為了推動WiMAX技術的市場化,Intel公司于2001年牽頭成立了WiMAX論壇。國內的中興、華為都是WiMAX論壇的重要成員,其中中興是董事會成員。WiMAX論壇有兩個重要任務,一個是開發相關標準,另一是是開展WiMAX產品的認證工作。前者使得WiMAX設備廠商在開發產品時有參考規范,后者可以以保證各廠商的WiMAX產品的互聯互通性。
根據WiMAX論壇開發的技術標準的定義,WiMAX網絡由接入網(ASN:Access Service Network)和核心網(CSN:Connectivity Service Network)組成。ASN關注WiMAX的空中接口,為用戶提供WiMAX的無線接入,由基站(Bs)和ASN接入網關(ASN-GW)等網元設備組成。CSN是WiMAX的核心網,為用戶提供基于WiMAX的IP連接服務。CSN中可以包含鑒權、授權、計費(AAA:Authentication,Authorization,Accounting)代理/服務器、簡單文件傳輸協議(Tm:Trivial File Transfer Protoc01)服務器、動態主機設置協議(DCHP:Dynamic Host Configuration Protocol)服務器和歸屬代理(HA:Home Agent)等。
WiMAX論壇于2010年啟動了開放零售認證計劃(Open Retail Certification Initiative),以求降低WiMAX網絡運營商測試成本,推動WiMAX消費者產品的迅速普及。
開放零售認證計劃相對傳統認證計劃來講,在傳統認證的基礎上增加了三層測試。如圖1所示,新增加的測試主要關注“網絡接入、探測、選擇和安全”、“空中下載預配置、激活與操作”及“認證版本信號”三方面功能,其中“空中下載預配置、激活與操作”對設備廠商的要求最多。目前開放零售認證計劃還處于1a階段,在這個階段0MA DM協議在新增加的“空中下載預配置、激活與操作”測試中,扮演了重要的角色。
1 0MA DM協議簡介
OMA的全稱是0pen Mobile Alliance,亦即是開放移動聯盟。0MA通過下設技術工作組,對移動終端的瀏覽和內容(Browser&Content)、設備管理(Device Management,DM)、數據同步(Data Synchronization)、定位(Location)和業務消息終端下載(OMA Download over the Air)等多方面定義了相應的規范,用以保證移動終端的互聯互通。
設備管理(DM)協議應用范圍很廣。特別是在3G時代,其應用得到了大規模的增長。0MA DM是通過空中下載技術(OTA:Over-The-Air),從遠程服務器下載管理操作命令到移動終端上,然后移動終端自動運行相關命令,完成對終端設備的固件更新、參數配置、數據采集、診斷等各種管理功能。如果運營商需要獲得終端設備的功能信息和業務信息,則移動終端可以通過0MA DM協議將相關信息上傳道網絡服務器。
OMA DM協議的執行主體包括DM服務器和DM客戶端,其中DM服務器是控制方,DM客戶端是被控制方。在實際應用中,雙方通過節點(node)來執行相關管理命令,其使用的數據包的格式和SyncML同步協議及SyncML表示協議類似。節點可以掛接一個終端設備的一系列參數配置,提供某種應用的所有信息。比如當終端要向服務器提供設備信息時,就在節點中下掛了DevInfo MO參數節點,該節點中包含了該終端的設備標識符、制造商信息、設備型號、使用的DM協議版本、使用語言等信息。另外,節點還可以掛接終端設備中軟件運行時的環境(run-time environment),通過對節點的操作,從而對相關軟件進行安裝、升級、反安裝等操作。
OMA DM服務器管理OMA DM客戶端時首先會進行引導過程(BOOTSTRAP)。通過引導過程,DM客戶端進入了0MA DM服務器的管理網絡中。之后才會有DM服務器和DM客戶端之間的數據交互,也就是設備的初始化和管理過程(PROVISION AND MANAGMENT)。如圖2所示,OMA DM數據交互時可以分為會話建立階段和會話管理階段兩個階段。
圖2中的PKG#0-4代表0MA DM會話中的5種消息類型。會話的啟動可以由DM服務器發起,也可以由DM客戶端發起。大部分無線設備出于安全考慮的原因,不會連續監聽服務器的消息,這種情況下,就可以由DM服務器通知DM客戶端發起會話。DM客戶端會通過PKG#1告知DM服務器該會話是由PKG#0觸發,還是由DM客戶端主動發起。在會話建立階段,DM服務器通過OMA DM協議檢查客戶端的設備標識符、制造商信息、設備型號、使用的DM協議版本及使用語言等信息,根據這些信息在服務器中找到對應該信息。比如說需要進行軟件升級,則在服務器中找到對應的版本。在會話管理階段,DM客戶端對服務器的管理命令進行回復。然后DM服務器或者發出進一步的管理操作命令,或者終止會話。

