我大概整个的主要内容分为这几个部分,物联网概念,物联网网络架构,物联网技术标准化,那么物联网概念和物联网网络架构,这两部分是为了引出这个主题技术标准化,因为技术标准化,也是离不开网络的结构,所以就是说前面两个是引子后面技术标准化是我演讲内容的主题。
那么物联网定义我这里不再多说了今天和昨天各位专家都从不同角度阐述了物联网的定义,这里我列出了1999年美国麻省理工学院提出的物联网概念,这里不戏说,在05年国际电信联盟(ITU)发布了物联网概念,这是物联网定义的概念和基础,基本上各种定义和概念都是离不开这两个概念的基础。基本上从最早的提出的物联网概念,以及ITU这样有权威的标准化组织提出的物联网概念,都会给我们现在目前物联网,就是各个企业,各个行业,以及各个标准组织,再来定义物联网定义,提供很有利的基础,物联网要素组成我不再细讲,物联网要素由感知、传输、智能三个部分组成。要素由末端的全面感知,到网络了可靠传输,以及应用层的智能处理,这三方面组成我们物联网端到端的网络,所以它也涵盖了信息采集,信息传递,信息处理这三个环节。
那么目前我们也看到在行业内,包括在业界出现了三个概念,那么就是物联网的概念,传感器网的概念,以及泛在网的概念,我们来看一下三个概念的区别和异同。传感器网络它一般就是说末端,主要位于末端,是传感器加一个近距离的无线通讯网,中间不包括基础的网络,所以它只是末端,可以说是我们末端近距离通信的网络,它是物对物的通信,提出物联网,物联网的末端可以看到,它是传感器网,RFID,以及内置通信终端组成,物联网传输这个环节,他要跨越几个网络,可能要跨越一个运营商到另一个运营商的网络,在前期是专网进行传输,到后期,各个行业的网络,各个运营商的网络,融合进行协同,所以就是说,物联网不但涵盖了我们末端的网络,还涵盖中间基础网络,它的通信对象,我们可以看到,物对物和物对人的通信,另外一个概念就是泛在网,这个概念在ITU也提出过这样的概念,所以大家并不陌生,他和物联网的区别在哪里,应该来说它的末端其实它可能除了物联网的末端以外,它还包括了手机、上网卡等等这些,它的通信对象从物联网的物对人,物对物等等,它涵盖了固定通信网和移动通信网的业务和范围,它的基础网络,应该比物联网的基础网络有更大的范围,例如它跨越多网络的多技术,它可能要进行异构协同的智能,要跨技术、跨网络、跨行业、跨应用这个方面,我们可以看到泛在网具有比传感器网、物联网更广泛的内涵,这三个概念就是说我们在这里从这张表和图中可以清晰的看到。
这个也是大家普遍看到的物联网的分层架构,也是大家比较认同的架构,从感知层到网络层到应用层,因为我们的标准体系,基本上也是和网络的架构也是对应的因为任何标准组织的架构,都是网络的架构,对要遵从顶层设计的架构,那么对应的网络架构,感知层是对物理世界通过各种感知的设备来进行感知,以及网络层,它有可能各种行业的专用网络,也有可能是电信网和互联网公网的部分,上层是多彩的应用。
我们可以看到,物联网是一个非常大的范围,其实它可以说,比我们现在固定通信网、移动通信网具有更大的范围,它的对象扩展到物,因此我们可以看到,它和目前我们看到的通信网最大的区别,它有全面的信息感知,可以说我们这个全面的信息感知是实现物联网的基础,只有把末端的信息感知到传送到上层,进行处理,才能够实现我们的物联网,那么就是说物联网的末端的感知有对静态数据的感知,以及对固定属性的动态感知,它的感知设备包括这些,我不再细讲。 以及对环境信息的感知,在感知端主要解决低功耗,小型化低成本的问题。
中间这个环节,只有使网络达到泛在化才是规模的基础设施,感知网络的泛在物联,包括有线电视的传输等等,以及广域数据的交换,并且实现我们任何时间,任何地点的无缝覆盖,这样一个泛在化的网络,才是我们物联网规模化应用的基础设施,这个泛在化网络,他包括了末端感知的组网,包括中间宽带的组网,以及骨干的组网,包括后端业务平台的网络,所以泛在化的网络是物联网规模化应用的基础设施。丰富的应用才是我们物联网向前发展的驱动力,我们再有更好的一些,如果有更好的网络基础设施,有更好的感知手段,但是这上面没有应用,我们物联网很难得到发展,所以就是说,只有将我们的应用,应用到我们各个领域内,并且影响到我们国家应该和社会生活各个方面,才能够使我们物联网进一步得到快速发展,所以我们可以看到,只有在危机处理智能交通等等各个方面,把我们的技术物联网的业务,载入进去,才能够使我们国家的各方面的信息化的水平提到更高的水平。所以说这种丰富的业务运用,可以说是我们物联网发展很重要的一个驱动力。下面我们来看一下,今天这个内容的主题,就是物联网技术的标准化。