針對大規模部署 IoT 應用，建立具效益的網路覆蓋範圍

設備中採用低成本感測器的趨勢，開始讓全球各地的企業、城市和國家改變創造價值的方式。如何有規模地實現此目標已逐漸成形。

如今，感測器型物聯網 (IoT) 應用正推動整個商業與消費性市場發展，適用於簡化營運、提升生產力以及為建立新服務提供支援。這些應用亦透過資源保護與永續發展方面的努力，促進全球的經濟與環境變革，讓企業與公民能攜手打造更美好的全球環境。

據分析師預測，2025 年將有 250 億部支援連線感測器的裝置，市場總值將達到 1 兆美元¹，物聯網所帶來的創新和變革，可能遠超我們一生中所有技術發展做出的貢獻。

IoT 市場的反曲點

多年來，Wi-Fi 與藍牙技術在支援 IoT 部署上皆視為是可行性最高的技術，但礙於行動通訊元件與連線方案成本較高，以及當地連線解決方案範圍受限且必須手動設定等因素，導致無法大規模採用 IoT 應用。

此外，行動通訊連線的強制更新週期現也為率先採用者帶來挑戰。根據近期研究指出，2G 與 3G 網路的式微將會影響到 50% 以上的現有行動通訊型 IoT 裝置²。行動網路業者正透過諸如 NB-IoT 和 LTE-M 等低功率技術來處理此問題，然而在採用這些技術方面卻收效甚微，截至 2019 年美國地區僅部署了不到兩百萬部裝置³。

5G 被看好成為新一代大規模採用 IoT 的最佳連線選擇，眾家營運商與系統整合商都迫不及待要展示使用案例，並在新推出的產品種類中主推 5G。然而企業的採用率卻敬陪末座。ABI Research 預估，全球僅有 290 個公開揭露的私人 5G 網路部署量⁴。即便還有其他尚待揭露的數據，其在 IoT 市場中的市佔率仍是微乎其微。

行動通訊與 Wi-Fi 也許符合率先自行研發或單一用途「機器到機器」(M2) 應用領域的目標，但仍不足以因應現今的大規模和重複性 IoT 解決方案的需求。

為了獲致成功，現今的 IoT 部署需要整合低成本、遠距的網路連線、長效感測器電池續航力、企業級安全性，以及獲 SLA 支援的電信業者等級網路服務。現在已有遠比行動通訊更新穎的技術可滿足這些需求，且專為 IoT 用途所建。

適用於大型 IoT 的低功率、遠距 LoRaWAN® 網路

LoRa Alliance 非營利機構是由超過 500 家成員公司組成，旨在透過制訂和推廣 LoRaWAN 開放標準，支援大規模部署「低功率廣域網路」(LPWAN)。(圖片來源：Senet)

預計在接下來數年會有數十億部支援 IoT 感測器的連線裝置，而其中預計有半數以上的裝置會採用支援遠距低位元率通訊的「低功率廣域網路」(LPWAN) 運作。LPWAN 專為需要每小時數次或一天一次傳送和接收少量資料的感測器和應用所設計，其改變了監測與測量方式。LPWAN 技術正在推動 IoT 創新結合商業模式的新浪潮，並創造其他技術都望塵莫及的收益流。

在所有 LPWAN 技術當中，LoRaWAN® (受非營利 LoRa Alliance 支援的開放 LPWAN 規格) 已成為戶外與建築內應用中廣泛採用的新興領先技術。LoRaWAN 的獨到之處在於開放生態系統、低功耗、遠距、強大的安全性規格，以及優異的功能擴展性。LoRaWAN 創造出了其他技術都難以企及的價值，包括：

• 大幅降低資金與營運支出方面的成本
• 能夠部署使用壽命超過 10 年的感測器型解決方案
• 以少量閘道提供遠距且密集的無線網路覆蓋範圍
• 具備穿牆能力的強大傳播特性，覆蓋範圍遍及難以到達的地點
• 靈活彈性的連線選擇，包括公用、私人以及混合網路部署
• 大型的裝置與應用程式合作夥伴全球生態系統

此外，還有諸如關鍵安全、可靠性和擴展性等 LoRaWAN 通訊協定固有的優勢。此通訊協定專為作為架構基礎要素的端對端安全性所設計。使用 AES-128 加密技術，針對終端節點與應用程式伺服器間的網路通訊提供安全保護。這種「類 VPN」服務終端節點可確保機密應用程式資料的完整性與安全性。

LoRaWAN 主要使用案例

LoRaWAN 不僅徹底改變網路建構的經濟效益，LoRaWAN 網路的營運與維護效率亦經過高度最佳化，與其他連線技術相較之下支援更多使用案例。

這些商業 IoT 使用案例可透過各種方式提供，例如私人網路連線、公用網路連線 (針對室內與戶外覆蓋範圍)，或是諸如 Senet 等網路業者專屬提供的混合型部署模式。

水計量是 LoRaWAN 其中一個率先調整且最為成功的使用案例。由於水計量與基礎架構監測應用領域的資料酬載相對較低，且鮮少需要低延遲特性，LoRaWAN 解決方案正快速取代傳統系統，並按照 15 至 20 年的期限進行部署，從而改變了水市場。天然氣市場也不落人後，那些致力於增進量測、漏氣偵測和提供增強服務正在針對 LoRaWAN 進行大規模實測。

藉由提供密集的 LoRaWAN 網路，支援能源與公用事業計量以及基礎架構監測，讓企業、城市和國家能夠運用相同的網路來部署和擴展其 IoT 計畫。除了計量與監測外，現今提供的 LoRaWAN 解決方案還適用於許多應用領域，包括但不限於：

• 環境與建築監測
• 資產追蹤
• 廢棄物管理
• 智慧停車
• 街道照明
• 害蟲管治
• 公共安全

從容量受限的 M2M 服務，不斷演進至專為大規模 IoT 解決方案所設計和部署的 LoRaWAN 網路，已然為通訊基礎架構供應商、企業組織、工業解決方案供應商和自治區創造新的契機。以上種種演變不僅證明此技術的潛在優勢，更率先達成無與倫比的成果。

關於 Senet

Senet 開發雲端型軟體與服務，以供物聯網 (IoT) 網路隨需部署的網路業者、解決方案開發商和系統整合商，連接成千上億部支援感測器的 IoT 裝置。如需更多資訊，請造訪 www.senetco.com

參考資料

1 - GSMA IoT Revenue: State of the Market 2020

2 - James Brehm & Associates, “IoT Results & News Roundup thru Q3 2019”

3 - James Brehm & Associates, “State of the Market”, 2019

4 - ABI Research, “Shared Spectrum and Private Networks Tracker”, 3Q 2021