本書從綠色ICT 的發展出發，對IEEE 1888 標準的需求、內容、產品、商業模式等各方面進行了詳細闡述。首先，對目前國內外綠色ICT 的發展趨勢以及當前較為成熟的綠色標準進行了概括介紹，并闡明了業界對綠色節能標準的需求。接下來，對IEEE 1888 標準的發展歷程、目標愿景、設計思路、關鍵技術、構建方法、開發實現等均進行了詳細介紹，并對IEEE 1888 系統的典型產品以及IEEE 1888 系統的典型應用進行了展現。最后，從產業鏈的視角出發，通過對產業鏈的梳理，對IEEE 1888 產業的商業模式和業務形態進行了概括，并對產業的現狀和未來發展趨勢進行了分析。在附錄部分列出了IEEE 1888 開發實現的具體內容，以便使讀者對IEEE 1888 有更深入的理解。

總序1

寬帶網絡是新時期我國經濟社會發展的戰略性公共基礎設施，是推進國家治理能力現代化和公共服務均等化的重要手段，是推動工業強國建設、促進農村經濟發展和新型城鎮化建設的重要途徑。發展寬帶網絡對于促進信息消費、推動經濟發展方式轉變、全面建成小康社會具有重要支撐作用。加快寬帶網絡建設、增強技術創新能力、豐富信息服務應用、繁榮網絡文化發展、保障網絡安全，利在當前惠及長遠。
當前，我國已建成覆蓋全國、連接世界、技術先進、全球最大的寬帶網絡，網民數量、移動智能手機用戶規模全球領先，相關產業能力持續提升，已經成為名副其實的網絡大國。但同時，我國寬帶領域的自主創新能力相對落后，區域和城鄉普及差異比較明顯，平均帶寬與國際先進水平差距較大，網絡安全形勢日益嚴峻，總體上看國內寬帶網絡發展仍存在諸多瓶頸。在全球各國加強寬帶戰略部署、ICT產業變革發展日新月異的形勢下，要實現工業化、信息化、城鎮化、農業現代化四化同步發展、建成網絡強國仍然任重道遠。
黨中央、國務院高度重視寬帶網絡發展和管理，2013年國務院先后出臺了《“寬帶中國”戰略及實施方案》和《關于促進信息消費擴大內需的若干意見》。2013年年底，中央網絡安全和信息化領導小組成立，習近平總書記親自擔任組長，提出努力把我國建設成為網絡強國，戰略部署要與“兩個一百年”奮斗目標同步推進，向著網絡基礎設施基本普及、自主創新能力顯著增強、信息經濟全面發展、網絡安全保障有力的目標不斷前進。這是黨中央在新時期對我寬帶網絡發展提出的新目標和新要求，需要我們以改革創新精神，通過政策推動、技術驅動、產業帶動、應用拉動促發展保安全；需要我們著眼長遠、統籌謀劃，積跬步、行千里，不斷推動網絡大國向網絡強國邁進。
工業和信息化部電信研究院是我國在ICT領域權威的研究機構，多年來在重大決策支撐、行業發展規劃、技術標準引領、產業創新推動和監管支撐服務中發揮了重要作用。“寬帶中國出版工程”系列叢書，是該院及業界多位專家學者知識和智慧的結晶，是多專業科研成果的集中展現，更是多年理論與實踐經驗的綜合集成，該系列叢書的出版有助于讀者系統學習寬帶網絡最新技術，準確把握寬帶應用和相關產業的最新趨勢，從而提升對寬帶網絡的研究、規劃、管理、運營水平。希望我國政產學研用各界齊心協力，共同為寬帶中國發展、網絡強國建設事業貢獻力量！

