泛在网现状和发展趋势课件.ppt

1、泛在网的现状和发展趋势泛在网的现状和发展趋势工业和信息化部电信研究院123主要内容 泛在网的概念、特征和架构体系 泛在网的发展现状 泛在网的发展趋势123主要内容 泛在网的概念、特征和架构体系 泛在网的发展现状 泛在网的发展趋势泛在网概念的提出UbiquitousComputingIn 1991,“The method of enhancing computeruse by making many computers availablethroughout the physical environment,butmaking them effectively invisible to the

2、user”Mark WeiserUbiquitousNetwork日本:u-Japan韩国:IT839意大利:UbiquitousITUSocietyU-JapanU-KoreaITU研究制定了多个泛在网络标准泛在网络概述泛在网络概述Tag应用功能模型应用功能模型USN的应用需求的应用需求Tag触发多媒体信息功触发多媒体信息功能模型能模型智能交通智能交通智能家居智能家居USN安全体系架构安全体系架构SG2SG11SG13SG16SG17需求需求体系架构体系架构应用应用安全安全编号编号命名命名和寻址和寻址泛在网络的概念ITU-T Y.2019Ubiquitous NetworkThe abili

3、ty for persons and/or devices to accessservices and communicate while minimizingtechnical restrictions regarding where,when andhow these services are accessed,in the context ofthe service(s)subscribed to.8泛在网的概念和通信模式ITU-T Y.2019传感器网络PCPDATVPerson-to-ObjectCommunicationHome ElectronicsVehicleRFID tag

4、SensorsCameraPerson-to-PersonCommunicationNGNNGN capabilitiesfor ubiquitousData,Resource,Web/ApplicationServer,ContentObject-to-ObjectCommunicationnetworkingWearable PCHome server,gateway物联网MobilePhonePerson-to-ObjectCommunicationSmartCardTelematics,NavigationDeviceMedicalDevice人与物物与物人与人人与物Personswi

5、thAttachedDevices物与物Ubiquitous NetworkingObjects(Remote Monitoringand InformationDevices,Contents)物-物Without any humandirect intervention。泛在网的概念泛在网Ubiquitous Network物联网Internet of Things传感器网络Sensor Network是指基于个人和社会的需求，实现人与人、人与物、物与物之间按需进行的信息获取、传递、存储、认知、决策、使用等服务，网络具有超强的环境感知、内容感知及其智能性，为个人和社会提供泛在的、无所不含的

6、信息服务和应用。是指在物理世界的实体中部署具有一定感知能力、计算能力或执行能力的各种信息传感设备，通过网络设施实现信息传输、协同和处理，从而实现广域或大范围的人与物、物与物之间信息交换需求的互联。其中末端网包括各种实现与物互联的技术，如传感器网络、RFID、二维码、短距离无线通信技术、移动通信模块等。是继电信网和互联网实现人与人通信之后，着重连接物理世界的应用及相关产业，因此是走向泛在网的重要一步。是利用各种传感器（光、电、温度、湿度、压力等）加上中低速的近距离无线通信技术构成一个独立的网络,是由多个具有有线/无线通信与计算能力的低功耗、小体积的微小传感器节点构成的网络系统，它一般提供局域或小

7、范围物与物之间的信息交换。是物联网末端采用的关键技术之一。感知/延伸层关键设备和技术对象传感器网络传感器、近距离无线通信-传感器网络物联网泛在网物联网传感器、条形码、RFID、二维码、NFC、摄像头、近距离无线通信物-物物-人泛在网PC、手机、传感器、条形码、RFID、二维码、NFC、摄像头、近距离无线通信物-物物-人人与人泛在网的特征和目标ITU-T Y.2019Fusion revolution crosses over industriesUbiquitous NetworkingConvergenceFusion RevolutionCT(Content Technology)U-Pl

8、atformU-ContentsContentsComputingIT(InformationBT(Bio Technology)Technology)NGNCommunicationFusionNT(Nano Technology)ConnectivityU-NetworkU-Devices5C+5AnyAny TimeHealthLifeDisasterSeamless Interconnectionbetween Persons and ObjectsAnyWhereAny ServiceAny NetworkSupplyChainExtension ofServicesto Other

