移动设备管理(MDM)与OMA(OTA)DM协议向导(一)——从WiMAX讲起

移动设备管理(MDM)与OMA(OTA)DM协议向导(一)——从WiMAX讲起

一、为什么需要移动设备管理（MDM)
移动电话等移动设备已经成为人们非常重要的通信工具，而且有效的移动用户数每天都在增长,移动设备的复杂性以及移动数据应用和服务的复杂性也在不断攀升。这些趋势给运营商造成很大的管理挑战的同时，也带来了很多的机会。数据业务现在已经成为消费和企业用户的重要通信工具，然而将移动数据业务扩展到不同网络类型的不同移动设备具有很大的挑战性。同时这种管理挑战随着每天更新更复杂移动设备的面市在不断地增加，这些设备具有数GB的存储器、先进的处理能力以及不断扩展的移动数据应用和服务功能。
移动设备管理(Mobile Device Management)正是应对这种管理挑战而产生的，确保所有连接到运营商网络的移动设备能够提供高质量的移动数据服务。MDM提供了对GSM、CDMA、WiMAX等移动设备的支持，本文重点讨论WiMAX。

像Clearwire和UQ这样的运营商要求WiMAX产品中必须带有无线OTA(over-the-air)管理功能，从而确保WiMAX网络的可靠性。

RedBend软件公司宣布，世界芯片创新产业的领导者英特尔公司已获得授权，在基于英特尔迅驰2处理器技术的英特尔嵌入式WiMAX芯片组上使用RedBend软件公司的vDirectMobile设备管理（DM）客户端软件。第一批装有RedBend软件的英特尔芯片主要应用在内置了英特尔芯片的笔记本电脑上，并已在2008年秋季“返校”期间开始出货。目前该笔记本电脑已通过运营商Clearwire和UQ分别在美国和日本发售。

二、什么是OMA(OTA)DM
OMA基于OTA(over-the-air)的设备管理(DM)框架为移动设备管理（MDM）提供了一种解决方案，该框架采用WAP协议的Push方式。WAP Push的基本流程是服务器将要发送的信息内容，采用XML表现形式，通过PAP协议发送给WAP网关。这里发生了很多细节过程后（计费、SP标识、访问控制、信息内容二进制压缩编码、终端发现、终端能力特性检查、终端地址解析等等），通过OTA协议将内容发送到手机上(2.0以下的规范用OTA-WSP，2.0以上的规范用OTA-HTTP)。
具体内容详见：从WiMAX讲起－10、11、12、13、14、15章节。

从WiMAX讲起

1.为什么需要WiMAX
主要解决远距离的无线宽带接入问题，即无线城域网的问题。消除无线上网的盲点，让你可以在城市的任意角落使用无线上网，最终能够在不需要直接视距基站的情况下提供最后一英里的无线宽带接入。

2.什么是WiMAX
IEEE802.16标准，又称WiMAX（World Interoperability for Microwave Access），或广带无线接入(Broadband Wireless Access，BWA)标准。它是一项无线城域网(WMAN)技术，是针对微波和毫米波频段提出的一种新的空中接口标准。可提供固定、便携、直至全移动形式的无线宽带连接，据称该技术能提供覆盖三十英里范围的高速互联网连接。理论上传输速度是3G网络的30倍，覆盖面积是3G网络的10倍。

3.WiMAX 论坛
为了更好地推动IEEE 802.16 的市场化进程并对各厂家的产品进行一致性和互操作性认证,2001 年4 月,由Intel牵头成立了WiMAX 论坛,截至2006 年8 月23 日,论坛共有378 个成员,包括了许多著名的运营商、芯片商、系统制造商,中国的中兴、华为也位列其中,其中中兴为核心会员。

4.什么是空中接口
空中接口（Air Interface）是指用户终端（UT）和无线接入网络（RAN）之间的接口

5.WiMAX的协议栈
WiMAX主要工作都围绕空中接口展开,空中接口主要由物理层和MAC层组成。物理层位于OSI七层协议的最底层，承载全部上层应用，与传输媒介密切相关，主要解决的问题是：连接类型、物理拓扑结构、数字信号、位同步方式、带宽使用、多路复用等。与物理层有关的连接设备有：集线器、中继器、传输媒介连接器、调制解调器等。
MAC（Media Access Control）媒体访问控制子层协议，位于OSI七层协议中数据链路层的下半部分，主要负责控制与连接物理层的物理介质。在发送数据的时候，MAC协议可以事先判断是否可以发送数据，如果可以发送将给数据加上一些控制信息，最终将数据以及控制信息以规定的格式发送到物理层；在接收数据的时候，MAC协议首先判断输入的信息并是否发生传输错误，如果没有错误，则去掉控制信息发送至数据链路层LLC子层。

