M2M國內(nèi)外標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)展

摘要

物聯(lián)網(wǎng)被稱為繼計(jì)算機(jī)、互聯(lián)網(wǎng)與移動(dòng)通信網(wǎng)之后的又一次信息產(chǎn)業(yè)浪潮，M2M作為物聯(lián)網(wǎng)在現(xiàn)階段最普遍的應(yīng)用得到了各行業(yè)的廣泛關(guān)注，也是各大標(biāo)準(zhǔn)化組織研究和標(biāo)準(zhǔn)制定的工作重點(diǎn)所在。本文對M2M在ETSI的標(biāo)準(zhǔn)狀況，3GPP和3GPP2開展的M2M的標(biāo)準(zhǔn)工作，以及CCSA在M2M標(biāo)準(zhǔn)方面的進(jìn)展情況進(jìn)行了介紹。

1  引言

物聯(lián)網(wǎng)被稱為繼計(jì)算機(jī)、互聯(lián)網(wǎng)與移動(dòng)通信網(wǎng)之后的又一次信息產(chǎn)業(yè)浪潮，將給IT和通信帶來廣闊的新市場。

2005年國際電信聯(lián)盟（ITU）在信息社會世界峰會（WSIS）上發(fā)布的《ITU互聯(lián)網(wǎng)報(bào)告2005：物聯(lián)網(wǎng)》報(bào)告中正式提出了“物聯(lián)網(wǎng)”概念，報(bào)告指出：“無所不在的物聯(lián)網(wǎng)通信時(shí)代即將來臨，世界上所有的物體從輪胎到牙刷，從房屋到紙巾都可以通過因特網(wǎng)主動(dòng)進(jìn)行交換”。總的來說，物聯(lián)網(wǎng)就是“物與物相連的網(wǎng)絡(luò)”。這里有兩層含義：首先，信息的提供者和使用者從人逐步擴(kuò)展到物理實(shí)體，物體之間通過物聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)通信和信息交換；其次，通過各種無線和/或有線的、長距離和/或短距離通訊網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)物理實(shí)體間的互聯(lián)互通，通信和傳輸過程不需要或僅需要有限的人工干預(yù)。

歐洲智能系統(tǒng)集成技術(shù)平臺（EPoSS）在《Internet of Things in 2020》報(bào)告中分析預(yù)測，未來物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展將經(jīng)歷4個(gè)階段，2010年之前RFID被廣泛應(yīng)用于物流、零售和制藥領(lǐng)域，2010—2015年物體互聯(lián)，2015—2020年物體進(jìn)入半智能化，2020年之后物體進(jìn)入全智能化。

M2M是“機(jī)器對機(jī)器通信（Machine to Machine）”或者“人對機(jī)器通信（Man to Machine）”的簡稱。主要是指通過“通信網(wǎng)絡(luò)”傳遞信息從而實(shí)現(xiàn)機(jī)器對機(jī)器或人對機(jī)器的數(shù)據(jù)交換，也就是通過通信網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)機(jī)器之間的互聯(lián)、互通。移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)由于其網(wǎng)絡(luò)的特殊性，終端側(cè)不需要人工布線、可以提供移動(dòng)性支撐，有利于節(jié)約成本，并可以滿足在危險(xiǎn)環(huán)境下的通信需求，使得以移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)作為承載的M2M服務(wù)得到了業(yè)界的廣泛關(guān)注。

M2M作為物聯(lián)網(wǎng)在現(xiàn)階段的最普遍的應(yīng)用形式，在歐洲、美國、韓國、日本等國家實(shí)現(xiàn)了商業(yè)化應(yīng)用。主要應(yīng)用在安全監(jiān)測、機(jī)械服務(wù)和維修業(yè)務(wù)、公共交通系統(tǒng)、車隊(duì)管理、工業(yè)自動(dòng)化、城市信息化等領(lǐng)域。提供M2M業(yè)務(wù)的主流運(yùn)營商包括英國的BT和Vodafone，德國的T-Mobile，日本的NTT-DoCoMo，韓國SK等。中國的M2M應(yīng)用起步較早，目前正處于快速發(fā)展階段，各大運(yùn)營商都在積極研究M2M技術(shù)，盡力拓展M2M的應(yīng)用市場。

國際上各大標(biāo)準(zhǔn)化組織中M2M相關(guān)研究和標(biāo)準(zhǔn)制定工作也在不斷推進(jìn)。幾大主要標(biāo)準(zhǔn)化組織按照各自的工作職能范圍，從不同角度開展了針對性研究。ETSI從典型物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)用例，例如智能醫(yī)療、電子商務(wù)、自動(dòng)化城市、智能抄表和智能電網(wǎng)的相關(guān)研究入手，完成對物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)需求的分析、支持物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)的概要層體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以及相關(guān)數(shù)據(jù)模型、接口和過程的定義。3GPP/3GPP2以移動(dòng)通信技術(shù)為工作核心，重點(diǎn)研究3G，LTE/CDMA網(wǎng)絡(luò)針對物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)提供而需要實(shí)施的網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化相關(guān)技術(shù)，研究涉及業(yè)務(wù)需求、核心網(wǎng)和無線網(wǎng)優(yōu)化、安全等領(lǐng)域。CCSA早在2009年完成了M2M的業(yè)務(wù)研究報(bào)告，與M2M相關(guān)的其他研究工作已經(jīng)展開。

本文主要介紹M2M在國際和國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)化組織中的工作進(jìn)展?fàn)顩r。