9、 Industries SafetyBeyond the ITIndustryConnectivityRealityIntelligenceAny ObjectBuildingTransportationEducation泛在网体系架构ITU-T Y.2221Logistics,SCMStructuralmonitoringAgriculturalcontrolDisasterSurveillanceMilitary FieldU-Health care应用层应用层Ubiquitousweb servicesUN ApplicationsUN MiddlewareUNDirectory ser

10、viceManagementContext modelingand managementContentsmanagementSpatial infomanagementUN core Network网络层网络层AccessNetworkAccessNetworkAccessNetworkAccessNetworkAccessNetworkAccess GatewayUN Access Network感知感知/延伸层延伸层MobileRFIDReaderRFIDReaderSN GatewaySN GatewaySensor nodeSN GatewayEnd Devices/NetworksA

11、 new Paradigm/Era:Evolution or Revolution？Any ObjectAny ServiceAny NetworkApplicationFunctionsTalkingAnyoneICTConvergenceVerticalCommunicatingKeyboardMouse printerAnythingIndustriesFusionHorizontalSensingMonitoringSensorActuator泛在网是泛在网的目标UbiquitousConnectivityPervasiveRealityAmbientIntelligenceITU-T

12、 Y.2019智慧地球InstrumentedInterconnectedIntelligenceIBM泛在社会、智慧地球的基础设施ADVANCED KOREAThe FIRST u-Society on the BEST u-InfrastructureThe“FIRST”StrategyFFriendlyGovernmentIIntelligentLandRRegenerativeEconomySSecure&SafeSocialEnvironmentTTailoredu-LifeServiceThe“BEST”StrategyBBalanced GlobalLeadershipEEcol

13、ogicalIndustrial InfraSStreamliningSocial InfraTTransparentTechnologicalInfraU-JapanU-Korea感知中国感知中国智慧地球I-Europe泛在网是感知中国的基础设施感知中国是泛在网的重要体现123主要内容 泛在网的概念、特征和架构体系 泛在网的发展现状 泛在网的发展趋势泛在网发展现状应用标准产业技术泛在网监管泛在网关键技术识别技术发现技术泛在网传感技术计算技术关键技术嵌入式智能技术架构技术网络通信技术纳米技术 软件技术其它行业技术/泛在网技术体系应应用用层层环境监测公共中间件应用智能电力 .智能交通应用支撑子层

14、信息开放平台 通信环境平台工业监控服务支撑平台公共技术业务需求网络架构网网络络层层异构网融合下一代承载网资源和存储管理 云计算 电信网增强M2M无线接入 移动通信网网络层与感知/延伸层互通远程控制互联网标识解析安全技术感感知知延延伸伸层层无线/有线传输传感器组网技术数据采集二维条码信息处理RFID中间件多媒体信息QoS管理网络管理相关国际标准组织和工业组织EPCGlobalIUT-TNGNISO/IEC JTC1UWSNCEN CENELECSmart Metering Smart MeteringESMIGMetering传感网GS1HGIHome GatewayInitiativeUtil

15、itiesMeteringOASIS 业务平台W3C远距离无线WOSAIPSOIPV6Hardware andProtocolsIETF 6LowPANPhy-Mac Over IPV6IETF ROLLRouting over Low PowerIP网络传输网网关yKNXW-MbusLossy Networks有线IEEEZCL应用802.15.4ZigBee Alliance.ZB Application ProfilesOMAETSIM2M TCGSMASCAG，203GPPSA1，SA3，来源：ETSI M2M TC20主要国际国外组织标准化情况总体框架ITU-T SG13 UN需求、

16、架构、安全、编号/寻址ETSI M2M TC M2M需求和功能架构ISO/IEC JTC1 SC6 SGSN应用ITU-T：智能交通、智能家居IEEE/FCC：美国智能电网标准CEN/CENELEC/ETSI欧洲智能计量标准健康医疗SN研究报告感知延伸IEEE802.15低速近距离无线通信技术标准IETF 6LoWPAN ROLL基于IEEE802.15.4的IPv6，低功耗有损网络路由EPCGlobal GS1RFID标识和解析21网络NGN3GPP SA1/SA2/RAN2M2M优化需求网络和无线接入的M2M优化技术GSMA SCAG：智能SIM卡OMA DM主要工业组织和联盟互联网：W3

