1、浅析M2M应用架构及发展现状 潘海滨 中国移动通信集团北京有限公司 100007 【摘要】本文首先指出了M2M的广阔应用前景和存在的问题然后在分析M2M架构的基础上重点介绍了目前M2M标准化的难点和发展现状。 【关键词】M2M 架构 标准化 发展 一、 引言 近年来国内运营商的业务收入增长逐年放缓人与人之间的语音通信出现一定的饱和迹象这对电信运营商的未来发展是一种考验。面对考验中国移动把目光放到了三个方面开发新的个人数据应用、推动M2M产业链的发展以及开发农村新兴市场。 M2M作为 未来移动互联网发展的重要方向有巨大的 应用前景得到了运营商的青睐。根据Wireless Intelligence
2、 的统计一方面截至2008年底全球无线连接数量已超过40亿包括拥有多个SIM卡的用户在内。另一方面M2M市场还蕴藏着超过500亿的潜在连接数量。 不过M2M 在现阶段还存在很多 问题。 M2M技术相关的行业厂家众多技术水平层次不齐设备接口兼容性差导致竞争秩序混乱市场分散很难形成规模化发展。有一些标准化组织在制定相应的标准但各个标准化组织在制定通信标准的时候有很多工作是相互重叠的怎样整合产业链资源制定一个被各方认可的通信协议还需要不断的探索。 二、 M2M应用概念 M2MMachine To Machine也称为物联网Internet of Things它的定义是把物品通过射频识别等信息传感设备
3、与互联网连接起来实现智能化识别和管理。 当然M2M 业务不 仅是机器对机器类型的通信业务它还包含了Man-to-Machine类型机器响应人员的操控指令从而执行一定的操作和Machine-to-Man类型机器能够将采集的信息传送给相应人员的通信业务。例如通过手机或网页远程开启卧室的空调就是一种Man-to-Machine类型的业务。这里所说的机器可能是一个独立的以信息远程传输为主要功能的终端设备也可能指一个包含远程数据传输功能能够被远程遥测、遥感、遥控的终端设备。 区别于传统意义上的客户端PC、手机等访问网站、手机和手机通信M2M业务更多的是指通信的一方是一种专为某种特定应用服务的终端设备。这
4、种终端设备包含远程通信功能而且终端进行远程通信的行为逻辑是固化的即通过程序控制自动完成通信交互。另外这种远程通信交互因为目的比较单一因而在逻辑上也不是十分复杂。按照上述理解向后台应用传送GPS数据的车载定位终端应用、智能电表应用和智能水表应用等都是M2M业务的例子。虽然需要由人的操作触发但是无线销售POS同样也属于M2M应用。 三、 M2M架构组成 M2M应用的行业非常广泛包括电力、物流管理、交通、工业自动化、移动金融、智能家居、视频安防、远程医疗等。每个行业的应用都有各自的特点他们的需求也是非常个性化的因此对于运营商来说如何处理好规模化和个性化之间关系非常重要。 目前电信运营商、系 统集成商
5、和各个标准化组织都在进行M2M 的标准化工作虽然标准之间有些重复地方但不管如何变化目前所有的M2M解决方案都具有五要素行业终端、M2M终端、无线传输网络、M2M后台服务器以及应用模块。 图1 M2M应用架构图 1、行 业终端 行业终端主要包括各种 传感器、 视频监控探头、扫描仪等。它的主要作用是完成行业应用所需要的数据的采集并通过接口传递给M2M终端。例如温度传感器把温度数据采集然后通过该设备接口传递给M2M终端设备。行业终端可能会有多种接口比如RS232 、RS485、USB、RJ45以及其他的I/O接口这也是M2M标准化的难点之一。 2、M2M终端 M2M终端是整个系统中关键的部分之一。它
6、的功能是把数据传输给无线网络或者同时从无线网络得到遥控数据。由于M2M终端传输的不是语音而是数据因此在M2M终端操作系统、数据压缩使用的标准都是不同于普通手机需要单独进行开发设计。 3、无 线传输网络 无线传输网络在整个M2M网络中起到了承上启下的作用只有高效且有保障的传输网络才能确保系统的正常运作。无线传输网络并不局限于某种特定网络它可以包括GSM、CDMA、TD-SCDMA、WCDMA、WIFI、Zigbee以至于LTE 网络。而在在传输中需要一定的加密措施以提高整个系统的安全性。 4、M2M后台服务器 M2M后台服务器主要完成两部分工作一是完成数据的接收和转发通过解码无线网络传输的数据M
