M2M国内外标准进展

摘要

物联网被称为继计算机、互联网与移动通信网之后的又一次信息产业浪潮，M2M作为物联网在现阶段最普遍的应用得到了各行业的广泛关注，也是各大标准化组织研究和标准制定的工作重点所在。本文对M2M在ETSI的标准状况，3GPP和3GPP2开展的M2M的标准工作，以及CCSA在M2M标准方面的进展情况进行了介绍。

1  引言

物联网被称为继计算机、互联网与移动通信网之后的又一次信息产业浪潮，将给IT和通信带来广阔的新市场。

2005年国际电信联盟（ITU）在信息社会世界峰会（WSIS）上发布的《ITU互联网报告2005：物联网》报告中正式提出了"物联网"概念，报告指出："无所不在的物联网通信时代即将来临，世界上所有的物体从轮胎到牙刷，从房屋到纸巾都可以通过因特网主动进行交换"。总的来说，物联网就是"物与物相连的网络"。这里有两层含义：首先，信息的提供者和使用者从人逐步扩展到物理实体，物体之间通过物联网实现通信和信息交换；其次，通过各种无线和/或有线的、长距离和/或短距离通讯网络实现物理实体间的互联互通，通信和传输过程不需要或仅需要有限的人工干预。

欧洲智能系统集成技术平台（EPoSS）在《Internet of Things in 2020》报告中分析预测，未来物联网的发展将经历4个阶段，2010年之前RFID被广泛应用于物流、零售和制药领域，2010—2015年物体互联，2015—2020年物体进入半智能化，2020年之后物体进入全智能化。

M2M是"机器对机器通信（Machine to Machine）"或者"人对机器通信（Man to Machine）"的简称。主要是指通过"通信网络"传递信息从而实现机器对机器或人对机器的数据交换，也就是通过通信网络实现机器之间的互联、互通。移动通信网络由于其网络的特殊性，终端侧不需要人工布线、可以提供移动性支撑，有利于节约成本，并可以满足在危险环境下的通信需求，使得以移动通信网络作为承载的M2M服务得到了业界的广泛关注。

M2M作为物联网在现阶段的最普遍的应用形式，在欧洲、美国、韩国、日本等国家实现了商业化应用。主要应用在安全监测、机械服务和维修业务、公共交通系统、车队管理、工业自动化、城市信息化等领域。提供M2M业务的主流运营商包括英国的BT和Vodafone，德国的T-Mobile，日本的NTT-DoCoMo，韩国SK等。中国的M2M应用起步较早，目前正处于快速发展阶段，各大运营商都在积极研究M2M技术，尽力拓展M2M的应用市场。

国际上各大标准化组织中M2M相关研究和标准制定工作也在不断推进。几大主要标准化组织按照各自的工作职能范围，从不同角度开展了针对性研究。ETSI从典型物联网业务用例，例如智能医疗、电子商务、自动化城市、智能抄表和智能电网的相关研究入手，完成对物联网业务需求的分析、支持物联网业务的概要层体系结构设计以及相关数据模型、接口和过程的定义。3GPP/3GPP2以移动通信技术为工作核心，重点研究3G，LTE/CDMA网络针对物联网业务提供而需要实施的网络优化相关技术，研究涉及业务需求、核心网和无线网优化、安全等领域。CCSA早在2009年完成了M2M的业务研究报告，与M2M相关的其他研究工作已经展开。

本文主要介绍M2M在国际和国内标准化组织中的工作进展状况。

2  M2M在ETSI的进展概况

ETSI是国际上较早系统展开M2M相关研究的标准化组织，2009年初成立了专门的TC来负责统筹M2M的研究，旨在制定一个水平化的、不针对特定M2M应用的端到端解决方案的标准。其研究范围可以分为两个层面，第一个层面是针对M2M应用用例的收集和分析；第二个层面是在用例研究的基础上，开展应用无关的统一M2M解决方案的业务需求分析，网络体系架构定义和数据模型、接口和过程设计等工作。按照TC的计划，研究工作分为3个阶段进行，具体参见表1。

表1  ETSI TC M2M研究阶段表

ETSI 研究的M2M相关标准有十多个，具体内容包括：

（1）M2M 业务需求，该研究课题描述了支持M2M通信服务的、端到端系统能力的需求。报告已于2010年8月发布。

（2）M2M 功能体系架构，重点研究为M2M应用提供M2M服务的网络功能体系结构，包括定义新的功能实体，与ETSI其他TB或其他标准化组织标准间的标准访问点和概要级的呼叫流程。本研究课题输出将是第三阶段工作的出发点，也是与其他标准组织物联网相关研究之间进行协调的参照点。图1是该报告中提出了M2M的体系架构，从图中可以看出，M2M技术涉及到了通信网络中从终端到网络再到应用的各个层面，M2M的承载网络包括了3GPP，TISPAN以及IETF定义的多种类型的通信网络。

图1  ETSI M2M通信功能体系架构

（3）M2M 术语和定义，对M2M的术语进行定义，从而保证各个工作组术语的一致性。目前正在进行初稿的讨论，预计2011年第1季度末发布正式版本。

（4）Smart Metering的M2M应用实例研究，该课题对Smart Metering的用例进行描述。包括角色和信息流的定义，将作为智能抄表业务需求定义的基础。

（5）eHealth的M2M应用实例研究，该课题通过对智能医疗这一重点物联网应用用例的研究，来展示通信网络为支持M2M服务在功能和能力方面的增强。该课题与ETSI TC eHEALTH中的相关研究保持协调，预计2011年7月发布正式版本。

（6）用户互联的M2M应用实例研究，该研究报告定义了用户互联这一M2M应用的用例，预计2011年7月发布正式版本。

（7）城市自动化的M2M应用实例研究，本课题通过收集自动化城市用例和相关特点，来描述未来具备M2M能力网络支持该应用的需求和网络功能与能力方面的增强。目前正在进行初稿的讨论，预计于2011年7月发布正式版本。

（8）基于汽车应用的M2M应用实例研究，课题通过收集自动化应用用例和相关特点，来描述未来具备M2M能力网络支持该应用的需求和网络功能与能力方面的增强。目前正在进行初稿的讨论，预计2011年7月发布正式版本。

（9）ETSI关于 M/441的工作计划和输出总结，这一研究属于欧盟Smart Meter项目（EU Mandate M/441）的组成部分，本课题将向EU Mandate M/441提交研究报告，报告包括支撑Smart Meter应用的规划和其他技术委员会输出成果。目前正在进行初稿的讨论，预计于2011年7月发布正式版本。

（10）智能电网对M2M平台的影响，该课题基于ETSI定义的M2M概要级的体系结构框架，研究M2M平台针对智能电网的适用性并分析现有标准与实际应用间的差异。目前正在启动前准备阶段，预计2011年5月发布正式版本。

（11）M2M 接口，该课题在网络体系结构研究的基础上，主要完成协议/API、数据模型和编码等工作。目前上述内容合在一个标准中，未来等标准进入稳定阶段，可能会按不同的接口拆分成多个标准文稿发布。目前正在处于初稿起草阶段，预计2011年2月发布正式版版本。

作者：朱浩 刘荣朵   来源：电信网技术