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(lái)相關(guān)應(yīng)用的市場(chǎng)榮景可期。LoRa與SigFox雖然受到NB-IoT強(qiáng)大的擠壓，但因?yàn)槲锫?lián)網(wǎng)應(yīng)用還屬于成長(zhǎng)中的市場(chǎng)，這兩個(gè)技術(shù)已逐漸找到與NB-IoT區(qū)隔的發(fā)展道路，未來(lái)的發(fā)展重點(diǎn)是創(chuàng)造良好的消費(fèi)者使用體驗(yàn)，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(mén)的話(huà)題之一，尤其在5G三大愿景中正式定義為mMTC(Massive Machine Type Communication)，未來(lái)物聯(lián)網(wǎng)的聯(lián)網(wǎng)規(guī)模將大幅超越過(guò)去的人聯(lián)網(wǎng)，每平方公里網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)甚至高達(dá)100萬(wàn)個(gè)。低功耗廣域網(wǎng)(Low Power Wide Area Network, LPWAN)技術(shù)簡(jiǎn)單、應(yīng)用廣泛，將是MTC早期的切入點(diǎn)，包括NB-IoT、LoRa、SigFox等都是相關(guān)的明星級(jí)技術(shù)，而未來(lái)3GPP的MTC標(biāo)準(zhǔn)陸續(xù)訂定之后，可以支持更多不同類(lèi)型的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用。

　　事實(shí)上，在過(guò)去物聯(lián)網(wǎng)概念尚未成熟時(shí)，已有許多利用2G/3G技術(shù)的機(jī)器通訊(Machine to Machine, M2M)應(yīng)用，如車(chē)隊(duì)管理、物流、工業(yè)等B2B應(yīng)用，未來(lái)幾年市場(chǎng)需求將持續(xù)成長(zhǎng)。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(chǎng)，加上LTE Cat. M1，與未來(lái)可滿(mǎn)足更多高傳輸速率、高移動(dòng)性、定位、低耗電、語(yǔ)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(zhǎng)強(qiáng)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(huì)MIC的研究顯示，今年LPWAN模塊市場(chǎng)將挑戰(zhàn)第一個(gè)1億規(guī)模，該會(huì)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(jià)都在10~15美元左右，對(duì)于訴求大規(guī)模簡(jiǎn)易的應(yīng)用來(lái)說(shuō)，成本壓力沉重，不過(guò)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(lái)越多，模塊價(jià)格有下降到8~10美元的趨勢(shì)。

　　世界各地電信營(yíng)運(yùn)商的NB-IoT服務(wù)在2017年下半年陸續(xù)開(kāi)臺(tái)，市場(chǎng)推動(dòng)力量加大，2019年以后NB-IoT模塊將出現(xiàn)高度成長(zhǎng)，預(yù)計(jì)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(lèi)授權(quán)頻段技術(shù)產(chǎn)品，尤其以中國(guó)與歐洲市場(chǎng)的發(fā)展最為強(qiáng)勁。

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

　　數(shù)據(jù)源：資策會(huì)MIC(5/2018)

　　另一研究單位IHS Markit的看法也相當(dāng)樂(lè)觀，預(yù)測(cè)到2021年IoT聯(lián)網(wǎng)數(shù)量將超過(guò)10億。從2014年到2021年的年復(fù)合成長(zhǎng)率(CAGR)高達(dá)206%，中國(guó)的物聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)在政府的大力支持下，中國(guó)三大營(yíng)運(yùn)商的物聯(lián)網(wǎng)連接從2014年的5,350萬(wàn)成長(zhǎng)到2016年的1.62億，中國(guó)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(guó)成了全球NB-IoT發(fā)展的火車(chē)頭與觀察指標(biāo)。

