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中国电信物联网开放平台中国电信物联网开放平台-NB业务接入网关，天翼物联科技有限公司是中国电信股份有限公司成立的全资子公司，注册资本10亿元，全面承接中国电信物联网领域的能力建设，是中国电信在物联网领域打造自有核心能力、研发运营一体化的物联网能力中心。

单位简介

公司现已拥有一支年轻、专业、高素质的人才队伍，立足广州、南京、上海等大湾区和长三角核心城市，辐射全国，以驱动物联网产业创新，引领智联生态发展为使命，打造强大的平台研发、支撑、运营和服务能力，与中国电信遍布全国的销售服务团队一起为客户提供高品质的产品和解决方案，为合作伙伴提供标准牵引及平台构件封装调用能力，引领生态圈业务融通互促，成为业界领先的智能物联综合信息服务提供商。

成果概述

中国电信物联网开放平台NB业务接入网关平台，自2017年推出以来，已经接入超过2000家客户，接入近5000万NB终端，应用场景覆盖智慧水务、智慧燃气、智能路灯、智能烟感、地磁停车、共享洗衣机、共享空调、小牧童、河道监控、水质监测等100多个场景，有力地推动NB-IoT业务的发展，创造了巨大的社会经济价值。

物联网开放平台NB网关平台是一个电信级的运营服务平台，平台基于中国电信天翼云原生PaaS基座及3AZ多活架构打造。3AZ多活业务架构降低业务故障半径，提升业务可靠性。基于天翼云微服务应用管理引擎实现服务生命周期管理，微服务弹性扩缩容，业务无感知升级。可支持数以亿计的智能终端的接入，集聚数百TB量级的跨行业的数据资源。该项目成果以通用设备接入能力、应用SDK套件、云网深度融合、可调用平台能力的开放平台形式向客户提供服务，支持独立应用或系统化、立体化部署，应用领域广泛：支持移动、固定等不同网络制式设备接入；可与“互联网+”、物联网应用等深度融合，为国家新型基础设施建设发展提供多层次业务接入与应用使能保障；与中国电信物联网专网深度融合，支持设备接入与卡连接管理能力融合，提供设备定位、可视化地图应用。NB网关平台在智慧水务、智慧燃气、智慧水产、智慧消防、环境监测、路桥检测、共享应用、可穿戴设备等应用领域为用户提供多方位、立体化的端到端解决方案，降低企业用户应用数字化投入成本。该项目建设目标在未来10年全社会的数字化进程中，中国电信作为电信运营商为各行业提供数字化转型的通信与信息基础设施，为传统企业转型升级提供更加便利的技术环境。项目所构建的全连接的物联网生态圈能够支持未来上万家合作伙伴实现盈利，并能提供满足公众和行业用户的丰富业务和服务，极大推动中国在物联网领域的发展。

NB-IoT窄带物联网通信技术应用具有低功耗、广覆盖、大连接、低成本的特点。NB-IoT技术主要面向应用场景包括智慧燃气、智慧水务、智慧停车、共享空调、环境监测等场景。由于NB网络无线带宽仅有180KHz，其数据传输能力和并发通信能力受到限制，导致可能出现数据传输时间长及网络拥塞的情况。中国电信物联网开放平台NB业务接入网关平台，即设备管理平台，平台于2017年推出，伴随中国电信NB-IoT网络技术应用同时推广。NB网关平台为使用NB-IoT网络技术应用的业务场景提供标准设备接入接口和应用对接接口，并深度结合NB-IoT技术窄带、低功耗特点，深度融合平台和网络能力，优化业务使用流程，提升NB-IoT网络业务使用感知，进一步提高平台的可用性，满足客户的业务需求。目前已经实现了免心跳会话保活，离线指令缓存，拥塞控制，远程升级，DTLS+安全传输等功能。

（1）免心跳保活

CoAP协议的传输层采用UDP协议，NB终端使用UDP通信，在核心网创建UDP会话的NAT映射会保持约120秒，之后网络会话释放。因此从应用侧主动访问终端侧无会话存在，导致通信失败，无法实现反向控制，不能满足路灯、白电等有实时控制需求应用场景。传统2G终端通过发送心跳包方式保持网络NAT映射会话，但是这种方式能耗更高，不适用于使用电池供电终端。目前NB网关平台已经实现免心跳会话保活，平台和中国电信物联网专网核心网实现专有网络互通并对核心网进行改造升级，实现终端入网成功并注册到NB网关平台之后，无需发送心跳包即可实现实时反向控制终端，有力的促进了共享空调、共享洗衣机、智慧路灯等应用的普及。

