增添安全防護/衛星通訊　低功耗廣域大規模商轉再下一城

2021年是M2M技術取得重大進步的一年。隨著技術日趨成熟，各界開始接觸到分屬不同市場區隔的各種LPWA使用案例，並了解到真正的重點是在正確時間、從正確裝置、安全可靠地發送資訊。開發、上線(Onboarding)、管理、更新和確保機器到機器應用生態系統並非易事。通訊(Communication)問題只是其中一部分，將雲原生(Cloud-native)應用網路上的運算和儲存能力擴展到邊緣(Edge)，以避免延遲、安全性和效能方面的許多問題，往往更加困難。

Pelion市場拓展資深總監姜新雨(圖1)分析，綜觀2021年企業部署物聯網應用，仍有許多當務之急必須克服。首先，數位轉型正在進行中，但若裝置出現問題，仍需要人力介入處理；再者，當部署開始拓展時，就會發現裡面有許多不同的管理系統，彼此之間需要很好的溝通與資訊的交換；第三、IT與OT之間的整合，以及裝置或系統本身的軟體開發的更新，甚至是一些大型企業要開始布局全球化部署，如何有效地進行系統整合、規畫，同時保障資訊的安全無虞是關鍵要務。

安全是聯網的基本訴求

安全是基本也是基礎。安全性對許多應用而言是個關鍵要求，也是非授權頻段技術的主要弱項之一。包括NB-IoT在內的所有蜂巢式技術都具備標準中定義的高度「內建」安全等級，以及USIM、加密和身分驗證機制。市場上也看到了使用iSIM(整合SIM)代替傳統USIM卡或eSIM的趨勢。eSIM是嵌入在晶片SoC中的安全區塊運行的SIM。

CEVA事業開發總監Paddy McWilliams表示，CEVA已經符合規範要求的網路安全等級，透過必要的硬體和軟體堆疊來支援所需的安全程序和USIM協定，這些協定已經通過主流營運商的認證。CEVA還與生態系統合作夥伴們通過安全隔離區(Secure Enclave)機制和必要的軟體，共同支援新的iSIM設計。

另外，姜新雨也強調，看好蜂巢式連接技術的前景，Pelion同樣也會支援eSIM與iSIM技術，與此同時，針對Cloud-native擴展到邊緣的應用也將是該公司的主力布局市場。

Pelion認為，從晶片到雲端的安全為任何M2M或IoT解決方案的基礎，在這之中，透過實際裝置管理平台和系統部署類型，跨裝置類型和連接類型具有豐富的聯鎖功能(Interlocked Functionality)已成關鍵。特別是針對一些國家基礎建設或垂直應用領域，安全防護要求的門檻格外更高。再者，相較於過往，許多公司逐漸認為裝置上的漏洞，會以越來越明顯的方式產生財務和商譽風險。

Pelion資深市場解決方案經理王健宇(圖2)談到，每個物聯網產業狀況不太一樣，與其產業成熟度有著強大的關聯性，例如台灣原本做工業電腦的廠商要進入物聯網市場，技術上的門檻相對較低，與過去既有的營運模式最大不同在於，物聯網商業模式的改變與生態系統和原先工業電腦領域有著極大的不同。

舉例來說，一些政府的標案(如智慧路燈應用)，不單僅是提供一台具備聯網能力的終端設備即可，背後延伸的商業模式、生態系統與安全防護建立等環節都須審慎評估。

通常在一些公共設施的物聯網布建上，會使用公開的聯網標準，定義明確的規範，例如須使用具有加密功能的聯網技術(如蜂巢式聯網)，或者是內建TLS、PKI等技術機制，依照不同的專案與產業別，對於安全防護的要求上會有些許不同，在價格要求較嚴苛的情況下，對於安全上的性能則可能會有些取捨。

除了安全上的訴求之外，衛星通訊的崛起為LPWA網路帶來新的發展契機。

McWilliams表示，LPWA衛星是一個處於萌芽階段但非常有前景的市場，尤其是用於資產追蹤方面。

通訊戰延伸至外太空衛星通訊市場露曙光

LoRa技術在這塊領域已經發布了一些文件，但大多數進展都集中在蜂巢式物聯網上，尤其是NB-IoT，特別針對在解決跨越廣泛地理區域範圍中移動的資產。衛星基礎設施已經到位，有許多參與者宣布進行大量投資。而在標準方面，3GPP R17規格涵蓋對非地面網路(NTN)的支援，雖然尚未獲得批准，但可看到當前的解決方案是本著即將到來的標準的精神開發的。

事實上，先前即有業者透過低軌道連接(Low-earth Orbit Connectivity)技術，企圖補足網路覆蓋不足地區，如Starlink將重心放在提供偏鄉地區寬頻連結。此外，無論是Google或Facebook皆相繼推出Loon與Zeppelins計畫，期能拓展全球通訊的覆蓋率。

據了解，現今行動網路能覆蓋的範圍僅占全地球的6%，絕大多數的地表沒有訊號覆蓋，因此有許多應用，包含海上、偏遠地區、特殊地區應用領域內含商，隱含著潛在商機。隨著物聯網技術的發展，相信越來越多物聯網設備將部署於各地區，非地面網路需求也將與時俱增。

事實上，台灣已有一群人正默默布局衛星通訊應用。例如聯發科與資策會系統所正積極研究下一代衛星NB-IoT技術，期能補足3GPP的R14版本之前，NB-IoT網路覆蓋不到之處，以提升應用價值。

資策會系統所協理高繼賢(圖3)談到，資策會系統所研發NB-IoT已有數年時間，目前正積極推廣應用於農、牧業場域，下一步將搭配衛星通訊技術，藉此提升NB-IoT覆蓋範圍，滿足過去的海洋、能源應用無法解決的問題。

據了解，此次資策會系統所與聯發科合作的5G物聯網高軌衛星資料傳輸計畫，衛星與地面距離約500多公里遠，其間需要有許多通訊演算法的優化，以滿足精簡傳輸資訊、降低延遲等設計(圖4)。

展望國際衛星通訊布建狀況，大多是聚焦在低軌衛星的設計上。資策會系統所所長馮明惠表示，低軌衛星亦為台灣政府發展5G以外，另一個次世代通訊技術努力的重點，根據NSR預估，2027年低軌衛星物聯網的市場規模約達1.3億美元左右，終端裝置約有370萬個。

面對這樣的發展商機，資策會系統所已提早部署衛星通訊技術，衛星技術是從最底層開始設計，於3GPP R17正在定義NB-IoT over NTN國際標準的過程中，即先行將技術進行實證，而非規格定義完全後才開始進行。目的就是希望能幫助國內產業，結合多元通訊技術(如衛星通訊、5G、NB-IoT)，提出應用服務者、使用者所需要最具成本效益的方案，讓此生態系能夠活絡，並且讓其價值能夠大幅提升。