多年來，2G蜂巢資料服務已服務了數以百萬計的使用者和設備，並將繼續為全球市場的廣泛應用提供支援。然而，隨著3G和4G蜂巢網路技術的演進，蜂巢服務格局正變得更加複雜。當許多市場中的運營商繼續致力於2G網路的維護和升級時，已有其他運營商開始逐步退出現有的2G服務並邁向3G和4G技術的升級。
有鑑於市場的轉變，原始設備製造商(OEM)和蜂巢機器對機器(M2M)應用的開發企業務必認真思考如何讓2G、3G和4G符合其長期發展計畫的需要。在開發新的蜂巢產品和M2M解決方案時，OEM和企業應該仔細衡量各種無線介面的利弊，除要事先做好充分的準備，OEM和企業也應採取可擴充方法，滿足包括2G、3G和4G在內所有市場的需要，同時也可採用多模式方法。
該採用何種方法布建網路，對於不同的企業和市場而言，並沒有標準答案，但是，企業可透過了解不同市場的發展趨勢，以及新蜂巢技術的支援和知識，將能制定出合理的框架並作出明智的決策。
調查全球2G蜂巢服務的狀況時，會立即得到兩項結果。第一，2G網路整體發展仍然強勁，支援數以百萬計的客戶和M2M設備，這種情況可能仍將持續很多年；第二，雖然2G發展很強勁，但在某些發展較快的市場中，2G服務正接近技術轉捩點。
2G服務發展力道依然強勁
在歐洲、中東、非洲和亞洲的大部分國家和地區，行動網路運營商(MNO)繼續投資並擴張2G網路，且並無任何減緩跡象；大多數歐洲MNO也將其2G許可證延長至2020年。除此之外，中東、非洲和亞洲其他市場的運營商也將更新其現有2G許可證。
幾大主要行業(尤其是歐洲的汽車企業)也正圍繞2G技術制定長期的M2M戰略。此外，由於速度升級、更低延遲、更高網路效率，以及較3G或4G網路布建更低成本等原因，GSM增強資料速率演進(EDGE)服務在多個市場上的占有率將繼續增長，尤其是在中國大陸和其他亞洲國家。
然而，在其他重要市場，尤其是北美、澳洲和日本，MNO正在逐步終結2G服務，同時建立長程演進計畫(LTE)網路，並開始將客戶和無線頻帶轉向3G和4G技術。美國AT&T和澳洲Telstra皆已停止新的2G設備入網認證，其中，北美最大的行動通訊系統(GSM)運營商AT&T已宣布將於2017年完全停止2G服務。另外，加拿大Rogers也只將2G支援提供至2018年。
從中短期而言，北美的運營商，特別是涉及分碼多重存取(CDMA)網路服務的運營商，正在改變其網路技術，如威瑞森(Verizon)已宣布2021年將逐步淘汰2G和3G CDMA網路，同時開始啟用MNO的4G LTE新網路，並於2013年年底達到目前CDMA網路的覆蓋範圍。
產業分析師預計，整體而言，未來幾年內，2G仍將在全球蜂巢技術中占主導地位。例如，Wireless Intelligence預計，到2016年年底，2G GSM網路仍將占全球無線連接的52%，但2G全球市場占比將慢慢下滑，同時3G和4G網路則將逐步成為主流。Wireless Intelligence並預測，到2020年，2G GSM將占據全球市場的三分之一，而3G高速封包存取(HSPA)和4G LTE連接將占一半。不過，由於2G服務仍將出於漫遊目的而使用很長時間，因此市調單位尚無法預測2G服務的總體下滑資料。
儘管如此，OEM和企業的最終關注點不是思考將當今2G解決方案遷移到新的蜂巢技術，而是如何制定可擴展的長期無線戰略，以適應市場中逐步發展的新的3G和4G技術。
即使在歐洲、中東、非洲和其他穩固的2G市場，2G服務也最終將被更現代的服務所取代，值得注意的是，就某方面而言，LTE將來有可能成為主導性的蜂巢技術。屆時，企業面臨的問題將是如何規畫無線技術布建策略，以平衡短期和長期成本，並探尋過渡的最佳時機。
2G/3G/4G技術各有優劣
OEM和其他為當今市場開發M2M應用的企業可選擇2G、3G和4G LTE技術(表1)，以下一一說明。
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2G服務以多種形式在GSM和CDMA網路中提供，包括整體封包無線電服務(GPRS)和EDGE技術。根據不同的技術，所提供的資料傳輸速率由56?幾百kbit/s不等。目前，2G GSM、GPRS和EDGE技術無疑是蜂巢M2M應用的首選，這種市場主導地位有著合理的商業緣由。
