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摘 要 M2M基础平台包括网络、计费、连接管理和应用支撑等四个部分。其中物联网网络由物联网核心网元、现有2/3/4G网络、物联网专网等组成；连接管理部分包括基于蜂窝和非蜂窝网络的连接管理子系统以及其他基础管理模块；应用支撑部分包括物联网网关和通用应用功能模块。
关键词 IOT（Internet of Things） 物联网；M2M（Machine-to-Machine）；机器通信
1 物联网概念
物联网是新一代信息技术的重要组成部分，也是“信息化”时代的重要发展阶段。英文名称是：“IOT（Internet of things ）”。物联网就是物物相连的互联网。这有两层意思：①物联网的核心和基础仍然是互联网，是在互联网基础上的延伸和扩展的网络；②客户端延伸和扩展到了任何物品与物品之间，进行信息交换和通信，也就是物物相息。物联网通过智慧感知、识别技术与普适计算等通信感知技术，广泛应用于网络的融合中，也因此被称为继计算机、互联网之后世界信息产业发展的第三次浪潮。物联网是互联网的应用拓展，与其说物联网是网络，不如说物联网是业务和应用。因此，应用创新是物联网发展的核心，以用户体验为核心的创新是物联网发展的灵魂[1-2]。
2 联通物联网概况
联通物联网是互联网发展的下一个阶段的进一步延伸，高度个性化、互动化的世界物联网已实施。互联网连接人和信息，提供标准化IT服务；物联网连接一切，非语音为核心，提供多种场景的差异化服务。物联网将打破移动互联网时代以单一载体为特征的网络架构和商业模式。物联网将建立一种以感知、云计算和大数据为核心的商业生态模型。新商业价值，终端连接数量呈迅猛增长，20世纪80年代PC连接，这几年智能手机连接，现在物物互联。
中国联通物联网运营支撑中心坐落于南京，一点部署，覆盖31个省市，采用“专用网元+双平台”方式，为全国以及全球提供专业的运营支撑保障南京和广州分别建设两个数据中心部署物联网专用平台，向两极渗透，打造端到端的服务能力。人的通信需求满足已经不是唯一的关注重点，M2M已成为物联网主要表现形式和重点发展领域，并成为联通通信主要的发展方向之一。联通物联网价值观 不在于物而在于服务[3]。
3 联通物联网M2M基础平台
M2M基础平台包括网络、计费、连接管理和应用支撑等四个部分。其中物联网网络由物联网核心网元、现有2/3/4G网络、物联网专网等组成；连接管理部分包括基于蜂窝和非蜂窝网络的连接管理子系统以及其他基础管理模块；应用支撑部分包括物联网网关和通用应用功能模块[4]。
（1）物联网网络。根据业务发展需要及时对物联网核心网元进行升级扩容。NB-IOT物联网专网商用试点，实现物联网专网的低速率、低成本、深度覆盖、海量连接。
（2）完善计费能力。在现有M2M连接服务的基础上，实现对于应用服务、部件服务以及方案集成服务等主要产品类型的灵活计费能力。
（3）增强连接管理能力。在现有蜂窝通用子系统（jasper平台）基础上，自主开发蜂窝安全子系统，合作建设基于非蜂窝连接管理子系统。同时，实施B2B2C，IOT门户、合作伙伴管理、资源管理、批量写卡等基础功能模块。
（4）应用支撑能力。物联网网关，通用应用支撑模块（远程签约关系管理、终端管理、安全管理、地图服务，位置服务、孵化、语音门户、数据收集、视频管理等）；基于应用支撑能力组建联通物联网开发者联盟，基于M2M基础平台的产业生态圈。
（5）应用服务能力。重点领域物联网业务聚集6大行業：车辆服务、消费电子、智能抄表、无线POS、移动媒体，生产及环境监测等向客户提供SaaS层应用服务。
（6）联通均采用“专用网元+双平台”的方式支撑物联网发展。
