近日,美国国家标准与技术研究院(NIST)发布《先进通信技术标准》报告,该报告是由NIST参与的机构间先进通信技术工作组(ACTWG)组织编写,旨在为联邦机构间通信设置标准,并为相关活动提供指南。根据该报告,联邦机构正在与行业沟通,以确定每个战略优先领域的关键标准差距和机遇。NIST认为通过全面梳理,通信标准可实现连接作用,并作为创新基础设施,这是将技术从实验室推向市场的关键组成部分。这也是美国标准战略的体现:通过标准以促进创新,并提供公平的竞争环境。据悉,ACTWG由18个联邦机构组成,包括NIST、国家电信和信息管理局(NTIA)、美国国家航空航天局(NASA)、食品和药物管理局(FDA)、核管理委员会(NRC)、国务院(DOS)和国防部(DOD)等。

高级通信技术工作组(ACTWG)由跨部门标准政策委员会(ICSP)授权,以实现跨部门通信技术标准工作的协调。十八个联邦机构、部门和办公室正在参与这个跨部门小组。

工作组向ICSP提交的这份年度报告包括:

1.对ACT 标准优先领域的建议:包括新兴网络技术、安全和隐私、物联网、端到端服务和质量保证(Q/A)、新兴和未来IP网络、频谱测量与管理、数据访问和共享通信、量子通信、开放源代码/事实上的标准等九大领域;

2.每个参与机构或单位的ACT 标准活动概览:包括机构使命、先进通信技术(ACT) 目标、机构在ACT 标准中的作用、机构参与标准制定组织(SDO) 、ACT重点领域及标准活动示例。

介绍和概述

1.1 政府参与标准制定的战略和政策

联邦政府的政策是尽可能依赖私营部门主导的自愿共识标准。自愿共识标准制定过程是开放的、平衡的和基于共识的,并规定了正当程序和上诉流程。

以良好的科学和工程为依据的自愿共识标准可以成为强大的力量:

• 产品和服务开发的创新;

• 跨系统和设备的互操作性;

• 开放和竞争激烈的国内和全球市场;

• 高效和有效的采购流程。

依靠私营部门的领导,加上联邦政府在标准制定过程中的参与和贡献,仍然是美国政府参与标准制定的主要战略。

这一战略在立法和政策中都得到实施。在立法方面,《国家技术转让和促进法案》(P.L.104-113或NTTAA)指示联邦机构使用“由自愿共识标准机构制定或采用的技术标准,将此类技术标准用作执行政策的手段。”该法案进一步规定,“联邦机构和部门应与自愿的、私营部门的、共识标准机构协商,并且当这种参与符合公共利益并与机构和部门的任务、权力、优先事项和预算资源相一致时,应参与这些机构一起制定技术标准。”美国国家标准与技术研究院(NIST)负责协调联邦机构对NTTAA规定的实施。

在政策方面,实施国家战略的一核心要素是管理和预算办公室(OMB)关于联邦参与制定和使用自愿共识标准以及符合性评估活动的A119号通知。通知指示机构使用自愿共识标准代替政府独有的标准,除非在不符合法律或其他不切实际的情况下。它还为机构参与制定自愿共识标准提供指导,并阐明与联邦机构使用标准有关的政策。

国家科学技术委员会标准小组委员会2011年 10月的备忘录对政府参与私营部门标准,并为联邦政府参与标准活动制定了以下基本目标。

•确保及时提供对解决国家优先事项至关重要的有效标准和有效的合格评定计划;

•为监管、采购和政策目标实现具有成本效益、及时和有效的解决方案;

•促进能够实现创新和促进竞争的标准和标准化体系;

•加强美国的竞争力,同时确保国民待遇;

•促进国际贸易,避免制造不必要的贸易障碍。

1.2 标准政策跨机构委员会

标准政策机构间委员会(以下简称“ICSP”或“委员会”)的成立旨在为协调与联邦参与和使用标准以及符合OMB 通告 A119的合格评定相关的政策提供论坛。该委员会的目的是促进联邦政府有效参与国内和国际标准和合作。

