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2017年5月15日 星期一

LPWAN ( Low Power Wide Area Network) Technology Overview




來源: OFweek 物聯網



低功耗廣域網將實現「真正」的物聯網。根據GSMA Industry Paper報告預測,2019年全球將有超過二十億部LPWAN裝置聯網;看好低功耗廣域網的潛在商機,無論是晶片商、系統商,或者是電信服務商等,皆積極投身市場佈局。LPWAN各式技術聯盟、合作項目也應運而生,例如LoRa。

低功耗廣域網(LPWAN)將實現「真正」的物聯網。根據GSMA Industry Paper報告預測,2019年全球將有超過二十億部LPWAN裝置聯網;看好低功耗廣域網的潛在商機,無論是晶片商、系統商,或者是電信服務商等,皆積極投身市場佈局。LPWAN各式技術聯盟、合作項目也應運而生,例如LoRa。

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迅速竄紅 大廠紛投入LoRa陣營
目前毋須授權頻段的LPWAN技術,最為火熱的就是LoRa與Sigfox。而LoRa則是在所有使用非授權頻段的LPWAN技術中,最為受到廠商關注的陣營;無論是電信商、晶片商,甚至是有線電視業者,皆看好其發展前景,紛紛加入該聯盟。舉例來說,2017年4月20日美國有線電視龍頭康卡斯特(Comcast)也成為了該聯盟的一員,且預計將加入聯盟董事會。

對此,LoRa聯盟認為,Comcast在聯盟終將任領導性的角色,可促使該公司與其他成員,更加緊密地合作,並為其提供更廣泛生態系統的機會。

LoRa聯盟主席Geoff Mulligan表示,從Comcast成功地在費城佈署得知,該公司具有標準化LPWAN的能力,且有潛力實現真正的物聯網技術

Comcast成為聯盟成員,代表著其對LoRaWAN技術的認可;雖然該公司甫成為聯盟會員,但已開始大力推動聯盟事務,因為Comcast相信與聯盟合作,可進一步地將LoRaWAN技術推向成功之路。

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事實上,早在2016年10月時,Comcast即宣佈旗下低功耗物聯網網路的machineQ事業部,採用了LoRaWAN技術。Comcast machineQ事業部總經理Alex Khorram表示,隨著該公司在美國佈署LoRaWAN技術後,其核心技術的網路傳播,以及覆蓋率遠遠超出預期想像,來自不同應用領域的客戶需求日益增加。

該公司認為,在國際間推展LoRaWAN技術合作,以及成長機會具有重要價值。

在電信商方面,2016年7月荷蘭電信商KPN,利用了LoRa技術打造出全國性的物聯網網路,該公司利用其原有的基地台,加以佈建LoRa無線通信功能,借此建立出一座覆蓋率可達全國的物聯網網路,用以做為交通信號、路燈、煙霧偵測、廢棄物管理,以及資產追蹤之用。

此外,半導體商也看好LoRa技術帶來的市場前景,也企圖搶進此一市場分一杯羹;意法半導體(ST)借其旗下多元化的微控制器(MCU)產品線,進而提升該公司在LPWAN市場的優勢。

意法半導體產品行銷經理楊正廉表示,LoRa技術的應用層面十分廣泛,無論是智慧城市、工廠自動化、停車系統,抑或是水/電/瓦斯三表系統等,皆可導入該項傳輸技術。

楊正廉表示,在LoRa方面,該公司已與Semtech合作,利用ST的STM32搭配Semtech LoRa模組,進而製造出低功耗,且廣域傳輸的解決方案;只需要一部閘道器,即可完成涵蓋整個台北市的LoRa傳輸接口。

楊正廉進一步表示,LoRa技術的應用層面十分廣泛,無論是智慧城市、工廠自動化、停車系統,抑或是水/電/瓦斯三表系統等,皆可導入該項傳輸技術。

楊正廉認為,目前LoRa整體的生態系統運作良好,上至上游芯片商、模塊廠,一路到網關與系統整合商,皆有完整的產業鏈。

而在應用方面,台北市政府為了發展智慧城市,並提升物聯網產業競爭力,也宣佈以LoRa無線傳輸技術作為主要應用。目前台北市政府已推出的LoRa應用情境有:空污感測、智慧停車,以及One Click Solution。

無需年費 LoRa付出成本較低

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LoRa與Sigfox兩大技術的應用領域重疊性相當高,也一直是被相關廠商作為相互比較的技術。事實上,LoRaWAN的傳輸距離遠不及Sigfox,不過訊號也可傳輸數公里;且因LoRa技術具有開放性,意味著對該技術有興趣的公司皆可佈署/營運,因此LoRa在面對跨國傳輸時,將會產生漫遊費用等問題。話雖如此,楊正廉認為,在某一特定範圍內/封閉型地區的應用,LoRa將較Sigfox更具有成本優勢。

舉例來說,在農場的應用情境中,倘若農場主人欲於每一頭牛只上加掛感測器以便追蹤;若是採用LoRa技術,使用者只須花費Lora感測器模組、閘道器(Gateway)、Wi-Fi,以及雲端的建置成本,即可做好牛只的管理。

且LoRa也可透過現有傳統LTE網路,將資訊傳送至雲端,再透過更大範圍的NB-IoT網路,或者現有的4G LTE網路,傳送到開放的雲端或私有雲,整合多個廠區的數據進行匯整分析,就會是智慧製造非常有用的資訊。

但在此一類型的應用情境中採用Sigfox技術,每一頭牛即視為單一節點;而Sigfox的特性即是每一節點,每一年皆須向Sigfox公司繳交年費(每一節點的費用將坐落在1~12元美金不等),就以封閉型的應用區域而言,LoRa將更具有成本優勢。

在物聯網的浪潮中,更低功耗/成本的數據收集與傳輸,無疑是未來重要的發展方向;以往各類不同的物聯網設備搭載的通訊協議不盡相同,只能各自建立其網路。例如上述所提到的水/電/瓦斯三表系統,若是搭載的通訊協議不同,將消耗人力與設備建置成本。
目前無論是海內外企業,或是政府組織,皆尋求建立出一套共同的無線網路環境,希望可借此將不同的物聯網應用,放入統一環境中運作。倘若是在封閉型的場域中,透過LoRa或許可更加完整其應用。


                                                                                                                                                                                                                 


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