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低功耗傳輸與智能硬體技術成熟 為物聯網應用建構基礎

自駕車解決方案。NXP
自駕車解決方案。NXP

隨著物聯網應用的多項低功耗傳輸技術相繼成熟、投入商業應用,IDC大膽預測2017年全球IoT市場規模將上看9,000億美元,甚至3年後市場規模將倍數翻升至1.4兆美元,推估IoT裝置可以達到300億台以上。

根據IDC市場調查機構預測,未來3年全球物聯網(Internet of Things;IoT)市場規模將呈現巨幅成長,IoT市場規模份額將超過9,000億美元,未來3年IoT市場應用所產生的資料量也將大幅劇增,據估算,IoT設備將有可能增加到300億台,由IoT終端設備產生的數據量將以數百ZB成長(1ZB等於10的9次方TB),據成長曲線推估,2020年IoT裝置產生的數據量有可能超過600ZB之譜。

發展車聯網,除在車載IoT設備需多種感測、運算、通訊晶片整合,所應用的網通技術方案左右系統使用體驗。NXP

發展車聯網,除在車載IoT設備需多種感測、運算、通訊晶片整合,所應用的網通技術方案左右系統使用體驗。NXP

物聯網相關技術成熟  已有企業導入應用

物聯網應用場域、設備技術、通訊技術已相對成熟,可選用的嵌入式運算平台、通訊晶片與技術底層已可達到建構應用平台需求,導入IoT應用的企業也會越來越多,而發展IoT技術市場應用最大的關鍵點除在IoT設備的成本、網通技術整合、後端技術整合外,其實最重要的關鍵即在資訊通訊系統架構與網路的維運條件,其實在低功耗網通技術方案選用方面,從2017年開始已有相關低功耗網通技術進入商業應用市場,除方案成熟外,導入成本也持續壓縮。

尤其在IoT設備的資料擷取、分析能力越來越強大,以IoT應用架構觀察,基於IoT通訊技術的網通方案,除必須達到高穩定性、低成本條件外,針對不同應用節點可能產生的數據量差異,對傳輸技術方案的速度要求也會不同。

在高速傳輸應用方向方面,如監控、環境分析、大數據擷取等IoT設備的網通傳輸要求也會較高,對應針對IoT大數據傳輸要求的網通方案也有新進展,如由多家電信商主推的NB-IoT也在2017年陸續導入商用場域。

看準車聯網應用潛能  5G網通技術備受關注

甚至在美國、日本、南韓等大型電信服務商也看準5G行動通訊網絡服務,積極投入5G通訊應用部署,如基地台、5G應用基礎建設等,這對基於5G行動數據通訊的IoT設備來說,等於是大幅擴展IoT終端設備應用的可能性。

因為5G行動數據通訊效能可高達10?20Gbps,已經可媲美實線網路的傳輸效能,在5G通訊網路應用整合下也能讓IoT設備的聯網能力、傳輸效率大幅提升,應付需要高速傳輸需求的物聯網應用,或是透過5G行動數據網絡作為區域IoT設備的資料傳輸整合,讓IoT網絡部署在成本與效能可以達到應用需求。

除NB-IoT於2017年商轉、5G行動通訊在多國啟動商用測試,眾多通訊大廠、規格制定組織無不卯足全力積極推展商用市場,尤其是5G行動通訊網路網通服務商的動作相對積極,因為只要5G通訊服務商搶到IoT應用服務骨幹網絡系統架構應用市場,對於未來搶入市場規模百億等級的IoT應用服務將可達到極可觀的獲利。

低功耗網通技術持續發燒  IoT應用方案需求熱

除通訊大廠積極搶入IoT應用場域外,其實在近距離低功耗無線通訊應用技術也積極搶食IoT應用市場,因為在IoT應用的設備部署架構下,並非所有設備都能取用無限的網通、電力供應資源,大多數的IoT設備部署會在更惡劣的環境下運行,例如,IoT設備本身需要部署於戶外、設備取用電能拮据(甚或運用電池驅動、太陽能發電等),對能使用的網通技術也必須要求導入低功耗或是及低功耗的網通技術方案。

在低功耗、極低功耗網通技術方案方面,於IoT市場推進速度近期發展也極為驚人,如Bluetooth 5近距離無線通訊方案在2017年已有技術方案釋出,相關應用也逐步推展中,相關解決方案可因應需求導入IoT應用架構。

相同地,也有如Halow、LoRa等技術方案搶食應用市場,雖然在傳輸消耗功率、傳輸距離、應用場域不同技術各有自己的強項與方案內容,但實際上不僅在2017-18年相關方案更趨成熟,技術導入的關鍵晶片、認證等成本也會因用量提高而降低,未來相關技術於IoT應用中迸發的技術火花仍值得持續期待。

端點運算可有效提升IoT服務效能

網通技術是近期IoT應用的關注重點外,端點運算(Edge Computing)也是目前IoT應用備受關注的另一焦點,因為當打通通訊、功耗等IoT設備發展瓶頸後,其實在實務應用中,IoT設備若可執行前端分析、處理與資料優化程序,將可讓IoT應用部署更加彈性、靈活,也就是說,在IoT應用場域中若能在IoT設備前端或是透過資料彙集終端進行數據初步分析與提取,僅將關鍵價值資訊傳送至後端IoT雲端服務進行進階分析與儲存,不但可以將IoT後端系統的運算負荷大幅降低,也可讓整體系統運作更加彈性、有效率。

尤其是隨著企業導入IoT設備應用後,每日無時無刻回收的數據資料產生量,可能會大到後端分析系統無法承載,而當越來越多關鍵IoT應用相繼導入,會使企業的IoT應出現數據處理分析的瓶頸,此時若能再IoT端點或數據處理端點進行初步運算、分析,避免大量IoT終端產出的數據量大到後端系統無法處理。

分散數據分析與提取處理壓力,端點運算的技術方案將可大幅改善IoT系統的部署應用效能,而當更多更繁雜的初級運算、分析工作可分散至前端IoT設備進行處理,也能讓IoT應用系統變得更加聰明有效率。

車聯網應用成為IoT市場主要驅動力

另一個重點方向觀察,可自大幅導入IoT應用的產業動態檢視,可以發現近期動作較大的是IoT的車聯網應用,例如,高通(Qualcomm)買下車用晶片廠商NXP Semiconductors,日本軟體銀行(SoftBank)花百億購併ARM,凸顯車用物聯網的商業潛力逐漸浮現檯面,甚至連處理器大廠Intel都著手成立自動駕駛車研發部門,顯見車聯網在未來IoT應用將呈現極高的商業價值,汽車基於車聯網IoT方案,將可產生許多額外衍生應用與效益。

至於基於車聯網的IoT應用,除了自動駕駛車概念的IoT整合需求外,在行駛過程每一輛汽車就等於一個行動的IoT資料擷取端點,而加上車輛「移動」的狀態,使得車用IoT的網通方案在行動通訊傳輸的數據應用更受注目,以車用IoT的應用場域下,反而是基於5G行動通訊的IoT傳輸技術會更有發展優勢,而在數據傳輸能力、高速移動的網路穩定性等,反而更適合車聯網的車載IoT設備導入,這也是為什麼5G行動應用會被通訊服務商積極關注的原因。


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