為迎接物聯網時代到來,多項無線通訊技術均在調整,以便能用於物聯網應用,包含藍牙技術改版至4.1、4.2,Wi-Fi技術增訂IEEE 802.11ah,LTE也不例外,3GPP R12標準中包含了MTC(Machine Type Communications)技術,一樣是鎖定物聯網需求。

LTE技術看來難以專注在M2M、IoT等領域的發展,但現存已逐漸廣布的LTE基地台仍是其優勢,究竟何種LPWAN能勝出仍有待時間考驗。
LTE技術看來難以專注在M2M、IoT等領域的發展,但現存已逐漸廣布的LTE基地台仍是其優勢,究竟何種LPWAN能勝出仍有待時間考驗。

不過,WCDMA、LTE等一脈相承的發展,仍是以行動語音通話為主,近年來因智慧手機的發達,開始轉向行動上網,無論是通話或上網,仍是以人為主,但物聯網以器物、環境為主,LTE標準的多項技術特性不合要求,正努力調整中。

3GPP R12版標準中的LTE-MTC(簡稱LTE-M)僅進行概略調整,尚未調整到最佳狀態,更多的精進調整要到R13版,甚至R14版才能落實,即所謂的Category M終端裝置,或NB-IoT技術與裝置。

R12版所定義的Category 0或1,仍使用20MHz的通道頻寬,但R13之後的Category M將降至1MHz,NB-IoT甚至會降至200kHz,減少通道頻寬也意味著降低傳輸率,但卻有助於省電,以及相同覆蓋面積內能容納更多的裝置通訊,讓更多器物、環境位置能夠通訊。

由於LTE-M仍需要一段時間發展才能合乎真正物聯網需求,因此有科技大廠已不耐等候,自行提出技術方案,例如2015年1月IBM發起RoLaWAN,並有Microchip、Cisco、Semtech等業者跟進響應,2015年6月正式提出1.0版標準。

又如ARM支持Weightless技術,其他支持業者也包含Neul、Landis+Gyr、Cable & Wireless等,Weightless技術於2015年5月正式提出1.0版。另外法國新興電信營運商Sigfox也提出自有專屬技術,即稱為Sigfox,以此技術提供物聯網通訊服務,並已擴展延伸到比利時、丹麥。

事實上,LTE-MTC與上述的相關技術,可泛稱為低功耗廣域網路(Low-Power Wide Area Network, LPWAN),相同的特性都在於,需要數公里以上的傳輸距離,但每個裝置只需要很低的傳輸率,相同面積內會有非常多的裝置,此是與手機基地台相比,假若一個手機基地台能在其覆蓋面積內服務數百人通常通話、上網,則LPWAN是要求相同覆蓋面積內能服務數千、數萬個裝置聯繫通訊。

除了LTE-MTC、LoRaWAN、Weightless、Sigfox外,尚有其他的LPWAN技術,例如On-Ramp Wireless公司提出的RPMA(Random Phase Multiple Access),或是Actility公司以LoRaWAN(Actility自身也支持LoRaWAN)為基礎延伸發展的ThingPark Wireless。

另外還有Link Labs提出的ThingPark Wireless,以DASH7 Mode 2開發平台為基礎的Haystack,由Telensa、NWave、Sigfox(自身也支持自家的Sigfox)支持的UNB(Ultra-Narrow Band超窄頻),WAVIoT提出的WAVIoT Narrowband M2M通訊協定等。

雖然技術很多,但幾乎都有兩個共通特性,那就是用低於1GHz的頻率來運作,頻率愈低,相同發送功率可以獲得較遠的傳輸距離,也因而獲得較大的覆蓋面積,另一則是用窄頻運作,如同前述,每個裝置都只佔用很少的頻寬,才能在有限的頻譜資源內,同時容納多個裝置的通訊。

另外可能會有人提到IEEE 802.11ah,不過11ah僅是延伸傳輸距離超過1公里,而非LPWAN的數公里,嚴格而論屬於NAN(Neighborhood Area Network),不是屬於WAN,NAN是一個大於區域網路,小於城市區域網路(Metro Area Network, MAN)、廣域網路的範疇。ZigBee技術有往NAN範疇延伸發展的趨勢。

由此可知,有多種LPWAN技術競逐未來,LTE-MTC並未穩操勝算,此外LTE也嘗試兼顧其他發展,例如用LTE基地台取代一般地面無線廣播電視的發送台,稱為LTE Broadcast,或期望提供動態鄰近服務,稱為LTE Direct。

LTE技術看來難以專注在M2M、IoT等領域的發展,但現存已逐漸廣布的LTE基地台仍是其優勢,究竟何種LPWAN能勝出仍有待時間考驗。