行動裝置管理(MDM)與OMA(OTA)DM協議嚮導(一)——從WiMAX講起

行動裝置管理(MDM)與OMA(OTA)DM協議嚮導(一)——從WiMAX講起

一、為什麼需要行動裝置管理（MDM)  
   行動電話等行動裝置已經成為人們非常重要的通訊工具，而且有效移動使用者數每天都在增長,行動裝置的複雜性以及移動資料應用和服務的複雜性也在不斷攀升。這些趨勢給電訊廠商造成很大的管理挑戰的同時，也帶來了很多的機會。資料業務現在已經成為消費和企業使用者的重要通訊工具，然而將移動資料業務擴充到不同網路類型的不同行動裝置具有很大的挑戰性。同時這種管理挑戰隨著每天更新更複雜行動裝置的面市在不斷地增加，這些裝置具有數GB的儲存空間、先進的處理能力以及不斷擴充的移動資料應用和服務功能。
   行動裝置管理(Mobile Device Management)正是應對這種管理挑戰而產生的，確保所有串連到電訊廠商網路的行動裝置能夠提供高品質的移動資料服務。MDM提供了對GSM、CDMA、WiMAX等行動裝置的支援，本文重點討論WiMAX。 
  
   像Clearwire和UQ這樣的電訊廠商要求WiMAX產品中必須帶有無線OTA(over-the-air)管理功能，從而確保WiMAX網路的可靠性。
  
   RedBend軟體公司宣布，世界晶片創新產業的領導者英特爾公司已獲得授權，在基於英特爾迅馳2處理器技術的英特爾嵌入式WiMAX晶片集上使用RedBend軟體公司的vDirectMobile裝置管理（DM）用戶端軟體。第一批裝有RedBend軟體的英特爾晶片主要應用在內建了英特爾晶片的膝上型電腦上，並已在2008年秋季“返校”期間開始出貨。目前該膝上型電腦已通過電訊廠商Clearwire和UQ分別在美國和日本發售。

二、什麼是OMA(OTA)DM  
   OMA基於OTA(over-the-air)的裝置管理(DM)架構為行動裝置管理（MDM）提供了一種解決方案，該架構採用WAP協議的Push方式。WAP Push的基本流程是伺服器將要發送的資訊內容，採用XML表現形式，通過PAP協議發送給WAP網關。這裡發生了很多細節過程後（計費、SP標識、存取控制、資訊內容二進位壓縮編碼、終端發現、終端能力特性檢查、終端位址解析等等），通過OTA協議將內容發送到手機上(2.0以下的規範用OTA-WSP，2.0以上的規範用OTA-HTTP)。
   具體內容詳見：從WiMAX講起－10、11、12、13、14、15章節。

從WiMAX講起

1.為什麼需要WiMAX
  主要解決遠距離的無線寬頻接入問題，即無線城域網的問題。消除無線上網的盲點，讓你可以在城市的任意角落使用無線上網，最終能夠在不需要直接視距基站的情況下提供最後一英裡的無線寬頻接入。

2.什麼是WiMAX
  IEEE802.16標準，又稱WiMAX（World Interoperability for Microwave Access），或廣帶無線接入(Broadband Wireless Access，BWA)標準。它是一項無線城域網(WMAN)技術，是針對微波和毫米波頻段提出的一種新的空中介面標準。可提供固定、便攜、直至全移動形式的無線寬頻連線，據稱該技術能提供覆蓋三十英裡範圍的高速互連網串連。理論上傳輸速度是3G網路的30倍，覆蓋面積是3G網路的10倍。

3.WiMAX 論壇
  為了更好地推動IEEE 802.16 的市場化進程並對各廠家的產品進行一致性和互通性認證,2001 年4 月,由Intel牽頭成立了WiMAX 論壇,截至2006 年8 月23 日,論壇共有378 個成員,包括了許多著名的電訊廠商、晶片商、系統製造商,中國的中興、華為也位列其中,其中中興為核心會員。

4.什麼是空中介面
  空中介面（Air Interface）是指使用者終端（UT）和無線接入網路（RAN）之間的介面

5.WiMAX的協議棧
  WiMAX主要工作都圍繞空中介面展開,空中介面主要由物理層和MAC層組成。物理層位於OSI七層協議的最底層，承載全部上層應用，與傳輸媒介密切相關，主要解決的問題是：連線類型、物理拓撲結構、數字訊號、位同步方式、頻寬使用、多工等。與物理層有關的串連裝置有：集線器、中繼器、傳輸媒介連接器、數據機等。
  MAC（Media Access Control）媒體存取控制子層協議，位於OSI七層協議中資料連結層的下半部分，主要負責控制與串連物理層的物理介質。在發送資料的時候，MAC協議可以事先判斷是否可以發送資料，如果可以發送將給資料加上一些控制資訊，最終將資料以及控制資訊以規定的格式發送到物理層；在接收資料的時候，MAC協議首先判斷輸入的資訊並是否發生傳輸錯誤，如果沒有錯誤，則去掉控制資訊發送至資料連結層LLC子層。

