物聯網概念

　　1999年美國麻省理工學院提出的物聯網概念，在05年國際電信聯盟（ITU）發布了物聯網概念，這是物聯網定義的概念和基礎，基本上各種定義和概念都是離不開這兩個概念的基礎。基本上從最早的提出的物聯網概念，以及ITU這樣有權威的標準化組織提出的物聯網概念，都會給我們現在目前物聯網，就是各個企業，各個行業，以及各個標準組織，再來定義物聯網定義，提供很有利的基礎，物聯網要素組成我不再細講，物聯網要素由感知、傳輸、智能三個部分組成。要素由末端的全面感知，到網絡了可靠傳輸，以及應用層的智能處理，這三方面組成我們物聯網端到端的網絡，所以它也涵蓋了信息采集，信息傳遞，信息處理這三個環節。

　　目前在業界出現了三個概念，即物聯網的概念，傳感器網概念，以及泛在網的概念，他們有什么區別與異同呢？傳感器網絡它一般就是說末端，主要位于末端，是傳感器加一個近距離的無線通訊網，中間不包括基礎的網絡，所以它只是末端，可以說是我們末端近距離通信的網絡，它是物對物的通信，提出物聯網，物聯網的末端可以看到，它是傳感器網，RFID，以及內置通信終端組成，物聯網傳輸這個環節，他要跨越幾個網絡，可能要跨越一個運營商到另一個運營商的網絡，在前期是專網進行傳輸，到后期，各個行業的網絡，各個運營商的網絡，融合進行協同，所以就是說，物聯網不但涵蓋了我們末端的網絡，還涵蓋中間基礎網絡，它的通信對象，我們可以看到，物對物和物對人的通信，另外一個概念就是泛在網，這個概念在ITU也提出過這樣的概念，所以大家并不陌生，他和物聯網的區別在哪里，應該來說它的末端其實它可能除了物聯網的末端以外，它還包括了手機、上網卡等等這些，它的通信對象從物聯網的物對人，物對物等等，它涵蓋了固定通信網和移動通信網的業務和范圍，它的基礎網絡，應該比物聯網的基礎網絡有更大的范圍，例如它跨越多網絡的多技術，它可能要進行異構協同的智能，要跨技術、跨網絡、跨行業、跨應用這個方面，我們可以看到泛在網具有比傳感器網、物聯網更廣泛的內涵。

　　這個也是大家普遍看到的物聯網的分層架構，也是大家比較認同的架構，從感知層到網絡層到應用層，因為我們的標準體系，基本上也是和網絡的架構也是對應的因為任何標準組織的架構，都是網絡的架構，對要遵從頂層設計的架構，那么對應的網絡架構，感知層是對物理世界通過各種感知的設備來進行感知，以及網絡層，它有可能各種行業的專用網絡，也有可能是電信網和互聯網公網的部分，上層是多彩的應用。

　　我們可以看到，物聯網是一個非常大的范圍，其實它可以說，比我們現在固定通信網、移動通信網具有更大的范圍，它的對象擴展到物，因此我們可以看到，它和目前我們看到的通信網最大的區別，它有全面的信息感知，可以說我們這個全面的信息感知是實現物聯網的基礎，只有把末端的信息感知到傳送到上層，進行處理，才能夠實現我們的物聯網，那么就是說物聯網的末端的感知有對靜態數據的感知，以及對固定屬性的動態感知，它的感知設備包括這些，我不再細講。 以及對環境信息的感知，在感知端主要解決低功耗，小型化低成本的問題。

　　中間這個環節，只有使網絡達到泛在化才是規模的基礎設施，感知網絡的泛在物聯，包括有線電視的傳輸等等，以及廣域數據的交換，并且實現我們任何時間，任何地點的無縫覆蓋，這樣一個泛在化的網絡，才是我們物聯網規模化應用的基礎設施，這個泛在化網絡，他包括了末端感知的組網，包括中間寬帶的組網，以及骨干的組網，包括后端業務平臺的網絡，所以泛在化的網絡是物聯網規模化應用的基礎設施。豐富的應用才是我們物聯網向前發展的驅動力，我們再有更好的一些，如果有更好的網絡基礎設施，有更好的感知手段，但是這上面沒有應用，我們物聯網很難得到發展，所以就是說，只有將我們的應用，應用到我們各個領域內，并且影響到我們國家應該和社會生活各個方面，才能夠使我們物聯網進一步得到快速發展，所以我們可以看到，只有在危機處理智能交通等等各個方面，把我們的技術物聯網的業務，載入進去，才能夠使我們國家的各方面的信息化的水平提到更高的水平。所以說這種豐富的業務運用，可以說是我們物聯網發展很重要的一個驅動力。

