的帳務用戶的余額、免費資源、累積量等關鍵信息。

· 采集預處理：保持現網架構，物聯網業(yè)務與個人業(yè)務混合部署，本次進行容量擴容。

2、二階段建設方案

二階段將以“人”為主的系統(tǒng)功能調整為以“物”為主，并推動系統(tǒng)架構往云化架構演進。計劃2017年12月完成CRM、BDS相關軟件功能，2018年5～6月完成CBE、綜合賬務、出賬等相關功能，此時間節(jié)點前完將以“人”為主的系統(tǒng)功能調整為以“物”為主的目標。2018年8月完成CRM、BDS相關云化架構改造，2018年12月完成CBE、綜合賬務、出賬等相關云化架構改造，實現物聯網支撐系統(tǒng)云化架構演進工作。2018年12月完成兩階段建設后，根據集團的統(tǒng)一安排，省內物聯網業(yè)務將逐步割接至集團，支撐系統(tǒng)將可能下線，設備可利舊用于傳統(tǒng)業(yè)務支撐系統(tǒng)擴容。具體建設進度及內容如圖7所示。

四、創(chuàng)新點及不足

（一）創(chuàng)新點

本建設方案是基于省內物聯網業(yè)務飛速發(fā)展以及集團集中CMP平臺統(tǒng)一搭建的趨勢下制定的。按照物聯網業(yè)務的發(fā)展趨勢，基于傳統(tǒng)業(yè)務開發(fā)的省內物聯網支撐系統(tǒng)已不能滿足物聯網批量開戶、流量查詢等需求，需要針對“物”的特征、業(yè)務流程、批量業(yè)務等方面進行優(yōu)化。按照集團集中CMP平臺的統(tǒng)一搭建，現有一二級支撐體系中的二級功能將會被弱化，省公司從現有負責物聯網的業(yè)務受理、二次批價等功能轉為負責物聯網業(yè)務的本地營銷推廣和業(yè)務管理。

圖7 支撐系統(tǒng)二階段建設內容及進度安排

基于上述背景，本建設方案為目前已承載有物聯網業(yè)務的各省支撐系統(tǒng)作了比較好的建設思路指導，既保障了本省物聯網業(yè)務的發(fā)展，同時也迎合了集團對于物聯網未來發(fā)展的統(tǒng)一規(guī)劃，較好實現了“一箭雙雕”的目的。在保障業(yè)務發(fā)展階段，對比論證了物聯網業(yè)務與傳統(tǒng)電信業(yè)務在支撐系統(tǒng)建設上的不同，分兩個階段進行實施，即一階段?！翱臁保A段?！皟?yōu)”?！翱臁睘榛诂F有傳統(tǒng)業(yè)務架構進行“人物”優(yōu)化，將物聯網支撐功能從原有支撐系統(tǒng)中剝離出來?！皟?yōu)”為將以“人”為主的系統(tǒng)功能調整為以“物”為主，并推動系統(tǒng)架構往云化架構演進。在迎合集團對于物聯網未來發(fā)展的統(tǒng)一規(guī)劃階段，省內物聯網支撐系統(tǒng)將根據集團的統(tǒng)一安排，將業(yè)務逐步割接至集團，完成后進行系統(tǒng)下線，設備可利舊用于傳統(tǒng)業(yè)務支撐系統(tǒng)擴容，避免資源浪費。

（二）不足

由于各省公司物聯網支撐系統(tǒng)的最終趨勢將是朝集團統(tǒng)一CMP平臺演進，集團掌控了前端的核心網元P-GW和HSS等接口，一旦統(tǒng)一CMP平臺建成并將相應接口關閉，省內物聯網支撐系統(tǒng)將無法獲取業(yè)務數據，造成系統(tǒng)失效。預計省內物聯網支撐系統(tǒng)只有2—3年的過渡期，雖設備可最終利舊用于傳統(tǒng)業(yè)務支撐系統(tǒng)擴容，但前期投入的軟件功能開發(fā)費將無法利舊，造成軟件資產浪費?！?/p>