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物聯網網路技術

12 月 2 日「5G 建設智慧活力新台灣論壇」YOUTUBE\FB 臉書直播頻道 QR Code 掃描。

本場論壇既有遠傳電信（智慧節能）、中華電信（智慧交通）、宗亞資訊（智慧建築）、歐普羅科技（智慧影像雲端物聯網）、ㄧ德金屬（智慧門禁）、銀創雲端（無人機應用）
、新銳動能（智慧儲電）、凱羿科技（通信網路檢測）、MITS 旭捷電子（5G 機房數據中心系統週邊設備解決方案）、3S 立承系統（智慧影像監控＠智慧工廠應用）、KCA 鎧鋒企業（智慧門禁之各式讀卡機與電子門鎖）、TUTK 物聯智慧（智慧家庭整合平台）發表展出，歡迎掃描進入觀看。

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物聯網 (IoT) 始於連接性，但由於 IoT 是一個廣泛多樣且多方面的領域，因此您肯定找不到一刀切的通信解決方案。繼續我們對網狀和星形拓撲的討論，在本文中，我們將介紹六種最常見的物聯網無線技術類型。

每個解決方案在各種網絡標準中都有其優點和缺點，因此最適合不同的物聯網用例。

物聯網無線技術

1. LPWAN

低功耗廣域網 (LPWAN)是物聯網中的新現象。透過在可使用多年的小型廉價電池上，提供遠端通信，這一系列技術專門用於支持遍布龐大工業和商業園區的大規模物聯網網路。

LPWAN 可以真正連接所有類型的物聯網感測器 —— 促進從資產追踪、環境監控和設施管理到佔用檢測和消耗品監控的眾多應用。儘管如此，LPWAN 只能以低速率發送小數據塊，因此更適合不需要高頻寬且對時間不敏感的用例。

此外，並非所有 LPWAN 都是平等的。今天，存在在許可（NB-IoT、LTE-M）和未許可（例如 MYTHINGS、LoRa、Sigfox 等）頻譜中運行的技術，在關鍵網路因素方面，具有不同程度的性能。例如，雖然功耗是基於蜂窩的許可 LPWAN 的主要問題；在採用未經許可的技術時，服務品質和可擴展性是主要考慮因素。如果你想確保長期的可靠性、安全性和互操作性，標準化是另一個需要考慮的重要因素。

在此處了解有關該無線 IoT 技術系列的主要考慮因素的更多資訊。

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2. 蜂窩（3G/4G/5G）

蜂窩網路在消費類行動市場中已確立地位，可提供可靠的寬頻通信，支持各種語音通話和影像串流應用。不利的一面是，它們帶來了非常高的營運成本和電力要求。

雖然蜂窩網路不適用於，大多數由電池供電的感測器網路供電的物聯網應用，但它們非常適合特定用例，例如聯網汽車或運輸和物流中的車隊管理。例如，車載資訊娛樂、交通路線、高級駕駛員輔助系統 (ADAS) ，以及車隊遠端資訊處理和追踪服務，都可以依賴無處不在的高頻寬蜂窩連接。

具有高速移動支持和超低延遲的蜂窩下一代 5G 定位，為自動駕駛汽車和增強實境的未來。5G 還有望在未來實現公共安全的即時影像監控、連接健康的醫療數據集的即時行動傳輸，以及一些對時間敏感的工業自動化應用。

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3. Zigbee 和其他網狀協議

Zigbee 是一種短距離、低功耗的無線標準 (IEEE 802.15.4)，通常佈署在網狀拓撲中，透過在多個感測器節點上，中繼感測器數據來擴展覆蓋範圍。與 LPWAN 相比，Zigbee 提供更高的數據速率，但同時，由於網狀配置，電源效率要低得多。

由於它們的實體短程（< 100m），Zigbee 和類似的網狀協議（例如 Z-Wave、Thread 等）最適合節點分佈均勻的中距離物聯網應用。通常，Zigbee 是 Wi-Fi 的完美補充，適用於智慧照明、HVAC 控制、安全和能源管理等各種家庭自動化用例 —— 利用家庭感測器網路。

在 LPWAN 出現之前，網狀網路也已在工業環境中實施，支持多種遠端監控解決方案。然而，對於許多地理上分散的工業設施來說，它們遠非理想，而且它們的理論可擴展性，常常受到日益複雜的網路設置和管理的抑制。

4.藍牙和 BLE

藍牙屬於無線個域網範疇，是一種短距離通信技術，在消費市場中處於有利地位。經典藍牙最初用於消費設備之間，點對點或點對多點（最多七個從節點）的數據交換。低功耗藍牙針對功耗進行了優化，後來被引入以解決小規模消費物聯網應用。

支持 BLE 的設備大多與電子設備結合使用，通常是用作將數據傳輸到雲端的集線器的智慧手機。如今，BLE 已廣泛整合到健身和醫療可穿戴設備（例如智慧手錶、血糖機、脈搏血氧儀等）以及智慧家庭設備（例如門鎖）中，從而可以方便地將數據傳輸到智慧手機，並在智慧手機上進行可視化。

2017 年發布的藍牙網狀網路規範，目的在實現更具可擴展性的 BLE 設備佈署，尤其是在零售環境中。BLE 信標網路提供多種室內定位功能，已被用於解鎖新的服務創新，例如店內導航、個性化促銷和內容交付。

5. 無線網路

鑑於 Wi-Fi 在為企業和家庭環境，提供高吞吐量數據傳輸方面的關鍵作用，幾乎無需解釋。然而，在物聯網領域，其在覆蓋範圍、可擴展性和功耗方面的主要限制使得該技術不那麼流行。

對於由電池供電的物聯網感測器的大型網路，尤其是在工業物聯網和智慧建築場景中，Wi-Fi 對能源的要求很高，通常不是可行的解決方案。相反，它更適合連接，可以方便地連接到電源插座的設備，例如智能家居小工具和電器、數位看板或安空攝影機。

Wi-Fi 6 – 最新的 Wi-Fi 一代 – 大大增強了網路頻寬（即 <9.6 Gbps），以提高擁擠環境中，每個用戶的數據吞吐量。有了這個，該標準準備好升級公共 Wi-Fi 基礎設施，並透過零售和大眾娛樂領域的新數位行動服務改變客戶體驗。此外，用於資訊娛樂和車載診斷的車載網路，預計將成為 Wi-Fi 6 最具顛覆性的用例。然而，開發可能需要更多時間。