工業和信息化部 尚冰


總序2


市場牽引是通信發展的動力，通信業務從話音為主到數據和視頻為主，對帶寬的需求與日俱增。思科公司2014年6月發布的報告指出，2013年全球互聯網忙時流量是平均值的2.66倍，與2012年相比，平均流量和忙時流量分別增長了25%和32%，思科公司還預測從2013年到2018年，全球互聯網流量忙時是平均值的3.22倍，平均流量和忙時流量分別年增23%和28%。在互聯網流量中視頻已成主流，全球互聯網視頻流量占總量之比從2013年的57%將增長到2018年的75%。全球移動數據流量增長更快，2013年一年就增加81%，到2018年還將保持平均年增61%的速度，屆時移動數據流量將占全部IP流量的12%。美國Telegeography公司給出的國際互聯網干線流量2009－2013年平均年增45%，2013年相比2012年增加了38%。我國國際互聯網干線帶寬從2009年到2013年平均年增39.6%，2013年相對2012年增79%，增長的后勁更明顯。
通信業務與技術的發展總是市場牽引與技術驅動相輔相成，市場催生了技術，技術支撐了市場。集成電路繼續遵循摩爾定律，單位面積的晶體管數年增40%，強大的計算和處理能力改進了頻譜效率與信噪比，提升了通信流量，比較好地適應了互聯網流量的增長。光器件的技術進步加上電域的信號處理，使光纖通信干線商用容量水平基本按照十年千倍提升。2009年起我國移動通信從2G經3G跨越到4G，借助先進的多址復用技術和頻譜的擴展等，峰值速率增加數百倍。
近年通信技術與業務發展一個值得注意的趨勢是從消費者的應用向企事業應用擴展，2013年全球企事業單位互聯網流量較2012年增21%，到2018年還將達到2013年的2.6倍，將占全球互聯網流量的14%，而且全球企事業單位互聯網流量中14%將是移動流量。隨著物聯網發展及信息化與工業化深度融合，企事業單位的互聯網應用還將有更大的發展。
互聯網的滲透促進了經濟的復興，2013年發布的《OECD互聯網經濟展望2012》分析了互聯網對所有行業經濟的影響，得出如果寬帶普及率增長1%，GDP將增長0.025%，并且通過模擬得出互聯網的貢獻占2010年美國GDP的4.65%~7.21%，占企業增加值的3%~13%。波士頓咨詢公司2012年發表的《連接世界》報告分析2010－2016年互聯網經濟對GDP的貢獻，中國僅次于英國和韓國為第三位，占GDP的比例從2010年的5.5%增加到2016年的6.9%。IDC公司提出信息技術已從計算機和互聯網這兩個平臺發展到移動寬帶、云服務、社交應用和大數據為標志的第三平臺,即寬帶化平臺，并預測到2020年信息產業收入的40%和增長的98%將由第三平臺的技術所驅動。世界銀行的研究報告表明，對制造業的海外銷售額和服務業的銷售額來說，使用寬帶的企業與其他企業相比分別高出6%和7.5%～10%，中低收入國家的寬帶普及率每增加10個百分點，GDP將會增長1.38個百分點。美國認為寬帶的發展對上下游產業就業的拉動作用是傳統產業的1.7倍。GSM協會和德勤咨詢機構2012年發表的研究報告指出，3G移動數據應用增加100%，人均GDP增速提升1.4個百分點。
為了搶占信息技術新的制高點并獲得寬帶化的紅利，一些國家紛紛出臺國家寬帶戰略，最近兩三年來美國出臺了《國家寬帶計劃》和《大數據研究和發展倡議》等，全球有146個國家都制定了加速發展寬帶的國家戰略或規劃，不少國家建立了寬帶普遍服務基金。
我國網民數量世界第一，但按網民平均的國際互聯網干線帶寬、固網平均接入速率和移動互聯網下載速率仍低于世界平均水平，這幾年有了顯著改進，但與互聯網高速發展和社會大眾的期望相比總是恨鐵不成鋼。國務院在2013年8月發布了《“寬帶中國”戰略及實施方案》，提出到2015年要初步建成寬帶、融合、安全、泛在的下一代國家信息基礎設施，到2020年我國下一代信息基礎設施基本接近發達國家水平，技術創新和產業競爭力達到國際先進水平。該方案對寬帶網絡覆蓋、網絡能力、應用水平、產業鏈發展和網絡信息安全保障五方面提出了具體發展目標、重大任務和保障舉措等。可以預期“寬帶中國”戰略的實施，必將為我國經濟和社會的發展奠定堅實的網絡基礎，并惠及大眾。
工業和信息化部電信研究院作為“寬帶中國”戰略的起草支撐單位之一，為“寬帶中國”戰略的制定做了深入的調查研究，現在與電子工業出版社聯袂推出“寬帶中國出版工程”系列叢書。該叢書串起終端、接入、傳送、網絡和云端各環節，涉及研究、制造、運營與服務各方面，涵蓋寬帶化技術、業務、應用、安全與管理各領域，解讀“寬帶中國”戰略制定的背景，分析寬帶化的解決方案，展望寬帶化發展的前景。本套叢書內容全面，系統性強，既反映了寬帶網最新的技術及國際標準化進展，又有國內實踐經驗的總結，兼具前瞻性與實用性。在此，衷心感謝工業和信息化部電信研究院和電子工業出版社及眾多的作者所付出的辛勤勞動，希望本套叢書能夠有助于業內外人士加深對寬帶化的意義和內涵及難度的理解，相信本套叢書能夠對行業發展和政府決策起到積極作用，為“寬帶中國”戰略的實施貢獻正能量。