首先，2G是成熟、久經驗證的可靠蜂巢資料格式，可進行良好支援和廣泛部署。與3G相比，2G成本非常經濟；與較新的多模4G LTE數據機相比，成本優勢更是顯而易見。此外，3G和4G LTE解決方案雖然可提供更高的頻寬和更低的延遲，而2G服務對於今天的大多數M2M應用已綽綽有餘。舉例而言，連接智慧電表、個人醫療裝置、工業設備、自動販賣機及許多其他類型裝置的M2M模組通常傳輸非常少量的資料。此類情況有很多，例如當傳輸電表或血糖儀讀數、監測工業設備或由自動售貨機或汽車充電站發送定期報告時，100kbit/s的傳輸速率已足夠。
因此，對於眾多M2M應用而言，採用低成本的2G技術業已證明是一項明智的商業決策。然而，許多M2M應用，尤其是大型計量、家庭安全和工業領域的應用，其使用壽命較長，現場部署後希望持續使用10年、15年甚至更長時間。
由於現場設備升級的成本巨大，例如，派維修人員對已部署的成千上萬台智慧電表進行升級，因此任何建議的蜂巢解決方案都要重點考慮較長使用壽命。不過，即使OEM和開發上述M2M應用的企業並不需要額外的頻寬，如今也可能考慮遷移至3G或4G技術。
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支援GSM和CDMA網路的3G服務可提供更高頻寬、更低延遲的蜂巢寬頻服務，資料傳輸速率由200kbit/s至若干Mbit/s不等。3G本身是一項成熟、可靠的技術，可提供眾多超越2G服務的優勢，如與2G技術相比，3G網路可提供更高的資料傳輸速率和更低的延遲時間，從而能支援2G技術無法實現的應用。舉例來說，汽車資訊娛樂系統、數位看板、視頻應用，以及涉及大量資料傳輸的聯網等應用均適用3G服務。
由於3G技術比2G技術更先進，且3G仍然是LTE服務的重要補充技術，因此3G網路同樣可提供較長的使用壽命。LTE網路部署仍處於起步階段，因此目前大部分LTE應用設計為能在LTE網路無法接通時，轉回到3G網路。
此外，由於目前LTE服務不支援語音，因此即使MNO不斷擴大LTE服務範圍，GSM運營商仍可能在數年內繼續依賴3G技術。更和況3G技術已有數年的使用時間，模組已相對便宜(尤其是與LTE技術比較)。 |
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當今，冠以4G稱號的服務包含幾種不同的技術，其中包括4G增強版高速封包存取(HSPA+)和4G LTE。從技術角度而言，這些技術並未達到4G服務的初始標準定義，即資料傳輸速率介於100M～1Gbit/s間，但與3G技術相比，4G技術顯著提升資料速率並改善延遲狀況，通常至少提供若干Mbit/s的資料傳輸速率。MNO使用的4G是指幾種性能與前幾代蜂巢服務相比顯著提高的不同技術，例如，AT&T同時提供4G HSPA+和4G LTE兩種服務，在當今全球大多數市場中，LTE正成為主流的4G蜂巢標準。
與前幾代蜂巢技術相比，LTE服務的資料傳輸速率顯著提高(達100Mbit/s)、延遲明顯縮短，因此，可支援以往絕無可能的M2M應用，包括要求更苛刻的視頻監控、娛樂和網路應用。換句話說，對於那些對速度、回應及性能要求很高的應用而言，LTE可提供較前幾代蜂巢技術更完美的使用者體驗。隨著LTE網路繼續在全球擴張，M2M應用的數量也將不斷增加。
由於端到端IP技術的發展，MNO可透過LTE網路顯著提高服務效率，並更加輕鬆地遷移至基於IP的核心網路和IPv6定址方案。根據所部署的頻段，LTE服務還可提供更強的建築物訊號穿透性能，特別是對重新分配2G頻段的北美和澳洲MNO而言，這已不是遙不可及的神話，其正在逐步轉移低頻段，用以支援LTE服務。
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基於上述原因及其他未提及的原因，世界各地的MNO正在加大對LTE網路建設的投資。全球行動供應商協會(GSA)報告指出，預計到2013年年底，現行LTE網路數量將增加近一倍。
當今，OEM和開發M2M應用的企業可圍繞上述技術構建解決方案，且每種解決方案均有各自的優點缺點。不過企業著眼於未來發展，尤其當較長的使用壽命成為主要關注點時，LTE技術將成為必須考慮的方案，但是，由於LTE產品須支援附加頻段，因此會產生額外的複雜性，並會導致更高的成本，所以開發M2M解決方案的企業須對技術效益與更高的成本進行全面權衡。同時，MNO不得不面對的現實是，雖然LTE正在加快推廣步伐，但目前LTE的覆蓋範圍遠低於其他幾種技術。