（7）专用网元：专用HLR用户数据13位用户码号位长等基本用户数据管理、用户鉴权数据管理、差异化服务用户标识存储、在线计费/热计费及必要的可靠性/可用性要求。负责管理计费数据库存储。专用GGSN：网关GPRS支撑节点、SMSC（专用短消息服务中心）、专用信令监测、专用PCRF策略与计费控制功能、专用M-SMSC（短消息服务中心移动交换中心）。
（8）业务支撑平台：双平台。合作+自建（拟建）运营模式。
（9）运营机构：中国联通物联网运营支撑中心（南京）。
（10）码号资源：10646码号集中调配，分行业规划，按项目分配使用业务管理：集中一点接入，全网使用。
（11）号码资源：现有号码容量无法满足物联网大规模发展；码号成本高；码号未区分，不便于采取针对性策略和进行统计分析。启用10646号段13位。
终端：物联网从普通SIM卡扩展到模卡一体化和嵌入式SIM卡服务，耐高温卡，三防卡等。运营管控：物联网相比现网业务需求特殊的运营管控：增加时间控制，位置控制，SIM卡管理等特性的产品；对于大规模、小流量、长在线的物联网业务难以采取优化手段降低网络开销。终端状态及实时用量监测。终端远程故障诊断。计费：SIM卡提供与业务开通时间分割、空间分割、远程开卡、批量开通等功能，如车辆前装业务等。产品套餐/费率灵活订购/优化。
（12）M2M业务采用三层两域一支撑的架构。三层即网络能力层、连接管理能力层和应用支撑能力层；两域即终端域和网络域；一支撑即M2M专用业务支撑系统。而M2M智能管道是网络能力层的重要基础性服务。 M2M业务体系架构在M2M应用的三层架构中，物联网M2M智能管道技术，各层间通过API进行调用，通过分层来推动在各层上独立而又兼容的技术。推动物联网应用的实施。
（13）M2M平台通用子系统能力。世界领先的M2M连接管理平台，为企业客户部署基于蜂窝连接的物联网设备提供实时控制，自动化规则，自诊断，成本管理等自服务能力，同时还提供强大的API集成能力帮助企业方便地将客户的系统与连接管理平台集成，未来能够通过GIobaI SIM将物联网设备快速部署到全球。
生命周期管理：根据客户业务模式提供定制化的设备生命周期管理。自动化规则：为资费套餐优化，生命周期管理和安全监控创建自动化的业务规则。
自助诊断：诊断并修复设备连接问题。 灵活计费模式：灵活的计费模式满足客户多样化的商业模式。可视化账单：提供账单功能供客户查询并监控客户的总体使用情况以及网络成本。
API系统集成：与现有的IT工作流程集成。
（14）物联网的专网架构，多种业务接入网络，通过APN分离的方式，将人的通信与物联网通信进行分离。以4G SIM卡为例：不同类型的业务数据通过基站进入核心网网元，在经过4G核心设备控制层和4G业务层后，4G用户数据层，根据APN进行不同业务的分离。通过APN分离的方式，可以应对多种业务应用需求；完全分离的独立专网架构，物联网核心网走向整体专网架构，物联网与语音网完全独立。不同类型的业务在物联网端进行分离，经过不同的核心设备控制层、业务层、用户数据层等核心网网元，通过PCRF与核心网元配合，实现动态策略管理。物联网终端管理系统功能分为两个域以及一个接入层：接入层负责数据的基本处理及格式转化；运营管理域负责对接入终端的管理控制以及提供相应的业务支撑和环境；支撑管理域完成对终端入围、采购、库存、配号的管理，并集成其他相关功能。应用管理业务能力针对不同应用提供差异化的网络服务，满足不同业务的需求。完全分离的独立专网架构。物联网与现网业务区别主要通过采用叠加方式，设立了专用网元M2M水平支撑平台为物联网应用和运营提供支撑保障：通过自主运营或合作运营应用平台，提供产品服务[5-9]。