工業和信息化部通信科學技術委主任
中國互聯網協會理事長


推薦序


全球經濟正處于快速發展軌道，這無疑意味著巨大的機遇，但同時也帶來了諸多挑戰，日益增多的能耗無疑首當其沖。在此情勢下，以ICT技術為手段進行節能減排成為一大熱點，IEEE 1888為綠色節能領域描繪了一幅“智慧能源”的美好藍圖。
IEEE是全球電子信息領域最具影響力的國際標準化組織之一，綠色節能環保技術標準化是IEEE的重要標準化方向。IEEE 1888是首個由中國發起的綠色ICT標準，IEEE標準協會評價“IEEE 1888是源自中國的創新技術、全球廠商廣泛響應的標準，是中國創新與國際合作的重要成果，是IEEE在綠色節能和物聯網領域具有標志性的全球標準”。
IEEE 1888是我國主導的綠色ICT技術國際標準化的重大突破，對推動我國節能環保和新一代信息技術兩大戰略性新興產業融合發展，促進信息化和工業化深度融合，加快中國綠色ICT產業的國際化具有重要意義。
IEEE 1888作為智能電網的關鍵控制平臺，可將電力資源變為可管可控可調度的互聯網流量，構建涵蓋了電力設備、分布式電廠、新能源、電能信息等的一體化系統，為開拓智能電網的應用起到核心的推動作用。智能電網配合IEEE 1888標準構成的新型能源體系，將為我國綠色智能電網的發展打開一條新路。
應用IEEE 1888標準，能夠很好地解決北京市數據中心產業布局規劃中的節能問題。目前IDC產業和布局已經上升到國家戰略的層面，引起了各級政府的高度關注。在大規模IDC的構建中引入IEEE 1888，能夠支持云計算，以標準化的方式精確靈活地制定、部署、執行IDC節能策略，解決高能耗和低能效這一最大難題，促進IDC產業的綠色發展，既有助于確保供電安全，也有助于保護首都的生態環境。
目前國際上極為重視大型公共建筑的節能，并已經部署了大量的實際項目，而 IEEE 1888是得到全球各大廠商充分支持和肯定的重要標準。將IEEE 1888應用于公共建筑領域，基于互聯網可以實現大規模的部署，結合云計算，助力推廣公共建筑的節能。