　　而在非授權(quán)頻段的LPWAN市場(chǎng)中，LoRaWAN在2017年出現(xiàn)高于預(yù)期的成長(zhǎng)，據(jù)了解，Semtech的LoRa芯片出貨量超過(guò)1,000萬(wàn)顆，IHS Markit預(yù)計(jì)LoRaWAN的聯(lián)網(wǎng)節(jié)點(diǎn)數(shù)量到2021年將增加到近3億。針對(duì)另一個(gè)明星級(jí)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(shì)已經(jīng)逐漸消失，不過(guò)在物聯(lián)網(wǎng)的高度成長(zhǎng)趨勢(shì)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(kāi)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(lái)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(chǎng)蓬勃發(fā)展，同時(shí)也刺激了通訊模塊廠商的腳步。

　　圖2 資策會(huì)智慧所副主任王德仁指出，mMTC預(yù)計(jì)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(lái)，NB-IoT會(huì)朝向5G的mMTC系列標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展，資策會(huì)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(jì)2019年3月進(jìn)入會(huì)話(huà)(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(lái)觀察，在mMTC時(shí)代之前，NB-IoT依然會(huì)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(jí)，分別為達(dá)到可對(duì)抗最大耦合損失(Maximum Coupling Loss, MCL)為144dB、154dB、164dB的訊號(hào)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(gè)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(jī)狀態(tài)，下行不可達(dá)，下行數(shù)據(jù)通知(DDN)到達(dá)行動(dòng)管理單元(MME)后，MME通知服務(wù)網(wǎng)關(guān)(SGW)暫存用戶(hù)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(shí)，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(qiáng)型的非連續(xù)接收模式，支持的尋呼周期可以更長(zhǎng)，結(jié)合PSM與eDRX可以進(jìn)一步強(qiáng)化NB-IoT的省電功能，達(dá)成終端節(jié)點(diǎn)搭載兩顆三號(hào)電池實(shí)現(xiàn)十年運(yùn)作周期的目標(biāo)。

　　從應(yīng)用的角度來(lái)觀察，由政府推動(dòng)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(chē)管理、環(huán)境監(jiān)測(cè)等都是。曾巧靈說(shuō)明，LPWAN多使用具備高繞射能力之sub-GHz頻段，且強(qiáng)化室內(nèi)覆蓋，可克服裝置位于地下室、偏遠(yuǎn)地區(qū)時(shí)之?dāng)嘤崋?wèn)題。

　　事實(shí)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(yíng)運(yùn)商建置網(wǎng)絡(luò)并提供服務(wù)，網(wǎng)絡(luò)建置與原先的無(wú)線(xiàn)通信基地臺(tái)一致，在人口稠密的都會(huì)區(qū)，4G LTE訊號(hào)完善，只需透過(guò)最簡(jiǎn)易的軟件升級(jí)，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(fèi)率，商業(yè)模式建立也相對(duì)簡(jiǎn)易。

　　電信商中國(guó)移動(dòng)與江西省龍虎山旅游發(fā)展公司合作，于風(fēng)景區(qū)171個(gè)停車(chē)位提供實(shí)時(shí)查詢(xún)停車(chē)位、車(chē)位預(yù)定、停車(chē)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(xiàng)NB-IoT智能城市應(yīng)用測(cè)試，2018下半年到2019年，將有更多類(lèi)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(gè)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(yíng)運(yùn)與云端平臺(tái)管理，再透過(guò)各地特許的網(wǎng)絡(luò)營(yíng)運(yùn)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(yíng)理念為“One Globe, One Network. One Globe, One Contract.”，截至目前為止訊號(hào)涵蓋已達(dá)46個(gè)國(guó)家和地區(qū)，預(yù)計(jì)在2018年底達(dá)到60個(gè)國(guó)家和地區(qū)的網(wǎng)絡(luò)部署。

