在物聯(lián)網(wǎng)通訊的發(fā)展中，NB-IoT已經(jīng)獲得全面性的支持，未來相關(guān)應(yīng)用的市場榮景可期。LoRa與SigFox雖然受到NB-IoT強大的擠壓，但因為物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用還屬于成長中的市場，這兩個技術(shù)已逐漸找到與NB-IoT區(qū)隔的發(fā)展道路，未來的發(fā)展重點是創(chuàng)造良好的消費者使用體驗，朝著正確的航道加速、起飛。

　　物聯(lián)網(wǎng)通訊是這兩年產(chǎn)業(yè)最熱門的話題之一，尤其在5G三大愿景中正式定義為mMTC(Massive Machine Type Communication)，未來物聯(lián)網(wǎng)的聯(lián)網(wǎng)規(guī)模將大幅超越過去的人聯(lián)網(wǎng)，每平方公里網(wǎng)絡(luò)節(jié)點甚至高達(dá)100萬個。低功耗廣域網(wǎng)(Low Power Wide Area Network, LPWAN)技術(shù)簡單、應(yīng)用廣泛，將是MTC早期的切入點，包括NB-IoT、LoRa、SigFox等都是相關(guān)的明星級技術(shù)，而未來3GPP的MTC標(biāo)準(zhǔn)陸續(xù)訂定之后，可以支持更多不同類型的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用。

　　事實上，在過去物聯(lián)網(wǎng)概念尚未成熟時，已有許多利用2G/3G技術(shù)的機器通訊(Machine to Machine, M2M)應(yīng)用，如車隊管理、物流、工業(yè)等B2B應(yīng)用，未來幾年市場需求將持續(xù)成長。在現(xiàn)有2G/3G/4G模塊的基礎(chǔ)之下，2018年NB-IoT、LoRa、SigFox大力拓展新興應(yīng)用市場，加上LTE Cat. M1，與未來可滿足更多高傳輸速率、高移動性、定位、低耗電、語音等功能的MTC標(biāo)準(zhǔn)，共同建構(gòu)物聯(lián)網(wǎng)通訊的產(chǎn)業(yè)面貌。

　　LPWAN產(chǎn)業(yè)成長強勁

　　2018年是物聯(lián)網(wǎng)通訊正式商用化的元年，尤其是NB-IoT，根據(jù)資策會MIC的研究顯示，今年LPWAN模塊市場將挑戰(zhàn)第一個1億規(guī)模，該會產(chǎn)業(yè)分析師曾巧靈指出，上半年NB-IoT多功能整合模塊市價都在10~15美元左右，對于訴求大規(guī)模簡易的應(yīng)用來說，成本壓力沉重，不過下半年NB-IoT模塊出貨已經(jīng)逐漸放量，加上投入的芯片、模塊廠商越來越多，模塊價格有下降到8~10美元的趨勢。

　　世界各地電信營運商的NB-IoT服務(wù)在2017年下半年陸續(xù)開臺，市場推動力量加大，2019年以后NB-IoT模塊將出現(xiàn)高度成長，預(yù)計2021年LPWAN聯(lián)網(wǎng)裝置數(shù)量規(guī)模將高達(dá)8億(圖1)，其中約7億是NB-IoT與eMTC這類授權(quán)頻段技術(shù)產(chǎn)品，尤其以中國與歐洲市場的發(fā)展最為強勁。

　　圖1 2017~2021年LPWAN聯(lián)網(wǎng)裝置數(shù)量

　　數(shù)據(jù)源：資策會MIC(5/2018)

　　另一研究單位IHS Markit的看法也相當(dāng)樂觀，預(yù)測到2021年IoT聯(lián)網(wǎng)數(shù)量將超過10億。從2014年到2021年的年復(fù)合成長率(CAGR)高達(dá)206%，中國的物聯(lián)網(wǎng)市場在政府的大力支持下，中國三大營運商的物聯(lián)網(wǎng)連接從2014年的5,350萬成長到2016年的1.62億，中國政府在策略上希望主導(dǎo)NB-IoT的產(chǎn)業(yè)發(fā)展，也讓中國成了全球NB-IoT發(fā)展的火車頭與觀察指標(biāo)。