6.WiMAX与OMA、TR069
从三者所定义的协议栈来看WiMAX主要关注协议底层部分，与无线网络设备密切相关，即解决无线网络设备如何发送数据及接收数据的问题。而OMA与TR069的协议栈定义在传输层（TCP还是WDP）、会话层（HTTP还是WSP）、表示层（SOP还是syncML）、应用层（TR069 RPC还是OMA DM Tree），即OMA与TR069重点解决与数据密切相关的会话过程与同步问题，并最终解决实际的应用问题。
从三者的设计初衷上看WiMAX重点在无线设备，通过使用更先进的技术（OFDM、子信道化、方向天线、MIMO、自适应调制、自纠错和功率控制）使WiMAX设备实现远距离高速率的无线传输，重点在物理层和MAC层。
OMA的设计初衷在实现不同网络不同设备的数据同步，淡化设备、操作系统、网络对数据交互的影响，因此它实际的关注重点在表示层。
OMA DM协议明确独立于承载网络，对于设备和服务器之间的底层传输是不可知的。该协议可以用于很多的承载网络，包括移动蜂窝网、蓝牙、以太网、Wi-Fi、WiMAX、LTE等等，它横跨GSM、CDMA和WiMAX技术。
TR069的设计初衷是管理大量的IP设备如机顶盒、VOIP，因此它的关注重点是实际应用，即在应用层。
WiMAX是全IP架构，因此从协议的角度看无论是OMA还是TR069都应该可以管理WiMAX设备，实际的环境要看WiMAX设备实现了哪一个协议（应用了TR069 Agent还是OMA DM Agent），然后使用相应的管理协议进行管理。

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OMA\TR069
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WiMAX 物理层

7.WiMAX与Wi-Fi
WiMAX与Wi-Fi一样，都是用于传输无线信号的技术，但Wi-Fi解决的是无线局域网的接入问题，而WiMAX解决的是无线城域网的问题。Wi- Fi只能把互联网的连接信号传送到300英尺远的地方，WiMAX则能把信号传送31英里之远。而且，网络连接速度也将飙升至每秒70兆，而现在Wi- Fi每秒54兆的速度就已经可以在1秒钟内完成1个小时MP3歌曲的下载。

8.WiMAX与3G
WiMAX（802.16e）与3G 技术，由于定位的不同，二者存在很大差异。
从运营系统上看，WiMAX 首先定义了空中接口的物理层和MAC 层，而MAC层之上采用的协议以及核心网部分不在802.16e所包含的范围之内，暂时不构成完成的移动系统。3G首先是完整的移动系统，空中接口、核心网和业务规范等都已经完成了标准化工作。
从无线应用上看，WiMAX 在相当长的时间内将主要解决热点覆盖，网络可以提供部分的移动性。3G 则是连续覆盖，用户以全移动为主。
从业务能力上看，WiMAX 提供的主要是具有一定移动特性的宽带数据业务，面向的用户主要是笔记本终端和802.16e终端持有者。3G从设计最初就是为话音业务和数据业务共同设计的，语音QoS有较高的保障。3G的数据能力也在不断提高，3G增强型如HSDPA，已经可以实现10Mbps的接入速率。
WiMAX可作为3G及3G演进的一种无线城域网、多点基站互联的重要支持手段，两者潜在的应用模式存在巨大差异，到目前为止，不存在3G和WiMAX竞争问题。未来WiMAX 可能融合入3G 的成熟运营系统。在3G发展初期，WiMAX可以在数据方面弥补3G的不足。

9.WiMAX设备的应用
（1）固定应用
WiMAX固定应用模式的用户及场景包括：企业用户、小区E1/IP 的承载线路；WLAN 公共接入网络上联到城域网的线路；移动通信网络中基站和基站控制器互连 的线路；在有上网需求、用户分布分散的地方如农村及边远地区，作为DSL 的替代者进行无线宽带接入网络覆盖；没有有线网络资源的地方；有线网络无法进入的地 方，如地形地貌限制或历史文化古迹区；链路备份；应急通信。