6.WiMAX與OMA、TR069
  從三者所定義的協議棧來看WiMAX主要關注協議底層部分，與無線網路裝置密切相關，即解決無線網路裝置如何發送資料及接收資料的問題。而OMA與TR069的協議棧定義在傳輸層（TCP還是WDP）、會話層（HTTP還是WSP）、展示層（SOP還是syncML）、應用程式層（TR069 RPC還是OMA DM Tree），即OMA與TR069重點解決與資料密切相關的會話過程與同步問題，並最終解決實際的應用問題。
  從三者的設計初衷上看WiMAX重點在無線裝置，通過使用更先進的技術（OFDM、子通道化、方向天線、MIMO、自適應調製、自錯誤修正和功率控制）使WiMAX裝置實現遠距離高速率的無線傳輸，重點在物理層和MAC層。
  OMA的設計初衷在實現不同網路不同裝置的資料同步，淡化裝置、作業系統、網路對資料互動的影響，因此它實際的關注重點在展示層。
  OMA DM協議明確獨立於承載網路，對於裝置和伺服器之間的底層傳輸是不可知的。該協議可以用於很多的承載網路，包括移動蜂窩網、藍芽、乙太網路、Wi-Fi、WiMAX、LTE等等，它橫跨GSM、CDMA和WiMAX技術。
  TR069的設計初衷是管理大量的IP裝置如機頂盒、VOIP，因此它的關注重點是實際應用，即在應用程式層。
  WiMAX是全IP架構，因此從協議的角度看無論是OMA還是TR069都應該可以管理WiMAX裝置，實際的環境要看WiMAX裝置實現了哪一個協議（應用了TR069 Agent還是OMA DM Agent），然後使用相應的管理協議進行管理。

---------------------
   OMA/TR069  
--------------------- 
     WiMAX     物理層

7.WiMAX與Wi-Fi
  WiMAX與Wi-Fi一樣，都是用於傳輸無線訊號的技術，但Wi-Fi解決的是無線區域網路的接入問題，而WiMAX解決的是無線城域網的問題。Wi- Fi只能把互連網的串連訊號傳送到300英尺遠的地方，WiMAX則能把訊號傳送31英裡之遠。而且，網路連接速度也將飆升至每秒70兆，而現在Wi- Fi每秒54兆的速度就已經可以在1秒鐘內完成1個小時MP3歌曲的下載。

8.WiMAX與3G
  WiMAX（802.16e）與3G 技術，由於定位的不同，二者存在很大差異。
  從運營系統上看，WiMAX 首先定義了空中介面的物理層和MAC 層，而MAC層之上採用的協議以及核心網部分不在802.16e所包含的範圍之內，暫時不構成完成的移動系統。3G首先是完整的移動系統，空中介面、核心網和業務規範等都已經完成了標準化工作。
  從無線應用上看，WiMAX 在相當長的時間內將主要解決熱點覆蓋，網路可以提供部分的移動性。3G 則是連續覆蓋，使用者以全移動為主。
  從業務能力上看，WiMAX 提供的主要是具有一定移動特性的寬頻資料業務，面向的使用者主要是筆記本終端和802.16e終端持有人。3G從設計最初就是為話音業務和資料業務共同設計的，語音QoS有較高的保障。3G的資料能力也在不斷提高，3G增強型如HSDPA，已經可以實現10Mbps的接入速率。
  WiMAX可作為3G及3G演化的一種無線城域網、多點基站互聯的重要支援手段，兩者潛在的應用模式存在巨大差異，到目前為止，不存在3G和WiMAX競爭問題。未來WiMAX 可能融合入3G 的成熟運營系統。在3G發展初期，WiMAX可以在資料方面彌補3G的不足。

9.WiMAX裝置的應用
  （1）固定應用
    WiMAX固定應用模式的使用者及情境包括：企業使用者、小區E1/IP 的承載線路；WLAN 公用接入網路上聯到城域網的線路；移動通訊網路中基站和基站控制器互連          的線路；在有上網需求、使用者分布分散的地方如農村及邊遠地區，作為DSL 的替代者進行無線寬頻接入網路覆蓋；沒有有線網路資源的地方；有線網路無法進入的地        方，如地形地貌限制或曆史文化古迹區；鏈路備份；應急通訊。

  （2）行動裝置 App
    行動裝置 App模式包括：遊牧式業務,終端可以從不同的存取點，接入一個電訊廠商的WiMAX網路，不支援不同基站之間的切換。在步行速度下具有有限的切換能力；便攜         式業務,主要面向家庭接入和商務人士使用者市場，終端可為PCMCIA卡，放置在便攜機裡；全移動業務，支援車速移動下無中斷的應用，面向個人使用者市場，可漫遊切        換，終端可為PDA。

