Narrow Band IoT (NBIoT)
NB-IoT是專為低功耗、低成本物聯網裝置所開發的新式無線標準，能與蜂巢式網路基礎架構共同運作。其具備低功耗、長距離的特性，以及強大的訊號穿透力，能在特定環境中，提供其他無線技術沒有的優點。因此，NB-IoT成為物聯網裝置，連結至雲端的理想選擇。
物聯網(IoT)有「最後一里」的難題。雖然用來收集與分析資料的雲端基礎架構早已就緒，但是，到現在可用來連結大量裝置接上網路、且兼具傳輸距離、低功耗與低成本特性的無線基礎架構，卻還沒有到位。
窄頻IoT(NB-IoT)是專為低功耗、低成本物聯網裝置所開發的新式無線標準，能與蜂巢式網路基礎架構共同運作。無需專屬的閘道器，因此裝置製造商能專注於設計裝置的功能性，不用再擔心無線基礎架構的問題。
圖1 NB-IoT技術特性
做為一種窄頻無線電技術，NB-IoT具備低功耗、長距離的特性，以及強大的訊號穿透力，能在特定環境中提供其他無線技術沒有的優點(圖1)。集合這些優勢，以及行動通訊產業支援，使NB-IoT成為物聯網裝置連結至雲端的理想選擇。
經過多年的開發， NB-IoT標準已於2016年6月制訂完成，成為3GPP第十三版的一部分。它是窄頻技術，僅使用180kHz頻寬。因此，它的資料傳輸速率僅約27.2kbit/s下載，及62.5kbit/s上傳。雖然此傳輸量比Wi-Fi、藍芽或高階蜂巢式技術低了許多，但對眾多隻需傳送狀態資訊的物聯網應用來說，已經綽綽有餘。
具功耗、距離、穿透力優勢
由於NB-IoT的鏈結僅使用很小的頻寬，因此能以低功耗實現長距離通訊。此外，窄頻再加上運作於GHz以下頻帶，意味著NB-IoT擁有極佳的訊號穿透力。也由於它採用授權頻段，NB-IoT與藍芽、Wi-Fi、以及其它在日益壅塞的ISM免授權頻段上，運作的通訊協議相比，擁有更佳的訊號完整性，以及較低的干擾。
雖然NB-IoT是與蜂巢式網路供貨商一起設計，硬體也相容於既有的網路，但事實上，它是一個全新的通訊協議，與既有的LTE或3G協議並不相同。
做為一種「全新設計」的標準，NB-IoT堆疊簡潔，且易於建置，這代表NB-IoT無線電模組，會比大多數的蜂巢式無線電簡單許多，而且成本相對合理。
做為一種「全新設計」的標準，NB-IoT堆疊簡潔，且易於建置，這代表NB-IoT無線電模組，會比大多數的蜂巢式無線電簡單許多，而且成本相對合理。
不同於其他競爭的物聯網無線協議，需要依賴閘道器，NB-IoT的蜂巢式特性意味著，只要當地的網路供貨商支援，設計人員僅需在裝置中，加入NB-IoT無線電模組，就能連線至網際網路，完全不需要閘道器或路由器。
對許多企業來說，這能簡化開發成本並加速上市時程，只要專注於自己的核心能力，無須耗費心力於建置可支援其物聯網佈署的無線基礎架構。
對許多企業來說，這能簡化開發成本並加速上市時程，只要專注於自己的核心能力，無須耗費心力於建置可支援其物聯網佈署的無線基礎架構。
NB-IoT應用領域多元
雖然NB-IoT甫於2016年才完成標準制訂，但它已經被實際運用在市場上，以實現現代聯網城市的物聯網願景。從德國、西班牙到挪威，都已成功完成了多項現場測試，充分證明NB-IoT是城市物聯網應用的理想方案(圖2)。
圖2 NB-IoT應用範疇
物聯網的主要任務之一是促進資源的有效監控與分配，以實現一個更具智慧、效率的世界。但傳統的Wi-Fi、藍芽和蜂巢式技術的問題是，它們的傳輸距離、功耗與成本特性，都無法真正實現這個願景。
NB-IoT之所以能在都會環境中發揮其強項，最主要是因為它擁有能與傳統無線技術互補的特性。它能提供蜂巢式技術的傳輸距離、藍芽的成本效益、以及無可匹敵的室內穿透力，讓訊號不受都會障礙物的影響，傳送無礙。
智慧量表
在西班牙，當地的自來水公司Aguas de Valencia已利用NB-IoT來降低營運成本，並提升管理可視性。在Valencia以及西班牙的其他地區，Aguas de Valencia負責管理超過一百萬個水錶，每個水錶都需要定期讀取用水度數(圖3)。
目前許多的公共事業公司，都是派員工到現場抄寫資料，但此做法不僅耗費成本，也無法即時掌握使用者的使用情況。
圖3 智慧讀表為NB-IoT主要的應用之一
