M2M模組/雲端連結技術到位　LTE物聯網應用增溫

長程演進計畫(LTE)將催化物聯網(IoT)應用發展。相較於2G/3G技術，4G LTE具備高速率、高容量、高傳輸效率及低延遲的特色(圖1)，已吸引全球電信業者一窩蜂投入布建，促進LTE網路覆蓋率大增、相關零組件成本也顯著下滑，可望逐漸躍居行動通訊技術主流，並成為下世代物聯網環境的核心聯網方案。

圖1　LTE與3G技術比較圖

近期，中國大陸三大電信商相繼加碼擴建LTE網路，更點燃新一波LTE物聯網發展引擎，有助刺激聯網汽車、智慧監控、智慧家庭、智慧能源，以及巨量資料(Big Data)分析等應用加速成形。

陸電信商擴大投資LTE　4G M2M模組降價速度驚人

圖2　芯訊通研發部副總經理李永勝表示，TD-LTE的發展將刺激新一波M2M模組商機。

芯訊通(SIMCom)研發部副總經理李永勝(圖2)表示，4G LTE標準已成為行動通訊技術演進的核心指標，未來該技術將持續朝多模多頻共存、行動寬頻和IP化網路設計方向發展，驅動大量裝置互連的物聯網應用環境加速成熟。

隨著LTE商用規模日益壯大，4G機器對機器(M2M)模組亦可望逐步放量(圖3)並明顯降價，更有助系統業者、網路和電信營運商推出平價的LTE物聯網應用服務。

截至2014年第一季，全球共有一百三十四個國家、四百四十八家電信營運商投入部署LTE；其中，已有九十二個國家建置完成兩百四十四個商用網路，顯見LTE網路覆蓋率正快速擴張。

李永勝進一步分析，儘管現階段分頻雙工(FDD)技術仍是LTE主力發展路線，但隨著中國大陸、日本、巴西和印度電信商擴大投資，分時雙工(TDD)-LTE技術陣營也已急起直追，目前已有九家網通設備廠發布LTE TDD/FDD雙模產品，各二十多家晶片商、量測儀器業者提出解決方案，讓新一波多頻多模4G商機開始萌芽。

圖3　2013～2020年LTE M2M模組滲透率分析

今年6月，中國大陸工信部已批准中國電信和中國聯通，分別在十六個城市試運行LTE TDD/FDD雙模網路；而中國聯通近期也宣稱其LTE TDD/FDD雙模網路覆蓋率已遍及兩百個城市，待工信部發放FDD-LTE營運執照，就能即刻啟動商用服務。

值得注意的是，在各國LTE、LTE-A網路布建需求的助長下，4G M2M模組供應商亦可藉由出貨規模增長，進一步降低產品價格，讓終端裝置和服務更容易打入市場。

李永勝透露，觀察LTE M2M模組近年價格走勢，降價幅度已日益明顯，從初期高不可攀的價位，降至與3G模組20～30美元售價相近的水準。其中，LTE單模(LTE-only)模組均價今年已來到20～40美元；而多模(向下相容2G/3G)LTE方案則約50美元，且因2G/3G設計成本下降，整體模組價格還在持續下滑。

李永勝指出，M2M模組價格更加親民，勢將有助LTE物聯網應用推展，例如無線影音隨選服務(VOD)、智慧交通系統(ITS)、新聞實況轉播、數位看板、渡輪和車載監控等物聯網應用，皆已受惠高速、低延遲且低成本的LTE技術，進而滿足更大資料量和即時多路傳輸需求。

為搶攻LTE物聯網商機，M2M模組廠也卯足全力擴展相關產品陣容。以芯訊通為例，其已針對北美、日本和中國大陸市場需求，分別推出不同規格的4G模組；如在較早建置LTE網路的北美市場，即推出LTE-TDD/FDD多模、低成本LTE單模兩種方案，讓電信商和系統廠擁有更多選項，提升系統配置和擴充彈性，而在中國大陸則先攻LTE-TDD向下相容2G/3G產品，再配合特定電信商需求供應LTE-TDD/FDD多模方案。

無庸置疑，LTE已成為物聯網應用的重要催化劑；然而，物聯網應用五花八門，相關業者為達到精準投資的效益，無不深入研究、剖析最適合切入的應用領域。在應用成本、可行性和迫切性的綜合考量下，聯網汽車遂率先出線，成為業界下一個物聯網應用研發焦點。

聯網汽車正當紅　無線M2M軟硬體商機俏

金雅拓(Gemalto)M2M業務部門亞太區產品行銷經理Peter Shaffer(圖4)表示，相較於其他物聯網應用領域，車用市場導入行動無線通訊方案的成長率格外亮眼，甚至達到數倍以上的年增長率，足見聯網汽車已是無線通訊產業新的金雞母。

