LoRaWAN標準在ITU標準化部門批準后,業界對其進行了多方面解讀。不過,很多讀者甚至一些物聯網從業(ye)者對于ITU的(de)(de)認知還(huan)比較模(mo)糊,因此很(hen)難對這一標準形成全(quan)面客觀的(de)(de)理解。
2021年11月29日,ITU(國(guo)際電信聯盟(meng))標(biao)準化部(bu)門(men)正式批準了LoRa聯盟(meng)立(li)項的(de)“ITU-T Y.4480 Low power protocolfor wide area wireless networks”建議(標(biao)準)。該標(biao)準大部(bu)分(fen)內容是基于LoRaWAN已成熟的(de)鏈(lian)路層(ceng)協議編制,在技術上基本等同(tong)于LoRaWAN鏈(lian)路層(ceng)標(biao)準。經過ITU標(biao)準化部(bu)門(men)的(de)立(li)項和(he)批準實(shi)施,LoRaWAN得(de)到(dao)了全球ICT產業最(zui)權威的(de)國(guo)際組(zu)織的(de)認可,使(shi)得(de)其國(guo)際化影響力得(de)到(dao)進一步提升。
LoRaWAN標準在ITU標準化部門批準后,業界對其進行了多方面解讀。不過,很多讀者甚至一些物聯網從業者對于ITU的認知還比較模糊,因此很難對這一標準形成全面客觀的理解。我們不(bu)妨深入(ru)了(le)解一下ITU以(yi)及ITU標準研制歷程,在此基礎上去(qu)分析(xi)LoRa聯盟為什么要推動LoRaWAN在ITU的標準化工(gong)作(zuo)。
ICT領域最重要的國際組織
ITU是(shi)聯(lian)合國的一個專門機構,但ITU的歷史遠(yuan)遠(yuan)早于(yu)聯(lian)合國,而且ITU的誕生(sheng)也是(shi)從通信標(biao)準(zhun)開(kai)始的。從古(gu)至今,即(ji)使是(shi)最古(gu)老的狼煙通信方式,都(dou)需要一套達成共識的標(biao)準(zhun),否則(ze)信息傳遞就會發生(sheng)扭曲(qu)。
ITU最早(zao)可以追溯(su)到1865年,它的(de)出現還需要從電(dian)報說起。1844年,莫爾斯(si)發出世界上第一封(feng)電(dian)報,為人類開啟信(xin)息時代(dai)的(de)大門,電(dian)報成為人們(men)首個遠(yuan)程(cheng)通信(xin)的(de)技術(shu),接(jie)下來20年中,電(dian)報業得到快速(su)發展。
為了順利實現國際通信,1865年,法國、德國、俄國、意大利、奧地利等20個歐洲國家在巴黎召開會議,于5月17日簽訂了《國際電報公約》,并成立了國際電報聯盟,此次會議可以說是奠定了國際電信標準化的基礎。
1906年在柏林舉行的第一次國際無線電報大會上簽訂了《國際無線電報公約》。1932年,70多個國家代表在馬德里開會,決定把原有的兩個公約合并為《國際電信公約》,制定了新的電報、電話、無線電規則,并將國際電報聯盟改為國際電信聯盟(ITU)。
ITU與聯(lian)合國的(de)(de)關系開始于1947年,彼時國際電(dian)信聯(lian)盟在美國亞(ya)特(te)蘭(lan)大市(shi)召(zhao)開會(hui)議,其目的(de)(de)是(shi)發(fa)展組(zu)織(zhi)并使其現(xian)代化。根據與聯(lian)合國簽(qian)訂的(de)(de)協(xie)議,ITU于1947年10月15日(ri)(ri)成為聯(lian)合國的(de)(de)專門機構(gou),總部遷(qian)往瑞士日(ri)(ri)內(nei)瓦(wa)。
作為聯合國的一個專門機構,ITU是一個政府間的組織,成員國的代表大多來自于各國電信業管理部門。不過,與聯合國其他機構不同的是,ITU既有成員國政府成員,也有非政府成員,如企業、國際性和區域性組織、大學,這些非政府成員經批準后可以參加ITU包括標準制定在內的部分活動。根據ITU官網信息,截至目前ITU共有193個成員國政府以及約900個非政府成員。
目前,ITU不僅僅是一個全球ICT領域的標準化組織,而是一個全球ICT領域事物的主導者和影響者,其制定的各類規則、標準、發展項目等,雖然不具有強制性,但都被各國采用,促進了全球ICT技術的發展。
這(zhe)樣一個國(guo)際性組織似乎(hu)離我(wo)們(men)很遠,但(dan)它的(de)(de)工作(zuo)正在對我(wo)們(men)日(ri)常(chang)生(sheng)(sheng)產生(sheng)(sheng)活產生(sheng)(sheng)深遠的(de)(de)影響。當然,很多都是專業性較強的(de)(de)工作(zuo),因(yin)此(ci)大眾對其感(gan)知并不深,如ITU通(tong)過《無線(xian)電(dian)規則(ze)》的(de)(de)制(zhi)定和執(zhi)行,協調(diao)全球各國(guo)對于無線(xian)通(tong)信頻譜的(de)(de)使用,確保不同國(guo)家通(tong)信設備(bei)的(de)(de)互(hu)聯互(hu)通(tong)。
