本次論壇由「台灣資通產業標準協會」及「經濟部標準檢驗局」共 …‡點... · 圖8 智慧城市與物聯網相關的應用場景 oneM2M 則是計畫提供一個支援物聯網應用和服務的通用平臺，使用跨越多重物聯網應

本次論壇由「台灣資通產業標準協會」及「經濟部標準檢驗局」共同舉辦，會中邀請各

國標準組織代表共同前來參加此年度盛會，進行物聯網標準技術交流，吸引產學研各界共計

40 廠家、107 人參加。

同時，當天由 TAICS副理事長暨工研院副院長張培仁與馬來西亞技術標準組織(Malaysia

Technical Standards Forum Bhd, MTSFB)主席 Ismail Osman 拿督簽署雙方合作備忘錄(MoU)，

未來將以 5G、物聯網、智慧城市等進行交流，共同推廣物聯網資安認驗證、人員訓練及標準

試煉場域之合作。

在政府的支持與產業的協助下，目前 TAICS 已與歐洲標準組織(ETSI)、日本電波產業會

(ARIB)、日本情報通訊委員會(TTC)、韓國電信技術協會(TTA)、印度電信標準協會(TSDSI)等

國際標準組織完成洽簽合作備忘錄，並定期進行 5G 標準技術發展之相關合作與交流。此次

與馬來西亞技術標準組織(MTSFB)簽署合作備忘錄後，可視為與東南亞區域鏈結的第一個里

程碑，未來也將進一步接軌馬國，帶動實質產業效益。

本次 TAICS 國際資通標準論壇以「物聯網標準的垂直應用」為主題，並由美、日、韓、

印等國際標準組織代表共同發表相關物聯網相關應用，冀望藉由本次活動引領物聯網、5G 應

用等國際潮流發燒議題，進而推動台灣廠商接軌國際，掌握最新標準應用與物聯網合作商機！

本次論壇各講題內容重點摘錄如下：

1. Time-Sensitive Networking (TSN) Standards and its application in Industrial IoT

這個主題由 IEEE 802.1 working group Chair 之 Mr. Glenn Parsons 主講之，準確、可靠及

安全地數據傳輸是工業通信技術 4.0 的關鍵要求之一(如圖 1)。時間敏感網路（TSN）定義了

一組以太網路為基礎的 IEEE 標準。而 3GPP 的無線通訊技術與既有的有線 TSN 技術結合，

可實現工業 4.0 的各項服務需求，因此 IEEE802.1 工作小組主席 Glenn Parson 認為 5G 和 TSN

的互通為實現未來工業自動化的重要技術。

(資料來源: 研討會投影片)

圖 1 Why TSN for Industry 4.0

5G 可將工業設備，如感知器、螺旋鑽、啟動器、攝影機等，使用無線方式連接到 TSN

網路。5G Release 15/16 (R15/R16)的 URLLC 相關功能提供了高可靠性和低時間延遲傳輸，可

實現 TSN 架構的四大功能需求，即時間同步、時間延遲、可靠度以及資源管理 (如圖 2)。


圖 2 IEEE 802.1 TSN Standards

5G 系統架構提供靈活的網路布建，可延伸既有 TSN 網路、避免實體電纜安裝的限制，

並確保 TSN 控制端到 5G TSN 設備端的服務品質（QoS）(如圖 3)。


圖 3 5G-TSN Interworking for end-to-end service

在 3GPP R15 規範中，引入了減少延遲的技術，包括可調整的載波頻譜間隔

(numerology)，支援迷你時槽和支持低延遲應用程序的快速確認( HARQ-ACK)以及非允諾

(grant-free)傳輸 (如圖 4)。


圖 4 3GPP R15 URLLC features for low latency

在提高可靠度方面則是藉由多重聯結的重複傳送(如圖五)以及強化資料與控制通道的傳

輸系統參數等，因此在 5G 新無線電（NR）本質上是可支持 TSN 的功能。


圖 5 3GPP R15 URLLC features for high reliability

此外，3GPP R16 版本中，3GPP 進一步討論 NR 工業物聯網（IIoT）5G 和 TSN 之間的

聯結互動 (Interworking)技術。主要目的為實現乙太網功能的 TSN controller interactions (802.1

Qcc)，Time synchronization (802.1AS)，TSN bounded latency (e.g., 802.1Qbv)，TSN reliability