　　而在非授權(quán)頻段的LPWAN市場中，LoRaWAN在2017年出現(xiàn)高于預(yù)期的成長，據(jù)了解，Semtech的LoRa芯片出貨量超過1,000萬顆，IHS Markit預(yù)計LoRaWAN的聯(lián)網(wǎng)節(jié)點數(shù)量到2021年將增加到近3億。針對另一個明星級的LPWAN技術(shù)SigFox，IHS Markit的看法則較為保守，整體而言，NB-IoT已經(jīng)成為現(xiàn)階段物聯(lián)網(wǎng)通訊的霸主，LoRa與SigFox的早發(fā)領(lǐng)先優(yōu)勢已經(jīng)逐漸消失，不過在物聯(lián)網(wǎng)的高度成長趨勢下，LoRa與SigFox也積極尋求合適的領(lǐng)域與應(yīng)用。

　　NB-IoT從加速到起飛

　　NB-IoT產(chǎn)業(yè)2017年開始起步，2018年進(jìn)入加速階段，2019年將要正式起飛。從技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展來看，2016年3GPP R13版本發(fā)表NB-IoT技術(shù)，2017年大廠高通(Qualcomm)與海思(HiSilicon)相繼推出支持初版標(biāo)準(zhǔn)的芯片，年底聯(lián)發(fā)科進(jìn)一步推出R14版本芯片，并于2018年正式出貨，大有后發(fā)先至的意味，更有許多芯片廠商陸續(xù)宣布投入NB-IoT，市場蓬勃發(fā)展，同時也刺激了通訊模塊廠商的腳步。

　　圖2 資策會智慧所副主任王德仁指出，mMTC預(yù)計2019年底完成并發(fā)布標(biāo)準(zhǔn)，物聯(lián)網(wǎng)通訊將進(jìn)入新階段。

　　未來，NB-IoT會朝向5G的mMTC系列標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展，資策會智能所副主任王德仁(圖2)指出，目前mMTC還在研究階段(Study Item)，預(yù)計2019年3月進(jìn)入會話(Work Item)，于當(dāng)年底完成并發(fā)布標(biāo)準(zhǔn)，物聯(lián)網(wǎng)通訊將進(jìn)入新階段。從技術(shù)發(fā)展的角度來觀察，在mMTC時代之前，NB-IoT依然會持續(xù)改善技術(shù)，包括涵蓋范圍延伸(Coverage Enhancement Level, CE Level)技術(shù)，共分為三種等級，分別為達(dá)到可對抗最大耦合損失(Maximum Coupling Loss, MCL)為144dB、154dB、164dB的訊號能量衰減。

　　另外，省電模式(Power Saving Mode, PSM)是在閑置(Idle)狀態(tài)下，新增一個新的狀態(tài)PSM，王德仁表示，在該狀態(tài)下，終端射頻關(guān)閉，相當(dāng)于關(guān)機狀態(tài)，下行不可達(dá)，下行數(shù)據(jù)通知(DDN)到達(dá)行動管理單元(MME)后，MME通知服務(wù)網(wǎng)關(guān)(SGW)暫存用戶下行數(shù)據(jù)并延遲觸發(fā)尋呼;上行有數(shù)據(jù)/訊令需要發(fā)送時，觸發(fā)終端進(jìn)入連接狀態(tài)。擴(kuò)展非連續(xù)接收模式(Extended Discontinuous Reception, eDRX)是增強型的非連續(xù)接收模式，支持的尋呼周期可以更長，結(jié)合PSM與eDRX可以進(jìn)一步強化NB-IoT的省電功能，達(dá)成終端節(jié)點搭載兩顆三號電池實現(xiàn)十年運作周期的目標(biāo)。

　　從應(yīng)用的角度來觀察，由政府推動的公共事業(yè)與智慧城市建設(shè)，都是NB-IoT的主要應(yīng)用，包括最常被提到的智能三表(水表、電表、燃?xì)獗?、智慧路燈、停車管理、環(huán)境監(jiān)測等都是。曾巧靈說明，LPWAN多使用具備高繞射能力之sub-GHz頻段，且強化室內(nèi)覆蓋，可克服裝置位于地下室、偏遠(yuǎn)地區(qū)時之?dāng)嘤崋栴}。

