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[导读] 传统电信通讯适合长距离的覆盖,但其功耗极大,且覆盖能力受到基地台建置密度影响,对于物联网时代大量低数据传输需求应用情境,让低功耗广域网(Low Power Wide Area Network;LPWAN)有异军突起的机会,现今已广泛应用在智能工厂、城市、农渔牧业等领域。

 传统电信通讯适合长距离的覆盖,但其功耗极大,且覆盖能力受到基地台建置密度影响,对于物联网时代大量低数据传输需求应用情境,让低功耗广域网(Low Power Wide Area Network;LPWAN)有异军突起的机会,现今已广泛应用在智能工厂、城市、农渔牧业等领域。

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LPWAN相关技术难度不高,因此许多低功耗长距离的技术陆续推出,目前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LoRa、SIGFOX等,这些技术规范在相近时间推出,各阵营动作频繁,这将是物联网产业近期最热门的话题。

正文科技执行董事杨正任表示,LPWAN数据量少其传输速率小于200kbps,其传输距离在市区可达3~5公里、郊区可达10~15公里,刚好补足现有WiFi、Zigbee等局域网络传输范围缺口,另方面具有省电、长距离传输、成本低特性,又可弥补传统蜂巢式电信高成本缺点。

研华科技资深产品经理林裕雄指出,"低功耗"对于物联网应用极为重要,因为在物联网的许多应用环境中,传感器分散各处,可能是人迹罕至的荒郊野岭、可能是交通不易的远海高山,初期部署已经困难,但后续的巡检维护则是更耗费人力成本的部份。

加上物联网的应用生命周期也长,数据传输模块的低功耗能力和设计,是关系到物联网建置是否能够有效降低LPWAN维护成本,成功发挥数据搜集效益的关键。

杨正任强调,一般人常将LoRa、NB-IoT与SIGFOX相提并论,其实十分不正确,他进一步解释SIGFOX只是由法国SIGFOX营运商在全球各地部署的"LPWAN服务平台",而非共通传输协议,由SIGFOX"做庄"主导系统,透过各地营运商合作,打造一个服务可复制到全球SIGFOX网络的商业模式,并向终端应用户收取服务费用。

以智能手机作为比喻,SIGFOX如同智能手机制造商苹果(APPLE),整个生态体系从硬件、软件端都要遵循SIGFOX游戏规则来进行,但也因此各参与者都采用相同软硬件架构,独树一帜的好处是不会有硬件破碎化,链接整合相对较为容易。

相对地,LoRa则如同Android开放性,意味着对该技术有兴趣的公司皆可部署营运,虽然LoRa具有联盟标准规范,但面对各路参与者众声喧哗,难免就会破碎化,但其开放式平台则有利于各方协力创新,让技术发展较为先进。

目前LPWAN仍以LoRa为主力,且有一定的需求量,他分析SIGFOX为一封闭体系,由单方面主导发展,在技术发展上相对会有些局限,相同使用非授权频段的LoRa,反之在供货商协力合作,提供多样式技术整合,在抗干扰性、传输效率相对来说都较为进步。

另一方面,由国际电信联盟(International Telecommunication Union;ITU)订的标准NB-IoT,主要采用授权带宽,只需将现有基地台升级就可以,因为透过授权带宽,比较不会有干扰,适合需要高度可靠数据传输,或者服务覆盖较广的应用领域,但因为需透电信业者中介,导入成本会较高。

LPWAN的规格竞争,常有人提及会不会重演4G规格竞争戏码?杨正任说,各种规格各有擅长,适合应用于不同情境,例如SIGFOX具有服务平台规格化及大区域运营的优势,但LoRa则擅长行业专网的应用,厂商可自主建构封闭私有的网络应用,在成本上相较于其他解决方案更具优势。

电信业者虽已开始采用NB-IoT技术,投入LPWAN数据传输营运服务,但许多的物联网应用是位于电信讯号偏弱、甚至没有讯号服务的地方,NB-IoT就不是合适的应用技术,此时,LoRa网关(Gateway)就可以其相对成本低廉、建置容易的优势,协助使用者快速建立私人通讯网络,搜集所需数据。

此外,LPWAN与其他LTE蜂巢网络、区域型网络(LAN)间也非竞争对立,更像是互补关系,物联网应用面对各种复杂网络环境,为了适应不同创新应用,需要多种无线传输互为支持补充,让在不同场景下之应用可切换至合适的无线传输方式,实现最好的系统效能。

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