1.3 先进通信技术工作组

先进通信技术工作组(简称“ACTWG”或“工作组”)是根据跨机构标准政策委员会(ICSP)章程的规定成立的。ACTWG的目标是促进联邦机构先进通信技术(ACT)标准活动的协调,响应信息请求,并向ICSP提出与ACT标准政策事项相关的建议。

ACTWG 负责事项:

1. 协助ICSP 在先进通信技术标准方面促进有效和一致的联邦政策;

2. 向ICSP 提供一份关于参与的联邦机构当前ACT 标准活动的年度报告,并就联邦ACT 标准工作的战略方向提出建议;

3. 响应信息请求并向ICSP 提供有关协调先进通信技术标准活动与私营部门活动的有效方法的建议;

4.在联邦机构之间分享先进通信技术标准的最佳实践;

5.协调交通、能源、公共安全等应用领域的联邦先进通信技术标准利益。

本报告是根据上述第(2)项的规定编制

向ICSP 提出的建议

对ICSP战略标准优先领域的建议ACTWG章程指示工作组向ICSP提供年度报告,包括“关于联邦ACT标准工作战略方向的建议”。通过其月度会议过程,工作组确定了以下九个跨联邦机构和办公室的战略标准协调领域。

  1. 新兴网络技术:未来的网络不仅会变得高度自动化,还会变得越来越自主。 未来的网络能力不仅限于自动化网络操作,而且正朝着动态的自我学习过程发展,这将导致系统更加智能、能力更强和适应性更强。这些未来的网络将严重依赖人工智能 (AI)、机器学习 (ML) 和边缘智能等其他新技术。 需要标准来支持广泛实施新方法来探索、验证和解决 AI/ML 驱动的分布式网络功能以及这些功能如何协同工作以实现预期的网络目标。

  2. 安全和隐私:未来的通信网络将渗透社会的方方面面,因此必须更加安全和有弹性。 同时,这些网络将更加分散、动态、复杂,因此更难以保护。 因此,需要更具可扩展性和分布式的信任管理,更及时地进行检测,以及对事件进行风险适当的远程响应。高级网络安全和隐私方法需要标准和指南,超越现有技术,以满足未来通信网络的需求。

  3. 物联网(IoT):先进的通信技术是物联网的精髓,尤其是对延迟和可靠性要求严格的物联网应用。挑战包括连接数十亿台设备、满足严格的性能和可靠性要求、实现互操作性、确保跨不同域的联网设备的安全和隐私,以及在复杂环境中提供无线联网功能。重要的应用领域包括联网汽车、先进制造以及医疗设备和系统。为物联网标准工作制定连贯的战略方法可以加速社会和经济的所有部门采用有效的物联网应用程序。

  4. 端到端服务和保障:包括 5G 及以后的先进通信网络正在超越一刀切的连接,以支持差异化甚至优化的服务。 然而,确保端到端 (E2E) 差异化服务质量 (QOS) 仍然是一项重大挑战。不仅需要新的方法来实现 QOS 规定,而且还需要能够衡量最终用户体验的体验质量功能。提供 E2E 服务保证将需要新的架构、协议和测量方法标准,用于远程医疗、自动化运输和先进的能源基础设施等应用。

  5. 新兴和未来的 IP 网络:虽然公共互联网的基本架构几十年来一直没有改变,但新一代更先进的私有 IP 网络现在提供了超越尽力而为数据包转发的更复杂的服务。开发和标准化此类未来的 IP 网络对于下一代网络(如 6G)和更普遍的互联网都至关重要。

  6. 频谱测量和管理:频谱共享对于提高稀缺频谱资源的利用率至关重要,因此是先进通信技术的重要组成部分。 设计有效的频谱共享系统需要先进的方法,例如测量频谱使用情况并避免不同设备之间的潜在干扰。 高级频谱测量和管理还包括基于更好的设计和测试信道传播模型的标准、无线共存、千兆赫到太赫兹频率仪器的最佳实践测量指南以及有效的天线评估方法。

