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technical:iot:彙整

物聯網(Internet of Things;縮寫IoT),指的是物物相連,每個裝置都可以透過網路來互相交換訊息。

LoRa

LoRa是美國半導體製造商Semtech藉由其併購的法國公司Cycleo所開發的無線通訊技術LoRa,在這個基礎上與IBM合作完成規範,並由Semtech、IBM、Cisco為核心所組成的LoRa聯盟推動相關發展,目前擁有500多家會員,可說是當前最受產業支持的LPWAN技術。

不同於SIGFOX由SNO獨家提供網路的商業模式,LoRa採用如Wi-Fi般,任何人都能自行設置基地台(Wi-Fi access point)來建置網路環境的模式。

雖然LoRa的傳輸距離沒有SIGFOX遠,但因其具有較高的傳輸頻寬,且在數據傳輸上更具彈性,除了能像SIGFOX進行單向傳輸的省電通訊外,亦可執行一定程度的數據交換,因此特別適合用在智慧工廠應用上。

以晶圓廠為例,一個廠區少則一公里,大則十公里上下。透過一個封閉的LoRa網路,先在廠區內蒐集完各節點的生產數據後,再透過更大範圍的NB-IoT網路或者是現有的4G LTE網路傳送到雲端,將各個廠區的數據進行統整分析,就會是智慧製造非常有用的資訊。

此外,LoRa也是除了NB-IoT之外,唯一吸引電信營運商投入的LPWAN技術。目前有許多家電信業者皆導入了LoRa,作為提供IoT通訊服務的基礎。例如法國的Orange、荷蘭的KPN、印度的Tata等國際大型營運商。

在台灣市場,亞太電信亦積極佈局LoRa,在鴻海集團資源的支持下,由富鴻網串連起產業上下游,從硬體製造到網路布建,提供一條龍的服務。目前富鴻網已在雙北市建置了500個LoRa網路基地台,基本上已經覆蓋北台灣的人口稠密區。

不過,LoRa在目前500多個聯盟會員中,晶片廠商算是相對弱勢的一環。LoRa雖然積極與晶片商合作,但其網路核心技術還是掌握在發起廠商之一的陞特(Semtech)身上,晶片廠商要合作通常是以MCU搭配Semtech的通訊晶片,或者以模組的方式推出,談判能力相對較低。

NB-IoT

NB-IoT(Narrow Band IoT),其採用現有的3G/4G網路,主要投入為電信營運商及相關設備廠商。

雖然與SIGFOX、LoRa等其他LPWAN技術相比,NB-IoT技術發展起步較晚。不過,由於它是由國際電信標準制定組織3GPP所支持,針對IoT所打造的電信級網路,對於網路傳輸品質、數據安全都有更高的保障,再加上建置成本較低,電信商不用大幅更改現行的4G LTE電信網路架構,就能快速部署,因而備受各國電信商所支持。

在應用領域方面,由於NB-IoT採用電信級的網路,服務品質有保障,因此更適合高價貨物的追蹤,或是與消費者有直接關聯的應用。例如,家中長輩的健康照護就很適合採用NB-IoT,但工業控制、智慧製造、智慧農業等就不大適合。

就台灣市場而言,從2017年下半年開始,國內三大電信業者遠傳、中華電信、台灣大哥大皆紛紛積極佈局NB-IoT。國內晶片廠商聯發科也推出了第一款支援NB-IoT的物聯網通訊晶片,要來搶攻NB-IoT裝置市場,可以應用在包括穿戴式裝置、物聯網安全感測器、智慧電表,以及各種工業應用上。

NB-IoT技術在全球獲得三大電信設備商諾基亞(Nokia)、愛立信(Ericsson)、華為支持,並在亞洲、歐洲、美洲等區域已開通實驗網,預計到2018年全球至少超過30家營運商會投入營運,摸索出市場可接受的商業模式。

SIGFOX

SIGFOX是由2009年創立的法國公司SIGFOX所開發,該廠商從2012年開始推展IoT無線服務業務。

與其他LPWAN技術相較,SIGFOX是傳輸速率最低的技術,速度僅100bits/s,且每個裝置一天最多只能傳送140則訊息,每則訊息最大的容量為12bytes。由於降低了資訊傳輸量,因此就能大幅節省了物聯網裝置的電力消耗。例如,水錶、電表、路燈控制這類的應用,由於流量回報頻率每小時低於一次,就很適合SIGFOX應用。

以SIGFOX的智慧水錶應用為例,基本上水錶裝置僅上傳數據,不接收訊息。在沒有進行數據傳送的時候,水錶裝置就會處於休眠狀態,因此一顆三號電池就能夠使用十年。

SIGFOX最大的特色在於建立一個全球共同的IoT網路,再透過各地特許的網路營運商SNO(SIGFOX Network Operator)提供服務,原則上單一地區由單一業者負責(例如,台灣特許營運商為UnaBiz)。

從下圖可知,SIGFOX所提供的服務並非僅有網路連線,客戶也可以選擇SIGFOX雲端服務。這麼一來,企業便無須擔心網路與資料儲存空間等基礎設施的建構,可以更專注於IoT服務的開發。

隨著LPWAN競爭越來越激烈,SIGFOX現階段最重要的目標莫過於基地台佈建了,目前全球已有32國推動佈建,例如法國、英國、西班牙、德國、荷蘭、美國等,並計畫於2018年將網路布建推進到60個國家。

SIGFOX技術雖然不像LoRa有許多ICT大廠投入、也不如NB-IoT獲得市場廣泛注意,但由於SIGFOX上游技術IP免費授權的策略,吸引了許多廠商加入SIGFOX生態系,包含上游的晶片、模組製造、系統整合、專業代工設計與生產、平台服務、通路等等。

目前SIGFOX已有71個設備製造夥伴、49個IoT平台供應商、8家晶片供應商、15個模組廠商、30家軟體與設計服務業者,以及4個育成/創投業者。其中晶片供應商包括德州儀器(TI)、意法半導體(ST)、芯科(Silicon Labs)、安森美(On-Semi)、恩智浦(NXP)、Ethertronics、Microchip與雲創通訊(M2Comm)。

LTE Cat.1

technical/iot/彙整.txt · 上一次變更: 2019/11/16 08:12 (外部編輯)