通盤考慮服務所需 慎選合適蜂巢通訊技術
何時是企業制定支援新的3G和4G服務方案的最佳時機？對於北美、澳洲或日本的OEM和正在探尋部署GSM解決方案的企業而言，現在可能正是絕佳時機；即使在2G服務依然強勁的歐洲市場，也將迎接打破2G專用產品限制的轉捩點。根據不同的應用，如自動販賣機連接解決方案預計使用壽命為5年；而家庭安全連接系統則預計使用10年，因此技術轉捩點到來的時間宜早不宜遲。
OEM和開發M2M應用的企業，尤其是構建長期部署解決方案的企業，須要權衡幾個重要業務問題，是否繼續使用滿足當前需求、成本較低的2G技術？是否現在開始遷移至3G技術？若正在考慮技術遷移，是否應該直接遷移至4G LTE？也就是支付更高的LTE設備前期成本，但贏得多年毋須進行升級的效益？
上述問題並沒有標準答案，針對不同市場中的不同客戶，每種方法都可能是可行的。但是，當評估可行方法時，須慎重考慮某些重要因素，這對於針對M2M解決方案徘徊於2G和3G技術間的企業尤為重要。
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對於許多企業，特別是歐洲、亞洲、非洲和中東市場中的企業，由於2G使用廣泛且成本經濟，繼續使用當前的2G技術具有良好的商業意義。儘管如此，這些企業在設計新系統時也應該時刻牢記可升級性。
舉例來說，一些無線技術供應商提供2G和3G模組間的接腳相容性；因此，即使OEM或企業將來要從2G服務升級，也只須更換無線模組，不用更換整套設備。這對於部署M2M應用的企業是一個不錯的選擇，其不須擁有4G的高資料傳輸速率或低延遲，如智慧表或安全警報，但仍希望延長連接設備的使用壽命。
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企業可採取的另一種方法是實現對其有利的向後相容性。大部分3G設備可在3G服務無法使用時回到2G服務，亦即可同時相容2G和3G網路。因此，OEM和企業可採取在當前設備中使用3G模組的方法，即使該設備在2G網路中部署也是如此。該方法可提供更大的長期靈活性，特別是正在積極向3G服務轉移的地區，企業將來毋須升級硬體即可從2G成功遷移至3G。實際上，由於OEM和企業的解決方案可同時支援2G和3G，因此可完全擺脫2G與3G的取捨困擾。 |
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為了最大程度提高業務和技術靈活性，OEM和企業應考慮多模設備。此類設備可同時支援多種類型蜂巢網路(即GSM和CDMA)中的2G和3G服務，多模技術已用於某些M2M應用，尤其在設備有可能跨越國界的運輸和現場服務領域。
對於眾多OEM和開發M2M應用的企業，多模方案是實現「面向未來」的技術及業務戰略的最佳途徑。如果MNO中途停止2G技術支援，或者即使競爭力較強的MNO將來僅僅提供更有利的合同條款，OEM或企業也能靈活改變無線技術，甚至毋須升級硬體也可改變無線網路。
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上述的方式何者最佳？簡而言之，視情況而定。但無論OEM和企業採取何種方法，可升級性和可擴充性均應是解決方案設計的主要考慮因素。這意味著以長遠的眼光進行技術選擇，同時也意味著在無線技術合作夥伴的選擇方面中做出明智的決定。
著眼未來的OEM和企業須確保合作的無線技術供應商不僅擁有2G、3G和LTE技術的專業知識，還具有廣度和深度兼備的產品群組，並且能支援各種可能的遷移方案，同時具備豐富的行業知識，可掌握全球不同MNO獨特需求以迅速將新產品推向市場。特別是在轉移至LTE服務時，企業應慎重考慮選擇穩定、成熟的合作夥伴提供LTE模組。
可擴展M2M解決方案扮要角
認識到世界各地的蜂巢市場不斷發展的事實後，OEM和開發M2M應用的企業應如何尋求開發可擴展、可升級的解決方案？他們應該尋找可解決以下注意事項的無線模組合作夥伴。