  7. 数据访问和共享通信:通信的一个主要目标是使用户(人和机器)能够访问和共享数据。 从数据生成到消费,数据的生命周期正在发生深刻的变化。基于标准的可互操作数据访问和共享。为信息经济的核心基础设施提供了重要基础。数据互操作性对于实现跨不同组织的数据聚合和分析以及实现更加无缝、可访问和统一的用户体验也至关重要。 支持这种高级数据需求需要新的测量能力和标准。

  8. 量子通信:量子通信利用量子物理定律来传输和保护数据。 相关技术包括量子中继器、量子存储器、量子接口和量子密钥分发。 量子网络在过去十年中取得了重大进展,预计在不久的将来会有更多根本性的突破。 需要用于可靠和可重复的性能测量的标准和最佳实践,以加快进展并实现广泛采用。

  9. 开源和事实上的标准:软件行业长期以来一直在使用开源来开发可能成为事实上的标准的软件系统。 最近,通信行业越来越多地利用开源技术来开发和实施新技术,5G 系统的许多开源实施就是明证。 开源形成了新的生态系统,不仅限于传统的标准组织,通信行业在其中开发下一代通信技术,为未来的标准提供信息。

ACTWG将就选定优先领域的标准差距和机会征求社区意见,并考虑有关机构间协调的下一步建议。

贡献机构/办公室ACT 标准概览

3.1 国防部首席信息官办公室(DoD CIO)

3.1.1 国防部任务

国防部首席信息官寻求利用5G电信技术的功能能力,包括鼓励相关的商业标准,这些标准有助于:

• 减少采用时间和成本;

• 提高可扩展性;

• 优化互操作性;

• 确保安全。

3.1.2 国防部首席信息官高级通信技术(ACT) 目标

通信基础设施(C3I)指挥与控制主任负责国防部战术通信、战术数据链、作战识别系统、公共安全通信、卫星通信的治理、监督和政策制定、定位、导航和授时,以及移动性/5G系统。

3.1.3 DoD CIO 在ACT 标准中的作用

DoD \\CIO寻求利用5G电信技术的功能能力,包括鼓励相关的商业标准,这些标准有助于:

• 减少采用时间和成本;

• 提高可扩展性;

• 优化互操作性;

• 确保安全。

3.1.4 国防部CIO 参与标准制定组织(SDO)

3GPP、O-RAN联盟、IEEE、OneM2M、ATIS。

3.1.5 重点领域

  • 安全通信;

  • 频谱共享和安全;

  • 联网车辆(V2X) 安全(与交通部合作)

  • 物联网安全;

  • 供应链保障;

  • 网络安全;

  • 5G 新无线电(NR) 和无人驾驶航空系统(UAS);

  • 通信认证/隐私;

  • 增强现实/虚拟现实;

  • 边缘计算。

3.2 总务管理局 (GSA)

3.2.1 GSA 使命

在整个政府的房地产、收购、技术和其他任务支持服务方面提供价值和节省。

3.2.2.GSA 高级通信技术(ACT) 目标

GSA负责为整个美国政府的客户(包括国防部、行政机构以及在某些情况下为州和地方政府)制定产品和服务采购合同。此外,GSA还负责基于政策的计划,例如元数据标准。

3.2.3 GSA 通信技术采购活动

  • 电信和网络服务 (R10) 为联邦采购服务客户提供端到端电信服务,包括美国 11 个地区办事处的语音、数据、视频会议、本地和长途以及无线电信需求;

  • 企业基础设施解决方案 (EIS) 是企业电信和网络解决方案的首选合同。

  • Networx 允许联邦机构通过定制的电信服务构建无缝和安全的操作环境;

  • 卫星通信 (SATCOM) 产品和服务提供商业卫星通信服务,以帮助联邦、州、地方和部落政府在不存在有线或无线基础设施的情况下维持必要和安全的通信;

  • Connections II 为您的联邦基础设施、建筑物或校园提供安全的电信设备、劳动力、服务和解决方案;

  • 无线移动解决方案 (WMS) 为无线服务计划、设备和基础设施支持提供集中资源;

  • Local Telecommunications Services 为联邦机构提供全方位的第一英里/最后一英里电信产品、服务和解决方案;

