這兩項合作協議暗示著IoT網路正日益在未授權頻段上崛起,預計將與當今的蜂巢式機器對機器(M2M)網路正面交鋒。隨著彼此間的競爭升溫,也將有助於讓新興的IoT網路製造商更加可靠,而新興的蜂巢式替代方案將得到更多客戶以及擴展其覆蓋範圍。

當今佔主導地位的蜂巢式網路技術擁有多達70億個節點,使用著相當昂貴且高功耗的模組。而所謂的「低功耗廣域」(LPWA)網路技術,例如Ingenu、LoRa、Sigfox等,可望在2022年以前開啟130億美元的新商機。根據Strategy Analytics,這可歸功於其更廣泛的覆蓋範圍、更低的成本與功耗等優勢。

LPWA網路才剛開始部署,有些至今只有數百或數千個終端節點。其中最大的要算是最近由Xylem 所收購的FlexNet,透過授權頻譜執行於超過8千萬個私有網路的節點上。

今年六月正式批准了針對LTE的蜂巢式IoT新標準,讓營運商開始進行試驗以及計劃提供的服務。“這將微幅改變現有平衡,使其較有利於行動營運商...而讓LPWA供應商感受到必須儘快擴展規模的迫切壓力,」Machina Research分析師Aapo Markkanen表示。

隨著營運商加速推出IoT服務,LPWA廠商「還有一些時間,但並不像他們希望的那麼多了——大約是一年到18個月左右,」Markkanen指出,長期來看,IoT這塊大餅可望大到足以支持多種技術。 20161005 LPWA NT31P1 新興的LPWA與蜂巢式IoT網路帶來一連串複雜的權衡 (來源:Machina Research)

Ingenu與u-blox瞄準2G方案

今年年底前,全球第四大蜂巢式模組製造商u-blox將開始為Ingenu的2.4GHz隨機相位多路存取(RPMA)網路製造模組。這款RPMA模組將採用支援其現有2G蜂巢式模組的產品系列,顯示Ingenu打算與行動營運商分一杯羮。」

u-blox蜂巢式產品資深經理Rado Sustersic表示,該公司在多家LPWA供應商中選擇Ingenu的原因在於其網路累積的滲透力度、服務品質,以及在單獨的廣播通道中支援空中下載(OTA)韌體更新的能力。u-blox認為,與Ingenu的合作夥伴關係,將為其在未授權網路中開啟巨大成長的機會。

稍早前,Ingenu也與仁寶(Compal)達成類似的交易,並計劃在今年年底前開始出貨。

「我們將持續擴展模組方面的合作夥伴關係,而[仁寶和U-blox]將會支持我們,」Ingenu行銷長Landon Garner表示,「未來,我們將在其他應用領域尋找更多合作夥伴,如農業、智慧電網或甚至是穿戴式等。」

Ingenu至今已在美國西南部的六個城市部署IoT網路了,這些城市括德州的Austin、Dallas、Houston與San Antonio,以及加州Riverside和亞利桑那州Phoenix,總計部署了170座基地台,提供近千個終端節點。

該公司希望今年年底前可在全美30個城市中部署網路,並在2017年底前擴展至全國。Ingenu負責美國部署的Tom Gregor 表示,「目前仍是開始發展的好時機,必須與合作夥伴共同在市場部署更多節點。」

去年,該公司決定加速擴展其全球足跡,簽署了幾份授權協議,計劃在其他國家打造全國網路。目前正進展中的交易遍及50個國家,包括中國、義大利與南非。

Ingenu在今年二月宣佈簽署了25項授權,啟動由第三方經營的全國網路。其競爭對手Sigfox也採取了類似的策略,在今年五月宣佈與美國約100個網站的擁有者合作。

LPWA的早期採納者在18個月以前即已籌資達1.15億美元,Sigfox的發言人表示,該公司正於24個國家中展開部署。

至於LoRa本身也正迅速獲得動能,其現場網路正營運於全球超過120個城市中,同時也在17個國家中發佈部署計劃。相關規格還被下載了超過8千次。

Gemalto跨足LoRa網路

同時,並列為全球第二大的蜂巢式模組製造商Gemalto,開始為Senet的LoRa網路提供其可信任密鑰管理(Trusted Key Management)服務。這項服務有助於為終端用戶提供網路以及支援基於硬體的安全任務,例如產生並儲存密鑰。

Gemalto正與其他LoRa供應商合作提供類似的服務。該公司表示選擇採用LoRa,主要是因為其所服務的一些歐洲行動業者(如Orange),也都透過LoRa提供IoT服務。然而,該公司目前並不打算製造任何LPWA模組。