17、C：World Wide Web Consortium，万维网联盟，制定HTML，HTTP，URIs，XML 等标准OASIS：电子商务标准末梢网工业组织和联盟：行业应用IPSO：IPv6智能物体硬件和协议ESMIG：欧洲智能电表工业组WOSA：Windows Open System Architecture，微软公司提出的一种在Windows操作系统下的软件架构KNX：ISO/IEC 14543，基于 OSI的智能建筑网络通信协议W-MBUS：Wireless MBUS 标准(EN 13757-4：2019)规定了水，气，热，电表之间的通信，在欧洲智能仪表应用较广Utilities：公用基础

18、设施-电表HGI：家庭网关22CCS在国际标准化方面的工作IDM的需求和架构泛在网的需求和架构泛在传感器网需求和架构基于IEEE802.15.4的IPv6，低功耗有损网络路由IUT-TSG11/13/16/17N-ID的需求USN和RFID测试IETF6LowPANPhy-Mac Over IPV6CCSACJKN-Id工作组N-ID白皮书NGN版本的需求IEEE3GPP基于IEEE802.15.4OMASA1,SA3M2M优化需求网络和无线接入的M2MOMA DM优化技术无线接入网增强以支持机器类通信CCSA泛在网相关工作CCSA在研项目国标申报计划TC3TC5泛在网络需求研究报告M2M业务

19、研究报告WSN与电信网结合的总体技术要求2009H217：公众电信网与无线传感器网互连的网关设备技术要求基于M2M技术的移动通信网物流信息服务总体技术框架移动通信网面向物流信息服务的M2M协议移动通信网面向物流信息服务的M2M平台技术要求移动通信网面向物流信息服务TC8的M2M通信模块技术要求无线传感网安全技术要求物与物的通信：“十五”课题国家技术标准体系建设研究“我国通信技术标准体系研究”标准化现状总结泛在网的国际和国内标准处于起步阶段，没有系统化国际各标准组织之间对泛在网的研究缺乏统一的协调和协作；欧盟在2019年做的研究表明RFID有30个组织制定了250多个标准每个国际标准组织的研究都

20、是针对泛在网的某一方面或某一块传统的擅长的内容在研究；各标准组织侧重点和“旗帜”不同UN、USN、WSN、M2M、Smart Metering、WPAN、IPv6。国内对泛在网的研究也是根据不同的需求而进行零散的研究，没有从整体上（端到端，应用层到感知延伸层）的研究。由于缺乏统一的标准，应用和产业的规模都受到很大影响专业应用、终端设备的不同，决定了在感知延伸层、应用层存在很大的差异；应用层面的标准化工作需要行业、社会和通信各方的密切合作只有产业规模化、降低成本，才能最大化地创造社会经济效益CCSA泛在网技术工作委员会的成立是非常必要和及时的！泛在网应用农牧林渔农业生产食品安全工业生产工业生产供

21、应链管理节能减排服务业零售物流金融基础设施/社会管理智能交通智能电网智能水利数字生活医疗健康智能家居安全监控国防军事环境监测医疗气象煤炭泛在网将为电信转型提供很好的机会 ABIResearch的保守预测，M2M服务市场2019年产值有望达到80亿美元。据Berg Insight统险情、油井、管线石化降水、防洪、远程设备大棚、土壤、灌溉、智能建筑 设备、安全、节能临床、辅助诊断、病程大地勘测、森林、地震、海洋遥感勘测计，全球电信运营商农业M2M业务消防联动、消防栓、定位、调度2019年M2M业务收入达到30亿欧元，预计将在电力抄表、监控、节能林业水务金融军事侦查、监控、定位、评估通风、瓦斯、救灾