10.WiMAX裝置的管理（行動裝置管理(MDM)與OMA(OTA)DM）      
   行動電話等行動裝置已經成為人們非常重要的通訊工具，而且有效移動使用者數每天都在增長,行動裝置的複雜性以及移動資料應用和服務的複雜性也在不斷攀升。這些趨勢給電訊廠商造成很大的管理挑戰的同時，也帶來了很多的機會。資料業務現在已經成為消費和企業使用者的重要通訊工具，然而將移動資料業務擴充到不同網路類型的不同行動裝置具有很大的挑戰性。同時這種管理挑戰隨著每天更新更複雜行動裝置的面市在不斷地增加，這些裝置具有數GB的儲存空間、先進的處理能力以及不斷擴充的移動資料應用和服務功能。
   行動裝置管理(MDM)正是是應對這種管理挑戰而產生的，確保所有串連到電訊廠商網路的行動裝置能夠提供高品質的移動資料服務。MDM提供了對GSM、CDMA、WiMAX等行動裝置的支援。 
   OMA基於OTA（over-the-air)的裝置管理架構為行動裝置管理（MDM）提供了一種解決方案。

11.OMA(OTA)的裝置管理方式
   OMA(OTA)的裝置管理採用WAP協議定義的Push方式。WAP Push是要將互連網上的資訊主動推送到使用者的手機等移動終端上。

12.WAP Push方式
   WAP論壇（現在歸到OMG）在2000年時就提出了WAP1.2規範，相比WAP1.1增加的主要內容就是WAP Push的整個體系。
   整個WAP架構套件括PI(Push Initiator，即互連網的伺服器)、PPG(Push Proxy Gateway，一般為WAP網關)、移動終端三大部分。PI到PPG之間是基於HTTP的PAP(Push Access Protocol)協議（PPG和PI互為HTTP伺服器），PPG到移動終端之間是OTA(Over-The-Air)協議。
   基本流程是互連網的伺服器將要發送的資訊內容，採用XML表現形式，通過PAP協議發送給WAP網關。這裡發生了很多細節過程後（計費、SP標識、存取控制、資訊內容二進位壓縮編碼、終端發現、終端能力特性檢查、終端位址解析），通過OTA協議將內容發送到手機上(2.0以下的規範用OTA-WSP，2.0以上的規範用OTA-HTTP)。
   這是很理想的目標，可是在目前全球所有電訊廠商部署的無線網路那裡，實現這個基本都不現實。第二代無線網路GSM/CDMA95A是基於信令的電路交換的通訊技術，並不支援IP協議，能進行WAP這樣資料業務，需要先在信令協議棧上借用modem撥號機制封裝成IP/PPP包。WAP網關通過信令網找到手機並建立WSP會話的串連，是不可能實現的。第二代半過渡性的網路技術GPRS/CDMA1.x理論上是可以讓手機永久線上，擁有固定的IP地址，可現實並不是如此。空中通道的有限容量、計費管理、網路容量等方面都不成熟，所以，移動終端要像一台伺服器那樣，接收並處理WAP網關隨時發起的主動串連請求，只能等到第三代無線網路技術全面普及的那一天了。
   正是由於上述局限，目前，在世界各地，所有電訊廠商和所有方案供應商那裡，都採用SMS方式承載OTA側的推送。SMS是信令通道上傳輸的，處於網路覆蓋中的手機通過BTS、BSC、MSC與簡訊中心隨時隨地可以相互連信。所以，作為這種伺服器到終端的資訊傳輸載體，SMS是最適合不過了。

13.推送訪問協議(PAP)(Push Access Protocol)
   PAP是PI(伺服器)與PPG（網關）間的通訊協定，它使用XML作為訊息的描述語言，通過簡單的請求響應機制完成資料的傳輸。PAP可以實現在多種通訊協定之上，包括HTTP，SMTP等。目前的WAP版本僅給出了利用HTTP機制的PAP的規範。

14.推送空間傳輸協議(P-OTA)
   P-OTA是運行於WSP之上的一層較為簡單的協議層，負責從PPG（網關）到行動裝置的資料轉送。P-OTA可使用連線導向的會話（Confirmed Push）和無串連會話(Connectionless Push)兩種WSP層服務，對於使用串連會話的推送，需要在PPG和用戶端間預先存在一個啟用的會話,即需要對方回送接收確認資訊的Push；對於不需連線的推送，則通過預留的連接埠完成通訊。即發送出去後，是否收到就不管了。

15.一個邦定HTTP協議的PAP訊息的例子

POST /cgi-bin/wap_push.cgi HTTP/1.1
Host: www.wireless-network.com
Date: Sun, 16 May 1999 18:13:23 GMT
Content-Type: multipart/related; boundary=asdlfkjiurwghasf;
type="application/xml"
Content-Length: 353
--asdlfkjiurwghasf
Content-Type: application/xml
<?xml version="1.0"?>
<!DOCTYPE pap PUBLIC "-//WAPFORUM//DTD PAP 2.0//EN"
"http://www.wapforum.org/DTD/pap_2.0.dtd"
[<?wap-pap-ver supported-versions="2.0,1.*"?>]>
<pap>
..control..
</pap>
--asdlfkjiurwghasf
..content entity..
--asdlfkjiurwghasf--