(802.1CB)等通訊協定(如圖 6)。


圖6 TSN四大需求與IEEE標準對應關係

5G 與 TSN 整合的同步架構使用兩個 clock domain, 即在 5G Grant Master (GM) clock 與

TSN Grant Master (GM) clock 之間做切換。5G 系統在傳送時間資訊時需確保 TSN GM 與 TSN

End Station 間的時間同步準確度需等效於 IEEE 802.1AS 的規範(如圖 7)。


圖7 5G time-aware System for TSN synchronization

整體而言，本次研討會關於TSN標準的內容摘論如下:

IEEE 802.1時間敏感網路（TSN）可作為工業4.0的通信技術

IEC / IEEE P60802 Joint project 指定TSN作為工業自動化的標準

5G-TSN整合是工業物聯網系統的重要組成成份

3GPP R16提供了用於5G-TSN整合的工具

3GPP SA和RAN工作小組正在進行工業物聯網相關的5G標準化討論

2. IOT STANDARDS FOR DATA/SEMANTIC INTEROPERABILITY AND ITS

APPLICATION IN INTELLIGENT IOT SERVICES

這個主題由 One M2M Steering Committee 之 Vice-Chairman Mr. Omar Elloumi 主講，先

說明正當物聯網蓬勃發展時，為什麼物聯網需要互通性；接著介紹 oneM2M 是目前專門討論

有關於物聯網資料互通性的標準；最後重點總結物聯網資料互通的重要性。

物聯網的應用非常多元化，舉凡智慧建築、工業自動化、車載運輸聯網、健康醫療、能

源、城市發展、穿戴式裝置、農業科技等應用都與物聯網相關。根據梅特卡夫定律〈Metcalfe's

law〉發展來說，一個網路的價值等於該網路內的裝置數量的平方，且該網路的價值與聯網的

使用者數量平方呈現正相關。若將梅特卡夫定律套用至物聯網來看，若其各式場景應用資料

能發展出一共通服務協定來增加互通性，那麼物聯網的價值將是不可限量的。因此如何根據

開放的標準及資源來整合相關平台開發便是一個重要的議題，通用服務層〈Common Service

Layer〉則是用來實現物聯網資料互通性的一個重要角色。

我們以一個智慧城市的交通事故為例來說明物聯網資料互通性的重要：當一車禍發生時，

由車輛及道路旁的感測器偵測出碰撞，接著路燈號誌可能就因應改變燈號來避免交通雍塞，

並且通報 911 救護事故發生地點；車主的手機若能與車輛內建的智能感測服務連結時，車主

的手機也將通知其附近醫院該車禍的發生，並根據醫院回覆忙碌程度與交通雍塞狀況來建議

到場的救護車將病患送至合適的醫院。更進一步而言，如圖 8 所示，我們可以看出一個智慧

城市與物聯網相關的應用場景，在在顯示出資料互通的重要性。

(資料來源：研討會投影片)

