LoRaWAN标准在ITU标准化部门批准后,业界对其进行了多方面解读。不过,很多读者甚至一些物联网从业者对于ITU的认知还比较模糊,因此很难对这一标准形成全面客观的理解。

 

2021年11月29日,ITU(国际电信联盟)标准化部门正式批准了LoRa联盟立项的“ITU-T Y.4480 Low power protocolfor wide area wireless networks”建议(标准)。该标准大部分内容是基于LoRaWAN已成熟的链路层协议编制,在技术上基本等同于LoRaWAN链路层标准。经过ITU标准化部门的立项和批准实施,LoRaWAN得到了全球ICT产业最权威的国际组织的认可,使得其国际化影响力得到进一步提升。 

 

 

LoRaWAN标准在ITU标准化部门批准后,业界对其进行了多方面解读。不过,很多读者甚至一些物联网从业者对于ITU的认知还比较模糊,因此很难对这一标准形成全面客观的理解。我们不妨深入了解一下ITU以及ITU标准研制历程,在此基础上去分析LoRa联盟为什么要推动LoRaWAN在ITU的标准化工作。

 

ICT领域最重要的国际组织ITU是联合国的一个专门机构,但ITU的历史远远早于联合国,而且ITU的诞生也是从通信标准开始的。从古至今,即使是最古老的狼烟通信方式,都需要一套达成共识的标准,否则信息传递就会发生扭曲。 ITU最早可以追溯到1865年,它的出现还需要从电报说起。1844年,莫尔斯发出世界上第一封电报,为人类开启信息时代的大门,电报成为人们首个远程通信的技术,接下来20年中,电报业得到快速发展。

 

为了顺利实现国际通信,1865年,法国、德国、俄国、意大利、奥地利等20个欧洲国家在巴黎召开会议,于5月17日签订了《国际电报公约》,并成立了国际电报联盟,此次会议可以说是奠定了国际电信标准化的基础。

 

1906年在柏林举行的第一次国际无线电报大会上签订了《国际无线电报公约》。1932年,70多个国家代表在马德里开会,决定把原有的两个公约合并为《国际电信公约》,制定了新的电报、电话、无线电规则,并将国际电报联盟改为国际电信联盟(ITU)。

 

ITU与联合国的关系开始于1947年,彼时国际电信联盟在美国亚特兰大市召开会议,其目的是发展组织并使其现代化。根据与联合国签订的协议,ITU于1947年10月15日成为联合国的专门机构,总部迁往瑞士日内瓦。

 

作为联合国的一个专门机构,ITU是一个政府间的组织,成员国的代表大多来自于各国电信业管理部门。不过,与联合国其他机构不同的是,ITU既有成员国政府成员,也有非政府成员,如企业、国际性和区域性组织、大学,这些非政府成员经批准后可以参加ITU包括标准制定在内的部分活动。根据ITU官网信息,截至目前ITU共有193个成员国政府以及约900个非政府成员。

 

目前,ITU不仅仅是一个全球ICT领域的标准化组织,而是一个全球ICT领域事物的主导者和影响者,其制定的各类规则、标准、发展项目等,虽然不具有强制性,但都被各国采用,促进了全球ICT技术的发展。 这样一个国际性组织似乎离我们很远,但它的工作正在对我们日常生产生活产生深远的影响。当然,很多都是专业性较强的工作,因此大众对其感知并不深,如ITU通过《无线电规则》的制定和执行,协调全球各国对于无线通信频谱的使用,确保不同国家通信设备的互联互通。 大家熟知的3G/4G/5G国际标准的验收和批准也是ITU的一个重要职责。例如,2000年5月,ITU批准WCDMA、CDMA2000、TD-SCDMA标准为3G国际标准,其中中国提交的TD-SCDMA被批准为3G国际标准,是中国通信产业史上的重大里程碑,实现了通信领域国际标准的重大突破,为我国在全球市场上形成“4G并跑、5G领先”的格局奠定了基础。

 

物联网从业者熟悉的NB-IoT标准纳入5G家族,也是由ITU验收和审批的。2020年7月,ITU-R WP5D会议对国际移动通信系统(IMT)做出重大决议:3GPP技术正式被接受为ITU IMT-2020 5G技术标准,NB-IoT和NR一起正式成为5G标准。这一决议,对于NB-IoT的持续发展至关重要。

 

物联网已成为ITU标准体系的重要组成部分

 

ITU拥有三个常设机构,即电信标准化部(ITU-T)、无线电通信部(ITU-R)和电信发展部(ITU-D),其中ITU-T负责标准化的工作。该机构汇集了来自世界各地的标准化专家,他们的工作是制定被称为ITU-T建议书的国际标准,这些标准对全球ICT的互连互通起着至关重要的作用。在过去数十年中,全球各国用户进行的语音、视频通信、数据消息交换,很多互通性标准均来自于ITU-T。从成立至今,ITU-T持续致力于基于共识的标准开发方法而努力,在此工作中,所有国家和公司,无论大小,在影响ITU-T标准建议书的开发方面均享有平等权利。

 

 ITU-T标准化工作由各技术研究组(SG)开展,ITU-T成员派代表参加研究组工作,制定各领域的标准。一旦专家编写的标准草案成熟,即可提交研究组审议,审议通过后,提交ITU-T秘书处征求意见,为期四周,若没有收到任何意见,则该标准视为获得批准。 从ITU官网可以查到,当前正在开展标准化工作的研究组以及研究范围如下: 

