LTE-M NB-IoT 智慧城市 電動腳踏車 智慧路燈

只待商業模式補臨門一腳 行動物聯網生態圈各就各位

2019-07-30
2016年3GPP R13制定的NB-IoT標準正式登場,為行動物聯網發展畫下重要的里程碑,而該技術發展至今,無論是晶片、模組,甚至是網路基礎建設都已陸續到位,若未來有更完善的商業模式機制將加速行動物聯網更上層樓。
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傳統2G和3G連接已經實現了許多蜂巢式物聯網應用。近年來各國陸續關閉2G、3G網路,與此同時NB-IoT和LTE-M的行動物聯網技術崛起,為新興物聯網應用服務打造有力的後盾。根據愛立信(Ericsson)物聯網展望報告指出,蜂巢式物聯網連接數將從2018年的10億增加到2024年的41億,其中NB-IoT和LTE-M技術將占蜂巢式物聯網連接約45%(圖1)。

圖1 蜂巢式聯網技術連接數量占比。
資料來源:Ericsson

智慧城市應用先行 NB-IoT需求不減反增

遠傳電信企業物聯網產品處轉型辦公室經理張文津(圖2)指出,首波NB-IoT應用發展將會從智慧城市起步。從2018年看來,可說是行動物聯網的教育期,物聯網市場開始對NB-IoT有一些認知,當廠商深入探索NB-IoT的時候,就能發現其可應用的內容非常多樣化,但大多還是以智慧城市相關應用發展為主流,包含智慧路燈、智慧單車、水/電/瓦斯表,以及行動醫療應用為主。

圖2 遠傳電信企業物聯網產品處轉型辦公室經理張文津指出,行動物聯網的首波應用將從智慧城市起飛。

・智慧路燈

整體看起來,台灣智慧路燈發展最快為桃園地區,日前桃園政府宣布預計在全桃園市16萬盞路燈規模下建設智慧路燈方案。據了解此標案是為期15年的合約,已於2019年6月結標,預計在7月初審查通過後有結果,並開始展開布建措施。目前相關供應鏈業者正觀望桃園市政府的智慧路燈建置是否有望水平展開,為智慧城市帶來嶄新面貌。

過去行動物聯網應用服務的案件,大多還屬於概念驗證(PoC)階段,雖有部分商用發展,但還屬於少量部署的現況。此次桃園政府的標案可說是一項指標性案例,除了規模龐大之外,總標金高達45億台幣,並採用民間融資提案(Private Finance Initiative, PFI)模式。意味著由政府向民間購買服務,政府不會一次付清所有費用,而是每年按照廠商提供的服務妥善率而付費,當妥善率越好,收到的費用也就越多,同時整個資產皆屬於政府所有。

張文津表示,智慧路燈堪稱是一個典範轉移。過去傳統路燈落日計畫大多為燈廠主導,電信商與服務供應商在這之中無太多發揮空間,然而導入聯網技術之後,也意味著能夠提供遠端監測/監控、人流/車流偵測、影像辨識、空氣偵測,甚至是打造出微氣象站等應用。依照不同國情需求,更會衍伸出不一樣的應用模式,例如日本常發生地震,當發生六級以上的地震,路燈下面置有鐵箱,可將其打開使用救生包內的電源、電池及簡單救生物品。

智慧路燈可說是智慧城市的源頭,因為路燈隨處可見又能支援電力輸送,已有部分城市提出將路燈做為車輛電源供應的載具。在車輛逐漸轉型電動化的潮流中,若未來每個停車格都必須有電源供應的需求,智慧路燈不失為一項好的選擇。智慧路燈可提供的應用非常多元化,以此為出發點,當路燈點亮的同時,也意味為城市迎來嶄新的曙光。

・電動腳踏車

如同上述所言,車輛電動化發展已成為一項趨勢,其中腳踏車電動化也是如此,而這早已在台灣及中國蔓延開來。在中國由於電動腳踏車無須掛牌照,且車輛單價不高,使得車輛的失竊率非常高,一年遺失的車輛尋回率僅有10%。也因此電動腳踏車廠商思考,如能安裝一個NB-IoT追蹤器,當有需要的時候啟動追蹤器,即能有效又立即地尋回車輛,而此做法也實際導入在某些廠商的產品當中,讓尋回車輛的機率明顯提升至78%。