圖 8 智慧城市與物聯網相關的應用場景

oneM2M 則是計畫提供一個支援物聯網應用和服務的通用平臺，使用跨越多重物聯網應

用的架構來制定全球一致的物聯網端點到端點標準規範，目前全球已有超過 200 個組織成為

oneM2M 的計畫夥伴，其主要的合作夥伴如圖 9 所示。


圖 9 oneM2M 的計畫夥伴

oneM2M 發展的重點在於通用服務層的研發，使其能方便嵌入於各種軟硬體中，並能遍

佈全球的 M2M 應用伺服器連接大量的 M2M 裝置，以提供相關的 M2M 應用。在架構方面，

如圖 10 所示，則從以往的垂直(Pipe)架構變成以通用服務層為基礎的水平架構，也就是說，

以前 Pipe 架構是一個應用對應一個網路，並連接至一個或少數個裝置的點對點通訊。oneM2M

的水平架構則是多個應用來同時連結通用服務層，再透過通用服務層來執行網路及多點的通

訊。這將能有效降低物聯網的營運成本、簡化應用開發時程。


圖 10 物聯網通用服務架構的演進

圖 11 則是用來說明 oneM2M 利用 RESTful 架構來實現多種協定封裝的方式。其中，最

重要的共通服務節點(Common Services Entity)則是用來提供一個服務功能集合來通用於物聯

網環境中。


圖 11 oneM2M 利用 RESTful 架構來實現多種協定封裝的方式

以圖 12 為例，則是在說明有無使用 oneM2M 共通服務節點的差異。可明顯看出右圖使

用 oneM2M 共通服務節點可使得 oneM2M 資源結構化，其能以結構樹的方式來表示，並使用

oneM2M Restful API 來讓不同的應用之間執行流暢的互動。


圖 12 使用 oneM2M 共通服務節點的差異

最後，展望未來，全球物聯網正在呈指數級增長， oneM2M 除了確保這些應用能夠獲益

於物聯網所呈現的經濟增長外，還需發揮至關重要的作用。當我們越有執行力的去思考物聯

網資料互通的議題，例如：整合大數據資料，我們將越能創造物聯網所帶來的價值。

3. Current ARIB Standards and Its Use Case on IoT Services – LPWA, NB-IoT, Nationwide

5G and Local in Japan

這個主題由 ARIB Secretary Genera;/5GMF 之 Mr. Yoshinori Ohmura 主講，介紹：

日本標準和 ARIB 組織

日本的制定標準的主要目的和重點是：

(1)提供在政府規範下的有效的頻率使用和防止相互干擾。

(2)提供方便製造商價位合理有效的無線電波設備。

(3)方便使用者使用適合的品質。

(4)方便使用者使用確保具競爭力的無線電波設備。

(5)方便使用者使用到由各種由國內外廠商提供的多種無線電波設備。

日本的 ARIB 標準組織主要是在：

(1)研究和開發跟無線電波的使用。

(2)提供跟無線電波相關的諮商等服務。

(3)發展無線電相關的標準。

(4)和從事無線電波使用的外國組織做合作。

ARIB 標準方向分類包括：

(1)電信類。

(2)廣播類。

(3)一般常用類的標準。

ARIB 和其他標準組織的合作關係圖如圖 13 所示。


圖 13 ARIB 和其他標準組織的合作關係圖

ARIB 對於最近和未來的行動市場的分析

圖 14 代表出每個無線通訊系統的定位。分別以

(1)頻寬和傳送距離。

(2)功耗、傳輸速度和成本等向度。

分析每個技術定位。LTE、LPWA 和 5G 系統可以提供寬頻和長距離的通訊；Wi-Fi、

藍牙、RFID、NFC 和 Zigbee 提供窄頻和短距通訊。


圖 14 無線通訊系統之間的定位與關係

根據 MIC 在 2018 年對於日本 ICT 市場的狀態分析和研究歸類出以下結論，如圖 15

所示。影片、音樂和行動應用，屬於內容應用市場類別；雲端服務和資料中心屬於平台市

場類別；固定式網路和行動通訊服務等，屬於網路市場類別；智慧手機和平板電腦等，屬

於終端市場類別。


圖 15 日本 ICT 市場的狀態分析

最近的 NB-IoT 等相關的研究和標準活動

圖 16 為兩個 LTE 的 PWA 技術的比較。NB-IoT 屬於低傳輸率的技術，主要是給較簡

單定量的感測器應用；LTE-M/eMTC/Cat-M 屬於 LPWA 的高傳輸率的技術，主要是給固定

和行動應用。而 LPWA 的應用可以包括從 20kbps 的低傳輸量到 350kbps 高傳輸量的應用。


圖 16 NB-IoT 與 LTE-M 技術的比較

圖 17 為由 KDDI 研發出的 LTE-M 應用案例。客戶端可以付約每個月 40 日圓的費用來

使用由 KDDI 提供的 IoT 電信服務。


圖 17 KDDI 提供的 IoT 電信服務

最近的全國性和地區性的 5G 相關研究和標準活動

圖 18 為 2019 年日本的 5G 場域規劃。日本在 2017 開始 5G 的場域計畫並預計在 2020