　　圖3 優(yōu)納比臺(tái)灣生態(tài)圈總監(jiān)鄒宏平認(rèn)為，SigFox尤其適合跨國(guó)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(guó)性的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用，如資產(chǎn)追蹤。SigFox在臺(tái)灣的營(yíng)運(yùn)商優(yōu)納比(UnaBiz)在Computex 2018也邀請(qǐng)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(tái)灣生態(tài)圈總監(jiān)鄒宏平(圖3)介紹，Sensolus是來(lái)自比利時(shí)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(hù)的供應(yīng)鏈和資產(chǎn)監(jiān)控提供服務(wù)，透過(guò)整個(gè)供應(yīng)鏈流程的監(jiān)控及資產(chǎn)追蹤及管理來(lái)分析并改進(jìn)公司營(yíng)運(yùn)成本及績(jī)效。目前合作對(duì)象及應(yīng)用包括飛機(jī)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(jī)場(chǎng)公司的地勤車(chē)輛及設(shè)備廠整套地勤車(chē)輛管理及車(chē)載資通訊解決方案的TCR集團(tuán)。

　　對(duì)于NB-IoT來(lái)說(shuō)，跨國(guó)性的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用因?yàn)樯婕奥?，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(fèi)上有相對(duì)優(yōu)勢(shì)，鄒宏平指出，優(yōu)納比在臺(tái)灣已經(jīng)順利以二類(lèi)電信的方式開(kāi)臺(tái)服務(wù)，每個(gè)月60次上傳訊息最低只要人民幣0.45元月租費(fèi)，許多低價(jià)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(gè)熱門(mén)的LPWAN技術(shù)LoRa，2016~2017年備受期待，有可能成為物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的Wi-Fi，因?yàn)槠洳捎梅鞘跈?quán)頻段，技術(shù)簡(jiǎn)易、應(yīng)用方便，開(kāi)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(jī)會(huì)，很快的就吸引數(shù)百家廠商加入產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟，臺(tái)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(dòng)時(shí)程較NB-IoT更有優(yōu)勢(shì)。

　　不過(guò)，從2017~2018年，LoRa發(fā)展受到NB-IoT強(qiáng)大的競(jìng)爭(zhēng)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?jī)蓚€(gè)面向，外部原因就是NB-IoT的大規(guī)模推動(dòng)，原先推動(dòng)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(méi)有大型的服務(wù)商如電信業(yè)者來(lái)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(lèi)似廣播的方式，會(huì)出現(xiàn)終端與服務(wù)器不同步的問(wèn)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?yàn)轵?yàn)證與互通測(cè)試服務(wù)還不成熟，也會(huì)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(chǎng)還在成長(zhǎng)中，不過(guò)在產(chǎn)業(yè)中受矚目的程度降低卻是不爭(zhēng)的事實(shí)，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(shí)候在聽(tīng)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(huì)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(shuō)，在原來(lái)的LoRa訊號(hào)上透過(guò)一個(gè)加密的機(jī)制，讓訊號(hào)只有自家的設(shè)備認(rèn)得，并加以接收，而一般的LoRaWAN會(huì)放掉這類(lèi)訊號(hào)，讓客戶(hù)享有私有云的隱私、獨(dú)立性，同時(shí)擁有LoRaWAN網(wǎng)絡(luò)的便利性;部分在行動(dòng)網(wǎng)絡(luò)訊號(hào)不佳的偏遠(yuǎn)地區(qū)山巔、海邊，尤其行動(dòng)網(wǎng)絡(luò)布建成本高的區(qū)域，也是LoRa可以發(fā)揮的場(chǎng)域，同時(shí)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(shí)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(lái)相關(guān)應(yīng)用的市場(chǎng)榮景可期。另外，LoRa與SigFox雖然受到NB-IoT強(qiáng)大的擠壓，但因?yàn)槲锫?lián)網(wǎng)應(yīng)用還屬于成長(zhǎng)中的市場(chǎng)，這兩個(gè)技術(shù)的市場(chǎng)成長(zhǎng)動(dòng)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(gè)應(yīng)用的數(shù)量都較小，百萬(wàn)節(jié)點(diǎn)以上的規(guī)模應(yīng)用會(huì)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(lái)兩年的發(fā)展重點(diǎn)應(yīng)該是創(chuàng)造良好的消費(fèi)者使用體驗(yàn)，包括硬件終端芯片/模塊的降價(jià)、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。