王忠敏
全國節能減排標準化技術聯盟 理事長
中國節能協會 副理事長
研究員

自序
IEEE 1888：中國自主創新的智慧能源國際標準


隨著日益加速的城市化進程，環境破壞和能源短缺成為全球性的熱點問題，引起社會各界的廣泛關注。而本身具備低能源強度和低碳強度特性的信息通信技術（ICT），在實現綠色低碳經濟的發展過程中顯現了不可忽視的重要性和潛力。中國作為一個發展中的大國，已然將節能環保和新一代信息技術列入“十二五”規劃七大戰略性新興產業的第一位和第二位，將這兩者有機融合，利用ICT技術實現節能環保，已經上升為中國的國家發展戰略。正是基于將ICT與節能環保深度融合的先進理念，我們很高興地看到了我國企業自主創新的IEEE 1888國際標準自2008年發起后，得到全球產業界的普遍認可，并于2011年3月正式發布。
IEEE 1888標準以綠色環保為宗旨，采用全IP的思路，深度融合IPv6、物聯網、云計算等信息通信技術，構建了一個開放的綠色節能平臺系統，是IEEE制定的第一個將信息通信技術應用于節能減排領域的國際標準，得到了IEEE標準協會的充分肯定。IEEE標準協會董事總經理Judith Gorman說：“綠色節能環保技術標準化開始成為IEEE的重要發展方向，IEEE 1888工作組成立于2008年，我們應該為他們在過去兩年里通過利用‘綠色ICT’來減少能源消耗，建立了這個重要的標準表示祝賀”。2011年9月，IEEE 1888榮獲“IEEE標準化杰出貢獻獎”，IEEE標準協會主席Steve Mills先生親臨中國為工作組成員頒獎。
能源和網絡的融合造就了全球第三次工業革命。IEEE 1888標準旨在基于IP協議構建能源互聯網。近年來，利用ICT技術開展智能節能的技術層出不窮，但由于缺乏統一的標準，導致了多種智能節能系統采用獨立的協議、標準和平臺，形成了一個個封閉的信息和數據“孤島”，互不兼容。IEEE 1888標準定義了一套基于IP開放體系、支持跨域擴展的智能管控平臺，實現各種私有協議的封閉系統之間的互聯互通，為運營商、社區管理員、公共服務提供商、政府部門和個人用戶提供遠程控制和協同管理的解決方案，通過標準化的能耗監測、能效提升、智能聯動等方法，融合優勢產品，緩解能源危機，實現節能環保。
IEEE 1888所具有的開放性、可擴展性、兼容性、可管可控性等優點賦予了其廣闊的應用空間，在樓宇節能、區域能源管理、環境監測、工業監測以及智能表計等領域均可有深入應用，商業價值和市場潛力巨大，而中國無疑是全球最大的應用市場。以建筑節能市場為例，中國目前有430億平方米的既有建筑，每年新建面積有16～20億平方米，其中80%仍然是高耗能建筑，若能基于IEEE 1888標準建設智能建筑，保守估計可實現綜合節能20%的指標，那么每年就可以節約相當于一億噸標準煤的能源。
正如IEEE所言：“IEEE 1888是源自中國的創新技術，是全球廠商廣泛響應的標準，是中國創新與國際合作的重要成果，是IEEE在綠色節能和物聯網領域具有標志性的全球標準。”作為首本對IEEE 1888進行系統介紹的專著，本書的作者們為撰寫這本書傾注了很多心血。希望讀者朋友們能夠通過這本書系統深入地了解掌握IEEE 1888標準體系，并從中找尋到推動和發展“綠色產業”的契機和靈感。謹與讀者朋友共勉！


