智慧電網/車載應用打頭陣　M2M通訊方案需求劇增

被視為下一個兆元級資通訊產業發展商機的物聯網(Internet of Things)，已成為世界各國競相聚焦的戰略性新興產業。其中，智慧電網(Smart Grid)與車載資通訊(Telematics)應用更是成長最快的兩大市場，激勵各種機器對機器(M2M)通訊技術與解決方案的需求快速攀升。  

圖1　訊亦無線通信北美暨亞洲技術總監Thomas Herrmann認為，在價值鏈業者積極搶進下，M2M市場將掀起一波整併風潮。

訊亦無線通信(Cinterion Wireless Modules)北美暨亞洲技術總監Thomas Herrmann(圖1)表示，廣義而言，M2M除指機器對機器間的通訊外，亦包含機器與人之間的通訊，而物聯網則泛指人、裝置和系統間的連結，兩者的定義其實相當接近。  

成長動能強勁　供應鏈業者總動員  

事實上，不論M2M或物聯網的概念均已發展多年，如物流、付費終端和車隊管理都是典型的應用，近來則逐漸擴大至智慧家庭、行動醫療(mHealth)、智慧運輸及環境監控等領域，尤其在相關介面與服務日益朝向標準化的發展下，更增添M2M強大的成長動能。  

Herrmann指出，無論是天然資源的節省、資產的保護、生產力的提升，抑或安全需求考量，均是驅動M2M應用不斷成長的重要因素。也因此，M2M無線技術方案已愈顯重要，同時，包括行動網路營運商(Mobile Network Operator, MNO)與行動虛擬網路營運商(Mobile Virtual Network Operator, MVNO)均卯足全力展開布局，提供M2M聯網的專業服務，以協助原始設備製造商(OEM)導入更智慧化的服務，進而滿足上述需求。  

根據ABI Research研究顯示，M2M應用在許多垂直市場均呈現成長態勢，其中，又以車載資通訊領域的市場規模最大且成長最強勁，而行動醫療與安全市場未來發展潛力也令人期待。  

此外，為提升能源使用效率、降低天然資源的浪費，各國在智慧電網上的推動也激勵M2M市場的應用需求，成為相關業者爭相布局的重要市場。  

Herrmann分析，未來M2M市場的成長將分成三個階段逐步擴大，首先是較封閉且客製化比例高的售後市場(After-market)，因為產品導入較快，所以最先成形，但市場規模相對較小；其次是前裝(Line-fit)市場，即產品生產時就已內建相關解決方案，因此導入週期較長，整體規模也較為龐大；最後則是來自法令規範的推動，需求量最為可觀，但也往往受政治因素所牽動。  

有鑑於M2M應用日益增溫，包括M2M模組供應商、裝置整合者、行動網路營運商和服務供應商等價值鏈相關業者也已摩拳擦掌，積極搶進龐大市場商機(圖2)。除致力提升產品品質與可靠性外，亦積極厚實完整解決方案，並針對垂直市場開發特定的功能選項，以提供一站購足(One-stop-shop)服務，簡化M2M在各領域的導入過程，加速產品上市。

資料來源：訊亦無線通信 圖2　M2M價值鏈示意圖

然而，也由於價值鏈各環節的業者爭相強化一站式方案供應服務，Herrmann認為，未來M2M生態體系將會進一步整併。例如，部分裝置製造商可能朝向系統整合商和服務供應商的角色邁進，而較小型的系統整合公司則會被規模較大的業者所收購。此外，行動網路營運商和系統整合業者也將開始提供相關應用服務。  

因此，為突顯模組方案供應商的特殊價值，訊亦無線通信不僅持續擴大2G與3G方案的產品組合，也戮力在M2M專案開發的各個階段提供最有力的支援與服務，以確保客戶專案的成功。  

長短距技術相輔相成　M2M搶進智慧電網  

各國對環保節能的重視，讓智慧電網頓時成為各個政府施政的重點，從歐洲、美國到中國大陸均紛紛啟動相關建置計畫並陸續汰換舊式電表，期透過雙向、自動化的抄表與監控系統，更有效地運用和管控能源分配，降低不必要的資源浪費。而M2M通訊技術由於可大幅降低新一代電網的人力及維運成本，因而成為此波建置商機中，備受看好的產業焦點。  

圖3　Sierra Wireless台灣區業務經理方致信表示，嵌入式SIM方案可大幅降低環境因素的干擾，可大幅提升產品效能的穩定度與可靠度。

若以發展目的來看，成熟市場發展智慧電網的主要驅動力，是希望在不增加額外產能的前提下提高能源效率，至於新興市場，由於基礎設施有限但需求卻不斷增長，因而亟須投入智慧電網建設，以提供新服務並改善計費效率。  