　　事實上，NB-IoT今年已證明將在公共事業(yè)、服務(wù)與智慧城市建設(shè)等領(lǐng)域，取得主導(dǎo)性的發(fā)展地位。NB-IoT由電信營運商建置網(wǎng)絡(luò)并提供服務(wù)，網(wǎng)絡(luò)建置與原先的無線通信基地臺一致，在人口稠密的都會區(qū)，4G LTE訊號完善，只需透過最簡易的軟件升級，不需重新布建網(wǎng)絡(luò);采用授權(quán)頻段，公共服務(wù)質(zhì)量有保障，只要談好服務(wù)費率，商業(yè)模式建立也相對簡易。

　　電信商中國移動與江西省龍虎山旅游發(fā)展公司合作，于風(fēng)景區(qū)171個停車位提供實時查詢停車位、車位預(yù)定、停車引導(dǎo)等服務(wù)。沙特阿拉伯電信業(yè)者Zain與諾基亞(Nokia)合作，進(jìn)行包含智能垃圾管理等多項NB-IoT智能城市應(yīng)用測試，2018下半年到2019年，將有更多類型、更大規(guī)模的NB-IoT應(yīng)用導(dǎo)入。

　　SigFox發(fā)展資產(chǎn)追蹤

　　SigFox則是自行建構(gòu)一個產(chǎn)業(yè)生態(tài)體系(Ecosystem)，由SigFox負(fù)責(zé)全球共同的網(wǎng)絡(luò)營運與云端平臺管理，再透過各地特許的網(wǎng)絡(luò)營運商SNO(SigFox Network Operator)提供服務(wù)，原則上單一地區(qū)由單一業(yè)者負(fù)責(zé)，其經(jīng)營理念為“One Globe, One Network. One Globe, One Contract.”，截至目前為止訊號涵蓋已達(dá)46個國家和地區(qū)，預(yù)計在2018年底達(dá)到60個國家和地區(qū)的網(wǎng)絡(luò)部署。

　　圖3 優(yōu)納比臺灣生態(tài)圈總監(jiān)鄒宏平認(rèn)為，SigFox尤其適合跨國性的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用，如資產(chǎn)追蹤。

　　因此，SigFox尤其適合跨國性的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用，如資產(chǎn)追蹤。SigFox在臺灣的營運商優(yōu)納比(UnaBiz)在Computex 2018也邀請多家發(fā)展SigFox解決方案的廠商展出相關(guān)服務(wù)。優(yōu)納比臺灣生態(tài)圈總監(jiān)鄒宏平(圖3)介紹，Sensolus是來自比利時根特的工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)公司，提供端到端物聯(lián)網(wǎng)解決方案，為其客戶的供應(yīng)鏈和資產(chǎn)監(jiān)控提供服務(wù)，透過整個供應(yīng)鏈流程的監(jiān)控及資產(chǎn)追蹤及管理來分析并改進(jìn)公司營運成本及績效。目前合作對象及應(yīng)用包括飛機制造大廠空中巴士Airbus集團(tuán)的全歐洲零組件物流追蹤系統(tǒng)，以及提供全球120家機場公司的地勤車輛及設(shè)備廠整套地勤車輛管理及車載資通訊解決方案的TCR集團(tuán)。

　　對于NB-IoT來說，跨國性的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用因為涉及漫游，需要電信公司協(xié)調(diào)與拆帳，不僅成本較高，也不在短期技術(shù)發(fā)展規(guī)劃當(dāng)中。SigFox在服務(wù)費上有相對優(yōu)勢，鄒宏平指出，優(yōu)納比在臺灣已經(jīng)順利以二類電信的方式開臺服務(wù)，每個月60次上傳訊息最低只要人民幣0.45元月租費，許多低價的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用也是SigFox可以發(fā)展的領(lǐng)域。

　　LoRa封閉式網(wǎng)絡(luò)需求高

　　另一個熱門的LPWAN技術(shù)LoRa，2016~2017年備受期待，有可能成為物聯(lián)網(wǎng)時代的Wi-Fi，因為其采用非授權(quán)頻段，技術(shù)簡易、應(yīng)用方便，開放的生態(tài)圈也提供與電信領(lǐng)域較遠(yuǎn)的資通訊廠商插旗物聯(lián)網(wǎng)通訊的機會，很快的就吸引數(shù)百家廠商加入產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟，臺灣地區(qū)也有許多廠商大力投入。省掉授權(quán)頻段權(quán)利金，背后又有思科(Cisco)、IBM、阿里巴巴這些大廠力挺，甚至許多電信商也押寶，技術(shù)、產(chǎn)品都在2017年以前就Ready，產(chǎn)業(yè)推動時程較NB-IoT更有優(yōu)勢。