　　物聯網技術的標準化

　　由于我們物聯網網絡是一個范圍非常廣大和德一個端到端的網絡，它這里面包括了有線網，包括了無線網，包括了傳感器網，包括遠距離的傳輸網絡，包括上層技術平臺，以及業務平臺上的應用，所以物聯網是包容性非常大的網絡，所以它涉及的標準組織和工業組織也非常多，例如在傳感器網方面，它涉及到ISO等組織，在應用方面它涉及到OMA、IETF等等這些組織，這么多可以說很多組織，都在做物聯網的一些標準化的工作，其實這些標準化工作，在很早就開始做了，在物聯網概念出現以后，那么我們也漸漸把國際化標準組織梳理出來，這些標準化工作跟物聯網基礎標準是有關的。這些紛繁多樣的國際標準化組織中，對物聯網的技術標準做的比較多的是主要集中在這幾塊，一個是整體框架這塊，主要是ITU-TSG13組，還有ETSI M2M TC做的，在智能電網和計量方面，主要是美國的一些標準。在近距離通信這塊，主要有IETF等等這些組織來做標準化的工作，對于電信網方面，主要是3GPP GSM，和OMA對物聯網優化的標準化。下面我們分別來看一下國外和國內，這些標準化組織，目前在物聯網技術方面都做了哪些工作和有哪些進展。

　　ITU-T，很早就做泛在網的標準化工作，很早就提出了泛在網的定義和框架，主要體現在安全方面，在ITU-T下面有很多的工作組，有11組、13組、16組和17組，11組里面在Q.12做了一些事情，在13組里面，在基于NGN的泛在網絡方面有一些研究，16組主要是做泛在網應用方面，有Q.25和Q.27，還有Q28，還有多媒體應用框架。17組里面是安全，主要是Q.6和Q.10里面有研究。這個是ITU-T提出的一個泛在網的框架圖，ITU-T它是做電信網的標準化組織，它提出的泛在網的概念，現在目前產生的文稿，主要由Y.2221、Y.2002、Y.2016，這個對泛在網業務應用的需求，以及泛在網的概述，以及NGN對泛在網的支持，以及對業務的功能要求和架構。

　　那么ITU瀏覽了它的標準化在泛在網的情況，那么ETSI M2M也做了很多標準化的工作，M2M在08年11月才成立一個標準化組織，它是在ETSI M2M會議上69次會議上決定的，目前這個技術委員會的工作，主要是收集定義M2M的需求，以及M2M的高層架構，以及補充現有標準所沒有覆蓋的需求，并且對這些需求進行標準化，并且為ETSI M2M提供領域知識支持，工作范圍包括M2M設備標識、QoS，安全隱私等等。

　　目前ETSI技術委員會起草一些規范，在規范中看到它的一些工作，TR是研究報告的文稿，它目前采用了TS102，TR102691描述了Ssmart Metering，TR102898，移動互聯的用力及特點，TR102898定義了汽車應用的M2M功能服務需求。我們從這張圖可以看出，ETSI它定義的M2M的體系架構，這個和物聯網的框架結構得到統一，首先看感知層，末端有M2M的設備，M2M的網關進入到中間的移動通信網或者是互聯網，移動通信網和互聯網有接入網和核心網所構成，也就是中間傳輸的環節，那么通過這個傳輸網絡，在和應用M2M的應用層，應用層有一個中間件，中間這個網絡層，也就是IETF的應用，我們可以看到ETSI的體系架構和我們看到的物聯網的框架相吻合的。

　　這個是ETSI定義的M2M業務能力的架構，中間我們看到分為三個顏色，黃色的顏色通信服務能力的顏色，綠色是信息運營能力的顏色，這個主要定義的是M2M網關所具有的邏輯功能能力，例如要具備，通信方式選擇，露友選擇，隱藏地址，還有服務選擇，事物狀態查詢這些功能等等，在訊息能力，主要把M2M網關的數據進行儲存各聚合，這個也是我們現在網關所要具備的一些業務能力，也和目前感知網關一個綜合化的功能要求。 

　　以上是在ETSI中對M2M的標準化的定義和工作，目前這兩個是M2M的體系架構和業務能力架構，是ETSI標準化組織中，很好的成果。 

　　那么在3GPP和3GPP2中對M2M標準化的工作。對移動通信的核心網，來適應于物聯網發展，它進行的一些優化標準的需求，那么以及在無線網絡，無線網絡如何進行優化，更好的適應我們了物聯網的發展，以及3GPP2也做了M2M的標準工作，它倆總體來說，3GPP2和M2M的標準進行的不是很快。

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　　3GPP M2M業務需求，M2M通信特征，MTC設備與一個或者多個MTC服務器進行通信，3GPP網絡作為MTC設備與服務器之間的傳遞信息的承載通道。

　　在通用業務需求方面，地址和編號，遇到的問題是地址空間受限，受限的編號涉及到IMSI，MSISDN和IPv4地址；編號要能夠唯一標識一個MTC設備，能夠唯一標識一個MTC設備組。計費方面，能夠對一個MTC組進行計費，能夠對特定的時間段執行特殊費率、能夠對特定的事件進行計費，安全方面，能夠提供與H2H相同的安全級別。

