機器通信特點(diǎn)及網(wǎng)絡(luò )前景

　　3 通信網(wǎng)絡(luò )承載機器通信的演進(jìn)趨勢

　　當前的通信網(wǎng)絡(luò )，尤其是蜂窩通信網(wǎng)絡(luò )，在設計時(shí)是以所承載的業(yè)務(wù)主要是語(yǔ)音、上網(wǎng)等業(yè)務(wù)為前提的。從數據通道來(lái)看，無(wú)論從承載通道設計、信令交互設計、容量和覆蓋規劃等多個(gè)層面，都主要考慮的是以前向流量為主，以手機終端和上網(wǎng)卡為主的業(yè)務(wù)。在機器通信業(yè)務(wù)規?；l(fā)展的前景下，筆者認為，通信網(wǎng)絡(luò )承載機器通信的演進(jìn)趨勢可以劃分為3個(gè)階段。如圖1所示，即混同承載階段、區別承載階段以及遠期的獨立承載階段。

　?。?）業(yè)務(wù)發(fā)展初期，通信網(wǎng)絡(luò )采用混同承載方式

　　在混同承載階段，通信網(wǎng)絡(luò )從接入網(wǎng)開(kāi)始，到核心網(wǎng)的各個(gè)環(huán)節都沒(méi)有將機器通信和上網(wǎng)卡等數據業(yè)務(wù)區分開(kāi)來(lái)。這些不同類(lèi)型的通信業(yè)務(wù)，網(wǎng)絡(luò )采用同一種模式進(jìn)行承載。造成這種局面的主要原因是網(wǎng)絡(luò )側目前不能以比較簡(jiǎn)單的方式實(shí)現區分業(yè)務(wù)。而且雖然存在一定的需求，業(yè)務(wù)也開(kāi)始形成一定的規模。但在機器通信發(fā)展的初期，業(yè)務(wù)規模仍然有限。從投入產(chǎn)出效益來(lái)看，沒(méi)有足夠的理由啟動(dòng)對網(wǎng)絡(luò )的改造。

　　在混同承載階段，基本處理策略是網(wǎng)絡(luò )不作大的改動(dòng)，網(wǎng)絡(luò )參數基本不變，主要通過(guò)終端側采取一些措施，應對程序自動(dòng)化等特征帶來(lái)的問(wèn)題，間接地增強網(wǎng)絡(luò )對機器通信的承載能力。同時(shí)，運營(yíng)商也在探索構建針對機器通信的業(yè)務(wù)平臺，例如M2M平臺，通過(guò)提供針對機器終端的監測控制、以及業(yè)務(wù)數據路由等功能，從另一方面增強網(wǎng)絡(luò )的承載能力。

（2）通信網(wǎng)絡(luò )要實(shí)現對于機器通信的區別承載

　　畢竟，機器通信有其不同于以往傳統數據通信的特征。隨著(zhù)機器通信業(yè)務(wù)的不斷發(fā)展，業(yè)務(wù)規模的增加，逐漸對包括碼號資源、傳輸信道資源等在內的通信網(wǎng)絡(luò )資源造成了較大的壓力。為了避免這種壓力對整個(gè)通信網(wǎng)絡(luò )造成大的負面影響，必須在網(wǎng)絡(luò )側進(jìn)行相應的改造來(lái)實(shí)現區別承載。

　　歐洲電信標準化協(xié)會(huì )(ETSI)的專(zhuān)家們就此在M2M 功能架構中進(jìn)行了相應闡述，如圖2所示：

　　ETSI的專(zhuān)家們提出在接入網(wǎng)、核心網(wǎng)以及傳輸網(wǎng)層面都可能需要進(jìn)行改造，以提供承載機器通信的新的網(wǎng)絡(luò )能力。此外，還需要提供一些服務(wù)能力來(lái)支撐機器通信業(yè)務(wù)的承載。筆者認為后者將主要依靠M2M平臺的演進(jìn)來(lái)實(shí)現，而前者的實(shí)現需要根據機器通信的具體特征采取相應的改進(jìn)機制。例如，針對低移動(dòng)性、甚至固定安放的機器終端，可以簡(jiǎn)化移動(dòng)性管理相關(guān)的信令處理流程。這樣做，一方面可以減少信令數據流量，另一方面也可以減少終端通信單元的信令交互操作，從而達到降低功耗的目的。