（2）离线指令缓存

NB终端通过使用PSM（Power Saved Mode）模式进行休眠状态，在PSM模式下，终端关闭无线监听，无法响应基站的寻呼消息，只有在终端主动发起通信时，才可以与基站建立RRC空口连接。因此在终端处于PSM模式时，应用侧向终端发送的控制指令无法下发至终端。NB网关平台与物联网专网核心网进行网络能力深度融合，充分利用核心网专网部署的优势，汇聚NB终端网络在线数据，感知终端的入网状态。当终端处于PSM模式时，NB网关将缓存控制指令数据，当终端退出PSM模式时，平台将会立即将缓存数据下发，确保客户业务数据下发的可靠性。离线指令缓存功能在智慧水务、智慧燃气等终端功耗要求较高的场景中得到广泛应用，可以提升终端一次通信数据传输效率，提升指令下发可靠性及成功率。

（3）拥塞控制

NB-IoT带宽仅有180KHz，与C网和LTE网络相比带宽资源非常贫瘠。按照单通道15Khz带宽资源划分，理论最多可以划分12个子信道，即最多满足12个终端同时进行通信。如果并发超过12基站侧将会出现拥塞，将会出现数据丢包情况，严重影响终端业务通信。单个企业客户可以根据自己的业务情况，对自己管理的设备的通信时间进行离散化处理。但是面向更多的客户使用网络时，各客户之间业务使用网络无法做到协同调度，很大程度上会导致小区基站出现网络拥塞。NB网关平台可根据终端入网所在的小区信息，感知当前的网络使用状况，建立多业务上下行排队机制，避免出现网络拥塞，提高业务可用性。

（4）远程升级

考虑到NB网络窄带技术特点，一次数据通信包大小受到限制，因此面向软固件升级的场景，由于升级数据包较大，且软固件升级过程对于无线资源占用较高，需要对升级流程进行优化处理，提升数据交互效率，优化资源使用效率。NB网关集成基于LWM2M协议的FOTA升级能力以及自研PCP协议的SOTA升级能力，为用户提供软固升级能力。客户只需要上传升级包到NB网关平台，选择需要升级的终端组，NB网关平台会根据协议流程进行数据包的自动拆分，并根据终端状态和基站信息统一调度下发升级包。

（5）DTLS+安全传输

（5）DTLS+安全传输。传统DTLS协议在TLS握手流程上比较繁琐，每次数据通信都需要进行TLS的握手流程。NB业务接入网关提供DTLS+安全传输方案，在保证数据传输安全的基础上，大幅度减少认证消息传输次数。终端只需要在第一次入网接入平台的时候进行复杂的认证鉴权过程，后续每次交互只需要进行一次通信鉴权信息，即可完成TLS协议，在保证数据通信安全的基础上，降低终端功耗。相同条件下，如果不采用DTLS安全传输的终端电池寿命6年，而采用DTLS+安全传输方案的终端电池寿命可以达到5.4年，在保证数据传输安全性的基础上，只是略微降低终端的电池寿命。

传统DTLS协议在TLS握手流程上比较繁琐，每次数据通信都需要进行TLS的握手流程。NB业务接入网关提供DTLS+安全传输方案，在保证数据传输安全的基础上，大幅度减少认证消息传输次数。终端只需要在第一次入网接入平台的时候进行复杂的认证鉴权过程，后续每次交互只需要进行一次通信鉴权信息，即可完成TLS协议，在保证数据通信安全的基础上，降低终端功耗。相同条件下，如果不采用DTLS安全传输的终端电池寿命6年，而采用DTLS+安全传输方案的终端电池寿命可以达到5.4年，在保证数据传输安全性的基础上，只是略微降低终端的电池寿命。

随着NB-IoT技术应用逐步推广，物联网NB设备数量也进入蓬勃发展阶段，截止到2020年底，NB网关平台接入设备4500万。海量设备接入对平台并发业务处理能力及可靠性和稳定性产生巨大的挑战。伴随着云原生及微服务技术应用的发展，平台逐步开展业务架构的演进迭代历程。2019年完成微服务化改造，2020年完成云原生3AZ多活架构改造升级，依托中国电信天翼云原生PaaS服务以及安全、可靠、强大的IaaS服务，实现3AZ多活、分布式部署、灰度发布、智能运维等能力，可满足物联网海量、极简、可靠、安全的连接需求，能为亿级物联网设备提供最佳的接入服务。基于中国电信物联网开放平台NB业务接入网关平台打造的NB-IoT通信技术应用生态圈，目前已对接支撑近3000家企业客户，应用行业涵盖燃气应用、水务应用、环境监测、共享单车等行业。平台接入设备数量近5000万，日活设备近3000万，已经成为全球最大的NB-IoT应用生态圈。

获奖情况

专利：消息队列业务数据调度及消息队列的实现方法

获奖：物联网十大技术创新与工程应用。