物联网服务刚刚起步，LPWAN深掘应用待井喷

导读

物联网服务刚刚起步，哪些是可以撼动市场应用的？运营商如何找出货真价实的产业需求，本文希望透过观察产业应用，了解哪些应用发展较快？哪些应用更有市场？哪些应用业者应该积极投入布局？

NB-IoT在2018年摆脱技术标准发展落后的困境之后，发展上可谓加足马力，摇身成为当红炸子鸡，从2017年下半年以后，产业瞩目的重点都在NB-IoT的商机上。反观原先发展较为迅速的非授权频段LPWAN技术，如LoRa与Sigfox等，2017年下半年以后的发展相对停滞，也明显受到NB-IoT的挤压，市场空间出现压缩的情况，非授权频段LPWAN阵营面对现况将如何应对？如何善用技术特性产生的优势，切出区隔的市场？如何在利基性的应用，强化差异性，争取更多的市场商机？政府需求推动加把劲物联网在技术标准就位之后，2018年预计会有一波运营商的NB-IoT开工潮，正式进入市场推展阶段，推广应用就成为这段时间的重点。2017年开始有许多实验性质的案例不断进行当中，这些应用案例在2018年将逐步商转，由于NB-IoT用户许可证频段，由电信运营商提供服务，所以付费性质的服务为主要发展方向。中国政府以政策推动，在发展初期会有显著的效果，电信商祭出补助，从公共服务的角度切入，可以将物联网渐进带入人们的日常生活中。

图1丨资策会MIC产业分析师曾巧灵说明，NB-IoT今年最大的重点就是找出感动市场与消费者的应用，同时提出可行的业务模式

中国目前各地已有相当多智能读表的试运行案例，资策会MIC产业分析师曾巧灵(图1)说明，中国电信与陕西省水务科技、中兴物联合作，进行NB-IoT智能手表实证测试；福州自来水公司于2018年前将分批采购30万个NB-IoT智能手表；中国电信于深圳提供6,000户智能燃气表服务，每次传输12个数据封包，包含用量、警报纪录、抄表纪录等。也有资深的产业人士表示，物联网发展需要智慧城市各项需求推动，而智慧城市需要政府的政策、预算、法规与其他公共资源等的支持。物联网真正的效益在大规模装置联网产生的数据、沟通、控制等，但事实上，目前的网络环境还无法支持，必须要到几年后5G发展更加成熟之际，在很小的范围里就有数万个联网装置，目前的发展都是特定应用也较为破碎化，须等待一个个小型应用发展成熟以后，再将所有的应用连结起来。智慧城市为NB-IoT应用主力有研究报告指出，未来全球70%的人口将集中在城市，城市带来便利的生活，但也引发污染、资源浪费、交通拥挤、犯罪，所以近年城市治理成为各国政府施政重要的议题，如何更有效地利用有限的资源，降低污染、浪费，同时智慧化地管理前述的交通、治安、居住、环保等问题，LPWAN就是相当重要的基础建设之一。

图2丨物联网应用类型与终端数量

数据源：Genny.io；u-blox 未来NB-IoT主要会服务在人口稠密的都市，相关的应用如图2，远传电信汪以仁指出，其中智能交通与环境监控等应用也是该公司看好的领域，智能交通如机车、自行车嵌入NB-IoT模块，利用NB-IoT的技术，定时搜集一些数据并回传到云端，进行分析以后变成有用的信息；另外也可以在共享经济装置中嵌入NB-IoT模块，协助装置的追踪、数据搜集与分析等。环境监控包括智慧大楼的各项控制，或者城市中空气质量如PM2.5的监控、温湿度的感测与安全。B2B应用潜力无穷而在B2B的应用上也有不错的发展前景，资产追踪(Asset Tracking)与车队管理(Fleet Management)在过去交通运输产业通常使用2G/3G解决方案，而应对2G/3G频谱回收，相关服务即将停止，NB-IoT或LTE-M的服务可以在功能上进行衔接，长期看来也可以提供更具成本效益的设备与服务费。另外还有些设备监控需求，汪以仁说，远传目前与建筑公司、流通业合作，在这部分的应用以掌握人员位置、商品流向与商品状况的讯息为主。工业物联网(IIoT)是另一个充满潜力的B2B类型应用，过去工业网络透过传统有线/无线网络组成工业环境所需要的功能；IIoT是以工业资源的网络互联、数据互通和系统互操作，实现制造原料的灵活配置、制造过程的精确执行、制造工艺的合理优化和制造环境的快速适应，达到资源的高效利用，以构建服务驱动的新工业生态体系。制造业需要将生产流程更加智能化，NB-IoT、LTE-M甚至未来5G的mMTC将扮演更重要的角色，跟过去两年诉求的工业4.0愿景配合，少量多样、预测生产等目标，预计也将产生非常可观的商机。非授权LPWAN奋力求生面对声势日益扩大的NB-IoT与LTE-M这类授权频段技术，运作于非授权频段的LoRa与Sigfox技术，市场空间明显遭受压缩。根据市调机构Machina的研究，2020年以前所有LPWAN模块的总出货量都不到10亿，不过Arm IoT装置IP事业群商务拓展经理窦振诚也解释，2025年NB-IoT与LTE-M合计将有约70%市场率，LoRa市场率约13%，Sigfox市场率约6%，不会消失在LPWAN市场(图3)。

