泛在网(Ambient_Network)

1、 泛泛 在在 网网 （Ambient Network） 1 2 3 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 1 2 3 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 Ubiquitous Computing In 1991,“The method of enhancing computer use by making many computers available throughout the physical environment, but making them effectively invisibl

2、e to the user” Mark Weiser Ubiquitous Network 日本: u-Japan韩国: IT839 意大利: Ubiquitous ITU Society U-Japan U-Korea ITU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 SG2 SG11 SG13 SG16 SG17 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I

3、TU-T Y.2002 Ubiquitous Network The ability for persons and/or devices to access services and communicate while minimizing technical restrictions regarding where, when and how these services are accessed, in the context of the service(s) subscribed to. 8 泛在网的概念和通信模式ITU-T Y.2002 传感器网络 PC PDA TV Person

4、-to-Object Communication Home Electronics Vehicle RFID tag Sensors Camera Person-to-Person Communication NGN NGN capabilities for ubiquitous Data, Resource, Web/Application Server, Content Object-to-Object Communication networking Wearable PC Home server, gateway物联网 Mobile Phone Person-to-Object Com

5、munication Smart Card Telematics, Navigation Device Medical Device 人与物 物与物 人与人 人与物 Persons with Attached Devices 物与物 Ubiquitous Networking Objects (Remote Monitoring and Information Devices, Contents) 物-物 Without any human direct intervention 。 泛在网的概念 泛在网 Ubiquitous Network 物联网 Internet of Things 传感

6、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

7、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

8、物-人 人与人 泛在网的特征和目标ITU-T Y.2002 Fusion revolution crosses over industries Ubiquitous Networking Convergence Fusion Revolution CT (Content Technology) U-Platform U-Contents Contents Computing IT (InformationBT (Bio Technology) Technology) NGN Communication FusionNT (Nano Technology) Connectivity U-Netw

9、ork U-Devices 5C+5Any Any Time Health Life Disaster Seamless Interconnection between Persons and Objects AnyWhere Any Service Any Network Supply Chain Extension of Services to Other Industries Safety Beyond the IT Industry ConnectivityRealityIntelligence Any Object Building Transportation Education

10、泛在网体系架构ITU-T Y.2221 Logistics, SCM Structural monitoring Agricultural control Disaster Surveillance Military FieldU-Health care 应用层应用层 Ubiquitous web services UN Applications UN Middleware UN Directory service Management Context modeling and management Contents management Spatial info management UN

11、core Network 网络层网络层 Access Network Access Network Access Network Access Network Access Network Access Gateway UN Access Network 感知感知/延伸层延伸层 Mobile RFID Reader RFID Reader SN Gateway SN Gateway Sensor node SN Gateway End Devices/ Networks A new Paradigm/Era: Evolution or Revolution？ Any Object Any Se

12、rvice Any Network Application Functions Talking Anyone ICT Convergence Vertical Communicating Keyboard Mouse printer Anything Industries Fusion Horizontal Sensing Monitoring Sensor Actuator 泛在网是 泛在网的目标 Ubiquitous Connectivity Pervasive Reality Ambient Intelligence ITU-T Y.2002 智慧地球 Instrumented Inte

13、rconnected Intelligence IBM.com 泛在社会、智慧地球的 基础设施 ADVANCED KOREA The FIRST u-Society on the BEST u-Infrastructure The “FIRST” Strategy F Friendly Government I Intelligent Land R Regenerative Economy S Secure & Safe Social Environment T Tailored u-Life Service The “BEST” Strategy B Balanced Global Lead

14、ership E Ecological Industrial Infra S Streamlining Social Infra T Transparent Technological Infra U-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 1 2 3 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

15、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 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 EPCGlobal IUT-T

16、NGN ISO/IEC JTC1 UWSN CEN CENELEC Smart Metering Smart Metering ESMIG Metering 传感网 GS1 HGI Home Gateway Initiative Utilities Metering OASIS 业务平台 W3C 远距离 无线 WOSA IPSO IPV6 Hardware and Protocols IETF 6LowPAN Phy-Mac Over IPV6 IETF ROLL Routing over Low Power IP网络 传输网 网关yKNX W-Mbus Lossy Networks有线 IE

17、EE ZCL 应用 802.15.4 ZigBee Alliance. ZB Application ProfilesOMA ETSI M2M TC GSMA SCAG， 20 3GPP SA1， SA3， ， 来源： ETSI M2M TC 20 主要国际国外组织标准化情况 总体框架 ITU-T SG13 UN需求、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 IEE

18、E802.15 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 GS1 RFID标识和解析 21 网络 NGN 3GPP SA1/SA2/RAN2 M2M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： W3C： 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 E

19、SMIG：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 13757-4：2005)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：公用基础设施-电表 HGI：家庭网关 22 CCS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

20、IUT-T SG11/13/16/17 N-ID的需求 USN和RFID测试 IETF 6LowPAN Phy-Mac Over IPV6 CCSA CJK N-Id工作组 N-ID白皮书 NGN版本的需求 IEEE 3GPP 基于IEEE802.15.4 OMA SA1,SA3 M2M优化需求 网络和无线接入的M2M OMA 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 TC3 TC5 泛在网络需求研究报告 M2M业务研究报告 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

21、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2008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“

22、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 供应链管理 节能减排 服务业 零售 物流 金

23、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2010 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 2008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

24、 军事 侦查、监控、定位、评估 通风、瓦斯、救灾定位 电子支付、实时信息 2012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

25、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-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

26、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