（15）当前联通的物联网业务是承载在移动蜂窝网络上的，因此，物联网业务的发展是以联通现有频率资源为基础的。随着物联网技术的发展， 传统的2G/3G/4G物联网频率与当前网络一致。天津的物联网SIM卡主推业务是使用3G和4G频段的SIM卡，对USIM卡进行管理，可以控制开、关等，物联网网络优先顺序为4G-3G-2G，如果4G没信号转3G信号，再没有信号转2G信号。NB-IoT为了满足低功率广覆盖的业务。由于低频段在无线覆盖质量的优势，因此，这两种网络优先在低频段。基于联通的频谱资源现状，目前联通NB-IoT正在测试为今后商用的发展做准备。物联网相比传统蜂窝网，在连接能力、传输能力以及业务多样性上对网络侧提出了新的要求，网络具备超千亿连接的支持能力。海量的数据也给物联网的传输能力带来了不小的挑战， 特别在面向车联网、视频监控，工业控制等应用场景时，系统对传输时延和传输可靠性有较高要求。为了降低传输时延，需要优化信令流程，减少信令交互和数据中转；为了保障传输可靠性，需要采用更先进的调制编码技术和相传机制。物联网业务由于长期存在，新业务能力必须支持原有业务的兼容性，从而保持联通物联网业务的服务能力。
（16）M2M平台功能是物联网承上启下的作用，向下接入客户的物联网的SIM卡，汇集SIM卡数据，向上接入企业客户平台和统一的API数据接口。以开放连接的方式连通了客户端底层设备、企业IT系统能力，是物联网端到端方案的核心。为企业客户提供连接配置、计费出账、故障管理、资源配置及管理等功能，企业客户通过联通物联网平台的API接口或互联网可以监控客户的自动化的后续操作可视化界面，客户可以主动发现问题， 客户将减少手工交互的次数，从而节省您的时间和成本， API集成 管理平台提供了100多个API，让自身现有的信息管理系统直接调用平台数据，实现IT系统与物联网支撑中心无缝对接联通物联网管理平台。
（17）M2M基础平台：应用支撑能力 通信能力开放 。云计算可以认为包括以下几个层次的服务：①基础设施即服务（IaaS）。蜂窝连接管理、非蜂窝连接管理、网络能力蜂窝移动网（GSM/WCDMA/LTE）、LPWA（NB-IOT） 非蜂窝网络终端模块，通过Internet可以从完善的计算机基础设施获得服务。②平台即服务（PaaS）。短信、数据、开放、B2B2C IoT门户、数据收集、批量写卡、资源管理合作能力开放、eSIM 地图、语音门户、安全、存储、应用连接管理能力、物联网设备管理。实际上是指将软件研发的平台作为一种服务，提交给用户。因此，PaaS也是SaaS模式的一种应用。但是，PaaS的出现可以加快SaaS的发展，尤其是加快SaaS应用的开发速度。例如：软件的个性化定制开发。③软件即服务（SaaS）。模卡一体化终端、单模卡移动终端、行业定制终端嵌入式UICC卡、终端M2M、SIM卡、泛在融合网关，来管理企业经营活动。
世界领先的物联网连接管理平台，为企业客户基于蜂窝物联网的SIM卡连接的物联网设备提供生命周期管理、设备管理、自动化规则、API集成等能力，企业通过平台能力即可完成对连接的管理与运营，实现自服务。 生命周期管理：企业的业务模式，提供定制化的设备，设备管理实时了解设备情况，能够进行精细化管理。自动化规则：使企业最大程度上减少人工干预，降低成本。API集成：让企业物联网服务平台和联通物联网平台无缝集成。生命周期管理制造可测试仓储/物流库存售卖可启动购买已启动售后，停用/失效，精细划分设备状态。自动变更设备状态有效降低成本支出。设备管理设备列表功能让联网设备连接设备数据实时可视化 ，让公司不同管理人员定制管理接口，企业可进行二次运营，能有效控制成本。提供自动化规则，让客户自动化管理数量巨大的联网设备[10-13]。
