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5G 前導技術「低功耗廣域網路NB-IoT」 - 物聯網應用 再掀大浪潮
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隨著物聯網應用範圍持續擴大,全球各類連網裝置數不斷創下新高,根據資策會產業情報研究所報告指出,隨著低功耗廣域網路(LPWAN)晶片與模組價格下滑,預計2021 年,全球LPWAN 市場規模將超過8 億個連網裝置,其中又以「窄頻廣域物聯網」(Narrow-Band-IoT;NB-IoT)因具備低功耗、低成本、大連結、廣覆蓋等特性,最受市場矚目,目前已經強勢席捲中國大陸與歐洲廣域物聯網市場。

台灣廠商積極發展NB-IoT
相關解決方案

迎合NB-IoT 的發展浪潮,國內廠商與法人研究機構都積極投入搶進。在半導體領域,IC 設計大廠聯發科技在2017 年發表NB-IoT 系統單晶片(SoC)「MT2625」,專為滿足精簡與微型化物聯網裝置的各種需求量身設計,讓物聯網裝置僅需使用電池就能連續數年,藉此拓展連網裝置的使用場所與方式,進而擴大物聯網的應用版圖。

聯發科技指出,MT2625 SoC 配置一個arm®Cortex®-M 微控制器(MCU)、虛擬靜態隨機存取記憶體(PSRAM)、快閃記憶體以及電源管理單元(PMU),整合在一個微型封裝,除了藉以降低製造成本、還能加快終端產品的上市時程。此外,MT2625 支援3GPP R13(NB1)與R14(NB2) 標準的全頻段( 從450MHz 到2.1GHz),可因應各種物聯網應用的需求,包括智慧家居控制、物流追蹤、智慧儀表等。

以NB-IoT 技術與系統解決方案為基礎,聯發科技積極推動全球市場布局,2018 年6 月聯發科技宣布與愛立信合作,將致力於拓展NB-IoT終端商業生態合作體系。在此之前,雙方已針對聯發科技NB-IoT 系統單晶片(SoC)平台與愛立信大規模IoT 網路基礎架構兼容的事宜,展開了長達數月的測試與驗證。

2018 年底,聯發科技進一步完成與軟體銀行公司(SoftBank)的NB-IoT 連網驗證,這項里程碑為日後在日本進一步推動各種商業NB-IoT應用,打穩基礎。聯發科技副總經理暨智慧裝置事業群總經理游人傑表示,軟體銀行是日本首屈一指的通訊服務創新業者,聯發科技能夠通過軟銀NB-IoT 技術驗證,反映出聯發科技在推動這項計畫所挹注的心力,並為全球市場打造能順暢運作的NB-IoT 技術,進一步鞏固聯發科技在蓬勃發展的NB-IoT 市場領導地位。值得一提的是,聯發科技在規劃及執行3GPP LPWA 技術規格方面,扮演著奠定基礎的角色,而針對NB-IoT 展示的各項連網技術,證明NB-IoT 在高度整合系統與省電連網方面,具備高度潛力。

網通廠部分,亞旭電腦有鑑於物聯網成為新一波科技大浪潮,已於日前發表物聯網裝置通訊模組(NB-IoT),標榜「3L:低耗能(Low Power)、低成本(Low Cost)、低網路延遲(Low Latency)」技術,可提供用戶精省成本、高續航力的全新體驗。亞旭電腦指出,未來在穿戴裝置、物流管理、長照醫療與環境監測等應用之中,該模組將成為物聯網從概念走向實踐的關鍵,真正落實「物物相連」的智慧應用。

資策會推動NB-IoT 應用升級
產業界之外,國內法人機構資策會也在政府政策資源的挹注之下,積極推動國內NB-IoT 的發展。目前,資策會智慧系統研究所(簡稱資策會系統所)已經開發出「NB-IoT 智慧居家解決方案」,未來期望可以協助國內業者快速切入NBIoT的創新應用。

資策會系統所以社區巡邏勤務為例指出,過去勤務人員必須頻繁出巡,確保各項巡邏重點,如安全門是否關閉、照明燈具是否完備、抽排風機是否按時開啟、鐵捲門運作是否正常、機房設備用電安全等等,如今有了「NB-IoT 智慧居家解決方案」,將取代巡邏勤務,成為把關社區的運作利器。這是因為NB-IoT 訊號可覆蓋數公里,並可穿透地下室樓層,還可提供預警通知,達有效節省人力降低成本,讓巡邏任務在彈指間完成。

值得注意的是,隨著物聯網技術應用的多元普及,物聯網裝置的安全議題也逐漸被重視。資策會系統所所長馮明惠另外強調,NB-IoT 採用電信設備等級的安全機制,於各個協定層都能提供有效的安全機制,因此越來越多營運商加入布建NB-IoT 網路的行列。然而,隨著NB-IoT 新功能的發展,仍需隨時注意是否對既有的安全機制產生影響。

未來,資策會將鎖定智慧生產工具的NBIoT連網與監控應用領域,整合國產晶片、模組、基站,發展高值化設備監控與管理系統的完整解決方案,促進工廠之自動化與智慧化,利用連網能力進行設備監控、各項數據收集與分析,從而改善設備的維護管理,以延長工具使用壽命,減少操作期間的人為失誤,減少整個生產線的停機時間,創造台灣NB-IoT 產業鏈在工業物聯網的應用商機。

另外在NB-IoT 醫療物聯網方面,未來可與智慧醫療健康設備結合,為血壓儀、血糖儀等醫療健康設備提供NB-IoT 遠端醫療解決方案,建立個人化的健康管理模型和慢性病管理模型,為大量用戶提供客製化的健康管理服務,及醫院醫材物聯網管理等應用,使我國在物聯網產業鏈上有突破性的進展,顛覆傳統物聯網的生態。

資策會強調,目前台灣正跟隨其他國家多數電信領導業者的腳步,以3GPP 陣營的NB-IoT為網路布建首選,在安全與品質較佳的授權頻段運作基礎之下,發揮LPWAN 長距離、低功耗與大連結優勢。未來,資策會將依據3GPP 標準的演進,深耕NB-IoT 基站產品技術研發,以及朝NB-IoT 的工業物聯網應用及NB-IoT 醫療物聯網應用情境前進。

毫無疑問,NB-IoT 勢頭正起,台灣電子科技產業如何在這波大浪潮之下,開發符合需求的技術與解決方案,贏得相關商機,考驗著產官研各界的智慧,各界應緊鑼密鼓積極布局,搶攻商機。

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