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智慧連結-物聯網時代下的無線通訊解決方案 研討會會後報導
CTIMES科技論壇

【作者: 王岫晨】   2018年05月07日 星期一

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智慧化是近年來產業最重要的趨勢,而製造系統要實現智慧化,底層設備的數據必須被擷取,將之傳送至後端,再將之儲存、分析,以精準掌握設備狀態、制定出企業經營策略。


物聯網的發展已經將近10年而不曾退燒,各廠商也不斷針對架構推出新技術,尤其是在通訊方面,物聯網的應用多元,設備傳遞資訊,必須考量頻寬、網速、距離、成本等因素,因地制宜選擇最佳通訊標準。目前市場上已有各類型標準,廠商也推出各種產品。透過CTIMES所舉辦的這場『智慧連結-物聯網時代下的無線通訊解決方案』研討會,各領域知名專家齊聚一堂,深度剖析探討物聯網的技術趨勢與通訊解決方案,智慧物聯的無線技術發展態勢也將更趨明朗。


NB IoT帶來全新智慧聯網體驗

物聯網應用的範疇十分多元,從居家安全、行車管理、銷售服務等,多樣化的應用方式也帶來更便利的連結體驗。遠傳電信物聯網產品暨方案管理部協理汪以仁指出,從應用層面來看,物聯網大致可分為Massive IoT所使用的NB-IoT技術,以及Mission-Critical IoT所需用到的LTE-A Pro技術。而就技術面來分析,NB IoT可說是目前最適用的LPWA技術,不只因為其精簡了許多LTE的功能來滿足低功耗的需求,而且NB IoT由於是窄頻技術,可以最大限度降低對於其他頻道的干擾問題。NB IoT預期將可廣泛應用於智慧城市的各個角落,包括聯網汽機車、智能停車、智慧照明、遠端醫療、智能電表、環境監控、安全監控等用途上。目前遠傳也正積極透過NB IoT技術,打造更高效率的智慧物聯網平台,隨著5G更廣泛快速的連線,以及AI大數據分析的智能化應用將更普及,NB IoT技術預期也將帶來全新的智慧聯網生活體驗。



圖一 :   遠傳電信物聯網產品暨方案管理部協理汪以仁
圖一 : 遠傳電信物聯網產品暨方案管理部協理汪以仁

高精確度感測器提供更優質物聯網使用體驗

在智能化物聯網的應用領域中,感測器扮演十分關鍵的角色。今日的感測器應用,已經從傳統以低功耗為主,轉變為以精準度為重要決勝點。這是因為現在的消費市場終端產品,更專注於提供精確的感測數據,例如計步器、GPS導航、自駕車、AR/VR、光學穩定、壓力監控,以及溫濕度監控等應用上,唯有更精準的數據資料,才能提供消費者更優質的使用體驗。意法半導體亞太區產品行銷經理陳建成指出,要打造更高精準度的感測器,在產品設計上就必更注意三大環節,包含了必須有效克服的干擾問題、更高的穩定度,以及更完美的包容度。目前意法半導體的感測器在全球多項應用領域均名列前茅,隨著物聯網的逐漸普及,也為該公司帶來更多的商機,未來意法半導體也將持續在MEMS與感測器等領域持續精進,另外針對車用市場,也持續打造更高精確度的解決方案。



圖二 :   意法半導體亞太區產品行銷經理陳建成
圖二 : 意法半導體亞太區產品行銷經理陳建成

一次解決物聯網裝置設計與生產之測試挑戰

從過去的固網到行動網路一路走來,今日的物聯網應用市場已經達到超過500億個裝置透過網路互聯。是德科技市場開發經理吳世基表示,如此龐大的市場規模,也使得物聯網的價值鏈十分廣泛,從模組與晶片組、終端裝置、雲端與基礎設施,到應用端與數據分析等,產業分工細膩。儘管將物聯網功能整合到裝置中能開啟了更廣泛的應用商機,然而,如何確保物聯網裝置能夠順利運作,這也為產品的生產製造流程開啟了新的挑戰。終端產品廠商經常遭遇到的問題,包括對於RF技術知識所知甚少、測試過程難以壓低成本、無法確保品質,以及必須兼顧上市時程等不同狀況。身為專業的測試儀器大廠,是德科技善於解決客戶在物聯網測試過程中所遭遇的挑戰,不只讓流程更為順暢、大幅降低所需的測試時間與成本之外,更可大幅縮減資本支出,而且這些測試設備的投資,在未來都還可以透過擴充,來進行更廣泛的無線收發以及電壓電流等測試。