  • 联邦中继 (FedRelay) 向联邦机构和部落政府提供电信服务,以便与失聪、听力困难或有语言障碍的个人开展公务。

3.2.4 GSA 在ACT 标准中的作用

在采购过程中与标准机构的大部分互动都涉及参考标准和确定合规性。

3.2.5 GSA 参与标准开发组织(SDO)

ANSI、UL、ASTM、万维网联盟(W3C)、Schema.org

3.2.6 GSA ACT 重点领域

• 数据访问和共享通信;

• 安全和隐私;

• 新兴网络技术;

• 物联网。

3.3美国国家航空航天局(NASA)

3.3.1 NASA 任务

NASA推动科学、技术、航空和太空探索的进步,以增强地球的知识、教育、创新、经济活力和管理能力。

3.3.2 NASA 先进通信技术(ACT) 目标

NASA的空间通信和导航(SCaN)项目办公室负责构建、运营和维护NASA的两个主要通信网络:近太空网络和深空网络;研究新的通信和导航技术,以便这些网络能够支持高级任务;并通过机构间运营咨询小组 (IOAG)和空间数据系统咨询委员会(CCSDS)与世界各地的其他民用航天机构制定互操作性标准。

3.3.3 NASA 在ACT 标准

国际空间数据系统咨询委员会(CCSDS)中的角色:11个成员机构,代表 29个国家和 3个欧洲组织的 31个观察员机构,101个商业伙伴。机构间行动咨询小组(IOAG)有 8个国际成员机构和 7个观察员机构。 ISOTC20/SC13(空间数据和信息传输系统)有来自20个国家的代表,包括6个技术领域和23个团队。

3.3.4 NASA 参与标准制定组织(SDO)

3GPP、CCSDS、IOAG、ISO。

3.3.5 NASA ACT 重点领域

  • 商业通信服务;

  • 3GPP 非地面应用;

  • 月球环境中的4G/5G;

  • 光通信;

3.4美国国家标准与技术研究院(NIST)

3.4.1 NIST 使命

通过推进测量科学、标准和技术以增强经济安全和改善我们的生活质量,促进美国的创新和工业竞争力。

3.4.2 NIST 高级通信技术(ACT) 目标

衡量、创新和引领当今和未来的可靠、有弹性和安全的通信网络,包括在制造、公共安全和基础设施方面的强大解决方案的连接性和互操作性方面的进步。

3.4.3 NIST 在ACT 标准中的作用

自2019年以来,在先进通信技术领域发表了270多篇技术研究出版物350多位 NIST工作人员和通信技术实验室的同事50多位 NIST专家在以下 SDO的全球 ACT标准开发活动中担任领导职务:3GPP、IEEE、 IETF、ITU、ORAN、ATIS、ISO-IEC/JTC1、FIDO联盟和 WINnForum来自 80多个行业、学术界和政府组织的180多名参与者,由NIST领导,参与5G毫米波信道模型联盟,以提高5G性能和频谱共享,并提供协调一致的意见,以告知美国对国际标准。

3.4.4 的立场

NIST参与标准开发组织(SDO)3GPP、ANSI、ATIS、CTIA、IEC、IEEE、IETF/IRTF、INCITS、INCOSE、ISO、ITU、OEOSC、OMG、TIA、WINnForum等。

3.4.5 重点领域

  • 核心网络技术,包括下一代互联网协议和基于信息中心网络(ICN) 的未来互联网架构;

  • 下一代无线系统;

  • 公共安全通信;

  • 用于智能基础设施和制造的通信和传感网络;

  • 频谱共享和传感;

  • 基本电磁技术和标准;

  • 云计算的网络和通信;

  • 先进通信技术的网络安全和隐私;

3.5 国家电信和信息管理局(NTIA)

3.5.1 NTIA 使命

NTIA是行政部门机构,主要负责就电信和信息政策问题向总统提供建议。NTIA的计划和政策制定主要侧重于在美国扩大宽带互联网接入和采用,扩大所有用户对频谱的使用,并确保互联网仍然是持续创新和经济增长的引擎。

