M2M應用將邁入全新的發展階段，亦即資料量和移動範圍變得愈來愈大，但模組和系統體積則愈來愈小，此將為M2M模組廠和服務供應商帶來嶄新發展契機及設計挑戰。
物聯網(IoT)雲端平台的布建，為機器對機器(M2M)提供巨量資料(Big Data)應用的更多可能性。從開始垂直行業的系統整合商，到現在眾多電信營運商的加入，M2M雲端平台讓M2M雲端資料應用服務從專業行業推展至廣大的中小型商業使用者及家庭客戶。
未來的M2M業務將為所有人和設備提供低成本、快速的設備連接雲端服務，並將發展出和現在「人人互連」一樣，甚至更大規模的應用。
電信商/模組廠攜手做大M2M市場
歐洲自2011年起，就有多個國家的電信商共同組成M2M應用發展陣營，而北美的AT&T則利用自身強大的資源，逐步實現M2M雲端平台商業化，並提出「一卡物聯全球」的服務，號稱一張SIM卡可走遍全球，覆蓋一百五十多個國家，不僅可統一付帳，還提供綜合應用解決方案。種種跡象顯示，雲端服務和大資料量業務將是未來M2M發展的巨大推動力。
因應市場趨勢，M2M模組廠也積極開發各種無線聯網模組產品，以及雲端連接服務。以基地台定位方案為例，M2M模組廠--上海移遠通訊(Quectel)提供QuecLocator方案，透過支援大量基站資訊資料庫的雲端伺服器，可涵蓋全球兩百多個國家大部分的基站資訊，內置該公司3G M2M模組的設備，在世界各地均可通過寬頻分碼多重接取(WCDMA)網路連結該伺服器。
利用基地台定位技術(圖1)，使用者設備可獲取所在地無線網路基地台的資訊，同時對比伺服器資料庫中的基地台資訊，通過高精度演算法提供精確的定位訊息。如今3G網路覆蓋率日益增長，M2M模組廠可持續更新維護雲端伺服器資料，為客戶提供更便利的服務。
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| 圖1 基地台定位技術示意圖 |
大資料應用興起 3G/4G M2M模組需求擴張
能源和物流行業的需求曾經是M2M應用早期增長的主要因素，但如今車載資通訊(Telematics)、智慧城市、醫療保健、教育和零售領域愈來愈受歡迎，雲端系統提供的大數據服務，讓更多的新興應用成為可能，比如遠端監控、遠端救助、遠端培訓等，利用3G/4G網路，圖像和視頻傳送業務不會再被2G網路的低速所限制。
以車載數位錄影機(DVR)為例，DVR設備透過車身匯流排或短距離無線通訊技術，採集車上各個鏡頭的影像或視訊資料，並利用3G通訊模組將資料送到遠端控制中心，經遠端的伺服器或控制台分析，再將控制命令傳送回DVR設備(圖2)，透過車載控制台、報警裝置等接收設備通知車上人員，採取相關的措施。
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| 圖2 DVR設備資料傳輸流程 |
在此過程中，3G通訊模組須具備較強的傳輸能力，能即時傳送資料量較大的視訊，並執行TCP/IP等網路通訊協定，因此硬體設計上須兼具多種形式的介面，例如類比數位轉換器(ADC)、通訊序列匯流排(USB)等介面，基於安全性的要求，還須具備干擾檢測能力和SSL加密協議等功能。
至於2G產品只能提供簡單的訊息服務，無法提供可視的、高速的資料傳輸功能。而長程演進計畫(LTE)目前的網路架構還不構成熟，且資費過高，所以目前大多數客戶仍然會選擇3G網路。在3G網路的標準中，輸出速率有多種情況，下行速率可分為14.4Mbit/s、7.2Mbit/s、
3.6Mbit/s；上行速率可分為5.76Mbit/s和384kbit/s，高速率產品通常價格較高，速率太低則體驗效果差。
迎合穿戴式設計需求 M2M模組邁向小型/低功耗