大家熟知的3G/4G/5G國際標準的驗收和批準也是ITU的一個重要職責。例如,2000年5月,ITU批準WCDMA、CDMA2000、TD-SCDMA標準為3G國際標準,其中中國提交的TD-SCDMA被批準為3G國際標準,是中國通信產業史上的重大里程碑,實現了通信領域國際標準的重大突破,為我國在全球市場上形成“4G并跑、5G領先”的格局奠定了基礎。
物聯網從業者熟悉的NB-IoT標準納入5G家族,也是由ITU驗收和審批的。2020年7月,ITU-R WP5D會(hui)議對(dui)國(guo)際移動通信系(xi)統(IMT)做出重(zhong)大決(jue)議:3GPP技術正(zheng)式(shi)被接受為ITU IMT-2020 5G技術標準,NB-IoT和NR一起正(zheng)式(shi)成為5G標準。這(zhe)一決(jue)議,對(dui)于NB-IoT的持續發展至關重(zhong)要(yao)。
物聯網已成為ITU標準體系的重要組成部分
ITU擁有三個常(chang)設機(ji)構,即電信標(biao)(biao)準(zhun)(zhun)化部(ITU-T)、無線電通(tong)信部(ITU-R)和電信發展部(ITU-D),其中ITU-T負責(ze)標(biao)(biao)準(zhun)(zhun)化的工(gong)作(zuo)(zuo)。該機(ji)構匯集了來自世界各(ge)地(di)的標(biao)(biao)準(zhun)(zhun)化專家,他們的工(gong)作(zuo)(zuo)是制定(ding)被(bei)稱為ITU-T建議(yi)書的國(guo)際標(biao)(biao)準(zhun)(zhun),這些標(biao)(biao)準(zhun)(zhun)對(dui)全球(qiu)ICT的互(hu)連互(hu)通(tong)起著(zhu)至關重要的作(zuo)(zuo)用(yong)。在過去數(shu)十年中,全球(qiu)各(ge)國(guo)用(yong)戶進(jin)行的語(yu)音、視頻通(tong)信、數(shu)據消息交換,很(hen)多互(hu)通(tong)性標(biao)(biao)準(zhun)(zhun)均來自于ITU-T。從(cong)成立至今,ITU-T持續致力(li)于基于共識的標(biao)(biao)準(zhun)(zhun)開發方法而努力(li),在此工(gong)作(zuo)(zuo)中,所有國(guo)家和公司,無論(lun)大小,在影響(xiang)ITU-T標(biao)(biao)準(zhun)(zhun)建議(yi)書的開發方面均享有平等權(quan)利。
ITU-T標(biao)準化工(gong)作(zuo)由各(ge)技術研究組(zu)(SG)開展,ITU-T成員派代表參加研究組(zu)工(gong)作(zuo),制定各(ge)領域的(de)標(biao)準。一旦專家編寫的(de)標(biao)準草案成熟(shu),即(ji)可提交研究組(zu)審議,審議通過后,提交ITU-T秘書處征求意見(jian),為期(qi)四周,若(ruo)沒(mei)有收到(dao)任何意見(jian),則該標(biao)準視為獲(huo)得(de)批(pi)準。
從ITU官網可(ke)以查到,當(dang)前正在開展(zhan)標準化(hua)工(gong)作的研(yan)究(jiu)組以及研(yan)究(jiu)范圍如下:
可以(yi)看出(chu),ITU-T研究組涵蓋了ICT的(de)大部分共性研究領(ling)域。其(qi)中,針(zhen)對(dui)物聯網的(de)國際標準工作由(you)第20研究組(SG20)開(kai)展(zhan),本次LoRa聯盟立項并批準的(de)這一(yi)標準就是在SG20完成(cheng)的(de),該(gai)研究組的(de)標準成(cheng)果統一(yi)編號在ITU-T Y.4000下。
為了更好地推進物聯網標準化工作,加快標準化進程,ITU-T在2015年6月的會議上決定將原來分散在ITU-T不同研究組的物聯網、智慧城市的標準化工作合并,成立新的物聯網標準化研究組SG20,推進物聯網與智慧城市相關標準化工作。
針對物聯網、智慧城市設立專門的研究組,可見物聯網標準化在全球ICT領域標準的重要性,同時ITU-T也希望在更廣泛的范圍內發揮物聯網的作用,通過與各垂直行業的深度結合,在推動全球經濟、技術發展上發揮更大的作用。