图3丨LPWAN市场成长趋势

数据源：Machina；Arm 面对NB-IoT的发展，非授权频段并非完全没有生存空间，曾巧灵说，LoRaWAN于2017年10月发表1.1技术版本，主要升级在Hand-over Roaming、Geolocation、Class B三个技术，透过技术升级应对NB-IoT的挑战。此外，善用自身技术优势如省电与高传输距离，并致力开拓利基型的应用，与NB-IoT应用领域区隔，都是可以发展的方向。Hand-over Roaming过去漫游技术是被动式的，当终端从母网络移动到其他网络时，仍然由母网络服务器管理MAC功能，1.1版本的规格可以直接由当地网络的服务器控制，减少传输路径的复杂度。Geolocation关于定位功能，LoRa终端透过三角定位，计算终端到三个基地台的距离，在封包中加入Timestamp，让范围内的基地台可以读取。采用的方式与NB-IoT R14版本的定位技术类似，不过因为LoRa传输距离远，基地台建置不用太过密集，误差可能达到1公里左右。Class B在LoRa的三个传输模式当中，Class C最常见，采用Always-on；Class A则是当终端传输讯息时会开启一个讯框让服务器回传讯息；在Class B传输方式之下，会开启多的讯框让终端听取数据，但是会出现终端与服务器不同步的问题，而导致重要讯息遗漏，新版本加入由网关发送的同步Beacon，让服务器可以知道终端甚么时候在听取数据。LoRa与Sigfox因为采用非授权频段，不须花费频段使用成本，可以推动许多免费的应用，业务模式比NB-IoT弹性且多样化，而且前述NB-IoT的应用与建置集中在都市与人口稠密地区，在环境较恶劣或地广人稀的区域，也还是有很多环境监测或垂直产业应用的物联网需求，是非授权LPWAN技术可以长期布局的领域。测试验证助攻产品效能表现针对未来各式应用的推动，在不同环境中应用需求与效能是供货商必须高度重视的一环，宜特科技讯号测试事业处协理余天华指出，终端模块能克服天候、自然环境影响，表现良好的效能是物联网应用很重要的部分，该公司协助客户进行互通互连测试，让不同的芯片或模块在通讯时也能沟通无碍，而随着物联网的发展越加蓬勃，无线环境也更加复杂，数以万计的终端在小范围中同时联机，要沟通无碍，测试工作显的益发重要。

图4丨安立知业务暨技术支持部经理江宗缙(左)表示，该公司的测试系统，皆具备完整的开发及分析工具，并支持LTE Cat-M1/NB-IoT标准。右为安立知业务暨技术支持部副理廖正楼

面对未来可能产生的联机问题，除了宜特这类测试实验室之外，测试设备供货商安立知(Anritsu)，也积极准备完善的测试方案，该公司业务暨技术支持部经理江宗缙(图4)说明，ME7800L为简易一致性测试系统，可以执行多合一射频(RF)与协议一致性测试，符合3GPP规格，亦通过GCF/PTCRB的认证；MD8430A讯令测试仪(基地台仿真器)，针对基地台讯号进行测试，具备完整的开发及分析工具，减少L1、L2及L3情境开发的时间与成本，两款设备皆支持LTE Cat-M1/NB-IoT标准。另外，未来物联网终端数量极大，安立知业务暨技术支持部副理廖正楼表示，MT8821C无线通信综合测试仪，支持所有符合3GPP/3GPP2 UE RF TRX测试；MT8870A通用无线测试仪则是专为手机与短距无线通信技术之量产测试所设计，支持LTE、NB-IoT、Cat-M、V2X、WLAN、Bluetooth等技术。主机可扩充最多4组TRX测试模块MU887000A/01A。各模块均可由外接个人计算机独立控制，并内建一组向量信号产生器与向量信号分析器，可进行发射器与接收的射频测试。