當前,互聯(lián)網(wǎng)和移動核心網(wǎng)的融合,已經(jīng)成為了一種新的趨勢,如何讓互聯(lián)網(wǎng)與移動核心網(wǎng)的融合變得更加的便捷,更加的富有質量,是我們需要重點分析的一個課題,這也是為什么要將網(wǎng)絡架構構建的更好的原因。
物聯(lián)網(wǎng)是最近幾年剛興起的一個概念,從狹義上來講,就是物與物之間的相互連接,通過各種技術的應用實現(xiàn)物體智能化的識別與管理。廣義上來講,物聯(lián)網(wǎng)不僅限于物與物之間的連接,還包括物品與人、人與人之間的連接,將各種事物聯(lián)系在一起,放在一個智能化的網(wǎng)絡之中,實現(xiàn)世界的大互聯(lián)。要想實現(xiàn)這個美好的愿景,就必須借助于移動通信網(wǎng)絡,將移動通信網(wǎng)絡應用到物聯(lián)網(wǎng)之中,將移動通信網(wǎng)絡與物聯(lián)網(wǎng)相融合,實現(xiàn)未來世界的大聯(lián)通。
隨著移動通信技術的迅速發(fā)展,其用戶群體不斷增長,移動通信不僅實現(xiàn)清晰的話音功能,加之方便人們攜帶,其方便的網(wǎng)絡化功能也受到用戶的喜愛,正成為人們生活和工作不可缺少的一部分。隨著移動通信網(wǎng)網(wǎng)絡化的發(fā)展,移動網(wǎng)絡帶寬的增加,不僅可以為物聯(lián)網(wǎng)應用提供的網(wǎng)絡支撐更強大,也使得物聯(lián)網(wǎng)普及的廣度和深度拓展到一個新的層面,更好的促進了物聯(lián)網(wǎng)運用和發(fā)展。
從目前物聯(lián)網(wǎng)的業(yè)務要求來看,物聯(lián)網(wǎng)終端沒有必要新建接入網(wǎng)絡,通過引入新技術并與現(xiàn)有通信網(wǎng)絡融合來實現(xiàn)接入是優(yōu)選方案。
2.1.1 引入分布式HLR
現(xiàn)有網(wǎng)絡HLR主要采用集中式的結構,從容量和擴展方面均很難滿足物聯(lián)網(wǎng)的存儲需求。分布式HLR則把實現(xiàn)信令接入和業(yè)務處理功能的前端設備(FE)和實現(xiàn)用戶數(shù)據(jù)庫存儲功能的后端設備(BE)分開部署,具有用戶容量靈活、分層架構清晰、設備可用性和可靠性高、擴展靈活等特點。
2.1.2 引入3GDirectTunnel技術
3GDirectTunnel(DT)通過將控制和承載分離,在RNC和GGS N之間建立直連用戶面隧道,用戶面流量繞過SGSN直接在RNC和GGSN進行傳輸,可以降低SGSN的用戶面流量壓力。3GDT技術應用后,控制面信令仍然由SGSN完成,同時由SGSN決定何時建立直連隧道以及對隧道進行更新等操作。SGSN向RAN提供GGSN的TEID和用戶面地址,向GGSN提供RAN的TEID和用戶面地址,從而實現(xiàn)RNC和GGSN的用戶面互通。3GDT技術的應用,使得G GSN和SGSN可以分別主要致力于流量管理和信令管理,充分利用網(wǎng)絡資源,提高網(wǎng)絡效率,滿足物聯(lián)網(wǎng)流量規(guī)模龐大的需求。
2.2.12 G/3G網(wǎng)絡和物聯(lián)網(wǎng)融合組網(wǎng)
物聯(lián)網(wǎng)要求和2G/3G網(wǎng)絡相融合。移動的各種增值業(yè)務以及互聯(lián)網(wǎng)的各種業(yè)務都可以在3G網(wǎng)絡上實現(xiàn),3G網(wǎng)絡是物聯(lián)網(wǎng)的合適載體。由于物聯(lián)網(wǎng)只承載在PS域中,BSC通過Gb口接至SGSN,連接至物聯(lián)網(wǎng)。由于BSC和GGSN沒有直接通信的通道,BSC的信號需要通過SGSN轉接。物聯(lián)網(wǎng)對2G的CS域核心網(wǎng)沒有影響。