開始商轉。


圖 18 2019 年日本的 5G 場域規劃

圖 19 為 2019 年日本的 5G 場域的四個場景：包括高速的影音內容傳輸、工廠機器控

制、遠距醫療系統和遠距建設控制。


圖 19 2019 年日本 5G 場域的應用場景

圖 20 為日本的區域場域使用案例：包括球場應用、電信醫療服務、4K/8K 服務和遠端

控制等。


圖 20 日本的區域場域使用案例

4. ECHONET Lite standard interface in smart home

這個主題由 Promotion Committee member, ECHONET Consortium/ Mitsubishi Electric

Corporation 之 Mr. Ryo Otsuka 主講，主要簡介了 ECHONET 和 ECHONET 的發展歷史。

ECHONET 和 ECHONET Lite 協定主要是由日本公司(Hitachi, Mitsubishi Electric, NTT,

Panasonic, Sharp, TEPCO, Toshiba 等 board member 發起)發展出來應用於家電的通訊協定，

應用的情境如圖 21：


圖 21 ECHONET 應用情境

從 2012 年至 2018 年，安裝 ECHONET Lite 的相關設備已經超過 7 千萬台，其中主要

應用於智慧電錶(超過 5 千萬台)；更有超過 600 種的設備得到 ECHONET Lite 的認證。在

ECHONET 的發展歷史上，可以分成三個階段：ECHONET，ECHONET Lite，ECHONET

Lite Web API，如圖 22。


圖 22 ECHONET 的發展

其中第一代的 ECHONET 主要是將每一個裝置的控制透過 ECHONET 介面傳輸到控制

中心以便於控制，但第一代主要的問題是傳輸介面不容易實現，所以很難普及。因此，第

二代的 ECHONET Lite，則將 ECHONET 的通訊協定拿掉，改用一般常見的通訊協定，例

如：TCP/IP、UDP/IP、Ethernet、Wi-Fi、Bluetooth 等；另一方面也將程式更模組化，改進

示意圖如圖 23：


圖 23 ECHONET 的改進

其中，講者更進一步介紹了 ECHONET Lite 的主要程式架構，包含：Supper Class、home

air conditioner class、smart meter class 等，也介紹了 ECHONET Lite 的訊息格式與訊息交換

的流程圖。最後以智慧電錶為例，示範了如何交換訊息；如圖 24。


圖 24 ECHONET Lite 應用於智慧電錶

最後，針對物聯網時代的來臨，ECHONET Lite 將進一步優化：改為網頁介面(Web API)、

針對其他裝置使用其他協定(例如:oneM2M)希望可以透過網頁介面做數據協調，示意圖如

圖 25。


圖 25 ECHONET Lite Web API

5. Introduction of oneM2M standard and certification program

這個主題由來自韓國 TTA IoT Team 的 Keebum Kim 首席研究員介紹了有關 oneM2M 的

標準與認證的程序。oneM2M 這個計畫，主要是由全世界幾個地區的標準發展組織(standard

development organization,SDO)共同發起的，如圖 26。


圖 26 oneM2M 由各地區的 SDO 共同發起

目前 oneM2M 的標準文件也收錄於 ITU-T 的建議書內，如下圖 27；


圖 27 oneM2M 標準文件收錄於 ITU-T 建議書

oneM2M 著重在提供一個共同的服務介面，以提供不同的應用服務，下層則用其他廣用的通

訊界面，如圖 28 所示。


圖 28 oneM2M 提供應用服務與傳輸介面之間的服務層

oneM2M 計畫的組織架構方面分成三個工作群組來制定標準：

工作群組 1：Requirements and Domain Models (RDM) Working Group

工作群組 2：System Design and Security (SDS) Working Group

工作群組 3：Testing and Developers Ecosystem (TDE) Working Group

其他的組織分列於圖 29。


圖 29 oneM2M 組織架構圖

目前 oneM2M 的標準已經制定至第三版本(Release 3)，各版本之間的功能如圖 30：


圖 30 oneM2M 各版本的功能

目前 oneM2M 正在制定第四版本，其中包含了以下工作項目：

Interworking with 3GPP V2X

Edge and fog computing