不過，智慧電網的牽連層面甚廣，除須滿足一般家庭用戶的用電需求外，亦得兼顧工業級用戶，因此建置挑戰不小。Sierra Wireless台灣區業務經理方致信(圖3)表示，智慧電網必須能支援人口稠密或人口稀少的各種環境，所使用的電表也應集智慧、互聯、安全與易於維護等特性於一身，並具備良好的延展性，以因應未來發展需求。  

為達成智慧電網各裝置節點間的相連與資料互通，目前最常見的做法是融合長距、短距、有線與無線等複合通訊技術來進行部署(圖4)。其中，短距離通訊主要採用電力線通訊(PLC)，家庭區域網路(HAN)則以ZigBee技術為主，長距離通訊傾向使用無線公共網路，因其可用性佳且成本比專用網路低廉。

資料來源：訊亦無線通信 圖4　用於智慧電網部署的複合技術

以較早投入智慧電網發展的歐洲地區為例，其家庭區域網路與區域網路均是採用網狀射頻(Mesh RF)、WMBus與電力線通訊等技術進行部署；而廣域區域網路則使用整合封包無線電服務(GPRS)、寬頻分碼多重存取(WCDMA)和非對稱式數位用戶迴路(ADSL)等技術(表1)。  

方致信強調，蜂巢式通訊技術面世至今已超過15年，在全球已廣為布建，不僅隨處可用且技術相當可靠。此外，就成本角度就來看，其硬體也已達到與電力線通訊和專用射頻技術相同的水平，所以相當適合用於智慧電網的部署。 值得注意的是，由於智慧電表的建置環境相當多變，對蜂巢式M2M通訊模組的要求便格外嚴苛。因此，Sierra Wireless已研發出嵌入式使用者身分模組(SIM)，意即將SIM卡直接內嵌到裸晶裡，解決溫度、振動、潮濕與腐蝕對SIM卡所造成的威脅，以提高M2M模組的可靠性與安全性。  

M2M通訊技術加持　車載資通訊系統聰明上路  

車載資通訊則是M2M現今最大的應用市場，並隨著相關技術的不斷突破，應用範疇也日益延伸，未來成長動能仍相當強勁。  

圖5　泰利特台灣暨東南亞區經理王鉦德指出，車載資通訊與M2M通訊技術的結合，可為車廠創造新的營收來源。

簡單來說，車載資通訊係由通訊和資訊系統所構成，目的是提供駕駛人即時完整的資訊服務，包括導航、車輛事故與失竊感測、交通資訊和生活娛樂資訊等。此外，還可整合地理資訊系統(Geographic Information System, GIS)，透過無線通訊網路來實現定址服務(LBS)，甚至可連結每輛車的車載資通訊系統，以及智慧型運輸系統(ITS)，建構更全方位的資訊網路。  

泰利特(Telit)台灣暨東南亞區經理王鉦德(圖5)分析，完整車載資通訊環境的實現，須包含車輛管理、安全和保全、資訊提供者、通訊網路及電子商務等五大體系，才能讓來自車內外的訊息得以順暢的傳遞流通。  

過去10多年來，在官方與民間業者通力合作下，車載資通訊的發展已有長足進步，但與此同時，車輛的複雜性也急遽攀升，不僅電子元件的數量與日俱增，車內通訊網路技術規格也日新月異(圖6)。

資料來源：泰利特 圖6　下世代車內通訊網路架構

王鉦德指出，最複雜的情況下，一輛車會同擁有多達十四支天線的設計，以便接收獨立備援子系統的資訊。如此一來，勢將增加車載資通訊的複雜度及開發成本。因此，汽車製造商必須尋求其他能為企業創造更多附加價值的服務，來平衡硬體 方面的研發成本。而透過M2M或遙測(Telemetry)技術來提升營運效率便成為各家業者趨之若鶩的發展藍圖。  

對車廠而言，M2M通訊技術的導入，不僅能提升運籌效率，讓組裝與運送流程更為透明、流暢，亦可透過空中重新編程、校正的方式，縮短產品開發時程。另外，對財務與保險費率的管控也大有助益。  

王鉦德表示，要讓車載資通訊與M2M通訊技術的結合能發揮最大效益，除應具備車載電腦、嵌入式軟體、機器控制、語音辨識等終端平台的基礎技術外，更重要的是擁有2G/3G甚至4G的蜂巢式無線通訊、專用短距離通訊(DSRC)、無線區域網路(WLAN)等無線存取技術，以及無線定位量測與網路技術。因此，泰利特已開發出多款M2M通訊模組方案，以協助相關業者進軍車載資通訊市場。  

顯而易見，在智慧電網與車載資通訊兩大應用市場驅動下，M2M通訊技術與相關解決方案的需求將更為殷切。而其他如工業控制、行動醫療與安全監控等垂直市場也將陸續開枝散葉，最終實現任何裝置、任何地點、任何時間均能相互溝通的物聯網時代。