　　在特定業務需求方面，有15個MTC的業務特性及SA1定義的15個業務特征包括，低移動性、時間控制接入等等方面都有很多業務需求。

　　這是3GPP M2M的通信模型，我們看到MTC 服務，是放在運營商的域內，這時候運營商是作為一個服務模式，來進行服務，因為這個時候MTC服務，運營商能夠掌控，它這個時候能夠掌控運營，第二種我們可以看到MTC server，可以進行服務，這個時候運營商作為集成模式，第三種模式完全是管道的模式，第二種也可能成為管道模式，如果不放在你的里面，如果是跨多運營商M2M通信的話，這個時候中間就不需要布MTC server，那么這個時候兩個運營商完全是通道。這是3GPP定義了三種M2M的模型。

　　目前3GPP M2M標準研究重點，在核心網方面考慮R10階段優先考慮，過載控制，處理大量MTC設備同時接入網絡、傳輸數據帶來的擁塞問題。在無線接入網里面，R10階段優先考慮，過載控制，處理大量MTC設備，還有低優先級，其他功能，低如低功率、低移動性。

　　還有在安全方面，對M2M的服務提供的安全級別至少達到H2H通信的安全水平。

　　剛剛我講述的是目前國外ITU-T，EPSI做的卓有成效的工作，我們國內自從物聯網信息浪潮到來以后，我們國內開始快速的展開物聯網標準化的工作，我們在2010年的2月2日，中國通信標準化協會就成立了泛在網工作委員會，也就是TC10成立，它的工作范圍是面向泛在網相關技術，根據各運營商開展的與泛在網相關的各項業務，研究院所、生產企業提出的各項技術解決方案，以及面向具體行業的信息化應用實例，形成若干項目組，有針對性地開展標準研究。在這個里面包括，TC3網絡與交換，TC10泛在網和TC5無線通信，包括總體組、應用組、網絡組、感知延伸組。

　　那么在CCSATC10泛在網的標準體系，從這張圖可以看到，它的左邊我們可以看到是一個泛在網的標準體系的框架圖，它主要分為三層，感知延伸層技術，網絡層技術，應用層技術，在感知延伸層技術里面，包括數據采集和感知，以及無線傳輸，以及感知層的延伸網，包括傳感網，車運網。在應用層技術，應用服務子層應用支撐子層。所以這個架構和我們的總體框架是類似的，那么當然這三層技術當中，我們還有一些共性的支撐技術，例如網絡架構，標識解析，網絡管理、安全和QoS，那么泛在化對象包括，網絡、系統、設備接口、協議、業務，這個標準體系，應用層標準，還有網絡層標準，還有感知延伸層標準，對象都按照這個來細分，有可能涉及到設備方面、協議方面、業務方面和接口方面，系統方面。

　　目前中國通信標準化協會，目前研究的標準項目有哪些呢？從這張表可以看到，已經有立項的有視頻監控系統智能分析及傳感器疊加應用架構和總體技術要求，移動M2M業務總體技術要求，移動M2M等等。

　　還有智能家居，無線城市、無線城市承載王技術，還有智能交通系統，還有智能環境預警系統等等這些方面，這些都是在我們剛剛所說的四個組里面進行，在總體組、網絡組、感性延伸組以及業務組做這些工作，這些在研項目覆蓋了網絡主體，以及業務延伸技術，這個是目前中國通信標準化協會的在研項目，另外國內的標準化組織，傳感器網絡標準工作組，它是在09年全國信標委就開始做了傳感器網絡標準研究工作，在07年就開始組建，在08年進行各種有意識的籌備，比如說上報籌備方案，召開會議，在09年9月正式成立，并且分為八個項目組，召開工作組全會，目前有70家在這個標準租共同推進，傳感器網絡的推進，它分了PG1，PG2，一直到PG8項目組，主要有國際標準化、標準體系與系統架構，還有通信與信息交互，協同信息處理、標識、安全、接口、行業應用調研等工作，目前國內的物聯網的主要的標準化，情況就是在CCAC和WGSN這兩個工作組構成。但是我們看到，物聯網技術紛繁復雜，包含了末端到中間，以及到上層應用復雜的多樣的環節，任何標準阻止要全面的覆蓋這些物聯網的技術標準也都是很難的，目前可以說國際組織和國內標準化組織，都在物聯網技術標準方面，進行一些探討，也取得了一些成果，但是物聯網標準化的問題，仍然是一個比較大的難題，因為它所覆蓋的范圍，包括上層的應用，包括末端的應用，都是非常多樣化的技術，所以，希望各行各業，包括各行各業以及有實力的企業，能夠提出自主知識創新的一些技術，能夠提交到國內的標準化組織，以及提交到國際化的標準阻止，使我國的物聯網技術，能夠更上一個臺階。