Service subscriber and user

Industrial information model mapping and semantics support

3GPP interworking Rel-13 and beyond

Vehicular domain enablement

Lightweight services

Smart city enablement

在 oneM2M 標準的測試方面，最近多增加兩份文件：

TS 0031 Features Catalogue : Summarizing oneM2M functions

TS 0025 Product Profile : Definition of oneM2M product

用以增加了解 oneM2M 標準與測試文件的關聯性，各文件的關聯性如圖 31


圖 31 oneM2M 各標準文件間的關聯性

oneM2M 的測試規範經過不同組織的分工合作才可以完成的，在第三個工作群組下，可以

分為四個步驟：

步驟一：Define oneM2M Produce Profiles

步驟二：Developing oneM2M Testing SPEC

步驟三：Implement TTCN-3 code based test cases

步驟四：Validation (SPEC, test cases, test system)

其中， TTA 有參與其中的三個步驟，只有 TTCN-3 code based test cases 沒有參與，這個

部分主要是由 ETSI 來負責；相關步驟與參與組織如圖 32。


圖 32 oneM2M 測試規範制訂與參與的組織

經過這幾個組織的分工合作，目前測試規範已經有以下幾個成果：

Complete Specification for oneM2M testing.

• Release oneM2M Test Specification. (TS 0017, TS 0018, TS 0019, TS 0025, 2018.01

oneM2M TP#33 approved)

Real executable code base (TTCN-3) oneM2M conformance test cases.

• Open source TTCN-3 code released. (https://git.onem2m.org/TST/ATS)

Stable and reliable Authorized Test System.

• Spirent TTsuite-oneM2M (TTworkbench, 2018.02.21 released)

Fully standard compatible market-released product.

• InterDigital Chordant Platform (2018.02.21 certified)

Well-made certification program what market could trust.

• Start conformance testing. (2018.02.21 launched)

目前希望可以把 oneM2M 的測試規範推廣到全球，目前認證程序也開始慢慢移轉到 Global

Certification Forum，時程如圖 33。


圖 33 oneM2M 在 GDF 認證程序的時程

目前的 GCF 認可的測試組織包含：

IOP oneM2M TS-0013：TTA、DEKRA

Conformance oneM2M TS-0018：TTA、SGS North America

Third Party ACE：TTA

2017 年 10 月在韓國也成立的全球物聯網測試與認證中心(『Global IoT Testing & Certification

Center』in Pangyo 2nd Techno Valley. South Korea.)，目標在增進可靠度與加速物聯網海外的

拓展。

6. Indian approach to Standards for IoT and Smart Cities

這個主題由來自印度 TSDSI 的 Sharad Aroram 介紹了幾個印度有關協助物聯網與電信

標準化的組織，其中包含了：

Telecom Standards Development Society of India (TSDSI)：支援印度電信法規和政策制定

者、促進和主持與其他 SDO 的會議

Telecom Engineering Centre (TEC)：TEC 是通訊與國家電信標準部下的電信技術部門

(Department of Telecommunications, Ministry of Communications and the National Standards

