物联网的那些事
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2023-09-24 15:41:53
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物联网(IoT,Internet of things)是指“万物相连的互联网”。通过 RFID(Radio Frequency Identification, 无线射频识别)、感应器等信息传感设备,按约定的协议,把物品和互联网连接起来,进行信息交换和通信,以实现对物品的智能化识别、定位、跟踪、监控和管理。

物联网的发展可以分为萌芽期、初步发展期以及高速发展时期。

萌芽期(1991 年-2004 年):1991 年,美国麻省理工学院的 Kevin Ash-ton 教授提出物联网概念。1995 年,比尔盖茨在其《未来之路》一书中构想物物互联,但当时并未引起广泛关注。1999 年,美国麻省理工学院首先提出物联网的定义,将物联网定义为把所有物品通过 RFID 和条码等信息传感设备与互联网连接起来,实现智能化识别和管理的网络,自此,对物联网的关注度逐渐提升。2003 年,美国《技术评论》将传感网络技术列为改变未来人们生活的十大技术之首。2004 年,“物联网”这个术语开始出现在各种书名中,并在媒体上传播。

初步发展期(2005 年-2008 年):2005 年 11 月 17 日,国际电信联盟(ITU)发布了《ITU 互联网报告 2005:物联网》,报告指出,无所不在的“物联网”通信时代即将来临,世界上所有的物体都可以通过因特网主动进行交换。射频识别技术(RFID)、传感器技术、纳米技术、 智能嵌入技术将得到更加广泛的应用,这标志着物联网行业进入到初步发展阶段,物联网的 概念日益深入人心。2007 年第一部 iPhone 手机出现,为消费者提供了与世界连网设备互动 的全新方式。2008 年第一届国际物联网大会在瑞士苏黎世举行。

高速发展期(2009 年-至今):2009 年 1 月,美国政府将新能源和物联网确认为美国国家战略。2009 年 6 月,欧盟执委会发表欧洲物联网行动计划,提出要加强对物联网的管理, 促进行业发展。2009 年 8 月,无锡市率先建立 了“感知中国”研究中心,中国科学院、运营商、多所大学在无锡建立了物联网研究院,中 国正式开始在物联网行业进行战略部署。欧盟、中国、美国在物联网行业的部署计划标志着 物联网进入到快速发展期。2010 年,中国政府将物联网列为关键技术,并宣布物联网是其 长期发展计划的一部分。2013 年,谷歌眼镜(GoogleGlass)正式发布,这是物联网和可穿戴 技术的一个革命性进步。2015 年,欧盟成立物联网创新联盟。2016 年 6 月,3GPP RAN 全 会第 72 次会议在韩国釜山顺利召开,RAN 全会批准了 3GPP 协议相关内容,这标志着 NB-IoT 标准核心协议的研究已经全部完成,NB-IoT 即将进入规模商用阶段。2018 年 6 月, 3GPP 全会批准了第五代移动通信技术标准(5G NR)独立组网功能冻结,5G 已经完成第 一阶段全功能标准化工作,进入了产业全面冲刺新阶段。

一、物联网网络架构及技术概述

1、物联卡

物联卡是指基于物联网专网,采用物联网专属号段,通过物联网专用网元设备承载的移动通信接入业务。



卡唯一标识:

MSISDN(11/13位):物联卡号码,如:144029xxxx555;

IMSI:国际移动用户识别码,如:4600449xxxx5555

物联卡的生命周期如下图:




物联卡的生命周期

2、物联网

物联网“Internet of things(IoT)”是指在传统互联网基础上,将用户延伸和扩展到了物品,实现物与物、物与人之间进行信息交换和通信。

拿中国移动物联网组网来看,如下图:




中国移动物联网组网



中国移动物联网专网

物联网端到端网络由“设备侧—无线网—核心网—承载网—传送网及上层隧道—用户侧及业务平台”组成。物联网网络的总体网络组织架构如图所示:




物联网网络总体网络组织架构

二、物联网端到端技术

1、无线网接入方式

1】NB-IoT:窄带物联网,构建于蜂窝网络,仅消耗180KHz的带宽,可直接部署于GSM网络或LTE网。

2】4G:第四代移动电话行动通信标准,包括TD-LTE和FDD-LTE两种制式。

2、核心网接入方式/卡类型

1】行业卡:通过本地无线网、核心网接入网(SGW/MME),使用省内专用PGW,使用11位码号的数据卡。 省内PBOSS开卡,使用省内HSS签约。

2】物联卡:通过本地无线网、核心网接入网(SGW/MME),使用物联网基地专用PGW,使用13位码号的集团专网物联网专卡。集团CTBOSS开卡,使用集团HSS签约。

3、APN分类

1】通用APN:基于CMNET承载业务,主要用于用户访问互联网。2G:CMMTM ;2G/4G:CMIOT ;NB-IoT:CMNBIOT等。

2】专用APN:基于CMNET/IP承载网承载业务,用于需要定向访问功能的企业客户。 2G/4G:CMIOTYDCJ.HE /HBPW8-BAD.HE。

4、APN专线承载方式

1】无专线无隧道:公网NAT+DPI:通过APN标识用户业务,基于CMNET网络+DPI策略控制的白名单,实现对客户业务定向访问权限控制。

2】无专线有隧道:逻辑隧道方式:通过各类VPN技术在公网疏通的逻辑隧道;

3】有专线有隧道:物理隧道方式:通过IP承载网/CMNET网专线及各类VPN技术疏通的物理隧道;

隧道技术包括GRE隧道、L2TP隧道、Ipsec隧道等。

5、客户平台部署方式,拿中国移动河北分公司举例来说。

1】统建平台:中国移动物联网公司OneLink、Onenet;其他物联网平台DCP、Jasper等;

2】客户自有平台:其他运营商(专线/IDC/云):客户平台部署于其他运营商网络,但不论客户平台以何种方式部署,满足公网可达即可;

3】客户自有平台:移动云/IDC:客户平台部署于河北移动石家庄数据中心、保定数据中心、政企云;

4】客户自有平台:客户拥有独立机房,且该业务待接入互联网。


三、物联网专用APN端到端组网方案

方式1:物联卡+专用APN+公网NAT+客户自有平台。如下图:



方式2:物联卡+专用APN+公网(隧道)+客户自有平台(移动云/IDC/其他运营商)



方式3:物联卡+专用APN+CMNET专线/IP承载网专线(隧道)+客户自有平台(客户自建机房)



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