然而,電動腳踏車應用套用在台灣市場又是另外一個使用情境。可看到現今在台東伯朗大道、后豐/后里馬場都有出租電動腳踏車服務。不過電動腳踏車最大問題在於充電,當駕駛者騎乘中,有可能面臨到沒電卻無法充電的窘境。因應此需求,遠傳電信已於全台2,000多輛電動腳踏車內加裝行動物聯網服務,主動告知駕駛者電力狀況、交通事故相關資訊,甚至有些做為資費計算的用途。

・水/電/瓦斯表

目前全球第一波觸發行動物聯網發展,通常來自於政府推動使然,而代表性案例就是水、電、瓦斯等三表。亞太電信網路技術中心網路規畫處資深協理楊騰達(圖3)談到,物聯網發展若要蓬勃起飛,建立完整生態系統非常重要,也意味著需要有足夠的使用量,而這與公共應用的發展息息相關,如水表、電表都是每戶人家必備的裝置。透過龐大生態系統的建構,才能蒐集足夠的數據資料,進而做後續的資料分析應用,以作為智慧城市發展的基石。整體而言,若能有效管理、串連上述智慧路燈相關應用、電動單車與水電三表等數據資料,對於智慧城市開發將有長足的進展。

圖3 亞太電信網路技術中心網路規畫處資深協理楊騰達談到,物聯網應用需要足夠的使用數量,才能建構完整的生態系統。

・行動醫療

隨著高齡人口數量逐漸攀升,健康醫療照護亦成為行動物聯網聚焦的關鍵重點。血壓機與血糖機的測量資料是醫生開藥的輔助資訊,而通常患者很少會乖乖記錄每天量測的數據,因此開始有了量測型醫療器材聯網化的需求。初期聯網大多採用藍牙進行連接,需要透過手機網路連上雲端,而此舉對於年長者的使用上有一定的門檻,為解決此問題,現已有相關業者期能透過蜂巢式聯網技術,強化聯網的便利性,當使用者量測完身體資訊之後,即能立刻上傳雲端,無須透過第三方的裝置協助串聯。

少量多樣應用百花齊放 收費機制建立成關卡

雖然行動物聯網應用為消費者帶來便利,但上述這些應用畢竟採用授權頻段的技術,電信商需要從中獲得網路系統經營的獲利模式,才有辦法持續發展下去,而這種商業模式(收費機制)應該如何建構呢?智慧手機每月支付月租的形式,是否也一體適用於行動物聯網應用發展呢?

在過去的兩年半中,全球已有70多個商用NB-IoT網路。德國T-Mobile提供三等級低功率廣域資費方案,每個連接只需一筆預付費,以換取一定數量的數據傳輸。補充網路流量的價格是初始費用的一半,購買者有60個月的時間來使用,而無綁約方案可以在任何月末終止其連接。該方案提供的範圍包括T-Mobile的NB-IoT網路,以及28個歐洲國家的2G和3G網路漫遊。所有費率方案都包括使用T-Mobile的商業智慧連接門號,以允許企業管理其連接。

Orange Group針對不同的用戶群制定三個NB-IoT方案,吞吐量限制在20kbps,所有Orange方案都會自動續訂提前支付的年度合約。另外「創客」(Maker)計畫則是針對需要少量SIM卡的開發人員,沒有具體的速率限制,但每天有使用1Mb容量的合理使用政策;同時有針對大量出貨訂單設計的便宜方案,使用者則會有每月若干Mb流量的限額,整體而言,購買越多SIM卡,其資費價格也會因此下降。

楊騰達分析,行動物聯網收費機制可分為兩大類,一類為傳統收取月租費模式,另一類則是以案子計算費用。電信商是用流量來提供網路服務,為了因應物聯網需求,可看到目前台灣電信業者都將月租費壓低許多。在物聯網產業中,電信商所提供的並非僅有單一網路連線服務,而是希望為用戶提供一個應用,而這之中一定會包含有網路服務在其中。

張文津指出,遠傳電信是首家台灣NB-IoT提出10元資費的廠商,主要是希望藉由資費的降低,擴充終端用戶的使用數量。除了基本月租費的收費方式之外,針對某些應用,該公司與設備商合作,將費率直接打包進去終端產品之中,由製造商申請門號,負擔網路服務的費用,實為B2B2C的商業模式運作(表1)。

