LPWAN战国六雄逐鹿 广域物联网赛局鸣枪起跑

LPWAN由于不要求复杂的影音、大数据传输、即时消息等,是物联网谈论多年之后,最具体的万物联网技术,物联网装置数量被看好有达智能手机十倍的市场规模,因此产业界面对此一趋势,也兴起一波投入热潮,争相先行卡位商机。

LPWAN战国六雄逐鹿 广域物联网赛局鸣枪起跑

 
 
LPWAN由于不要求复杂的影音、大数据传输、即时消息等,是物联网谈论多年之后,最具体的万物联网技术,物联网装置数量被看好有达智能手机十倍的市场规模,因此产业界面对此一趋势,也兴起一波投入热潮,争相先行卡位商机。
 
无线通信领域近20年的发展非常迅速,从移动电话问世到现在已经在讨论第五代标准,而在5G正式上路之前,低功耗广域网(Low Power Wide Area Network, LPWAN)提供产业持续前进的动力,由于LPWAN相关技术难度不高,所以许多低功耗长距离的技术陆续被提出,较受注目的包括用户许可证频段的NB-IoT(Narrow Band-IoT),以及采用非授权频段的LoRaWAN、Sigfox、Weightless、HaLow、RPMA(Random Phase Multiple Access)等。
 
这些技术有些已发展一段时间,因概念接近物联网应用而被归类LPWAN范畴,也有全新制定如NB-IoT,另有现有技术延伸的版本如HaLow,这些技术几乎同时在2017年就位,业界也因此非常热闹,可以明显感受各技术阵营动作频频,预期这场竞赛在今年会是科技产业一整年最热门的话题之一。
 
LPWAN给你满满的大平台
 
LPWAN是标准的MTC(Machine Type Communication),由于不要求复杂的影音、大数据传输、即时消息等,是物联网谈论多年之后,最具体的万物联网技术,与过去几波科技业大浪潮相较,PC一年出货2∼3亿台、手机一年约10∼20亿支,物联网装置数量则被看好有智能手机十倍的市场规模,因此LPWAN概念兴起之后,产业界面对此新一波趋势,也带动许多厂商投入,希望能先行卡位商机。
 
目前较受关注的六个LPWAN技术中,大概可以从传输使用的无线电频段分成用户许可证频段(License Band)与非授权频段(Unlicense Band)(表1),用户许可证频段技术为3GPP主导的NB-IoT,使用现成3G/4G网络,主要投入为电信营运商与相关设备厂商;使用非授权频段技术就呈现遍地开花的状况,大部分不属于电信领域的ICT厂商都投入这些技术,甚至多方押宝。本文希望就2017年这些技术的发展现况与布局,观察未来LPWAN的样貌。
 
 

LPWAN战国六雄逐鹿 广域物联网赛局鸣枪起跑

 

数据源:各公司;MIC整理(9/2016)

表1 LPWAN主要技术比较

 

NB-IoT力拼后来居上


 

LPWAN战国六雄逐鹿 广域物联网赛局鸣枪起跑

图1 资策会智通所前瞻移动通讯系统中心主任陈仕易说,Vodafone宣布即将于2017年3月正式推出NB-IoT服务,是全球第一个商转的系统,非常具观察指针意义。

 
3GPP在2016年惊觉LPWAN商机已经降临的时候,决定在6月发表的R13规范就推出NB-IoT的正式标准,所以目前也还没有商业应用的案例,资策会智通所前瞻移动通讯系统中心主任陈仕易(图1)说,Vodafone宣布即将于2017年3月于德国、爱尔兰、荷兰、西班牙等地正式推出NB-IoT服务,是全球第一个商转的系统,非常具观察指针意义,因为其服务是否能为市场接受,也代表该技术后续的推动前景。
 
NB-IoT之所以受到瞩目,因为该技术是由3GPP主导,并获得三大电信设备商诺基亚(Nokia)、爱立信(Ericsson)、华为支持,加上全球三百多家电信营运商的移动网络布建覆盖全球90%以上区域与几十亿人口,而且不用布建新的网络,诺基亚解决方案营销部台港澳业务销售总监郑志中表示,NB-IoT三种网络运作频段,无论是在现有频段(In Band)、保护频段(Guard Band)或新频段(Stand Alone)皆可以简单地利用软件升级,在最短时间内推动服务上路。
 
另外,NB-IoT使用电信级网络,所以对于网络质量、讯息安全性都有高度的保障,在部分敏感性较高的应用,如高价货品的追踪相对有利基。2017年3GPP还要发表R14版本的技术规范,在NB-IoT的部分包括,定位(Positioning)、多播(Multicast)、非标定的PBR增强(Non-Anchor PRB Enhancement)、移动性与服务连续性(Mobility and Service Continuity)、新的功率消耗模式(New Power Class)、降低功率消耗与延迟性(Power Consumption and Latency Reduction),让NB-IoT的技术竞争力更为完整。
 
而在2018年R15的规范中,陈仕易指出,已经有业界提案要加入非授权频段的NB-IoT版本、更为强化的省电功能。NB-IoT目前推动较大的问题在于商业模式,授权频段的频谱资源是透过竞标取得,尽管只有200kHz的带宽,但电信营运商近期最大的功课应该就是如何设计物联网的服务?如何收费?郑志中说明,过去电信服务都是透过SIM卡提供服务与计费,未来NB-IoT若也同样采用SIM卡,一个节点的成本就至少10美元,尽管也可以采用虚拟SIM卡(Virtual SIM)的方式,但市场接受度也让电信服务商大伤脑筋。
 
不过,相信自Vodafone推出NB-IoT服务之后,许多营运商就会陆续跟进,2017年下半年会有更多的系统测试与上线,预计到年底会有约20家电信营运商推出相关服务,同时这段时间也是营运商推广其服务模式与终端产品的关键时刻,一般预测2018年以后才会是NB-IoT技术大显身手的时间,主要是届时R14版本的技术改善内容已经稳定也导入相关产品,同时营运商也可以摸索出市场可接受的商业模式。
 

2017为非授权频段技术发展黄金期

 
 而在2017年NB-IoT还未站稳脚步的这一年,就可以说是非授权频段技术设法拉开差距的最佳时机,原先以LoRaWAN、Sigfox、RPMA这些标准为主的LPWAN技术,技术成熟度本来就领先NB-IoT一至二年,2017年部分LPWAN技术更已经踏上商业化的脚步,若可以利用这不到两年的时间好好发展,或许就可以抢占先机,并藉此在市场上取得一席之地。
 
Sigfox积极布建网络
 
来自法国的Sigfox显然非常清楚不管是授权频段的NB-IoT或非授权频段的竞争对手们,现阶段最重要的目标就是网络布建,与表1在2016年9月的统计数字相较,Sigfox 2017年1月的网络涵盖进步到了29个国家地区、170万平方公里、4亿7,100万人口。
 
Sigfox计划于2018年将网络布建推进到60个国家。与其他LPWAN技术相较,如表1所示,Sigfox是传输速率最低的技术仅100bit/s,每天每个装置只能传送最多140个讯息,每个讯息酬载(Payload)最大12byte。装置(Tx)跟基地台(Rx)之间不需要任何沟通,装置只要在对的频率发射讯号(使用SigFox Radio Protocol),基地台会主动去接收讯息。
 

 

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