WiMAX主要關注底層協議,OMA解決上層的實際應用,而WiMAX是全IP的結構,三者的分層關系如圖3所示。

2 WiMAX初始化引導
WiMAX設備在執行OMA DM時,首先也會進行引導過程。WiMAX把這個引導過程稱之為WiMAX初始化引導(WIB:WiMAX Initial Boot-strap),對應在OMA DM服務器中的部分也稱為WIB服務器。WIB過程如圖4所示。
圖4 WIB過程
由圖4可知,WIB過程可以分解成以下兩個步驟:
(1)當WiMAX終端通過DHCP獲得IP地址后,就會使用DNS-SRV來發現WIB服務器;
(2)使用HlTP消息在WiMAX設備和WIB服務器之間進行OTA協議類型的協商。
在第2個步驟中,注意到0TA的協議除了OMA-DM,也有可能是TR-069。現階段的開放零售認證計劃中,TR-069涉及的測試很少。WIB服務器可以直接存儲引導配置信息,也可以扮演一個代理的角色來下發引導配置信息,還可以把WiMAX終端重定向到另一個WIB服務器上。
現階段WiMAX認證項目對WIB的驗證通過網絡一致性測試(NCT)進行。圖5是NCT的實驗環境。WiMAX論壇規定NCT的認證測試系統的提供商必須來自Agilent、AT4 Wireless及Anite中的任何一家。

由于WIB過程相對比較簡單,測試規范目前只定義了5項測試例,驗證的內容包括:
(1)WIB成功后,WiMAX終端能否發起PKG#1,以啟動會話;
(2)WiMAX終端在過程“2a”中的發出的HTFP消息是否正確;
(3)WiMAX終端在過程“2c”中獲得多條HITP消息時如何處理;
(4)WiMAX終端在過程“2c”中獲得錯誤HTFP消息時如何處理;
(5)WiMAX終端獲得非法的引導文件時如何處理。
3 OAM DM的配置和管理
現階段WiMAX認證項目與OMA有相關的測試主要集中在OMA DM的配置和管理,亦即是WIB之后的過程。WiMAX終端和OMA DM服務器之間的交互流程可以參考圖2。
WiMAX論壇定義了兩種測試環境進行驗證WiMAX終端的OMA DM配置和管理功能,分別是網絡一致性測試(NCT)和運營商互操作測試(OiOT)。由表1可以看出,現階段這部分涉及的測試例共有28項。
表1 “OMA DM的配置和管理”對應測試例


被測的WiMAX終端位于全球各家WiMAX認證實驗室中,通過本地的ASN接入WiMAX無線環境,通過VPN隧道,和位于美國AT4 Wireless實驗室的OMA DM服務器進行OMA DM的協議驗證。
這部分測試例驗證的是當WiMAX終端收到在不同情況下OMA DM服務器下發各種操作管理指令后,其反應工作是否正確。這些操作管理指令包括ADD、GET、REPLACE和DELETE等。
4 結語
OMA DM技術在WiMAX上的應用才剛剛起步,實現了OMA功能的產品在市面上很難找到。今年Intel公司推出的622ANXHMW模塊,成為了業界最早的一款帶有OMA DM功能的商用產品。目前,這款WiMAX模塊已經被WiMAX論壇選中成為了OiOT OMA DM功能驗證的參考設備。
由于0MA協議與底層無關,所以0MA DM與WiMAX在技術的結合上比較容易。加上0MA DM技術在手機等無線終端上已經得到了大規模的應用,WiMAX終端廠商有著很多成功的經驗可以借鑒。隨著WiMAX商用網絡的逐漸壯大,0MA DM在WiMAX中的應用也將越來越多,越來越成熟。