表1 中華電信、遠傳電信及亞太電信NB-IoT服務計費方式
資料來源:整理自中華電信、遠傳電信及亞太電信官網。

Nordic地區銷售經理陳俊志(圖4)補充,現階段電信商的行動物聯網服務僅接受公司門號,不接受個人門號申請,也意味著物聯網時代會產生一家不僅能生產終端設備,還能扮演與電信商洽談的橋梁的系統整合(SI),其將自家的設備搭配電信門號出售給消費者,而這個SI廠商有可能是保全業者、工業電腦業者或是其他產業的業者,甚至由電信商自己扮演。

圖4 Nordic地區銷售經理陳俊志補充,行動物聯網的發展下,出現新型態的SI廠商,負責製造終端產品與處理電信費用的工作。

舉例來說,醫療器材業者想要做聯網的醫療器材,會自行與電信商談門號,而這個門號有可能是數以萬計。當然也有一些是電信商向外採購取得終端產品,搭載自己的電信門號轉賣給消費者,換言之,電信商直接化身SI角色,對外購買裝置搭售自己的門號,由消費者每個月負擔一些電信費用。當然要看產品本身售價,對電信商來說,每月收取門號的資費很低,也意味著販售越多搭載自己門號的設備則越有商機,必須要衝高設備量,才能建構獲利的營運模式。

光寶科技通訊模組事業部總經理吳松泉(圖5)強調,唯有提供應用服務才能得到真正的獲利。現在物聯網產業的獨特之處在於,實際應用並非完全由電信商主導,電信商在物聯網產業中扮演居中協調的角色,負責串聯不同環節的生態系統,包含晶片、模組、應用與軟體服務開發等產業。這意味著物聯網是一個生態系統體系下的產物,非單一個產業投入產出即能獲得收益,相較於過去產業最大不同之處在於物聯網尋求的是合作而非競爭。

圖5  光寶科技通訊模組事業部總經理吳松泉分析,物聯網發展的關鍵獲利來源在於應用服務的提供。

吳松泉分析,雖然NB-IoT早於2016年標準就已發布,沉寂了兩年的時間直到2018年才開始陸續有產品準備商用,究其原因在於:

1. NB-IoT規格仍在演變當中,尚未進行到最終版本。

2. 技術尚未完全到位:如電信商基礎建設、生態系統仍在持續建置當中。

3. 尚未找到實際殺手級的落地應用。

4. 業界仍在尋求可行的獲利商業模式。

楊騰達表示,目前行動物聯網正處網路適配性的調整的階段。亞太電信在2018年申請過全台第一個GSMA Open Lab,主要就是為了驗證物聯網終端裝置。回顧智慧手機剛起飛時期,也曾經歷過一系列的認證規範,滿足消費者隨拿即用的使用情境。相同的,目前正是物聯網終端設備早期階段,許多人會將裝置進行測試,例如檢驗終端產品的聯網效能、省電機制等。在這實驗室當中,不只驗證裝置本身,就連相關的應用也是在驗證範圍內。

楊騰達​​​​​​​​​​​​​​認為,現階段產業對於行動物聯網應用仍偏於保守,主因來自於產業對行動物聯網技術的不熟悉。事實上,去年亞太電信成立實驗室之後,花費許多心力在教育市場,如同手機、USB或其他新興產業興起的那一刻,必定是又貴又不穩定,但發展至今裝置已經趨於穩定,準備可以走向下一個發展階段。

2020年行動物聯網關鍵起飛年

陳俊志表示,2020年將會是行動物聯網爆發性成長的一年。從許多市場研究機構數據來看,2020年將陸續發展各種形態的物聯網應用,進一步推升行動物聯網出貨量。此外,短距離傳輸的Wi-Fi和藍牙,也有可能加入蜂巢式聯網技術,作為串連內外網路服務的工具,如同閘道器的角色一般。

另一方面,NB-IoT最終版R16預計將於2019年11月發布,其NB-IoT的規格、技術與晶片設計也已陸續到位,加上國際情勢轉變的影響,如美中貿易戰和東京奧運的推動之下,預期2020年將會是一個非常關鍵的時間點;整體看來最重要是消費者的使用意願,產業必須要創造一個完善的商業模式,讓整個生態鏈從最前端到最後端應用都能完整串連。

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