3.5.2 NTIA 高级通信技术(ACT) 目标

  • 管理频谱的联邦使用并确定用于商业用途的额外频谱;

  • 管理拨款计划,以促进宽带和其他技术在美国的部署和使用;

  • 制定与互联网经济相关问题的政策,包括在线隐私、版权保护、网络安全和全球在线信息自由流动;

  • 通过代表美国政府参与ICANN(互联网名称与数字地址分配机构)活动,促进互联网域名系统的稳定性和安全性;

  • 与联邦政府和私营部门合作伙伴一起进行尖端的电信研究和工程。

3.5.3 NTIA 在ACT 标准中的作用

  • 为美国政府电信政策和机构运营提供信息;

  • 支持美国电信行业和用户;

  • 监控和评估标准工作对美国政策的影响或与当前NTIA 和美国政府技术标准计划的相关性。

3.5.4 NTIA 参与标准开发组织(SDO)

3GPP、ATIS、ITU、WINnForum、IETF、IEEE和其他

3.5.5 重点领域

  • 监测ACT 标准制定;

  • 促进美国利益;

  • 提高频谱效率;

  • 协调美国政府参与3GPP;

  • 支持DoD 5G 标准;

  • 制定LTE/5G 公共安全标准;

  • 通过ITU-R 制定国际传播建模标准。

3.6 美国全球媒体署(USAGM)

3.6.1 USAGM 使命

为各地人民提供信息、参与和联系,以支持自由和民主。

3.6.2 USAGM 高级通信技术(ACT) 的目标

电视和无线电分发从传输流传输到IP流传输。将第一跳分发从卫星转移到互联网。同样的技术使USAGM能够提高其7*24全球内容监控能力。重新调整传输网络以将短波和中波保持在有价值的地方,并允许在其他地方缩减

3.6.3 USAGM 在标准活动中的作用

监控相关标准制定活动,包括支持人工智能的通信系统,以促进战略规划和实施,以支持该机构的使命。

3.6.4 USAGM 参与标准制定组织(SDO)

IEC、IEEE、IETF、ISO、ITU。

3.6.5 USAGM 重点领域

  • 最大限度地提高计划交付的灵活性;

  • 加强网络之间的战略合作;

  • 关注关键问题和受众;

  • 改进问责制和影响测量;

    将公共/私人伙伴关系的目标放在创新和媒体达到。

3.6.6 USAGM 无线电平台

  • USAGM 通过短波、中波(AM)、FM、电视(卫星+ 地面)广播;

  • 67 个自动接收站点每天记录大约19,000 个信号样本,使TSI 能够不断完善和改进我们的跨境无线电信号;

  • USAGM 在全球拥有100 多个 FM站点,几乎所有站点都在非洲和中东。在伊拉克,USAGM 覆盖所有主要人口中心;

  • FM广播在许多国家仍然是一个受欢迎的平台,特别是在流式音频仍然不可用或价格过高的地方。USAGM FM 允许观众不受限制地访问新闻,而其他节目附属机构可能不愿意携带;

  • 业务发展:TSI 的业务发展办公室负责管理与全球广播和共享USAGM 内容的媒体的业务关系。

3.7 美国国务院

3.7.1 国务院使命

美国国务院通过促进美国人民的利益、他们的安全和经济繁荣,通过外交、宣传和援助来领导美国的外交政策。

3.7.2 国务院先进通信技术部(ACT) 目标

经济和商业事务局(EB)国际通信和信息政策司(CIP)实现互联、创新和安全的数字经济;促进具有竞争力和安全的网络,包括 5G;支持多利益相关方的互联网治理方法;为促进创新数字经济和可靠使用相关新兴技术的国际技术标准活动做出贡献;并鼓励以保护隐私和个人数据的方式跨境数据流动。CIP的多边事务办公室 (MA)与行业和民间社会密切合作,以确定美国的利益,并带领美国代表团参加多边会议,倡导公平和市场友好的数字经济、电信和互联网政策。