設計人員對電子產品小型化的追求從來沒有停止過，如今，以可穿戴技術為代表，工程師勢必要把小型化做到極致。M2M應用中的可穿戴設備把感測器、無線通訊、多媒體處理等技術內建至人們的眼鏡、手表、手環、服飾及鞋襪等日常穿戴中，以貼近身體的佩戴方式測量各項生理和動作資料，進一步實現遠端照護，即時追蹤等功能。
在可以預見的未來中，可穿戴技術將大規模進入普通人的生活，為人類帶來重大的科技變革。現階段，醫療是可穿戴設備最具前景的應用領域，據市場調查機構預測，可穿戴技術在醫療保健領域的應用已超過50%比重，正為醫療器材行業帶來一場微型化、可攜、可穿戴的設計革命，還可透過感測器隨時隨地監測血糖、血壓、心率、血氧含量、體溫、呼吸頻率等人體健康指標，並將資料無線傳輸至中央處理器(如小型掌上型無線裝置等，可在發生異常時發出警告訊號)，中央處理器再將資料透過3G模組發送至醫療中心，以便醫生進行全面、專業和及時的分析和治療。
不過，日益小型化的設備，也將為M2M模組帶來更嚴格的要求，既要體積小，還要功耗極低。以英特爾(Intel)最新一代的M2M晶片平台為例，其透過先進製程技術，將射頻(RF)功率放大器(PA)和收發器(Transceiver)整合在一顆晶片中，不僅減小電路板的面積，還節省成本；而M2M模組廠採用該平台，亦可將模組體積縮小到19.9毫米(mm)×23.6毫米×2.2毫米。
此外，小型化設備通常是以電池供電，對耗電量要求極高，因此M2M模組廠也開始在產品中內建電源管理及控制功能，進而根據客戶需求，隨時切換睡眠和喚醒模式；在睡眠狀態下，模組耗電流將僅有1毫安培(mA)左右。
滿足大範圍移動應用 2G/3G模組支援多頻段
隨著車載、追蹤或可穿戴設備等應用的興起，因為其移動範圍大，所以需要相容不同地區的網路和標準，如歐洲的WCDMA頻段主要是900和2,100MHz，而美國則是850及1,900MHz。另外，M2M產品製造商更要考慮各個地區不同的檢測及入網標準，無庸置疑，獲得各個國家或者地區無線機構和運營商的認證，是必備的敲門磚。
做為無線通訊系統的關鍵零組件，M2M模組廠必須幫助客戶做好敲門磚的角色，雖然支援多頻段的設計成本很高，但是非常重要。以上海移遠通訊的UG95模組為例，其可適用歐美國家不同頻段，並已完成或正在進行全球多個重要的無線通訊的認證，包括CE/GCF/FCC/PTCRB/AT&T/SKT/Vodafone/RCM等。
如今世界各國的網路都在經歷從2G到3G時代的變革，尤其在一些國家已強制要求使用3G網路，2G網路在這些國家不久的將來將會被關閉，如美國、日本、韓國和澳洲。其中，日本NTT DOCOMO已為超過一半的日本使用者提供行動網路，但已經宣布於2012年底終止2G服務；韓國最大的兩家電信商SKT和KT也開始計畫停止2G網路。
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| 圖3 2G、3G模組接腳相容，有助系統廠快速開發新產品。 |
同樣在美國，AT&T已發布將在2016年底關閉2G網路的消息，使用者須改用3G或LTE網路；澳洲的第三大電信商Vodafone Hutchinson也宣布將分階段從2G轉換到3G網路，而該國最大的營運商Telstra也在積極地向用戶推廣並鼓勵使用3G服務。
從而可見，各國主要電信商正逐步終止2G服務，全面邁向3G時代，此一變革將為M2M模組產業帶來衝擊，製造商必須加緊因應2G轉換至3G的設計需求，也因此相關業者已相繼投入2G、3G模組接腳相容(Pin to Pin)設計(圖3)，讓客戶能無縫轉換印刷電路板(PCB)開發工作，無需額外投資。
儘管4G網路的布建正不斷加速，但以3G技術為基礎的M2M應用，在未來5年內，仍然有非常大的市場覆蓋率和需求；緊跟物聯網的發展，M2M模組廠仍須持續更新3G產品陣容，才能迎合系統業者和電信商的開發要求。
(本文作者為上海移遠通訊市場總監)