　　不過，從2017~2018年，LoRa發(fā)展受到NB-IoT強大的競爭壓力，業(yè)界傳出不少撤換網(wǎng)絡(luò)解決方案的傳聞，主要原因分為內(nèi)部與外部兩個面向，外部原因就是NB-IoT的大規(guī)模推動，原先推動較順利的LoRaWAN與其應(yīng)用領(lǐng)域重迭性高，尤其像前述公共事業(yè)的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用，沒有大型的服務(wù)商如電信業(yè)者來扮演與政府合作的角色。內(nèi)部原因則是LoRa技術(shù)1.0版未達(dá)最大的省電效果，訊息傳送采用類似廣播的方式，會出現(xiàn)終端與服務(wù)器不同步的問題，導(dǎo)致重要訊息遺漏，掉封包的狀況經(jīng)常出現(xiàn);另外，LoRa雖然芯片幾乎都掌握在Semtech手上，但因為驗證與互通測試服務(wù)還不成熟，也會造成不同廠商終端設(shè)備互通互連的瓶頸。

　　LoRa主導(dǎo)廠商當(dāng)然也知道現(xiàn)在的困境，盡管整體市場還在成長中，不過在產(chǎn)業(yè)中受矚目的程度降低卻是不爭的事實，因此在2017年10月正式發(fā)表最新的技術(shù)更新1.1版。群登科技產(chǎn)品應(yīng)用處經(jīng)理黃景茂指出，該公司主要生產(chǎn)LoRa模塊，改善Class B傳輸漏封包的缺陷，新版本加入由網(wǎng)關(guān)發(fā)送的同步Beacon，讓服務(wù)器可以知道終端甚么時候在聽取數(shù)據(jù)，最快第三季群登支持LoRa 1.1版本Class B的模塊產(chǎn)品就會推出。

　　在應(yīng)用上，現(xiàn)在也有廠商發(fā)展私有LoRaWAN解決方案，黃景茂說，在原來的LoRa訊號上透過一個加密的機制，讓訊號只有自家的設(shè)備認(rèn)得，并加以接收，而一般的LoRaWAN會放掉這類訊號，讓客戶享有私有云的隱私、獨立性，同時擁有LoRaWAN網(wǎng)絡(luò)的便利性;部分在行動網(wǎng)絡(luò)訊號不佳的偏遠(yuǎn)地區(qū)山巔、海邊，尤其行動網(wǎng)絡(luò)布建成本高的區(qū)域，也是LoRa可以發(fā)揮的場域，同時具備縮短數(shù)字落差的積極意義。

　　三大技術(shù)兄弟登山

　　整體而言，NB-IoT已經(jīng)獲得全面性的支持，其實與去年業(yè)界的看法一致，大部分物聯(lián)網(wǎng)通訊廠商投入的方向也以NB-IoT為主，部分兩邊押寶的廠商大都將策略重心放在NB-IoT，還有更多先前觀望的廠商，已經(jīng)確定要投入NB-IoT的發(fā)展，未來相關(guān)應(yīng)用的市場榮景可期。另外，LoRa與SigFox雖然受到NB-IoT強大的擠壓，但因為物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用還屬于成長中的市場，這兩個技術(shù)的市場成長動能也屬正向。

　　LoRa與SigFox已逐漸找到與NB-IoT區(qū)隔的發(fā)展道路，從規(guī)模上看，LoRa與SigFox每一個應(yīng)用的數(shù)量都較小，百萬節(jié)點以上的規(guī)模應(yīng)用會以NB-IoT為主，但是逐漸朝向利基型應(yīng)用的LoRa與SigFox也可能享有高毛利，未來兩年的發(fā)展重點應(yīng)該是創(chuàng)造良好的消費者使用體驗，包括硬件終端芯片/模塊的降價、軟件服務(wù)的完善與便利性等，真正從正確的航道加速、起飛。