工信部发布微功率意见稿 为物联网安全护航

  12月13日,工信部发布《微功率短距离无线电发射设备技术要求(征求意见稿)》(以下简称《要求》)。文件甫一发布,即在业内引起轩然大波,其影响持续发酵到了现在。

  这篇文件长约4000字,对6个频段的使用规则进行了详细说明。但在业界引发激烈争论的,只有“限单频点使用,不能用于组网应用”短短的14个字。这14个字是对470-510MHz频段可作为民用无线电计量仪表所进行的规定。也是这14个字,让诸多Lora企业坐不住了。

  工信部为何发布这一要求?对于这件事情,我们该怎样去理解?带着这一问题,通信世界全媒体记者采访了无线电管理领域老专家何廷润等。

  受访专家认为,工信部严格管理,是为了确保物联网的安全可靠。因为目前在470-510MHz频段部署的物联网应用无论业务范围还是组网规模都在快速扩张,而现有的频谱使用规定已经无法满足物联网的安全需求。

  470-510MHz原为广电所有,亦可用于两大场景

  理清470-510MHz频段的所属权是分析问题的前提基础,根据“中华人民共和国无线电频率划分规定”,该段频率是电视广播频率,主业务是广播。具体规定如下。

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  原本在电视数字化改造后,470-566MHz可以释放出来。但众所周知的是,对于如此优质的频谱资源,广电系统怎能轻易拱手相让?为此,到目前为止该频段仍为广电所有。当然,放着优质资源不用是种极大的浪费,因此该频段在满足一定条件下可使用于无线传声器和民用计量仪表。

  在2005年出台的上版《要求》中,已经出现了上述两大用途。对比2005版本的《要求》和最新出台的“征求意见稿”版《要求》,可以发现在470-510MHz用作民用计量仪表方面,两个版本规定的相关内容有95%以上的相似度,惟一的区别在于,新版规定增加了“限单频点使用,不能用于组网应用”14个字。因此可以断定的是,470-510MHz频率的用途从来没有发生变化。

  而国家对于这一频段的使用要求是比较宽松的。例如,根据2017年实施的新修订《中华人民共和国无线电管理条例》,国家无线电管理机构规定的微功率短距离设备无需办理频率使用、台站设置和设备型号核准许可。

  从现实情况来看,由于中国没有专门的ISM频段,而470-510MHz频率又可用作民用计量仪表,因此FSK、GFSK、LoRa、非授权频谱NB-IoT、ZigBee等领域的很多企业选择了在此范围部署物联网,其中Lora企业甚众。

  宽松政策下,安全成隐忧

  宽松的政策规定,加之Lora本身在功耗、成本、电池方面优势突出,使得Lora这几年快速发展,目前已有几百家企业在470-510MHz领域提供抄表、计量、监控等业务。

  但是,义务和权利是对等的,与宽松的政策规定相伴随的,是频段使用上缺乏有力保障。例如,2017年实施的新修订《中华人民共和国无线电管理条例》也规定了“该设备不能干扰其他依法开展的无线电业务,也不能提出免受其他无线电业务有害干扰的保护要求。”

  “不能提出免受其他无线电业务有害干扰的保护要求”,意味着遇到频谱干扰时,只能采取“你软我就强,你强我就软”的弹簧原理处理问题。

  频谱专家何廷润向记者表示,如果物联网感知端延用原有微功率频谱,采用技术及安全责任自负的方式,那么物联网的实际应用范围将大幅缩水。

  这不是危言耸听。在缺乏物联网微功率统一规划频率的当下,众多企业沿用非物联网环境下的微功率应用频率。这些频率用于物联网没有法规保障,即物联网从基站到感知端的频谱及环境都没有保障。而物联网感知端是微功率环境,既无外部给予的频率保障,更无微功率环境下无线电安全手段的保障。这正是物联网安全系统中容易被忽视的现状。

  因此,当布网规模较小时,安全问题尚不突出,但是当大规模布网、频繁密集使用时,矛盾就较为突出了;此外,物联网如果用于抄表等无实时要求的环境,则问题并不显著,如果用于对速率有所要求的环境,感知层的无线电安全就是难以逾越的大问题。

  过界使用加剧隐忧

  然而,伴随着2017年NB-IoT轰轰烈烈的起步,以及业界对NB-IoT与eMTC技术对比争论不休,目前业界对于物联网的关注点都聚焦在了网络体系、技术、应用上,而忽略了感知端的安全保障。

  不在聚光灯之下的470-510MHz频段物联网应用则潜滋暗长,据悉目前470-510MHz频段的物联网组网,有的已经超出了2005年版本《要求》的设定。

  (1)需要满足传输数据时才能用于无线计量仪表。但现在很多应用已超出了这个范围。

  (2)发射功率限值为50mW(e.r.p)。e.r.p的定义为:供给天线的功率与指定方向上相对于半波振子的增益的乘积。通俗地说就是这个上限涵盖了设备的最大发射功率要求+最大天线增益要求。但现在很多实际应用已经过界。

  电磁环境是需要保护和管理的,微功率设备也是需要管理的,但是现在出现了过界使用的情况。2005年版的《要求》在制定实施时考虑到了无线电测量仪表的使用,是按照保护这种条件下的电磁环境条件制定的要求,而后来的组网应用和扩大范围应用超出了范围、不受控。因此为保护主业务和各项次要业务应用的电磁环境,而增加了“不能组网应用”的规定。

  当然,如果规定Lora等“不能组网应用”,无异于提前结束了Lora的大好前程:不能组网的Lora,如何进行规模商用?这一产业链上还有几百家企业,Lora产业的整体投入也达到了数以亿计的规模,如果采用强硬的行政手段,不仅让巨额投资打了水漂,而且几百家企业也将前途堪忧。

  因此记者认为,微功率短距离无线电方面,严管将成必然趋势,但是执行过程可以温和些。

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