适用于物联网业务运营商智能管道改造方法简析(4)

5 基于智能管道的物联网应用网络体系结构

针对物联网业务实现智能管道的部署，可能会对智能管道这一项目乃至对运营商在转型期间的整体布局带来令人惊异的收获。因为物联网业务类型较少、终端行为简单，少量的优化调整可带来全面的质量提升，此外，无论是企业自身或第三方SP部署物联网业务，都必须重新与运营商协商通信基础设施服务的提供方式，多行业间物联网数据互通更是不能离开运营商这个“独立的第三方管道”。运营商势必获得更多的主动权。

根据上文的分析，物联网业务可以分为对服务质量要求不高的普通监控和抄表类业务，有服务质量要求和移动性要求的视频监控、突发报警和移动支付类业务。如图2所示，根据目前运营商具备的接入技术，我们可以使用Wi-Fi接入(可根据部署场景酌情考虑FEMTO)将普通监控和抄表类业务的数据分流出去，只提供最基础的鉴权等管理功能，减少此类业务对3G/LTE接入网和核心网的压力，同时也通过较低资费水平吸引更多的用户。较为宝贵的3G/LTE网络资源优先保障视频监控、突发报警和移动支付类的物联网业务，再加上一些网络能力的综合使用，可以给高端用户良好的业务体验。通过对物联网业务的分流，可以获得扩大普通用户基数和提升高端用户认可度的双重收益。

图2 不同接入承载不同类型的物联网业务示意图

利用不同的接入技术实现对不同业务的分流是智能管道应用的开端。接下去的工作可以向着接入融合和能力开放的方向进行，物联网智能管道应用的中远期部署与运营商整体智能管道建设方向是一致的，可以互相借鉴，互相渗透。

所谓接入融合就是将多种接入技术有机地结合起来，让用户可以在兼具多种优点的接入服务中进行灵活的选择。物联网业务早期必须在BE模式的Wi-Fi接入和价格昂贵的3G/LTE接入中做二选一。一旦签约，业务和管道即成绑定，无法根据对业务需求的进一步细分来动态微调业务可获得的网络服务。而接入融合的目标是在Wi-Fi和3G/LTE之间按照服务质量高低和移动性能力强弱组织一条连续的接入服务谱系，让每一个业务都找到自己最合适的接入服务。融合接入涉及的关键技术包括多种接入技术间的互操作、业务数据流的灵活控制，以及融合PCC等(见图3)。

图3 物联网多接入融合结构

Wi-Fi和LTE接入间的互操作是3GPP SA2工作组在R11阶段的重点工作内容，相关的研究课题包括：

(1)LOBSTER。主要研究采用S2b和S2c接口的WLAN接入场景时，选择接近用户的ePDG和网管尽快的实现数据分流，同时保证业务连续性。

(2)SaMOG。研究WLAN作为可信任的非3GPP接入，经由支持GTP的S2a接口接入EPC网络涉及的连接建立、地址分配、QoS、切换管理和去激活等一系列的流程。

(3)IFOM。研究用户终端在不同的接入连接间共享PDN连接和IP地址的相关机制。IFOM支持同一应用的不同流走不同的接入。

(4)MAPCON。研究如何维护同时建立在不同接入上的不同PDN连接，以及PDN连接在不同接入上的切换。

(5)3GPP-BBF FMC Workshop。研究固网接入EPC网络(可信任的或不可信任的)的场景，解决固网接入时的架构、安全和QoS控制(固移融合的策略控制)等问题。

所谓能力开放指的是构建在多接入融合基础之上的统一的网络能力开放平台。能力开放平台在早期可能仅是3G/LTE系统的专利，随着多接入的日益融合，能力开放平台发出的操作指令可以适配成为不同网元都可以对应识别的网络控制信令。在不违反一般规律的前提下，无论物联网终端选择怎样的接入，漫游到什么位置，都应能适用其请求的网络能力需求，并通过网元的具体行为反映在用户体验方面。可以说在统一的产业生态下进行关键能力的交换过程，组成物联网参与者之间的全部关系。能力开放的研究难点体现在如何选择向用户开放的网络能力，以及如何实现一个可以根据用户需求和网络实际进行调整的能力开放服务平台。