22、定位电子支付、实时信息2019年达到89亿欧元。中国移动M2M终端数将超过300万。防火、勘察、报警水质、水量、污染、安全 中国电信M2M终端数将达到100万户电信运营商电信运营商车务通，电梯卫士，消防监控系统，爱贝通，全球眼27，平安E家业务泛在网应用现状分析 目前主要应用于垂直型的行业应用和公众服务；网络层的管道既有用公众的网络，也有行业自建的专用网络。感知延伸层不同的行业采用不同的感知、传感、延伸技术把物接入到网络。尚是简单终端，终端之间没有通信，部署范围尚小处于垂直的简单的物联阶段泛在网发展的初级阶段专网公网泛在物联阶段物联网阶段国外物联网的战略部署美国智能电网日本:U-Japan、i

23、-Japan韩国:U-Korea、i-Korea互操作标准智慧地球M2M系列标准物联网行动计划欧盟物联网战略研究路线图通信服务泛在网产业泛在网相关服务产业泛在网行业应用服务互联网应用服务/云计算服务泛在网产业涵盖面广，各个产业基础不一 传感器网产业：初期发展阶段，基础传感器、传感器节点研发生产薄弱 RFID产业：低频和高频RFID产业链相对成熟，超高频RFID与国外还存在一定差距。软件：嵌入式系统、基础泛在网相关制造产业传感器嵌入式系统芯片通信智能卡软件有明显差距。芯片：差距较大 通信服务与通信制造：较强产业基础 互联网服务：强RFID纳米电子其它 行业信息服务：差距较大，M2M服务已起步泛在

24、网监管开始受到关注和研究频谱资源安全与隐私保护编码寻址和解析监管服务质量全面冷静分析我国泛在网的发展现状 关键技术与标准化 涉及多技术、多网络、多行业；多个标准化组织涉及，标准分散、刚起步。谁来主导系统的泛在网标准化工作？中国通信标准化协会 关键资源（编码、地址、频谱等）万亿级物体互联，现有的电信网和互联网编码和地址体系都不适应 IPv6协议复杂，智能小物体（如传感器节点）难以直接使用 频谱分配及干扰：蜂窝移动通信、无线局域网、近距离无线通信等 网络构建与应用 网络对物与物通信支持，通信网与感知层和应用层之间深度融合和协同 异构网络、异构终端、异构接入 行业应用网络与公众网络的分工和协同全面冷

25、静分析我国泛在网的发展现状 产业支持 潜在的巨大产业空间和当前的现实规模 现有产业短板 国际治理 泛在网提供了构建真正全球性治理架构、打破现有互联网治理模式和格局的机遇 全球性编码、地址、和解析体系构建 安全性与隐私保护的挑战 行业协作、体制障碍与商业模式 国际合作123主要内容 泛在网的概念、特征和架构体系 泛在网的发展现状 泛在网的发展趋势信息社会新的发展趋势-协同化、泛在化总体发展趋势总体发展趋势应用应用个人家庭社会公共各行业网络网络多接入网多核心网近距离无线多寻址协同技术终端终端小型化智能化低价格低能耗其他技术其他技术纳米技术生物技术内容技术传感技术宽带化IP化信息化融合化协同化协同化

26、Fusion泛在化泛在化Ubiquity泛在网的协同阶段 终端更加智能，终端泛在部署 感知延伸层和接入层异构接入技术的协同 核心网络的下一代互联网、移动网络等同一层面的互联和协同 数据库、解析系统的协同 应用层面的协同，提供更加丰富综合的服务Vertical to HorizontalIntranet to Extranet to Internet专网公网泛在协同阶段泛在网发展的两个阶段泛在物联阶段（物联网）（物与物、物与人）泛在网泛在协同阶段（泛在网）（物与物、物与人、人与人）抓住我国泛在网难得的发展机遇重点突破薄弱产业关键技术攻关技术创新应用牵引各方密切合作监管研究系统标准制定国际国内并行泛在网资源治理掌握主动权标准是基础和技术保障应用牵引：充分发挥各行业的作用，以应用需求为牵引制定能够得到切实应用的标准全面系统：构建系统的标准化体系循序渐进：根据需求分阶段进行，以泛在物联阶段（物联网）为切入点协同合作：各方广泛参与，产业链各方密切合作面向国际：积极参与国际标准化工作制定全面系统的系列标准，满足泛在网各阶段的需求泛在网是全球新兴战略性产业！泛在网是“感知中国”的基础设施！光荣而艰巨、任重而道远！