（2）移动应用
移动应用模式包括：游牧式业务,终端可以从不同的接入点，接入一个运营商的WiMAX网络，不支持不同基站之间的切换。在步行速度下具有有限的切换能力；便携 式业务,主要面向家庭接入和商务人士用户市场，终端可为PCMCIA卡，放置在便携机里；全移动业务，支持车速移动下无中断的应用，面向个人用户市场，可漫游切 换，终端可为PDA。

10.WiMAX设备的管理（移动设备管理(MDM)与OMA(OTA)DM）
移动电话等移动设备已经成为人们非常重要的通信工具，而且有效的移动用户数每天都在增长,移动设备的复杂性以及移动数据应用和服务的复杂性也在不断攀升。这些趋势给运营商造成很大的管理挑战的同时，也带来了很多的机会。数据业务现在已经成为消费和企业用户的重要通信工具，然而将移动数据业务扩展到不同网络类型的不同移动设备具有很大的挑战性。同时这种管理挑战随着每天更新更复杂移动设备的面市在不断地增加，这些设备具有数GB的存储器、先进的处理能力以及不断扩展的移动数据应用和服务功能。
移动设备管理(MDM)正是是应对这种管理挑战而产生的，确保所有连接到运营商网络的移动设备能够提供高质量的移动数据服务。MDM提供了对GSM、CDMA、WiMAX等移动设备的支持。
OMA基于OTA（over-the-air)的设备管理框架为移动设备管理（MDM）提供了一种解决方案。

11.OMA(OTA)的设备管理方式
OMA(OTA)的设备管理采用WAP协议定义的Push方式。WAP Push是要将互联网上的信息主动推送到用户的手机等移动终端上。

12.WAP Push方式
WAP论坛（现在归到OMG）在2000年时就提出了WAP1.2规范，相比WAP1.1增加的主要内容就是WAP Push的整个体系。
整个WAP框架包括PI(Push Initiator，即互联网的服务器)、PPG(Push Proxy Gateway，一般为WAP网关)、移动终端三大部分。PI到PPG之间是基于HTTP的PAP(Push Access Protocol)协议（PPG和PI互为HTTP服务器），PPG到移动终端之间是OTA(Over-The-Air)协议。
基本流程是互联网的服务器将要发送的信息内容，采用XML表现形式，通过PAP协议发送给WAP网关。这里发生了很多细节过程后（计费、SP标识、访问控制、信息内容二进制压缩编码、终端发现、终端能力特性检查、终端地址解析），通过OTA协议将内容发送到手机上(2.0以下的规范用OTA-WSP，2.0以上的规范用OTA-HTTP)。
这是很理想的目标，可是在目前全球所有运营商部署的无线网络那里，实现这个基本都不现实。第二代无线网络GSM/CDMA95A是基于信令的电路交换的通信技术，并不支持IP协议，能进行WAP这样数据业务，需要先在信令协议栈上借用modem拨号机制封装成IP/PPP包。WAP网关通过信令网找到手机并建立WSP会话的连接，是不可能实现的。第二代半过渡性的网络技术GPRS/CDMA1.x理论上是可以让手机永久在线，拥有固定的IP地址，可现实并不是如此。空中信道的有限容量、计费管理、网络容量等方面都不成熟，所以，移动终端要像一台服务器那样，接收并处理WAP网关随时发起的主动连接请求，只能等到第三代无线网络技术全面普及的那一天了。
正是由于上述局限，目前，在世界各地，所有运营商和所有方案供应商那里，都采用SMS方式承载OTA侧的推送。SMS是信令通道上传输的，处于网络覆盖中的手机通过BTS、BSC、MSC与短信中心随时随地可以相互通信。所以，作为这种服务器到终端的信息传输载体，SMS是最适合不过了。

13.推送访问协议(PAP)(Push Access Protocol)
PAP是PI(服务器)与PPG（网关）间的通信协议，它使用XML作为消息的描述语言，通过简单的请求响应机制完成数据的传输。PAP可以实现在多种通信协议之上，包括HTTP，SMTP等。目前的WAP版本仅给出了利用HTTP机制的PAP的规范。

14.推送空间传输协议(P-OTA)
P-OTA是运行于WSP之上的一层较为简单的协议层，负责从PPG（网关）到移动设备的数据传输。P-OTA可使用面向连接的会话（Confirmed Push）和无连接会话(Connectionless Push)两种WSP层服务，对于使用连接会话的推送，需要在PPG和客户端间预先存在一个激活的会话,即需要对方回送接收确认信息的Push；对于无连接的推送，则通过预留的端口完成通信。即发送出去后，是否收到就不管了。

15.一个邦定HTTP协议的PAP消息的例子

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--