 

 

可以看出,ITU-T研究组涵盖了ICT的大部分共性研究领域。其中,针对物联网的国际标准工作由第20研究组(SG20)开展,本次LoRa联盟立项并批准的这一标准就是在SG20完成的,该研究组的标准成果统一编号在ITU-T Y.4000下。

 

为了更好地推进物联网标准化工作,加快标准化进程,ITU-T在2015年6月的会议上决定将原来分散在ITU-T不同研究组的物联网、智慧城市的标准化工作合并,成立新的物联网标准化研究组SG20,推进物联网与智慧城市相关标准化工作。
针对物联网、智慧城市设立专门的研究组,可见物联网标准化在全球ICT领域标准的重要性,同时ITU-T也希望在更广泛的范围内发挥物联网的作用,通过与各垂直行业的深度结合,在推动全球经济、技术发展上发挥更大的作用。

 

ITU-T SG20在物联网的全球标准化工作中发挥重要作用。时任ITU-T SG20国内对口组组长的罗松在其一篇文章中提到:ITU-T已经初步形成了包括基础共性标准、行业应用标准和热点技术标准在内的物联网标准化体系,其中ITU-T制定的基础共性标准在物联网发展过程中起到了显著的技术引领作用。ITU-T在整个行业权威性地规定了物联网定义、参考架构及术语等物联网基础性概念,为后续研究提供了良好的基础。同时,根据产业需求,对物联网涉及的语义、大数据等共性技术及应用场景开展了需求分析、支撑架构研究,标准研制的广度和前瞻性有助于引领行业对相应技术的完善发展。

 

尤其重要的是,ITU-T积极推动与全球标准化组织的协调工作。除了与oneM2M、3GPP、IETF等电信行业标准组织开展合作之外,也与ISO、IEC具有影响力的全球性标准化组织建立了协调工作机制。全球最具影响力的三大标准化组织的协调工作将有利于减少全球范围内物联网标准的重复工作,对推动不同标准化组织的互补合作起到积极作用。 近年来,我国物联网产业快速发展,除了国内丰富的市场空间、庞大的生态群体外,中国企业积极参与国际标准也在一定程度上发挥作用。

 

我国相关企业高度重视物联网国际标准制定,积极参与ITU-T SG20工作,在此前几年的新立项标准中,来自中国代表主导的立项超过50%,逐步建立起我国在ITU-T物联网标准的优势,提升我国在国际市场的话语权。

 

吸纳为ITU标准,进一步提升LoRaWAN影响力ITU-T SG20研究组推出的成果,包含了物联网、智慧城市和社区相关标准,均在ITU-T Y.4000-Y.4999编号范围内,ITU-T SG20对其进行分类,包括了总体要求,定义和术语,需求和用例,基础设施、连接和网络,框架、架构和协议,服务、应用、计算和数据处理,管理、控制和绩效,识别和安全,评估和核定9大类别。 

 

 

本次获批的ITU-T Y.4480标准属于框架、架构和协议类别,在标准内容基本沿用LoRa联盟最新发布的LoRaWAN TS1-1.0.4链路层规范,保证使用者一致性。

 

LoRa联盟成立不足6年,作为企业自发性成立的国际组织,借助全球物联网尤其是低功耗广域网(LPWAN)快速发展的东风,其影响迅速扩大。不过,要得到ICT领域更广泛的认可,还需要进一步扩大其生态圈,ITU作为全球ICT领域最权威和影响力最大的国际组织,必然能为其带来影响力进一步提升。基于LoRaWAN规范的标准获批成为ITU-T物联网标准系列中广域无线网络的低功耗协议,体现出ITU-T在全球物联网标准协调工作的成效,同时也是LoRaWAN标准在全球范围内得到进一步认可的体现。

 

根据LoRa联盟官网数据,在过去几年中,全球已形成163个采用LoRaWAN标准的网络运营商,这其中包含了不少公共网络和社区开放网络运营商。在ITU的影响下,相信未来会有更多采用LoRaWAN标准的网络部署。

 

作为ITU-T的标准,应该具有更高开放度,允许全球各国相关企业在其基础上进行创新,这一特点在中国市场最为明显。

 

在国内,由于受限于无线电频率监管政策,采用LoRaWAN规范部署公共网络的可能性不大。不过,无线电频率监管政策明确了小范围以及局域场景下微功率设备的合法使用,在监管政策允许范围内,国内多家厂商借助LoRa调制技术,在LoRaWAN协议基础上进行创新,包括在园区和智慧家庭场景下的点对点通信协议创新、在工业和能源场景下的低时延通信协议创新,形成LoRaWAN协议的扩展和衍生,有效解决了实际落地场景中很多痛点,推动了LoRa生态在国内的持续壮大。从LoRa相关器件和设备在国内的出货量仍然高速增长的态势可以看出,中国依然是其最大的市场。

 

总体来看,与其他国际标准一样,LoRaWAN标准也将不断演进,在演进中不断保持与ITU-T物联网系列标准的互通,并借助ITU的全球影响力,无疑将加速LoRaWAN在全球更大范围的应用。 

 

作者:赵小飞

 

参考文献:

1. ITU官网

2. LoRa Alliance官网

3. 国际电信联盟(ITU-T)物联网和智慧城市标准化的最新态势和我国推进策略,罗松、张丽堃,《电信网技术》