3.7.3 国务院在ACT 标准中的作用

国务院作为美国参与国际电联的牵头机构具有法定权力。CIP带领高层代表团参加国际电联的主要会议。国务院召集了国际数字经济和电信咨询委员会(IDET),该委员会就数字经济、数字连接、新兴数字技术的经济方面、电信以及通信和信息政策问题向国务院提供建议,包括与美国参与标准制定机构的工作。

3.7.4 国务院参与标准制定组织(SDO)

ITU、WRC、CITEL、OECD、G7、G20、IGF、APEC-TEL

3.7.5 重点领域

• 为以下领域的创新和ICT 发展营造有利环境:

o 无线频谱;

o与国际电信相关的条约以及与网络安全、互联网治理 和新兴技术相关的活动;

o 信息通信技术标准;

o建立关系和参与,包括与发展中国家的关系。

3.8 美国食品和药物管理局(FDA)

3.8.1 FDA 使命

食品和药物管理局负责通过确保人类和兽药、生物制品和医疗器械的安全性、有效性和安全性来保护公众健康;并确保我们国家的食品供应、化妆品和辐射产品的安全。FDA还负责监管烟草产品的制造、营销和分销;通过帮助加快使医疗产品更有效、更安全、更负担得起的创新以及帮助公众获得准确的、基于科学的信息来促进公共卫生。FDA在确保食品供应安全和促进医疗产品的发展以应对蓄意和自然出现的公共卫生威胁方面发挥着重要的反恐作用。

3.8.2 FDA 先进通信技术(ACT) 目标

设备和放射健康中心(CDRH)的标准和符合性评估计划(S-CAP)通过推动医疗领域自愿共识标准的开发、认可和适当使用来支持FDA的使命设备、辐射产品和新兴技术。符合相关标准可提高监管审查的效率和质量。S-CAP:

  • 制定并实施明确的政策,以促进在监管过程中适当使用标准;

  • 预测国家和国际共识标准的需求并引领发展;

  • 推进举措以增强对合格评定活动的信心;

  • 促进促进患者使用新型设备的技术的创新和标准化;

  • 通过外展和全球协调,在标准质量和使用方面处于领先地位。

3.8.3. FDA 在共识标准中的作用

• 816 个FDA 标准联络员活跃于FDA 的 1,006个 SDO 委员会;

• 436 个CDRH 标准联络员遍布550 个 SDO委员会;

3.8.4. FDA 参与标准制定组织(SDO)

ISO、IEC、AAMI、ANSI、ASTM、IEEE、ASME、CLSI、NEMA、MITA、RESNA、ADA、CTA、INCITSHL7 等。

3.8.5 重点领域

• 网络安全;

• 医疗设备互操作性;

• 无线和电磁兼容性(EMC);

• 人工智能;

3.9 美国核管理委员会(NRC)

3.9.1 NRC 任务

NRC许可和规范国家对放射性材料的民用用途,以合理保证充分保护公众健康和安全,促进共同防御和安全并保护环境。

3.9.2. NRC 先进通信技术(ACT) 目标

NRC工作人员使用由自愿共识标准机构制定的符合联邦法律规定的共识标准:国家技术转让和促进法案(1995)和核能 创新和现代化法案。

3.9.3. NRC 在ACT 标准中的作用

NRC与国内和国际标准制定组织(SDO)合作,制定与核工业使用的系统、设备或材料相关的共识标准。

NRC通过由以下组成部分组成的流程认可标准和指南:规则制定 监管指南 标准审查计划 其他文件 进行与ACT和标准相关的研究。

3.9.4 NRC 参与标准开发组织(SDO)

大约200 名工作人员参与了150 多个标准开发委员会,服务于多个SDO,包括IEEE。 ANS、IEC和 ASME 等。NRC 工作人员使用来自这些和其他SDO 的自愿共识标准作为我们监管框架的组成部分。

3.9.5 重点领域

• 网络安全;

• 物联网;

• 无人机/UAS/自动车辆;

• 不同CT 之间的互操作性和重要性级别;

• 外部事件;

o 空间天气影响;

o 电磁脉冲;

o 飓风/龙卷风导致的运营连续性。

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