主页(http://www.cnwulian.net):LPWAN布局渐成形 物联网商用服务成长可期
图1 LPWAN在智慧城市上的应用 数据源:MIC(5/2016)
资产追踪
智能读表系统
因此,IEEE在Wi-Fi技术发展蓝图上规划802.11ah标准,采用1GHz以下低频频段,用来实现低功耗、长距离无线网络链接,802.11ah Draft 9.0已于2016年9月完成,于2016年12月完成标准委员会核定(IEEE-SA Standards Board APProval)程序。
停车管理
RPMA
Weightless是由ARM及华为收购之英国物联网公司Neul所推动的sub-GHz LPWAN通讯协议,目前以欧洲如英国、丹麦等范围为主推展其服务。自2012年开始发展以来,Weightless共已释出三个版本协议包含Weightless-W、Weightless-N及Weightless-P。
物联网应用日益多元(图1),不同于移动通讯对于大带宽、低延迟等传输要求,许多物联网应用如监测空气质量、电表数据传输等服务,数据封包小、对于延迟容忍程度较大,同时,在环境监测、管线监测等应用场景中需要广范围布建,或是地处偏远、位于地下室、地底等屏蔽较严重的地点,既有无线通信或移动通讯技术之传输讯号到达不易,针对上述应用,发展出具备长距离低功耗的通讯技术,包含用户许可证频段的技术,以及运作于免执照频段的技术,统称为低功耗广域网技术(Low Power Wide Area Network, LPWAN)。
环境监测
Sigfox于2009年由法国同名物联网新创公司所推动,根据Sigfox公布的资料指出,目前全球已经有29国展开Sigfox网络布建,包含:荷兰、西班牙、法国、俄罗斯、英国与美国等,预计于2019年拓展至全球60国。技术规格方面,传输速率约在100bit/s左右,传输距离在市区约10公里,在郊区则可达50公里,以上行通讯为主,但也支持下行通讯,采用超窄频(Ultra-Narrow Band, UNB)技术,使用带宽仅需100kHz。为降低功耗,Sigfox装置通常处于闲置状态,装置要求网络完成传输后就会再次回到闲置状态。Sigfox的操作频段采用免授权的工科医(ISM)频段,如:美国的902∼928MHz以及欧洲的863∼868MHz。
LPWAN的收费模式可归纳为装置/服务绑定、服务费与通讯费等三种类型(图3)。装置/服务绑定方面,如法国业者Capturs的GPS装置定价包含硬设备及Sigfox通讯费用。服务费部分,韩国业者Sparcosa的LoRa追踪器需要用户额外添购一个月5美元的服务费用。通讯费方面,如Sigfox提供范围从1美元/月到1美元/年的资费方案,依照用户链接的装置数量进行个案调整。
使用执照频段的LPWAN技术,以3GPP推动的NB-IoT为代表,是3GPP因应物联网应用趋势而发展的技术标准之一。NB-IoT相关研究自2014年9月3GPP成立FS_IoT_LC工作项目后,展开支持超低复杂度与低流量物联网的蜂巢网络系统研究。
HaLow
Weightless-W为最早发展的版本,主要使用电视空白频段(TVWS)传输数据,但因各国TVWS释出发展进程存在显著差异,导致发展受限。Weightless-N版本改采sub-GHz免执照频段,传输速率为30∼100kbit/s,传输距离约为5公里,Weightless-W及Weightless-N仅支持单向传输,但在最新Weightless-P版本开始支持双向通讯,传输速率约在100kbit/s左右,传输距离最长为2公里。
免授权频段LPWAN技术
LPWAN技术依照使用频段可分为执照与免执照两大阵营,其中免执照LPWAN技术发展较早,目前主要技术包含:HaLow、LoRaWAN、Sigfox等,除HaLow因为标准推动较晚导致相关生态体系尚未发展外,其余技术都已进入测试或商用阶段,在世界各国已经有许多应用案例。