　　要實(shí)現通信網(wǎng)絡(luò )對于機器通信業(yè)務(wù)的區別承載，通信網(wǎng)絡(luò )固然要具備針對性的承載機制。但首先，通信網(wǎng)絡(luò )需要將機器通信業(yè)務(wù)從眾多數據業(yè)務(wù)中識別出來(lái)，才能夠進(jìn)一步區別對待。要實(shí)現這種識別功能，可以采取多種措施，例如：

　　機器終端接入網(wǎng)絡(luò )可以采用單獨的網(wǎng)絡(luò )接入標識符NAI；
機器終端可采用獨立號段，將其和使用普通號段的終端區分開(kāi)來(lái)；
在歸屬位置寄存器(HLR)等相關(guān)設備中，針對機器終端設置相應的區分標識。

　　需要注意的是，一方面，上述這些措施，實(shí)施工作量大小不一；另一方面，可能需要多種措施綜合使用，方能達到較好的效果。而且，不但是網(wǎng)絡(luò )承載，包括業(yè)務(wù)承載（業(yè)務(wù)開(kāi)通、計費等）同樣需要借助這些手段實(shí)現區別對待。

　?。?）遠期，通信網(wǎng)絡(luò )可能需要實(shí)現對于機器通信的獨立承載

　　當機器通信業(yè)務(wù)規模繼續擴大，和其它共享通信信道的數據業(yè)務(wù)之間會(huì )出現較大的互干擾問(wèn)題，單純從技術(shù)手段解決可能過(guò)于復雜。另外，可能出現大量對通信服務(wù)等級協(xié)議(SLA)要求較高的機器通信業(yè)務(wù)。這些因素導致可能需要采用物理或邏輯隔離的網(wǎng)絡(luò )承載（部分）機器通信業(yè)務(wù)。這可能包含了物理或邏輯獨立的接入網(wǎng)，以及核心網(wǎng)中專(zhuān)設的互聯(lián)子網(wǎng)。

　　4 小結和展望

　　近年來(lái)，中國和國際上的通信標準組織在機器通信方面陸續開(kāi)始開(kāi)展相關(guān)研究。國際電信聯(lián)盟遠程通信標準化組織(ITU-T)主要從下一代網(wǎng)絡(luò )(NGN)的視角出發(fā)關(guān)注泛在網(wǎng)的需求和架構等。第三代合作伙伴計劃(3GPP)則主要從移動(dòng)網(wǎng)絡(luò )出發(fā)關(guān)注機器通信的需求，以及面向機器通信的網(wǎng)絡(luò )改進(jìn)和優(yōu)化工作。為推動(dòng)M2M支撐技術(shù)的研究，3GPP2在2010年1月曼谷會(huì )議上也通過(guò)了M2M的立項。明確了當運營(yíng)商部署M2M 應用時(shí)，應給運營(yíng)商帶來(lái)較低的運營(yíng)復雜度；優(yōu)化網(wǎng)絡(luò )工作模式，以降低對M2M終端功耗的影響等研究領(lǐng)域。中國通信標準化協(xié)會(huì )(CCSA)于2010年2月初成立了泛在網(wǎng)技術(shù)委員會(huì )（TC10），統一部署和開(kāi)展泛在網(wǎng)的應用和技術(shù)研究。但總的來(lái)看，關(guān)于機器通信的標準仍然處于需求和架構分析階段，即處于起步階段。

　　從光接入、無(wú)線(xiàn)寬帶接入、智能業(yè)務(wù)平臺等通信網(wǎng)絡(luò )的幾大發(fā)展方向來(lái)看，機器通信對于無(wú)線(xiàn)寬帶接入提出了更多的要求。機器通信業(yè)務(wù)具有和以往移動(dòng)蜂窩網(wǎng)承載的數據通信業(yè)務(wù)不同的通信模式和特征，需要網(wǎng)絡(luò )作出適應性的改變。如果說(shuō)，機器通信業(yè)務(wù)的初始階段，是業(yè)務(wù)適應網(wǎng)絡(luò )。那么我們可以說(shuō)，機器通信業(yè)務(wù)的大發(fā)展階段，則應該是網(wǎng)絡(luò )適應業(yè)務(wù)。當然，這是一個(gè)漸進(jìn)的過(guò)程。而當前正處于從混同承載階段向區別承載階段的轉變的過(guò)程之中。

　　總之，從機器通信業(yè)務(wù)的承載現狀，以及未來(lái)物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展愿景來(lái)看，目前的通信網(wǎng)絡(luò )仍然有很多通信需求未能滿(mǎn)足。機器通信業(yè)務(wù)的發(fā)展，將進(jìn)一步推動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò )的演進(jìn)。