Senet營運著全美最大的LoRa網路,涵蓋整個東北部、中西部與加州約100個城市,在測試階段提供超過50,000個可產生收益的終端節點。

20161005 LPWA NT31P2 Senet支援全美最大的LoRa網路覆蓋範圍 (來源:SENET)

該公司期望在年底前完成第2輪約5千萬美元的籌資,進一步擴展其於美國的成長至加拿大與墨西哥。「LoRa網路的採用率迄今仍處於起步階段,預計到2017年才會看到大量的商用終端節點,」Senet業務開發副總裁Will Yapp表示。

Senet成立於2009年(當時名為EnerTrac),最初的務重心在於以專有的433MHz網路監測石油與丙烷槽。就在不到兩年前,新的執行長開始導入LoRa規格,並鎖定成為公共IoT網路服務供應商的發展方向。

EnerTrac如今是Senet的最大客戶,佔據其一半以上的終端節點。該公司大部份的用戶都在農業領域,但也在舊金山與波士頓發展新興網路。

Senet的發展類似於Ingenu,原本執行於專有的IoT網路,尤其是針對石油與天然氣公司,但該公司也看到作為一家公共服務供應商的大好機會。Senet選擇LoRa的原因一部份在於讓使用者採納任何業務模式。而在技術面,Senet發言人Steve Ball 指出,LoRa為雙向通訊、漫遊裝置以及可擴展網路等均提供了強勁的支援。

20161005 LPWA NT31P3 英特爾描述3GPP蜂巢式IoT發展藍圖 來源:Intel

AT&T、Sierra聯手LTE服務

然而,現有的蜂巢式巨擘也不可小覷。AT&T不久前宣佈,將在今年稍晚開始在舊金山地區試行IoT網路,採用的是來自號稱全球最大蜂巢式模組製造商Sierra Wireless 的LTE Category M1模組。

Cat M1規格是首個LTE標準,大致上相當於LPWA網路——但它提供更高的傳輸速率(高達300 Kbits/s)而功耗也更高。試行網路所用的Sierra AirPrime LTE-M模組則以Altair晶片為基礎,據AT&T表示,該晶片可為終端節點提供超過十年的電池續航力支援。

M1網路與模組可望在明年開始商用。AT&T表示,M1網路具有低功耗 的優點,「將實現新一代的智慧城市應用,如環境監測、停車、交通運輸與能源管理,以及像智慧電錶、mHealth與穿戴式應用等IoT服務。」

今年稍早,3GPP批准了更低功耗的蜂巢式IoT規格——NB1,可支援Sequans的晶片。然而,電信業者必須部署新的應用服器,才能在使用180kHz通道的窄頻網路上處理從非IP的節點而來的傳輸流量。

分析師Markkanen表示,營運商對於應該採取哪一條發展道路的看法仍分歧。一開始,美國電信巨擘AT&T與Verizon將部署M1網路,而中國以及歐洲的Vodaphone與德國電信(Deutsche Telekom)將先採用NB1,部份原因在於其頻譜的可用性。有些歐洲營運商打算支援第三種蜂巢式IoT規格——使用200 kHz通道的3G版‘擴展覆蓋GSM’(EC-GSM)技術。

「最終,80-90%的營運商將同步提供M1與NB1網路,因為二者存在一定的差異性,而且NB1還具有感測器網路的甜蜜點,”Markkanen說。

為了涵蓋所有的基礎,3GPP計劃在其Release 14中同時支援M1與NB1升級,並為無法連接蜂巢式網路的穿戴式應用推出‘裝置對裝置’的連接標準——FeD2D。

M1的升級版——FeMTC,可支援語音以及在5MHz通道實現高達3 Mbits/s的下行鏈路速率。MB1升級版則支援群播與定位功能。AT&T正將升級版作為其計劃中M1網路的增強功能。

「我們支援Release 14中的增強功能,增加了語音、定位和群播等功能的支援,因而可透過Cat-M1服務更多的應用案例,”AT&T的IoT產品開發副總裁Cameron Coursey表示,「值得注意的是,即使沒有增值功能,但只要整合GPS接收機,Cat-M1裝置也支援定位功能,而且還能以OTA的方式收發語音。”

其他少數幾個LPWA網路仍處於不同的發展階段,包括Weightless-P,其合作夥伴Antenova才在不久前發佈支援硬體,不久也將提供軟體開發套件。Weightless Special Interest Group (SIG)曾經因為瞄準700MHz頻段失敗而暫緩進展。

該領域還包括Dash7 Alliance與Telensa,以及銷售自家專有IoT網路的其他公司,此外,預計還會有一些新創業者順勢崛起。

編譯:Susan Hong

(參考原文:IoT drives race in low power, wide area nets,by Rick Merritt)