前 言


21世紀以來，城市化進程進一步加快，環境破壞和能源短缺問題日趨嚴峻，引起世界各國的高度關注，一場以低碳經濟為特征的綠色革命浪潮正在席卷全球。在這股綠色浪潮中，信息通信技術因其自身具備低碳特性，同時可以助力其他領域實現控污減排和節能降耗，受到各國政府的高度重視。許多國家將新能源和可再生能源開發、節能減排等作為面向未來的發展戰略。同樣，我國在“十二五”規劃中明確提出七大戰略性新興產業，其中節能環保和新一代信息技術被列為七大產業中的第一位和第二位，足見我國應對環境和能源問題以及發展新技術的策略和決心。
中國電信作為信息通信技術的主力軍，在我國乃至世界的綠色革命中發揮積極作用，責無旁貸。近年來，物聯網、云計算等新一代的信息技術快速發展，成為研究熱點。然而，在綠色節能領域尚未有統一的標準。為此，2008年中國電信攜手天地互連等國內企業牽頭成立了IEEE 1888工作組，致力于研究節能環保及物聯網領域的綠色標準，并于2011年3月被正式發布成為IEEE 1888標準。IEEE 1888標準是首個由中國發起的綠色ICT標準，是中國創新技術通過國際合作成為全球標準的代表，是IEEE在綠色節能和物聯網領域具有標志性的全球標準。
為了幫助業界更好地了解IEEE 1888標準，由中國電信北京研究院牽頭，北京天地互連信息技術有限公司分工協作完成此書。作為首本介紹IEEE 1888的書籍，本書分6篇共16章對IEEE 1888標準做了系統闡述，并在附錄中對IEEE 1888系統的具體實現做了簡單介紹，內容如下。
一、發展篇（第1章）：介紹國內外的綠色ICT發展趨勢。國際方面，主要介紹歐盟、美國、日本的綠色ICT發展戰略，以及DESC、GeSI、WWF、AIIA、TGG等國際組織在推動綠色ICT發展的過程中所做的積極努力；國內方面，主要從戰略角度對我國的綠色ICT發展進行剖析，并介紹對綠色實踐的探索，以及我國香港、臺灣地區的戰略舉措。
二、需求篇（第2章）：介紹業界發展對統一標準的需求。首先介紹當前比較成熟的總線控制標準，接下來介紹智能電網、綠色數據中心、智能建筑節能等綠色ICT標準，進而介紹IEEE 1888泛在綠色社區網絡標準，并從運營商進行綠色信息化實踐以及國家產業發展和國際化發展需求等方面闡明制定IEEE 1888標準的重要性。
三、標準篇（第3～6章）：詳細介紹IEEE 1888標準的具體內容。首先介紹標準化的進展，其次概要描述1888系統的目標愿景、設計思路以及相關的關鍵基礎技術和系統創新點，最后對1888系統的原理及技術構建方法進行詳盡的介紹，包括系統的體系架構、通信協議、應用程序接口和數據結構，以及系統的開發與實現，為技術開發人員提供有力的技術支撐。
四、產品篇（第7～11章）：介紹1888系統的主要設備及其在整個系統中所起的作用。主要產品包括：各種形態和功能的終端設備，支持不同通信協議的泛在網關，不同存儲方式的存儲設備，各種應用分析平臺，產品安全以及測試儀和測試平臺等。
五、應用篇（第12～15章）：介紹1888系統在不同場景的應用。本篇主要從樓宇智能節能、綠色社區、智能電網、工業監測以及環境監測等五種應用場景進行介紹，體現1888系統的通用性、開放性，便于讀者對1888體系有一個更為深刻的認識。
六、產業篇（第16章）：在對產業鏈梳理的基礎上，明晰IEEE 1888產業鏈的構成及其業務形態和商業模式；以具有代表性的建筑領域為例，介紹IEEE 1888產業的市場規模；概括產業發展現狀及整個產業鏈未來的發展趨勢；提出基于1888構建綠色城市的展望。
七、附錄IEEE 1888實現（附錄1至附錄4）：具體介紹應用程序、存儲器、網關、協議棧等組件的研發實現，供開發人員參考借鑒。
本書在編寫過程中得到了中國電信各級領導的指導與支持，在此表示衷心的感謝。作為介紹IEEE 1888的首本著作，對1888標準及體系的介紹難免會有遺漏和不足之處，懇請讀者批評指正。
編 者