那么这张图大家并不陌生,这张图主要来源于M2M,技术委员会的一个组织架构图,那么由于我们物联网网络是一个范围非常广大和德一个端到端的网络,从这张图中可以看到,它这里面包括了有线网,包括了无线网,包括了传感器网,包括远距离的传输网络,包括上层技术平台,以及业务平台上的应用,所以物联网是包容性非常大的网络,所以它涉及的标准组织和工业组织也非常多,例如在传感器网方面,它涉及到ISO等组织,在应用方面它涉及到OMA、IETF等等这些组织,这么多可以说很多组织,都在做物联网的一些标准化的工作,其实这些标准化工作,在很早就开始做了,在物联网概念出现以后,那么我们也渐渐把国际化标准组织梳理出来,这些标准化工作跟物联网基础标准是有关的。这些纷繁多样的国际标准化组织中,对物联网的技术标准做的比较多的是主要集中在这几块,一个是整体框架这块,主要是ITU-TSG13组,还有ETSI M2M TC做的,在智能电网和计量方面,主要是美国的一些标准。在近距离通信这块,主要有IETF等等这些组织来做标准化的工作,对于电信网方面,主要是3GPP GSM,和OMA对物联网优化的标准化。下面我们分别来看一下国外和国内,这些标准化组织,目前在物联网技术方面都做了哪些工作和有哪些进展。
ITU-T,很早就做泛在网的标准化工作,很早就提出了泛在网的定义和框架,主要体现在安全方面,在ITU-T下面有很多的工作组,有11组、13组、16组和17组,11组里面在Q.12做了一些事情,在13组里面,在基于NGN的泛在网络方面有一些研究,16组主要是做泛在网应用方面,有Q.25和Q.27,还有Q28,还有多媒体应用框架。17组里面是安全,主要是Q.6和Q.10里面有研究。这个是ITU-T提出的一个泛在网的框架图,ITU-T它是做电信网的标准化组织,它提出的泛在网的概念,现在目前产生的文稿,主要由Y.2221、Y.2002、Y.2016,这个对泛在网业务应用的需求,以及泛在网的概述,以及NGN对泛在网的支持,以及对业务的功能要求和架构。
那么ITU浏览了它的标准化在泛在网的情况,那么ETSI M2M也做了很多标准化的工作,M2M在08年11月才成立一个标准化组织,它是在ETSI M2M会议上69次会议上决定的,[FS:Page]目前这个技术委员会的工作,主要是收集定义M2M的需求,以及M2M的高层架构,以及补充现有标准所没有覆盖的需求,并且对这些需求进行标准化,并且为ETSI M2M提供领域知识支持,工作范围包括M2M设备标识、QoS,安全隐私等等。
目前ETSI技术委员会起草一些规范,在规范中看到它的一些工作,TR是研究报告的文稿,它目前采用了TS102,TR102691描述了Ssmart Metering,TR102898,移动互联的用力及特点,TR102898定义了汽车应用的M2M功能服务需求。我们从这张图可以看出,ETSI它定义的M2M的体系架构,这个和物联网的框架结构得到统一,首先看感知层,末端有M2M的设备,M2M的网关进入到中间的移动通信网或者是互联网,移动通信网和互联网有接入网和核心网所构成,也就是中间传输的环节,那么通过这个传输网络,在和应用M2M的应用层,应用层有一个中间件,中间这个网络层,也就是IETF的应用,我们可以看到ETSI的体系架构和我们看到的物联网的框架相吻合的。
这个是ETSI定义的M2M业务能力的架构,中间我们看到分为三个颜色,黄色的颜色通信服务能力的颜色,绿色是信息运营能力的颜色,这个主要定义的是M2M网关所具有的逻辑功能能力,例如要具备,通信方式选择,露友选择,隐藏地址,还有服务选择,事物状态查询这些功能等等,在讯息能力,主要把M2M网关的数据进行储存各聚合,这个也是我们现在网关所要具备的一些业务能力,也和目前感知网关一个综合化的功能要求。
刚才我讲述的是在ETSI中对M2M的标准化的定义和工作,现在我们可以看到,这两个是M2M的体系架构和业务能力架构,是ETSI标准化组织中,很好的成果。
那么在3GPP和3GPP2中对M2M标准化的工作。对移动通信的核心网,来适应于物联网发展,它进行的一些优化标准的需求,那么以及在无线网络,无线网络如何进行优化,更好的适应我们了物联网的发展,以及3GPP2也做了M2M的标准工作,它俩总体来说,3GPP2和M2M的标准进行的不是很快。3GPP M2M业务需求,M2M通信特征,MTC设备与一个或者多个MTC服务器进行通信,3GPP网络作为MTC设备与服务器之间的传递信息的承载通道。
在通用业务需求方面,地址和编号,遇到的问题是地址空间受限,受限的编号涉及到IMSI,MSISDN和IPv4地址;编号要能够唯一标识一个MTC设备,能够唯一标识一个MTC设备组。计费方面,能够对一个MTC组进行计费,能够对特定的时间段执行特殊费率、能够对特定的事件进行计费,安全方面,能够提供与H2H相同的安全级别。