Body (NSB)。2014 年開始從事 M2M/IoT 的相關工作。

Centre for Development of Telematics (C-DoT)：印度政府擁有的電信技術發展中心。自從

2015 年開始，也開始貢獻 oneM2M 的標準。


圖 34 IoT/M2M 的重要里程碑

其中，也會定期參與 ITU Study Group 20，提出相關貢獻，例如，IoT 的使用場景，也

收錄在 ITU-T Recommendation Y Suppl. 53 (12/2018)之中：

Vehicle emergency call system for automotive road safety

Digitization and automation of Vehicle Tracking,Safety, Conformance, Registration and

Transfer via the application of e-SIM and Digital Identity

Remote monitoring the health of a patient

Connected Smart homes

Advanced metering infrastructure

RFID Based Digital Identification for Vehicle Tracking, Registration, and Data Transfer

有關印度智慧城市計畫，投資了 280 億美金在 100 個城市，其中包含了以下三個計畫：

再開發計畫(Redevelopment project)、改造計畫(Retrofitting project)、綠地計畫(Greenfield

project)。在整合智慧方案方面，包含：

電力服務傳輸

智慧交通管理系統

智慧電錶與管理

綜合多模型運輸系統

視訊犯罪監控

詳細如圖 35：


圖 35 印度智慧城市計畫

智慧城市包含了以下幾個主題：

生活安樂(Ease of Living)

智能治理(Smart Governance)

互聯社區(Connected Communities)

城市彈性(Urban Resilience)

目前也有幾個顯著的成果，如圖 36：


圖 36 智慧城市顯著的成果

關於物聯網和智慧城市的服務層平台，目前對於印度城市間的數據交換由印度房屋與

城市事務部和印度城市數據交換(IUDX)公司來執行，提出的服務層平台如圖 37：


圖 37 IUDX 架構

關於印度自動車標準(Automotive Indian Standard 140, AIS 140)，其中包含了：設備激活

的安全流程(Secure Process for Device Activation)、數據安全(Data Security)，架構圖如圖 38：


圖 38 AIS 140 架構圖

物聯網和智慧城市推動的當務之急是在於隱私權與安全性，其中包含：裝置的安全性、

可靠的連結、點對點的安全性；另外，資料共享與互通性和共同服務層也是推動智慧城市

與物聯網需要解決的問題。相關的需求，也在 ITU-T 討論，相關的文件如圖 39：


圖 39 智慧城市平台的需求文件

最後，講者也提到為什麼最後會選擇 oneM2M，因為 oneM2M 提供了全面的規格同時

也可以立即使用。oneM2M 提供了完整的架構，如圖 40。


圖 40 oneM2M 的架構

目前物聯網與智慧城市對於標準的需求有以下幾點：

Reliable Connectivity, End to End Security and Device Certification

Open standards and Interoperability

Standardisation of IoT and Smart Cities platforms

Calling on the existing and emerging Specifications and Standards from SDOs such as ITU,

ETSI,oneM2M, GSMA to hasten the Standardisation of the platforms and Certification of

Devices

TSDSI 已經完成 oneM2M 標準第二版的轉置，目前成為印度國家標準的候選之一。

論壇活動照片

日期：2019/10/1

地點：台大醫院國際會議中心101室

說明：TAICS國際論壇，各大標準組織與產業代表齊聚一堂

日期：2019/10/1


說明：TAICS 與 MTSFB 簽署合作備忘錄，共同推動資通產業標準。

論壇活動照片

日期：2019/10/1


說明：TAICS 秘書長周勝鄰博士致詞

日期：2019/10/1


說明：會場剪影(1)

日期：2019/10/1



日期：2019/10/1



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