因應物聯網(Internet of Thing;IoT)遠距離通訊需求而生的低功耗廣域(LPWA)網路正日益成長,但根據其支持陣營表示,其中的一些先進選項——超長距離低功耗數據傳輸(Long Range:LoRa)和窄頻物聯網(NB-IoT),仍然有大量的技術工作尚待完善中。同時,曾經是新興領域技術新寵之一的Sigfox,如今看來正在苦苦地掙扎求生存。

整體而言,物聯網正逐漸獲得市場動能。但是,當今的成長驅動力——企業用戶,需要的是一種更易於將IoT資料饋入其資訊技術(IT)系統中的方式。然而,這也是目前多家公司致力於以其開發中的韌體加以填補的缺口。

去年有超過3,200萬套採用免授權LoRa網路的裝置出貨,導致LPWA網路擁塞。據市場研究公司IHS Markit表示,基於LTE的NB-IoT才剛剛起步,但其成長力道強勁,2017年出貨量超過1,600萬套。

網路閘道器和終端節點供應商Multitech技術長David Smith說:「我們看到在Cat-M1、NB-IoT和LoRa等領域的全線成長,但目前最大的市場成長來自於LoRa,部份原因在於蜂巢式物聯網的覆蓋範圍仍然不穩定。」

LoRa和NB-IoT——兩種LPWA網路都還有許多工作尚待完善中。

快!現在就報名Tech Taipei2018智慧物聯與嵌入式應用系列研討會,與業界專家攜手揭密物聯網最新技術,搶先一步搶灘數兆商機!

LoRa網路之間的漫遊標準最快要等到今年稍晚才能完成。而有些LoRa用戶希望能夠進一步支援更多的展頻因子(SF)和更廣泛的通道,以覆蓋更多的用例。

此外,有些則需要更窄的通道,才能在擁擠的2.4GHz頻帶上處理共存問題。其他人則希望將封包上時間戳記的準確性從現在的25微秒(μs)縮短到30奈秒(ns),以便在10公尺(m)範圍內提升定位準確度。

也許最重要的是,LoRa用戶仍然在等待獲Semtech授權的業者開發出更低成本的整合晶片組,例如微芯科技(Microchip)、瑞薩(Renesas)和意法半導體(STMicroelectronics;ST)等。Semtech無線產品行銷總監Vivek Mohan表示:「到今年年底,你就會看到其中的一部份出樣。」

該公司並預計不久將在中國發佈獲授權商,他們主要是為自家應用設計晶片的當地OEM。截至目前為,中興通訊(ZTE)的業務停擺並未對於他在中國主導的LoRa網路帶來任何麻煩,Mohan強調,在與中國聯通(China Unicom)等業界夥伴合作下,LoRa網路在上海各地已經啟用一年多了。

Semtech計劃及時發佈新的網路閘道器晶片,以便於系統在明年夏季出貨。它將支援展頻因子5和6以及更多下行鏈路通道,支援像自行車共享等服務。同時,他並補充說,該公司目前還在部署可實現更精確時間戳記和定位的純軟體解決方案。

NB-IoT降低功耗

至於NB-IoT,最初的3GPP第13版(Release 13)由於缺乏行動支持,而且比起LoRa的功耗也更高。Ceva於本週推出一款據稱能夠實現Release 14版本160-Kbits/s資料速率和14-dBm功率傳輸的核心,該公司宣稱這款核心將是用於未來部署的關鍵。

但有人說NB-IoT的功耗比LoRa更高了10倍。這是因為NB-IoT在睡眠模式下的功耗約25微安(mA),而且大約每小時喚醒一次與基地台通訊。相形之下,LoRa晶片在睡眠時的功耗不到1mA,而且只有在必須發送資料時才會喚醒。

Ceva的DragonFly NB2核心採用更快的Release 14資料速率和更低的發射功率級,盡可能地減少NB-IoT功率放大器(PA)的利用。儘管Ceva在Release 13核心中擁有超過10款設計,Ceva無線部門業務開發總監與產品行銷經理Emmanuel Gresset解釋,「由於功耗問題,客戶都希望升級設計到Release 14......因此,未來將不再支援Release 13,並由Release 14完全取代」。

他說,各種不同的晶片、模組和系統供應商將為新的蜂巢式物聯網標準開發SoC,特別是在中國。IHS則表示,中國政府的IoT計劃正致力於推動大部份的NB-IoT部署。

有些人則對最新標準採取更慎重的看法。IHS分析師Sam Lucero說:「Release 14並非改變遊戲規則,而是一種漸進式改善,因而不會從根本上改變發展軌跡。」

Telit應用工程副總裁Ken Bednasz表示,NB-IoT模組尺寸將從28mm2縮小至下一代晶片組的15mm2。「業界正在致力於解決的事情之一是為地下室和地下的智慧電表擴大RF覆蓋範圍。」Telit是一家採用高通(Qualcomm)和Altair晶片的模組製造商。

同時,據稱Sigfox今年並未達到網路註冊至少600萬活躍用戶的目標。該公司透露,截至今年2月時約有250萬用戶,最近的資料則更新到300萬用戶了,但是,IHS IoT分析師Lee Ratliff說:「相較於LoRa,它已經遠遠落後了。」

整體來看,商業用戶正在慢慢地部署物聯網網路,但他們缺乏挑選硬體的經驗,他們需要一種簡單的方法將物聯網資料導入IT系統。Multitech的Smith說:「對於企業來說,目前的方式十分混淆,他們還得花時間學習。」

而僅在LoRa領域,諸如Everynet、Kerlink、Multitech和Senet等公司均致力於開發中介韌體,以建構IoT與IT之間的鏈接。隨著企業開始關注如何透過物聯網網路取得投資報酬率之際,這已成為克服挑戰的重要部份。

Smith說:「有些人確切地知道自己要做什麼,有些人大概知道且在試著搞清楚具體情況,但是,還有很多人不知道可能做些什麼,而且也不瞭解設備的最新技術狀況。」

編譯:Susan Hong

(參考原文:IoT Nets Poised for Upgrades,by Rick Merritt)