在特定业务需求方面,有15个MTC的业务特性及SA1定义的15个业务特征包括,低移动性、时间控制接入等等方面都有很多业务需求。
这是3GPP M2M的通信模型,我们看到MTC 服务,是放在运营商的域内,这时候运营商是作为一个服务模式,来进行服务,因为这个时候MTC服务,运营商能够掌控,它这个时候能够掌控运营,第二种我们可以看到MTC server,可以进行服务,这个时候运营商作为集成模式,第三种模式完全是管道的模式,第二种也可能成为管道模式,如果不放在你的里面,如果是跨多运营商M2M通信的话,这个时候中间就不需要布MTC server,那么这个时候两个运营商完全是通道。这是3GPP定义了三种M2M的模型。
目前3GPP M2M标准研究重点,在核心网方面考虑R10阶段优先考虑,过载控制,处理大量MTC设备同时接入网络、传输数据带来的拥塞问题。在无线接入网里面,R10阶段优先考虑,过载控制,处理大量MTC设备,还有低优先级,其他功能,低如低功率、低移动性。
还有在安全方面,对M2M的服务提供的安全级别至少达到H2H通信的安全水平。
刚刚我讲述的是目前国外ITU-T,EPSI做的卓有成效的工作,我们国内自从物联网信息浪潮到来以后,我们国内开始快速的展开物联网标准化的工作,我们在2010年的2月2日,中国通信标准化协会就成立了泛在网工作委员会,也就是TC10成立,它的工作范围是面向泛在网相关技术,根据各运营商开展的与泛在网相关的各项业务,研究院所、生产企业提出的各项技术解决方案,以及面向具体行业的信息化应用实例,形成若干项目组,有针对性地开展标准研究。在这个里面包括,TC3网络与交换,TC10泛在网和TC5无线通信,包括总体组、应用组、网络组、感知延伸组。
那么在CCSATC10泛在网的标准体系,从这张图可以看到,它的左边我们可以看到是一个泛在网的标准体系的框架图,它主要分为三层,感知延伸层技术,网络层技术,应用层技术,在感知延伸层技术里面,包括数据采集和感知,以及无线传输,以及感知层的延伸网,包括传感网,车运网。在应用层技术,应用服务子层应用支撑子层。所以这个架构和我们的总体框架是类似的,那么当然这三层技术当中,我们还有一些共性的支撑技术,例如网络架构,标识解析,网络管理、安全和QoS,那么泛在化对象包括,网络、系统、设备接口、协议、业务,这个标准体系,应用层标准,还有网络层标准,还有感知延伸层标准,对象都按照这个来细分,有可能涉及到设备方面、协议方面、业务方面和接口方面,系统方面。
目前中国通信标准化协会,目前研究的标准项目有哪些呢?从这张表可以看到,已经有立项的有视频监控系统智能分析及传感器叠加应用架构和总体技术要求,移动M2M业务总体技术要求,移动M2M等等。
还有智能家居,无线城市、无线城市承载王技术,还有智能交通系统,还有智能环境预警系统等等这些方面,这些都是在我们刚刚所说的四个组里面进行,在总体组、网络组、感性延伸组以及业务组做这些工作,这些在研项目覆盖了网络主体,以及业务延伸技术,这个是目前中国通信标准化协会的在研项目,另外国内的标准化组织,传感器网络标准工作组,它是在09年全国信标委就开始做了传感器网络标准研究工作,在07年就开始组建,在08年进行各种有意识的筹备,比如说上报筹备方案,召开会议,在09年9月正式成立,并且分为八个项目组,召开工作组全会,目前有70家在这个标准租共同推进,传感器网络的推进,它分了PG1,PG2,一直到PG8项目组,主要有国际标准化、标准体系与系统架构,还有通信与信息交互,协同信息处理、标识、安全、接口、行业应用调研等工作,目前国内的物联网的主要的标准化,情况就是在CCAC和WGSN这两个工作组构成。我刚才从技术标准化的角度,和大家共同探讨了目前国内和国外物联网技术标准化的现状和状态,但是我们也看到,物联网技术纷繁复杂,包含了末端到中间,以及到上层应用复杂的多样的环节,任何标准阻止要全面的覆盖这些物联网的技术标准也都是很难的,目前可以说国际组织和国内标准化组织,都在物联网技术标准方面,进行一些探讨,也取得了一些成果,但是物联网标准化的问题,仍然是一个比较大的难题,因为它所覆盖的范围,包括上层的应用,包括末端的应用,都是非常多样化的技术,所以就是说,希望各行各业,包括各行各业以及有实力的企业,能够提出自主知识创新的一些技术,能够提交到国内的标准化组织,以及提交到国际化的标准阻止,使我国的物联网技术,能够更上一个台阶。好,谢谢大家!
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