受到NB-IoT相關報導的啟發，瞭解此技術可將基礎架構交由蜂巢式網路供貨商來管理，因此Aguas de Valencia決定在最困難的區域，試用u-blox的NB-IoT技術，包括僅有微弱或沒有蜂巢式網路覆蓋的地下室，或下水道這類有金屬蓋的隱蔽處所、以及傳統無線技術難以到達的其他區域等。
其結果令人十分驚豔。每個測試的行動裝置，都是安裝在量表平常放置的位置，而且傳送讀數毫無問題。Agua de Valencia一天最多能取得24次即時資訊，完全無需派遣工作人員到現場。
由於NB-IoT是一項獲得蜂巢式網路供貨商支援的標準化技術，Agua de Valencia無須擔心管理水錶所需的無線基礎建設。而且，NB-IoT裝置的電池壽命可達10年以上的量表使用週期，因此係統的維護與營運成本也能降至最低。
智慧停車
每個人都知道，在市區裡四處繞圈子找停車位簡直是一場惡夢。這不僅是駕駛的問題，也是都會區的交通問題，都市的交通堵塞約三成，來自尋找車位的交通流量。
因此，智慧停車的目標是要解決找停車位的問題，透過無線通訊技術來通知駕駛哪裡有停車位。除了協助需要停車位的駕駛之外，智慧停車還能間接地減輕都會區的交通阻塞，讓駕駛駛離繁忙的道路。
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智慧停車並不是新觀念，但由於各種的技術與經濟問題，過去一直無法真正取得成功。利用專屬的無線協議，今天大部分的智慧停車系統，要求營運商不僅要安裝停車感測器，還要建置無線基礎架構，以便連結每個感測器，並將它們連上網際網路。
這對營運商來說，不僅成本昂貴，而且技術複雜度也高。
NB-IoT能夠解決這些問題，因為每個感測器都能直接與雲端通訊。這不僅能降低系統成本，而且能大幅簡化佈署作業，僅需要在停車場安裝感測器就好。因為裝置是以電池供電，並以無線通訊，不須電纜，再加上它運用的是蜂巢式技術，也不需要無線路由器。
NB-IoT在智慧停車應用有絕佳的潛力，並已經在全球各地成功測試佈署。例如，在2017年1月，Q-Free針對新款智慧停車感測器展開了一項測試計劃，並與全球知名的行動通訊業者Telenor以及挪威公共道路局(NPRA)共同合作。另外，在中國、西班牙、德國和日本也進行了多項智慧停車測試計劃。
智慧農業
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窄頻物聯網的室內穿透力，除了能在都會環境提供強大的覆蓋率之外，NB-IoT在智慧農業也能發揮極大的作用。其他的無線技術可能無法覆蓋大型區域，NB-IoT的長距離與蜂巢式設計，使其非常適合精密農業的應用，包括灌溉、病蟲防治以及溫度和溼度監控等。
針對農業應用，和智慧停車與智慧量表一樣，NB-IoT的價值不僅來自於它的無線覆蓋率與低功耗特性，也是因為它的易於部署。停車業者、公共事業業者與農夫都沒興趣成為無線基礎架構的專家，他們只希望聯網解決方案能夠正常運作。
解決物聯網最後一里瓶頸
雖然NB-IoT在2016年6月才完成標準制訂，但它的接受度正在快速攀升。目前，全球各地的行動網路營運商都在佈署NB-IoT網路，從西班牙到挪威、韓國與日本。NB-IoT以無線物聯網標準的姿態快速普及，對網路供貨商與裝置製造商都將帶來絕佳的效益。
NB-IoT的快速佈署，其中的一個原因是因為建置過程非常容易。許多網路供貨商僅須透過，在其基礎架構中的一個軟體升級，就能建置NB-IoT。因為每個基地台最多能容納約10萬台裝置，與其他高頻寬的技術相比，更無需擔心網路容量問題。
網路供貨商支援NB-IoT是有利可圖的，因為NB-IoT能為他們帶來物聯網的營收來源。雖然其他獨立於蜂巢式技術的低功耗廣域網技術也正在開發，但NB-IoT是與主要的電信營運商共同開發，讓他們能夠以合約使用者的方式提供網路覆蓋。
對裝置製造商來說，NB-IoT的快速普及以及標準化特性，讓他們能設計精巧、低成本的物聯網裝置，而且容易佈署與銷售。主要網路業者的支援，以及蜂巢式特性，讓NB-IoT不管就相容性或覆蓋率來看，都是無線物聯網技術的理想選擇。
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