（18）客户端业务：联通的SIM卡是企业物联网客户提供的专用的10646号段，客户通过互联网，输入https：//m2m.10646.cn进入官网，输入用户名和密码看到可视化界面。开展业务生命周期管理。生命周期管理是客户首先会用到的自动化功能。生命周期管理页面适用于各种业务模式，它能自动管理各个阶段，客户拓展业务规模，左侧图展示的是各个实时状态下的设备概览图，包括哪些设备处于可测试状态，哪些设备已经激活，一目了然。右侧方框内容代表了设备从出厂到现场应用等所经历的工作流，与商业流程高度契合。黑色箭头表示实现部署的自动化和规模拓展的流程。以无线POS机为例，它将经历生产、库存、物流运输、销售、客户使用和售后停用等几个阶段。可测试状态是不计费状态，在此阶段，可以使用少量流量对设备进行测试，节省时间和支出。完成测试后，在物流运输和销售阶段，设备自动编成可激活状态，这时候也不计费，当设备开启并连接到网络后，自动变为已激活，才开始计费。售后需要维修，停用后也不计费。灵活管理。通过生命周期管理功能，可以看到，联通物联网运营支撑中心帮助企业更快速部署设备，轻松扩大规模，设备列表。通过支撑中心，企业可以实时了解所有设备的情况，从而能够扩展业务。可以看到每台设备的实时状态：包括是否在线、本月实时累计流量和资费计划等。可以按照不同的部门来定义不用的功能，从而进行内部角色功能管理。比如技术部门的信息不同，可定义。在本月累计视图功能，我们还可以操作某些设备，比如技术人员可以对本来累计流量进行排序，发现使用最多的设备并采取变更资费套餐计划和改变SIM卡状态，而这些不用联系联通即可解决。利用支撑中心这个实时可见性的技术优势，客户可以在有效控制成本的条件下运营并拓展业务。出现设备故障，通常的情况下，要先联系联通，是由于硬件、软件还是网络所致。采用支撑中心，企业就可以识别设备异常情况，进行故障诊断并进行响应，使设备尽快恢复联网。故障诊断分为两个级别，在一个级别诊断检查设备最常遇到的问题。包括配置测试，SIM卡、网络连接和IP/互联网测试，如果测试结果失败，诊断向导还提供相关帮助，指出可能的原因和通常采取的步骤。利用这个诊断工具，在不联系联通的就可以自行解决问题。如果第一个级别诊断还解决不了問题，还有更高级的诊断工具，叫作细节诊断，不用联系联通也能够进行高级故障诊断，在最大程度上提供企业的服务可靠性，从而提高客户满意度。结合这两个诊断工具，更快让设备恢复联网，自动化引擎，降低总体成本，给客户更加完美的使用体验。该功能提供种类丰富的触发类型，包括流量控制、设备连接、安全管理等。如果考虑是成本控制，某设备当月的流量达到流量上限时，自动停用设备，变更资费计划，这样就可以避免产生意外的费用和超支。当发生设备连接中断时候，支撑中心会发出通知。提供服务可靠性对企业都非常重要。这些规则不光功能强大，而且创建的方法也非常简单，不需要编程就可以实现。企业创建了业务规则，支撑中心就会自动操作，并一直监控每台设备的运行，当某个规则被触发时，就会自动采取相应措施，通过这个方式，在企业拓展中实现设备管理解决零手工干预，极大提升效率账单。通过支撑中心的账单功能，实时了解企业的成本情况，可以帮助客户做出准确的预算并做好支出管理，控制运营成本。与总费用和各种分项费用，还有每台设备的费用明细。你还可以看到流量使用最多的用户或可以采取相关措施，最终控制成本支出，避免产生任何意外成本。报表。支撑中心可以捕获关于账户和设备费用、用量及资费计划等所有信息，并把这些信息汇总到一个报表中，简单直观、简单开发和调用，和企业现有的客户管理系统或财务系统等进行集成，在不增加企业负担的情况下，通过API集成，企业在内部生产系统上一个就可以进行类似这些控制中心所展示的大部分功能，方便管理，提升效率。确保无缝集成过程中，信息保密，更好拓展业务。
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