融合的關鍵在于引入新型硬件架構的大容量GGSN設備,在提供傳統(tǒng)數(shù)據(jù)接入功能的同時,還需要提高設備性能、引入安全控制能力、支持QoS協(xié)商及業(yè)務分析能力;而為了滿足物聯(lián)網(wǎng)廣泛的業(yè)務需求,GGSN還應具備與第三方網(wǎng)絡及ASP的互聯(lián)功能等。專用M2M設備可直接接入GGSN,避免經(jīng)與其他業(yè)務網(wǎng)元協(xié)商后再接入的方式,簡化接入流程,減少業(yè)務延遲;并平滑升級支持IPv6,具備完善的負荷緩沖和控制機制,滿足海量M2M終端的接入需求。同時要對HSS有改造需求,HSS應具備注冊物聯(lián)網(wǎng)用戶信息,包括時間信息、地址信息、管理信息等,并具備可以激活物聯(lián)網(wǎng)設備的SIM卡功能等。
2.2.2 IMS網(wǎng)絡和物聯(lián)網(wǎng)融合組網(wǎng)
IP多媒體系統(tǒng)(IMS)是3GPP定義的3G核心網(wǎng)向全IP網(wǎng)絡演進的網(wǎng)絡架構,是在分組域之上疊加的由業(yè)務控制設備、用戶數(shù)據(jù)庫、網(wǎng)絡互通設備等組成的通信系統(tǒng),用以提供IP多媒體業(yè)務。
IMS支持開放的網(wǎng)絡架構及靈活的業(yè)務提供能力,為實現(xiàn)業(yè)務創(chuàng)新提供了更好的基礎。IMS架構提供了一個抽象的、無冗余的、安全的、開放的、可擴展能力強的業(yè)務平臺,確保物聯(lián)網(wǎng)新業(yè)務應用的快速開發(fā)定制及新業(yè)務網(wǎng)絡重復建設代價的最小化。對于豐富多樣的物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)應用而言,IMS系統(tǒng)采用標準的開放接口,能夠有效提高產(chǎn)品兼容能力,促進物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展;同時能夠快速提供各種物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務應用,更利于業(yè)務融合,實現(xiàn)開放的業(yè)務提供模式。此外,IMS體系由于終端與核心側采用基于IP承載的SIP協(xié)議,I P技術與承載媒體無關的特性使得IMS體系可以支持各類接入方式,IMS體系架構可以支持移動性管理并且具有一定的服務質量(QoS)保障機制。IMS這些特點使其對物聯(lián)網(wǎng)能較好地兼容。物聯(lián)網(wǎng)與I MS的融合采用以下三個步驟:
控制融合:用現(xiàn)有的IMS網(wǎng)絡接入M2M網(wǎng)絡,作為M2M控制網(wǎng)實現(xiàn)對M2M業(yè)務的控制。
業(yè)務融合:M2M應用作為IMS應用的一部分為IMS用戶及應用提供更豐富信息,IMS用戶及應用擴展至更多場景。
完全融合:將M2M應用和IMS應用合并,用相同的應用服務器處理,并借助現(xiàn)有的IP承載網(wǎng)實現(xiàn)IMS網(wǎng)絡和物聯(lián)網(wǎng)的融合。
IMS網(wǎng)絡和物聯(lián)網(wǎng)直接提供接口,用于業(yè)務信息和控制信息的傳輸,物聯(lián)網(wǎng)可以通過2種方式接入GGSN。物聯(lián)網(wǎng)和GGSN有直接接口,而且物聯(lián)網(wǎng)也可以通過IMS網(wǎng)絡和GGSN相連接。
綜上所述,物聯(lián)網(wǎng)與移動核心網(wǎng)的融合的網(wǎng)絡架構是非常關鍵的,讓物聯(lián)網(wǎng)與核心的網(wǎng)絡進行融合,是確保移動核心網(wǎng)融合的過程中,能夠運用互聯(lián)網(wǎng)的優(yōu)勢,也確保網(wǎng)絡架構能夠符合兩者之間的需求。
[1]張明會,孟印.物聯(lián)網(wǎng)關鍵技術融合體系[J].物流科技.2016(02).47.