ITU-T SG20在(zai)物聯網(wang)(wang)的(de)全球標(biao)(biao)(biao)準(zhun)(zhun)化(hua)工(gong)作中發揮重要作用(yong)。時(shi)任ITU-T SG20國內(nei)對(dui)口組(zu)組(zu)長(chang)的(de)羅松在(zai)其一篇文章中提到(dao):ITU-T已經初(chu)步形成(cheng)了(le)包括(kuo)基(ji)礎(chu)共(gong)性(xing)標(biao)(biao)(biao)準(zhun)(zhun)、行(xing)業(ye)(ye)(ye)應用(yong)標(biao)(biao)(biao)準(zhun)(zhun)和熱(re)點技(ji)術(shu)標(biao)(biao)(biao)準(zhun)(zhun)在(zai)內(nei)的(de)物聯網(wang)(wang)標(biao)(biao)(biao)準(zhun)(zhun)化(hua)體(ti)系,其中ITU-T制定(ding)(ding)的(de)基(ji)礎(chu)共(gong)性(xing)標(biao)(biao)(biao)準(zhun)(zhun)在(zai)物聯網(wang)(wang)發展(zhan)過(guo)程中起到(dao)了(le)顯(xian)著的(de)技(ji)術(shu)引領(ling)作用(yong)。ITU-T在(zai)整個行(xing)業(ye)(ye)(ye)權威性(xing)地規(gui)定(ding)(ding)了(le)物聯網(wang)(wang)定(ding)(ding)義、參(can)考架(jia)構(gou)及術(shu)語等(deng)(deng)物聯網(wang)(wang)基(ji)礎(chu)性(xing)概念,為后續研(yan)究提供了(le)良好(hao)的(de)基(ji)礎(chu)。同時(shi),根(gen)據產業(ye)(ye)(ye)需(xu)求,對(dui)物聯網(wang)(wang)涉及的(de)語義、大數(shu)據等(deng)(deng)共(gong)性(xing)技(ji)術(shu)及應用(yong)場景(jing)開展(zhan)了(le)需(xu)求分析、支撐(cheng)架(jia)構(gou)研(yan)究,標(biao)(biao)(biao)準(zhun)(zhun)研(yan)制的(de)廣度(du)和前瞻性(xing)有助于引領(ling)行(xing)業(ye)(ye)(ye)對(dui)相應技(ji)術(shu)的(de)完(wan)善發展(zhan)。
尤其重要(yao)的是,ITU-T積(ji)極推(tui)動(dong)與全球標(biao)(biao)(biao)準(zhun)(zhun)化組(zu)織(zhi)的協(xie)調工(gong)(gong)作(zuo)(zuo)。除了(le)(le)與oneM2M、3GPP、IETF等電(dian)信行業標(biao)(biao)(biao)準(zhun)(zhun)組(zu)織(zhi)開展(zhan)合作(zuo)(zuo)之外(wai),也(ye)與ISO、IEC具有影(ying)響(xiang)力的全球性(xing)標(biao)(biao)(biao)準(zhun)(zhun)化組(zu)織(zhi)建立(li)了(le)(le)協(xie)調工(gong)(gong)作(zuo)(zuo)機(ji)制(zhi)。全球最具影(ying)響(xiang)力的三(san)大標(biao)(biao)(biao)準(zhun)(zhun)化組(zu)織(zhi)的協(xie)調工(gong)(gong)作(zuo)(zuo)將有利于減少全球范(fan)圍(wei)內物聯網標(biao)(biao)(biao)準(zhun)(zhun)的重復(fu)工(gong)(gong)作(zuo)(zuo),對推(tui)動(dong)不同標(biao)(biao)(biao)準(zhun)(zhun)化組(zu)織(zhi)的互(hu)補合作(zuo)(zuo)起到積(ji)極作(zuo)(zuo)用。
近年來,我國物聯網產業快速發展,除了國內豐富的市場空間、龐大的生態群體外,中國企業積極參與國際標準也在一定程度上發揮作用。
我國相關企業高度重視物聯網國際標準制定,積極參與ITU-T SG20工作,在此前幾年的新立項標準中,來自中國代表主導的立項超過50%,逐步建立起我國在ITU-T物聯網標準的優勢,提升我國在國際市場的話語權。
吸納為ITU標準,進一步提升LoRaWAN影響力
ITU-T SG20研究組推出的成果,包含了物聯網、智慧城市和(he)(he)社區相關標準,均在ITU-T Y.4000-Y.4999編號范圍內,ITU-T SG20對其(qi)進行分類,包括了總體(ti)要(yao)求,定義和(he)(he)術語,需求和(he)(he)用例(li),基礎設施、連接(jie)和(he)(he)網絡,框(kuang)架(jia)、架(jia)構(gou)和(he)(he)協議,服務、應用、計(ji)算和(he)(he)數據處理(li),管理(li)、控制和(he)(he)績效,識(shi)別(bie)和(he)(he)安全,評估和(he)(he)核(he)定9大類別(bie)。