2  M2M在ETSI的進(jìn)展概況

ETSI是國際上較早系統(tǒng)展開M2M相關(guān)研究的標(biāo)準(zhǔn)化組織，2009年初成立了專門的TC來負(fù)責(zé)統(tǒng)籌M2M的研究，旨在制定一個(gè)水平化的、不針對特定M2M應(yīng)用的端到端解決方案的標(biāo)準(zhǔn)。其研究范圍可以分為兩個(gè)層面，第一個(gè)層面是針對M2M應(yīng)用用例的收集和分析；第二個(gè)層面是在用例研究的基礎(chǔ)上，開展應(yīng)用無關(guān)的統(tǒng)一M2M解決方案的業(yè)務(wù)需求分析，網(wǎng)絡(luò)體系架構(gòu)定義和數(shù)據(jù)模型、接口和過程設(shè)計(jì)等工作。按照TC的計(jì)劃，研究工作分為3個(gè)階段進(jìn)行，具體參見表1。

表1  ETSI TC M2M研究階段表

ETSI 研究的M2M相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)有十多個(gè)，具體內(nèi)容包括：

（1）M2M 業(yè)務(wù)需求，該研究課題描述了支持M2M通信服務(wù)的、端到端系統(tǒng)能力的需求。報(bào)告已于2010年8月發(fā)布。

（2）M2M 功能體系架構(gòu)，重點(diǎn)研究為M2M應(yīng)用提供M2M服務(wù)的網(wǎng)絡(luò)功能體系結(jié)構(gòu)，包括定義新的功能實(shí)體，與ETSI其他TB或其他標(biāo)準(zhǔn)化組織標(biāo)準(zhǔn)間的標(biāo)準(zhǔn)訪問點(diǎn)和概要級的呼叫流程。本研究課題輸出將是第三階段工作的出發(fā)點(diǎn)，也是與其他標(biāo)準(zhǔn)組織物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)研究之間進(jìn)行協(xié)調(diào)的參照點(diǎn)。圖1是該報(bào)告中提出了M2M的體系架構(gòu)，從圖中可以看出，M2M技術(shù)涉及到了通信網(wǎng)絡(luò)中從終端到網(wǎng)絡(luò)再到應(yīng)用的各個(gè)層面，M2M的承載網(wǎng)絡(luò)包括了3GPP，TISPAN以及IETF定義的多種類型的通信網(wǎng)絡(luò)。

圖1  ETSI M2M通信功能體系架構(gòu)

（3）M2M 術(shù)語和定義，對M2M的術(shù)語進(jìn)行定義，從而保證各個(gè)工作組術(shù)語的一致性。目前正在進(jìn)行初稿的討論，預(yù)計(jì)2011年第1季度末發(fā)布正式版本。

（4）Smart Metering的M2M應(yīng)用實(shí)例研究，該課題對Smart Metering的用例進(jìn)行描述。包括角色和信息流的定義，將作為智能抄表業(yè)務(wù)需求定義的基礎(chǔ)。

（5）eHealth的M2M應(yīng)用實(shí)例研究，該課題通過對智能醫(yī)療這一重點(diǎn)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用用例的研究，來展示通信網(wǎng)絡(luò)為支持M2M服務(wù)在功能和能力方面的增強(qiáng)。該課題與ETSI TC eHEALTH中的相關(guān)研究保持協(xié)調(diào)，預(yù)計(jì)2011年7月發(fā)布正式版本。

（6）用戶互聯(lián)的M2M應(yīng)用實(shí)例研究，該研究報(bào)告定義了用戶互聯(lián)這一M2M應(yīng)用的用例，預(yù)計(jì)2011年7月發(fā)布正式版本。

（7）城市自動(dòng)化的M2M應(yīng)用實(shí)例研究，本課題通過收集自動(dòng)化城市用例和相關(guān)特點(diǎn)，來描述未來具備M2M能力網(wǎng)絡(luò)支持該應(yīng)用的需求和網(wǎng)絡(luò)功能與能力方面的增強(qiáng)。目前正在進(jìn)行初稿的討論，預(yù)計(jì)于2011年7月發(fā)布正式版本。

（8）基于汽車應(yīng)用的M2M應(yīng)用實(shí)例研究，課題通過收集自動(dòng)化應(yīng)用用例和相關(guān)特點(diǎn)，來描述未來具備M2M能力網(wǎng)絡(luò)支持該應(yīng)用的需求和網(wǎng)絡(luò)功能與能力方面的增強(qiáng)。目前正在進(jìn)行初稿的討論，預(yù)計(jì)2011年7月發(fā)布正式版本。

（9）ETSI關(guān)于 M/441的工作計(jì)劃和輸出總結(jié)，這一研究屬于歐盟Smart Meter項(xiàng)目（EU Mandate M/441）的組成部分，本課題將向EU Mandate M/441提交研究報(bào)告，報(bào)告包括支撐Smart Meter應(yīng)用的規(guī)劃和其他技術(shù)委員會輸出成果。目前正在進(jìn)行初稿的討論，預(yù)計(jì)于2011年7月發(fā)布正式版本。

（10）智能電網(wǎng)對M2M平臺的影響，該課題基于ETSI定義的M2M概要級的體系結(jié)構(gòu)框架，研究M2M平臺針對智能電網(wǎng)的適用性并分析現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)與實(shí)際應(yīng)用間的差異。目前正在啟動(dòng)前準(zhǔn)備階段，預(yù)計(jì)2011年5月發(fā)布正式版本。

（11）M2M 接口，該課題在網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)研究的基礎(chǔ)上，主要完成協(xié)議/API、數(shù)據(jù)模型和編碼等工作。目前上述內(nèi)容合在一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)中，未來等標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)入穩(wěn)定階段，可能會按不同的接口拆分成多個(gè)標(biāo)準(zhǔn)文稿發(fā)布。目前正在處于初稿起草階段，預(yù)計(jì)2011年2月發(fā)布正式版版本。