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使用預認證模組可簡化開發、加快運營商認證並縮短上市時間。對於國際部署，應尋求可為多個網路和市場提供預認證模組的供應商。這不僅可加快開發流程，而且還能建議具備多種運營商網路和蜂巢市場的豐富知識的無線合作夥伴。 |
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為提供解決方案設計方面的最多選擇和最大靈活性，供應商須能同時提供可相容連接和平面柵格陣列(LGA)封裝的通訊模組外形。除低成本、焊入式元件，抑或是成品、隨插即用解決方案外，無線通訊模組供應商也應該支援蜂巢整合技術。 |
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無線通訊模組供應商應能夠支援要求嚴苛的M2M應用，並要求即使在室外惡劣條件下也具有較長的使用壽命。選項應包括滿足工業級規格的模組，滿足極端環境下的防衝擊、腐蝕、高溫(-40～+85℃)、震動和濕度要求。 |
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無線生態系統合作夥伴應該能為M2M解決方案開發的每一階段提供協作，包括設計、現場測試、認證及其他。 |
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為簡化應用部署和持續運營，企業選擇的M2M模組合作夥伴應具備遠端系統管理至少數以十萬計M2M現場設備的豐富經驗。此類合作夥伴應提供具備幾項功能的成熟M2M管理平台，如遠端配置和管理工具，以設置或更改參數，並對潛在連接問題進行遠端故障排除，或是基於雲的服務交付方式，可簡化採用、降低成本，並確保最新安全標準得以實施。
無線通訊模組供應商的M2M管理平台還須擁有運營入口網站，用以監控M2M設備，並在檢測到問題時自動發送警報，以及用於連結M2M管理平台中的資料與組織後端應用程式及使用者介面的應用程式介面(API)等特色。
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技術供應商應可提供最高品質的蜂巢模組，該模組基於業界公認的最佳實踐設計，包括2G、3G、4G和多模式技術。這包括出色的射頻和天線設計，以確保可靠的連接和性能，以及高效的電源管理和適當的散熱設計。 |
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無線通訊模組合作夥伴應可提供先進的M2M軟體發展框架，具備在無線模組本身運行複雜應用的能力。設計良好的軟體框架應以標準的開發語言為基礎，並提供便於使用的開發工具，同時該框架應該讓軟體在遷移至新技術時具備複用可能性，允許企業在某些情況下一次性設計用於2G解決方案的應用，並在未來升級時將其移植到新的3G、多模或LTE模組。 |
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企業選擇的蜂巢模組須能以無線方式進行韌體或應用升級，以確保產品始終擁有最新的特性和功能。蜂巢模組同時還應支援多種路徑的更新方式，使設計工程師毋須在每次更新時都更換整個韌體，可為大規模部署應用，如智慧電表節省大量成本。 |
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隨著M2M解決方案從2G到3G及4G服務的轉變，企業開發的應用服務可獲得更高的資料傳輸速率和更低的延遲，為M2M應用增加新功能。儘管目前M2M應用並不需要更高的頻寬，但隨時間的推移，這些應用將會發展到高網路流量，並具備頻寬密集特點的新功能。新的多核心晶片組可連接模組本身內部專用處理核心，而不是依賴外部處理器，可為企業簡化應用開發和降低整體成本提供可能性。 |
更重要的是，長期的無線技術合作夥伴應提供更多的服務，而不僅僅是模組。OEM和企業應尋找具備共同的未來遠景與目標的網路運營商。
企業何時及如何從2G遷移到新的蜂巢技術，並沒有一個正確的答案。每家企業都須自行評估。然而，OEM和開發M2M應用的企業所選擇的無線通訊模組合作夥伴，將對可擴展長期解決方案的開發能力及新蜂巢技術的遷移產生重大影響。
(本文作者為司亞樂市場開發副總裁)