蜂巢式技術發威　物聯網邁向大規模連接

筆者一直認為，物聯網不僅僅是炒作而已。事實上，如今物聯網無疑已經成為主流。

物聯網的應用案例包括資產追蹤、先進醫療和運動用穿戴式裝置，其中包括消費性和專業用品，以及智慧家庭。機器學習(ML)和雲端人工智慧(AI)支援的邊緣處理技術正進一步增強所有物聯網應用的功能和智慧，也就是實用效能。物聯網時代已經到來並將就此長存，這點毋庸置疑，現在的問題是：物聯網的下一步將走向何方？

物聯網將走向大規模連接

筆者認為，物聯網就像奢侈品，如果你從未擁有過，就不會在意；但如果你曾經品嘗過它的滋味，就會無法忘懷。物聯網能夠透過十倍的智慧化，以十分之一的成本實現十倍的成果，如此效能令人十分難以抗拒。這意味著，物聯網就像其他成功的平台技術(例如蜂巢式網路)，能夠發揮其長處的應用需求將會在未來幾年和幾十年內大規模成長。

物聯網成長過程中，「網路擴展」是十分重要的發展方向。如果公家/非營利等機構和私有企業都想要透過物聯網取得事半功倍的成效，進而實現永續性，那麼網路規模擴大將成為極其重要、近乎必要的關鍵因素。

事實上，如果沒有物聯網，人們便無法拯救地球、保存和保護重要的稀缺資源、應對氣候變化，或養活世界人口。因此，大規模物聯網(Massive IoT)越快實現越好。

是什麼阻礙大規模物聯網的發展？

大規模物聯網尚未真正到來的唯一原因是，過往大規模的機器對機器(M2M)類型通訊無論在技術上或商業上都行不通。這個規模不是指成千上萬台裝置，而是幾百萬、幾十億台裝置，並且總有一天將實現數兆個互連的物聯網感測器和裝置「物件」，安裝密度達到每平方公里一百萬台裝置。

這為無線工程技術帶來巨大挑戰。特別是考慮到典型的物聯網「物件」通常使用電池供電，因此功率和運算能力相對有限。此外，實體無線網路及其操作上的優化必須做得比先前的任何技術都要更好。

雖然有值得讚賞的專有技術嘗試解決這個問題，但筆者認為，這些專有技術的長期發展前景並不明朗。如果企業或其他機構打算在特定技術上投資數百萬以至數十億美元，他們必須確認這項技術不只在接下來幾年，而是在今後數十年皆不會過時。

回顧過往歷史，科技和無線通訊產業若要打造可使用數十年的技術，唯一的方法就是建立標準，以此打造具有多家供應商的大型生態系統。僅僅依靠單家供應商來提供和支援人們極度依賴的技術，非常冒險。

因此，筆者認為，兩種互補的5G標準無線物聯網技術掌控了大規模物聯網的未來，即「蜂巢式物聯網」和「DECT NR+」。這兩種技術從發展伊始，便以支援大規模物聯網低功耗廣域(LPWA)網路為使命。

蜂巢式物聯網全球連接

蜂巢式物聯網是瞄準物聯網的LPWAN版本蜂巢式無線技術。從4G到現在的5G，蜂巢式物聯網包括兩種類型：用於機器類型通訊的LTE(LTE-M)和窄頻物聯網(NB-IoT)。

LTE-M和NB-IoT皆提供了與蜂巢式技術相當的出色可靠性和安全性，並且其功耗水平可讓裝置使用小型輕量電池運行多年，相形之下，傳統行動裝置和智慧型手機的電池便顯得笨重無比。蜂巢式物聯網能夠在幾乎每個人口密集地區提供網路覆蓋，範圍橫跨全球，將大規模物聯網連接列為技術目標。

這代表幾乎任何「物件」現在都可以連接到世界上的蜂巢式網路，而無需閘道器(Gateway)。例如，在工業物聯網中，這可能意味著能夠監控貨櫃和關鍵工業資產的位置和內容，或者監控工廠機械裝置的運行情況，並從振動的細微變化等線索推估出故障機率。

不過，存取既有、無所不在、安全且可靠的全球網路並非毫無成本，使用者也並不希望免費取得這項服務，因為長遠來說，蜂巢式物聯網需要能夠撐起商業上可行並且能夠自我維持的巿場。

蜂巢式物聯網實現安全性和可靠性的基礎，在於用戶裝置必須經過認證才能在網路上運行，同時，用戶必須透過成熟的營運商來發送資料。以上這些都意味著成本支出和某種程度的複雜性，不過根據目前觀察，採用蜂巢式物聯網的成本和複雜性都在不斷下降，因此，針對需要全球連線性的應用，筆者相信蜂巢式物聯網將成為未來大規模物聯網的支柱。

DECT NR+填補空白

雖然4G為蜂巢式物聯網提供了平台，但5G才是第一個在制定階段就將真正大規模物聯網列入考慮的無線電標準。DECT New Radio(NR)+(原名DECT-2020 NR)是世界上第一個成為完整5G標準的非蜂巢式無線技術。

在筆者看來，DECT NR+填補了LPWAN市場的空白，這塊巿場以往由專有的替代方案來填補。也就是說，如果不需要全球營運，只需要在特定地理區域內運作，那麼企業和其他使用者就可以建置自己的「私有」網路來支援低成本資料運作，使用案例包括資產追蹤、智慧城市和智慧能源。

DECT NR+的1.9GHz工作頻率使用全球免授權頻段(目前日本、印度和中國除外)，形成了單一、安全、可靠的無線電標準，可以經受時間考驗並且具備擴展能力。此外，由於運行在免授權頻段，DECT NR+不會產生資料費用，因而其運行成本比起需要授權許可的對等技術更加低廉。

使用DECT NR+，使用者可以部署自己的私有網路。私有網路使用一些經過驗證的技術，這些技術支撐著高安全、超可靠的全球蜂巢式基礎設施。因此，DECT NR+有望透過部署大規模物聯網的方式來打破5G無線技術的專制現況，以更低的成本提供蜂巢式技術的所有優勢。

大規模物聯網打造未來生活

筆者預測，未來十年內，一億台以上的物聯網部署將成為全球的常態。世界上每一個組織機構都需要達到10倍左右的成果，並且把所需資源減到10倍以下，才能與地球持續共存。不必要的浪費和低效率，將成為大規模物聯網之前的歷史陳跡。

對筆者來說，這代表在未來十年，在數百甚至數千個產業和市場的無數應用中，大規模物聯網將幾乎成為「別無選擇」的選項。

大規模物聯網將會以現在無法想像的方式徹底改變我們生活、工作和娛樂的方式，讓整個世界成為更安全、更環保、更健康，最終成為更美好的居住場所。

(本文作者任職於Nordic Semiconductor)