物联网、大数据、AI人工智能这几个词汇，相关产业人员想必娴熟于心。在物联网的技术架构中，“感测”是最基础的核心源头，无论在农业、工业、建筑、交通、医疗等领域，要让感测到的数据透过AI分析，进而形成相关应用，首先必须部署适合的传输技术与网域，才能搜集并回报巨量的环境数据。 在无线通信技术里，WI-FI、bluetooth、ZigBee、Z-Wave这几项较早推出的应用已经于不同领域中奠定发展基础。WI-FI适用于大数据量的传输，比如影音传输或者A R/V R等领域，同时也是一般无线网络的基础，缺点是耗电量大;蓝牙多用于个人穿戴式装置，在声音领域的应用较为成熟;ZigBee和Z-Wave则是在工业、建筑等自动控制应用中成果丰硕。 长距离+省电特性，LPWAN解决物联网传输难题 谈到无线网络，大家脑中想到的，除了WI-FI之外，大概就是手机的移动式通信网路了。如今的通讯技术即将迈入5G，讲求更大带宽、更高速率、更低延迟，当然也更耗电，由于是对应人与人之间的通讯，因此数据传输较密集、交换量也更为庞大。针对M2M的通讯，由于装置的部署范围通常更宽广，且无线装置必须避免频繁更换电池，LPWAN(Low Power Wide Area Network，低功耗广域网)技术顺势而生，其小数据量、长距离传输及省电的特性，在物联网应用领域中大放异彩。 较早期的无线传输技术，如WI-FI、ZigBee和Z-Wave，通讯传输距离顶多只有100公尺，用在智能家居领域，必须再加装讯号加强的天线或中继站。若是要满足智能城市的相关应用，例如环境监测或资产追踪，传输距离可达20公里的LPWAN技术显然能大幅缩减布建成本，只要几个机站就能覆盖大面积的范围;以电池作为电力来源，则省略了布线问题，让传感器的安装步骤更简易。目前最受关注的LPWAN技术分别是LoRa、Sigfox和NB-IoT，这三种技术具有各自的优势，业主可根据不同领域及使用需求，选择最适合的通讯技术。 低耗能、高范围传输：LoRa与Sigfox大比拚　　正如LPWAN的技术特色，LoRa与Sigfox都具有长距离、低功耗的特点，可延长电池寿命，形成大范围的讯息传输。两者皆使用免授权的Sub-1GHz ISM频段，不需额外付出授权费用，且由于电子芯片制造技术的突破，两项技术的硬件制造成本不断降低，比如去年在台湾地区产业已经启用的Sigfox，月租费最低只要0.4元人民币。 LoRaWAN是由各产业联盟共同推动的网络标准，提供开放式技术，只要取得关键内容，就能开发个别的应用。不同于LoRa的开放性，Sigfox则是由法国同名公司自行开发的技术，掌握核心网络的营运和布建，意图以独立营运商的角色，在全球进行网络基地部署，目前已能同时在36个国家和地区使用可连结的网域和设备。以类型来说，LoRa好比小型的私人网域，传输距离最远可达20公里，只要掌握技术，就能自行架设基站，自由度更高。 Sigfox则是以全球为营运目标，不断扩展网络基地的蓝图，可提供用户既有的网络布署及云端服务，需要付出额外的月租费，相对LoRa而言，成本较高，但平台方案完整，不须额外布建网络。Sigfox的传输距离可达50公里，是三种技术当中范围最广的，不过为达到低功耗的目标，LoRa和Sigfox的每日传输次数都有限制，一天当中的传输时间很短，适合发挥在没有实时通讯需求的领域，比如每日固定回报数据的传感器，可测量温湿度、PM2.5等特定环境数据，藉由长距离、少次数的传输型态，形成较大面积的物联网应用。 电信业者强强推：NB-IoT　　另一项在物联网产业链上讨论热烈的技术是NB-IoT，与前述两项技术最大的不同，在于它是由3GPP组织所制定的技术，使用需授权的GSM和LTE频段，也就是说，NB-IoT必须藉由电信产业买下频段授权，使用者只能透过电信业者或第三方代理商取得授权技术和频段，才能使用NB-IoT相关服务。NB-IoT的优势在于它是由现有电信业者推出的技术，不需重新布建网络，只要更新软件，就能使用现有的4G电信基地台和相关设备。