本次(ci)獲批的ITU-T Y.4480標準屬于框(kuang)架、架構和(he)協議(yi)類別,在(zai)標準內(nei)容基本沿用LoRa聯盟最新發布的LoRaWAN TS1-1.0.4鏈路(lu)層規(gui)范,保證(zheng)使(shi)用者一(yi)致(zhi)性。
LoRa聯盟成立不足6年,作為企業自發性成立的國際組織,借助全球物聯網尤其是低功耗廣域網(LPWAN)快速發展的東風,其影響迅速擴大。不過,要得(de)到ICT領域(yu)更廣泛的(de)(de)認(ren)可,還需要進(jin)一步(bu)擴大其生態圈,ITU作為全球(qiu)ICT領域(yu)最權(quan)威和影(ying)響力(li)最大的(de)(de)國際組織,必然能為其帶來影(ying)響力(li)進(jin)一步(bu)提升。基于(yu)LoRaWAN規范(fan)的(de)(de)標(biao)準獲(huo)批成為ITU-T物聯(lian)網(wang)標(biao)準系列中廣域(yu)無線網(wang)絡的(de)(de)低(di)功耗協(xie)議(yi),體現出(chu)ITU-T在(zai)全球(qiu)物聯(lian)網(wang)標(biao)準協(xie)調工(gong)作的(de)(de)成效,同(tong)時也是(shi)LoRaWAN標(biao)準在(zai)全球(qiu)范(fan)圍(wei)內得(de)到進(jin)一步(bu)認(ren)可的(de)(de)體現。
根據LoRa聯盟官網數據,在過去幾年中,全球已形成163個采用LoRaWAN標準的網絡運營商,這其中包含了不少公共網絡和社區開放網絡運營商。在ITU的影響下,相信未來會有更多采用LoRaWAN標準的網絡部署。
作為ITU-T的標準,應該具有更高(gao)開放度,允許全球各國相關企業在其基礎上(shang)進行創(chuang)新,這一特點在中(zhong)國市場最(zui)為明顯。
在(zai)國(guo)(guo)內(nei)(nei),由于受限(xian)于無線(xian)電頻率監管(guan)(guan)政策(ce)(ce),采用(yong)LoRaWAN規范(fan)部署(shu)公共網(wang)絡的可能性(xing)不大。不過(guo),無線(xian)電頻率監管(guan)(guan)政策(ce)(ce)明確了小范(fan)圍(wei)(wei)以及(ji)局域(yu)場景下(xia)(xia)微功率設備的合法(fa)使用(yong),在(zai)監管(guan)(guan)政策(ce)(ce)允(yun)許范(fan)圍(wei)(wei)內(nei)(nei),國(guo)(guo)內(nei)(nei)多家廠(chang)商借助LoRa調(diao)制技術,在(zai)LoRaWAN協議(yi)基礎上進行創(chuang)(chuang)新(xin),包括在(zai)園區和(he)智慧(hui)家庭場景下(xia)(xia)的點(dian)對點(dian)通信協議(yi)創(chuang)(chuang)新(xin)、在(zai)工(gong)業和(he)能源場景下(xia)(xia)的低時(shi)延通信協議(yi)創(chuang)(chuang)新(xin),形(xing)成LoRaWAN協議(yi)的擴展和(he)衍(yan)生,有效解決了實(shi)際落地(di)場景中很多痛點(dian),推動了LoRa生態在(zai)國(guo)(guo)內(nei)(nei)的持續(xu)壯大。從LoRa相關器件和(he)設備在(zai)國(guo)(guo)內(nei)(nei)的出(chu)貨量仍(reng)然(ran)(ran)高速增長(chang)的態勢(shi)可以看出(chu),中國(guo)(guo)依(yi)然(ran)(ran)是其最大的市(shi)場。
總體來看,與其他國際標(biao)準一(yi)樣,LoRaWAN標(biao)準也將(jiang)不(bu)斷演進,在演進中不(bu)斷保持與ITU-T物聯(lian)網系列標(biao)準的(de)互(hu)通,并借助ITU的(de)全球影響力,無疑將(jiang)加速LoRaWAN在全球更(geng)大(da)范(fan)圍的(de)應用。
參考文獻:
1. ITU官網
2. LoRa Alliance官網
3. 國際電(dian)信聯(lian)盟(ITU-T)物聯(lian)網和智慧(hui)城市標準化的最新態(tai)勢和我國推進策略,羅松、張麗(li)堃,《電(dian)信網技術》