圖三 :   是德科技市場開發經理吳世基
圖三 : 是德科技市場開發經理吳世基

工業物聯網帶領產線邁向工業4.0

在工廠的產線中,所謂的資訊流自動化,就是知道何謂對的事情,並且能做對的事情。而物流自動化,則是能把事情做對。瑞精工科技智動化服務事業群協理曹永誠指出,工廠在執行生產的過程中,經常會遇到的狀況包括政策陷入泥沼、隱藏性的問題、人員的抗拒,以及處理機制等。這些問題,透過智慧雲的建構,將可有效提升產線的產能與良率。從基礎建設的層面著手進行機台連線與數據收集,再透過智慧化的大數據分析,就能有效發揮策略整合的價值。而架構起整體智慧雲的,即是工業物聯網。透過端與雲混合的新架構,智慧決策系統將更有效率地帶領工廠產線邁向工業4.0。工業物聯網將可串接工廠所有資訊,並導入大數據分析,藉由新一代的人工智慧,來優化工廠生產效能。



圖四 :   瑞精工科技智動化服務事業群協理曹永誠
圖四 : 瑞精工科技智動化服務事業群協理曹永誠

以基礎軟體品質實現物聯網的無線互聯

近年來,物聯網快速發展,儘管帶來了全新的商機,卻也伴隨了技術上的瓶頸。以車聯網為例,儘管物聯網賦予了更多的行車體驗,然而卻也增加了系統的複雜性,車用系統中動輒數以百萬計的程式碼,通訊過程依賴各種介面與協定,嵌入式軟體更是無所不在,這些軟體的風險往往可能危及駕駛者的生命。而其他各種不同產業在面對物聯網的轉型過程中,也往往存在著不同的痛點,例如智慧城市面臨著多方合作所帶來的標準混亂、智慧交通面臨不同配套系統的穩定性問題、通訊產業則經常遇到通訊協定的穩定與安全性等議題、而工業製造則涉及新科技倍增下的可靠性和安全性等挑戰。其實這些問題的關鍵,都在於如何保障基礎軟體能夠在質量上持續地獲得提升。Parasoft中國區副總經理劉岳指出,目前Parasoft可提供全面且廣泛的軟體工程化標準套件,這些標準套件的共通性,可確保企業在面對物聯網的變革中,還能快速應對全球化的不同需求。



圖五 :   Parasoft中國區副總經理劉岳
圖五 : Parasoft中國區副總經理劉岳

透過模擬來提升物聯網數據可靠度分析

在物聯網的應用中,透過感測器來收集數據資料、透過網路來進行連結,再透過雲端來執行數據的分析與關聯,這是物聯網的三大基本要素。而對於工業物聯網來看,幾項需要進行模擬驗證的項目,包括IOT裝置的設計驗證、物理場的模擬、與環境的相容性驗證,以及整體系統的模擬分析等。安矽思科技工程師Jack Wu指出,透過更可靠的物聯網數據分析,這些模擬的過程就更能夠大幅的改善設計上的缺點,讓產品能以更好的品質問世。安矽思對於工業物聯網的應用領域,能提供邊緣運算裝置所需的電子元件與嵌入式軟體模擬工具。包括嵌入式軟體控制與介面,以及天線、機板與晶片等設計,都有專用的解決方案。此外,也可以透過數位雙生的模式來提供進一步的模擬服務,包括3D物理層模擬、與系統層級的模擬。



圖六 :   安矽思科技Jack Wu
圖六 : 安矽思科技Jack Wu

NB-IoT與eMTC將與5G NR長期共存

5G在物聯網的應用上,最常被討論到的議題就是,標準制訂的時程究竟是何時。事實上,NB-IoT與eMTC都是5G的物聯網標準。兩者的主要差異在於,如果是對於語音、行動性、高速率等有較多的要求,可以選擇eMTC技術。相反的,如果對這些方面的需求不高,但對於成本、覆蓋率等有更高需求的話,則可以選擇NB-IoT。這兩大技術之間相互競爭,而也互補不足。


根據2018年3月份3GPP RAN第79號會議上的決議,在Rel-16協議中,5G NR mMTC將不會制定新的LPWA技術,5G也不會在NR架構下繼續發展mMTC。而NR Rel-16則將繼續研究NR與NB-IoT及eMTC共存的性能增強方案,包括NB-IoT與eMTC使用NR的頻段,而NB-IoT與eMTC的發展也將維持既有架構,並確保前向相容。此外,NR Rel-16也將支持eMTC與NB-IoT針對5G核心網路的對接,NB-IoT與eMTC未來將可使用5G的核心網路。


資策會系統所前瞻行動通訊系統中心簡均哲博士認為,若在5G NR的架構下,去定義與發展新的IoT應用,則是屬於NR-IoT的討論範圍,但目前標準發展態勢仍不明朗。綜觀目前,NB-IoT與eMTC是為5G的一部分,並將與5G NR長期共存,而NB-IoT與eMTC仍然會是5G LPWA的主要應用技術。



圖七 :   資策會系統所前瞻行動通訊系統中心簡均哲博士
圖七 : 資策會系統所前瞻行動通訊系統中心簡均哲博士
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