另一方面，采用电信级的网络，在通讯质量和讯息安全性拥有高度的保障。台湾地区远传电信目前已推出NB-IoT的抢先体验活动，并预计于5月底完成全台基地升级，只要远传电信能收到讯号的地方，就能使用NB-IoT，装置月租费约为2至12元人民币。 “将对的技术摆在对的位置上”──无线通信技术应用 上述三种热门的LPWAN技术各自有着不同特点，业界多预测未来其中一项技术将会力压群雄，成为一枝独秀。然而，正如LoRa创始人之一Olivier Hersent曾说过的，互相合作的共存关系更可能带领未来技术走向新的发展。事实上，物联网应用领域百百款，这三种技术的特点也对应了不同领域的特殊需求。比如NB-IoT，用户许可证频段和LTE技术，其网络不限制传输讯息次数，所能携带的数据量也更高，因此适用于重视网络传输稳定性和实时性的智慧工业领域，或者是需要声音、图像文件等高数据传输的物联网装置。相对地，NB-IoT的功耗也高于另两项技术，电池寿命的损耗较大。同时与电信业者的协作模式，在向用户推广时会更为快速、简便，从另一角度来看，也受限于硬件成本(芯片)和月租成本。 与NB-IoT相比，LoRa和Sigfox由于硬件成本低、功耗更小，因此更适合在小数据量、大范围的传输应用。LoRa技术目前的发展规模已趋向成熟，且曾与亚太电信及鸿海富鸿网合作，在台湾地区已有实际营运成果。虽然传输距离不比Sigfox，但传输带宽较高，建设成本和技术难度不高，适合在高科技厂区中建设封闭型网域，传输各类型的感测数据。 以全球布建的角度来说，Sigfox是很有发展性的技术，由于Sigfox提供全球性的网域服务，对跨国公司来说更为便捷，尤其是一体成形的网络方案，对高收益的公司而言提供完整且稳定的云端服务，省去许多开发和协作上的麻烦。Sigfox的传输距离最远，但一天内的传输次数最少，因此适合应用在反应数据变化或固定时段传送数据的场景，比如管线监控、智能电表、地区气候监测和警报等。Sigfox目前在台湾地区与O-bike合作，负责定位追踪服务，以及中兴保全的设备状态侦测，和智能医疗远程照护等应用。由于是跨国应用，Sigfox也与美国快递公司合作，在包裹上装设传感器，除了知道包裹的运送位置，也能侦测拆开的时间，将具体数据传送回美国。 物联网未来愿景：信息安全与技术验证缺一不可新兴科技带来更便利及美好的未来愿景，同时也带来关于安全的隐忧，当各种信息在网络上流通，一旦网络安全发生问题，将可能导致个人隐私外泄，甚至影响人身安全。在极重视隐私权的欧洲，已经通过通用数据保护协议(General Data Protection Regulation，简称 GDPR)，其中严格规范了网络公司对个人资料搜集的限制与管理。虽然资安问题在台湾尚未掀起全面关注，但随着物联网装置和领域的拓展，一般使用者也会更频繁的接触到相关的议题，网络安全必定将成为产品/软件供货商需提出的服务方案之一。 资深人士提醒，所有无线通信技术都必须经过国家规范和联盟认证标准。首先必须先通过各国法规对无线通信频率和功率的控管，让产品具备合格的通讯标准，不会因要加强通讯而影响其他电子仪器或人体健康。再来还必须通过各个技术联盟的标准，包含电磁波型、通讯协议及互联性测试，确保使用同类型通讯技术的产品能够互相沟通。如同目前市面上的智能家居网关，大多会容纳1至3种的通讯技术(如WI-FI、Bluetooth、ZigBee等)，产品的互联性及抗干扰性就更为重要。或许在不久的将来，也会在单一物联网模块内整合LoRa或NB-IoT等不同的无线网络通讯技术，像是在偏远工厂，以LoRa形成局域网络内设备间的数据传输，再将数据传送到外部的LTE网络，整合多个厂区的数据进行整体分析。 无论在交通、工业、农业、建筑、医疗、金融等领域，物联网所要关注的将会是数据下的新兴应用，装置联网只是基础，只有善加利用软件服务，掌握应用商机，才能具体实现物联网的真正智慧。 Read more.