7、2M后台服务器可以进行存储和转发这些数据可供应用模块进行使用和分析。二是对M2M终端的管理通过无线网络M2M后台服务器可以完成M2M终端的实时的、批量的配置例如通过后台服务器对视频探头的方向调整、对前端进行软件升级等。 5、应用模块 应用模块是整个系统的末端作用是负责对后台服务器的数据进行处理、分析以及人性化界面的展示等。它的应用通常伴随着原有应用软件的升级或新应用软件的开发。 四、M2M的标准化的难点 M2M涉及多个行业应用每个行业有各自的应用特点另外数据在无线网络中传输需要考虑新的传输协议这为M2M标准化带来了困难主要表现为以下几方面 1、M2M终 端的接口多样性。 由于每个行业应用都有自
8、身独特的行业终端因此如何整合这些终端接口在标准化和个性化之间找到一个平衡点显得尤为重要。 2、多种无线网络传输协议并存阻碍M2M标准化。 传输协议标准化是M2M标准化的根本。出于各自利益的不同目前各个厂商都采用了不同的传输协议例如诺基亚M2M终端采用传统的TCP 协议爱立信开发了RCP协议中国移动提出了WMMP协议。 3、尚未有专用M2M芯片 目前几乎所有的芯片厂家都专注于手机和上网卡市场尚未准备好提供适合M2M应用的芯片这表现在芯片的生命周期偏短市场上不存在完全符合M2M行业要求的产品。 五、 M2M标 准化的发展现状 作为早在1999就已经提出的概念M2M已经有10年历史了但该项技术直到2
9、005年以后才开始进入快速发展期。 2005年11月17日在突尼斯举行的信息社会世界峰会WSIS上国际电信联盟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”通信时代即将来临射频识别技术RFID、 传感器技术、纳米技术、智能嵌入技术将到更加广泛的应用。 从M2M 正式商用后其表 现出爆炸性增 长。截至 2008年底全球M2M市场规模已突破500亿美元。 2009年1月28日IBM 首席执行官彭明盛首次提出“智慧的地球”这一概念建 议新政府投 资新一代的智慧型基础设施阐明其短期和长期效益。奥巴马对此给予了积极的回应。此概念一经提出即得到美国各界的高度关注IBM公司的这一
10、构想极有可能上升至美国的国家战略并在世界范围内引起轰动。 2009年7月29日高通宣布与Verizon Wireless建立一家专门提供M2M产品的合资公司。新公司将利用高通多样的M2M解决方案同时充分利用Verizon Wireless先进的连接技术与专业的设备认证技术为包括医疗保健制造业公共事业消费品等各种细分市场提供服务。在中国2008年中国移动总裁王建宙在天津达沃斯论坛上对M2M的展望让业内开始关注国内的M2M市场以及中国运营商对M2M的发展规划。其实国内运营商早已开始布局M2M 中国移动在2007年前后就在重庆建立了M2M运营支撑中心负责全国M2M产品的研发、M2M平台的建设等工作。
11、据了解目前中国移 动M2M业务管理平台已实现三次全面升级初步具备了全网业务支撑能力。截至2009年6月底中国移动已经在31个省开通了M2M业务相关终端数达到3000万连续三年增长率超过80。 与此同时M2M业务也被中国电信列为2009年重点开发和培育的产品。目前中国电信M2M业务已经在一些省份进行了商用如安徽电信在环保和烟草行业的应用等其全国性M2M平台预计2009年内正式上线。 中国联通也在 2009年北京通信信息技术展上展示了自己的M2M应用例如视频监控系统、 远程 污水处理监控系统等。 综上所述目前中国的M2M应用仍处于刚刚起步阶段产业链各方仍有很多准备工作要做特别是M2M标准化工作。只有实现M2M标准化才能大规模推广这一技术。 这需要运营商、系统集成商、行业应用客户、标准化组织共同协 作完成。 1、 结束语 本文介绍的M2M技术是未来移动互联网发展的重要方向有着广阔的市场应用前景。目前包含中国移动、爱立信、诺基亚西门子和IBM在内的电信运营商、设备制造商和IT 厂商都做了大量投入。随着中国3G 网络建设的逐步完善随着M2M标准化工作的不断推进M2M在中国的应用将越来越广阔。 【作者简介】 潘海 滨中国移动北京有限公司工程师主要从事移动通信无线网络优化、规划工作对4G技术以及移动互联网产业发展有深入研究。