圖4　金雅拓亞太區產品行銷經理Peter Shaffer認為，未來2年，LTE-Advanced將掀動新的M2M技術研發需求。

Shaffer進一步分析，聯網汽車發展聲勢不斷壯大，主因係歐美品牌車廠為挖掘汽車新的應用價值，競相加碼投資研發車載資通訊(Telematics)和先進駕駛輔助系統(ADAS)，並不約而同利用無線M2M技術，讓汽車具備與行動裝置、資料中心連結的能力，因而也吸引M2M模組開發商加緊搶攻商機。

據悉，車廠係相中LTE高頻寬、低延遲的特性，可發展高畫質多媒體影音串流和各種雲端資訊服務，同時確保行動資料傳輸即時性和穩定性，避免車載系統提供駕駛者錯誤參考訊息或影響影音體驗。此外，無線連結(Connectivity)方案也日益受到車廠青睞，用以開發胎壓監測、行動支付和虛擬車鑰匙(Virtual Car Key)等新應用。

Shaffer強調，上述諸多應用皆須透過無線M2M模組、機器識別模組(MIM)、雲端連結平台和隨需供應服務(On-Demand Provisioning Service)解決方案才能實現，將為M2M模組市場挹注龐大成長動能。然而，現今M2M模組供應商百家爭鳴，業者要順利脫穎而出，除須增強模組硬體效能和可靠度外，更重要的是利用軟體突顯差異化特色，因此金雅拓遂聚焦隨需供應服務解決方案，以軟實力爭取出線機會。

隨需供應服務係指透過空中下載(OTA)軟體機制，快速在嵌入式通用積體電路卡(eUICC)中，提供不同地區的電信商或網路商的服務支援(圖5)。

圖5　隨需供應服務概念圖

Shaffer認為，此一方案對車廠而言尤其重要，因一款汽車銷售全球，通常須搭配當地行動網路營運商(MNO)的聯網方案，若車廠須針對每一個地區更改MIM硬體配置，將大幅拉高系統成本，而難以擴大聯網汽車的市場滲透率。

目前金雅拓已與奧迪(Audi)等多家車廠合作推廣eUICC結合隨需供應服務的解決方案，讓汽車供應商能兼顧系統可靠度、成本和功能更新彈性，進而大啖聯網汽車市場商機。

激發多元物聯網應用　M2M雲端連結平台扮要角

圖6　泰利特台灣暨東南亞地區經理王鉦德指出，雲端連結平台可幫助企業在物聯網的環境下，創造新的營利模式。

除車聯網率先開展外，包括工廠遠端控制、智慧能源、物流管理和巨量資料分析等其他物聯網應用也日益受到重視，相關業者無不加緊發展；不過，物聯網端對端連結設計架構相當複雜，且須耗費許多人力、物力才能完善建置，因此包括泰利特(Telit)等M2M模組大廠，遂紛紛投入部署M2M雲端連結平台，以簡化物聯網裝置互連設計。

泰利特台灣暨東南亞地區經理王鉦德(圖6)表示，因應各種迥異的物聯網應用需求，M2M模組廠不能單純以軟硬體技術打仗，須放大至M2M平台解決方案層級，提供結合M2M模組、應用軟體和雲端連結平台的一站式(One Stop Shop)服務，才能搶得市場先機。

事實上，物聯網發展牛步，關鍵不在於M2M技術不夠成熟，而是缺乏完善的端對端雲端連結機制，因此業界遲遲難以推出真正具備智慧連線功能、使用者容易上手的產品，並順利搭建大量裝置透過雲端互連的開放式網路架構(圖7)。

圖7　物聯網端對端連結架構圖

也因此，王鉦德強調，未來M2M模組製造廠在市場上較勁的重點，將逐漸轉向雲端連結方案的完整性和易用性，以及應用開發工具功能，藉以打造一站式解決方案，吸引系統廠埋單。目前泰利特已提供一套M2M雲端連結方案--deviceWISE，不僅支援業界主流作業系統和通訊標準，亦內建豐富的使用者授權、資訊安全和裝置管理程式，以及隨需供應服務軟體介面，以滿足市場需求。

王鉦德透露，該公司亦已利用deviceWISE軟體平台，協助多家廠商實現物聯網應用，包括Caterpillar、三菱電機(Mitsubishi Electric)的工廠自動化產線監控系統、艾默生網絡能源(Emerson Network Power)的不斷電系統(UPS)遠端監控解決方案，以及Praxair的瓦斯管線流量監控機制等；未來可望在更多應用領域落實物聯網的概念。

綜上所述，4G M2M模組和雲端連結方案逐一到位後，LTE物聯網應用可望遍地開花，為相關供應鏈業者引來一波接一波的市場商機。