M2M應(yīng)用熱潮逐漸加溫,但建構(gòu)M2M網(wǎng)絡(luò)必須先確認(rèn)物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)型態(tài),網(wǎng)絡(luò)服務(wù)必須具備滿足M2M需求的傳輸距離、低功耗要求,與一定程度的傳輸效能表現(xiàn),在眾多無線通訊技術(shù)中,以GSM為基礎(chǔ)的3G無線數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò),開始被物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用開發(fā)業(yè)者注意,相關(guān)的解決方案也一一出爐。
物聯(lián)網(wǎng)(Internet of Things)的概念,為利用網(wǎng)絡(luò)通訊科技,將原本獨立的電子設(shè)備賦予連接互聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用功能,而在IC集成技術(shù)持續(xù)精進(jìn)下,想讓電子設(shè)備、電子配件均可連網(wǎng),現(xiàn)在也僅需利用嵌入式系統(tǒng)與連網(wǎng)解決方案就可輕松完成設(shè)計,甚至于有針對M2M(Machine to Machine)需求同時集成通訊功能的應(yīng)用解決方案,滿足越來越多的M2M產(chǎn)品設(shè)計需求
物聯(lián)網(wǎng)集成無線通訊技術(shù) 提供豐富加值服務(wù)
基本上物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用,在物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)中,為透過機(jī)器與機(jī)器間的連結(jié),甚至包含機(jī)器與人的聯(lián)系所集成,在物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用中,「網(wǎng)絡(luò)」就成為相當(dāng)關(guān)鍵的重要角色!尤其是無線通訊技術(shù),本身即肩負(fù)維持M2M環(huán)境通訊暢通、穩(wěn)定的關(guān)鍵,不只需用以連接各種無線終端,還需集成穩(wěn)定、低干擾的通訊管道,讓M2M應(yīng)用環(huán)境可以有效發(fā)揮戰(zhàn)力。
早期M2M的應(yīng)用開發(fā),在長距離無線通訊需求方面,大多會直接選用較無距離限制的GSM通訊架構(gòu)進(jìn)行功能集成,或是選擇蜂巢式(Cellular)移動通信網(wǎng)絡(luò),如3G、HSPA(高速封包轉(zhuǎn)送),甚至更新穎的4G、LTE(Long Term EvolutionLTE)無線通訊技術(shù),來與物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用進(jìn)行集成搭配。
而物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用型態(tài),將開啟M2M網(wǎng)絡(luò)更多元化的應(yīng)用型態(tài),同時也可能創(chuàng)造M2M應(yīng)用的產(chǎn)業(yè)價值,但M2M應(yīng)用型態(tài)要能成形,最大的關(guān)鍵就在M2M應(yīng)用所選擇的網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量,如果M2M系統(tǒng)動不動就使終端出現(xiàn)失連,自然用戶對于M2M應(yīng)用也會開始失去信心,而如何透過維持機(jī)器間有效、順暢的網(wǎng)絡(luò)通訊傳輸,將左右M2M服務(wù)架構(gòu)的使用體驗。
低傳輸量 可用2G通訊M2M集成方案
在不同的M2M應(yīng)用場合中,可能會因為終端裝置擷取資料量的大、小差異,甚至是功能傳輸上本身機(jī)器對機(jī)器傳送的資料量不同,就必須針對系統(tǒng)的應(yīng)用需求調(diào)整所使用的通訊技術(shù)與架構(gòu)。目前常用的無線通訊技術(shù)有GSM、3G/3.5G、4G/LTE/WiMax(Worldwide Interoperability for Microwave Access)等不同數(shù)據(jù)通訊傳輸技術(shù),其中GSM/GPRS速度較慢,而4G/LTE/WiMAX傳輸效能相對較佳。
而一般來說,對于一般M2M應(yīng)用,若傳輸資料量本來就不高,可以選擇速度表現(xiàn)一般的GSM/GPRS無線通訊網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行M2M環(huán)境架構(gòu)。若M2M應(yīng)用環(huán)境需要更高的傳輸效能因應(yīng),如遠(yuǎn)距醫(yī)療應(yīng)用、車載應(yīng)用信息(Telematics)、教育服務(wù)應(yīng)用,這時M2M的溝通網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ),就必須更換到可因應(yīng)更高帶寬的無線通訊網(wǎng)絡(luò)技術(shù),例如以3G或具更高效能的4G服務(wù)網(wǎng)絡(luò),來進(jìn)行應(yīng)用集成,以滿足如行車資料傳輸或大量病理資料的無線傳送需求。
高傳輸應(yīng)用 需改用3G/3.5G以上無線通訊技術(shù)
但針對車載系統(tǒng)、遠(yuǎn)距醫(yī)療或是教育端點、智能電網(wǎng)(Smart Grid)等M2M應(yīng)用方面,其應(yīng)用傳輸信息量相當(dāng)高,基本上GSM/GPRS等無線通訊網(wǎng)絡(luò)可能無法支應(yīng)這類M2M服務(wù)架構(gòu),極可能因為傳輸效能受限,而影響到M2M網(wǎng)絡(luò)服務(wù)應(yīng)有的服務(wù)質(zhì)量,甚至造成應(yīng)用服務(wù)延遲或是功能限制。
而針對這類高資料傳輸?shù)腗2M應(yīng)用型態(tài),必須將無線通訊技術(shù)至少升級至3G/3.5G,甚至是更先進(jìn)的4G(LTE或WiMAX)無線通訊技術(shù),早期的2G無線通訊技術(shù)早已不敷所需,尤其是網(wǎng)通業(yè)者已看準(zhǔn)M2M物聯(lián)網(wǎng)裝置所需的大量無線通訊芯片需求,相繼推出集成M2M應(yīng)用與3G無線通訊模塊的集成解決方案,如M2M在汽車娛樂電子、智能電網(wǎng)等應(yīng)用激增,也連帶使得M2M集成3G無線通訊技術(shù)的集成解決方案成本持續(xù)下滑,加速M2M應(yīng)用市場提前升級到3G通訊應(yīng)用集成。
反觀采取更高傳輸效能的4G無線通訊技術(shù),因為使用尚不普及,加上相關(guān)應(yīng)用在基地臺的布建服務(wù)覆蓋率仍與現(xiàn)有的3G/3.5G服務(wù)網(wǎng)絡(luò)相差甚遠(yuǎn),因此4G相關(guān)M2M應(yīng)用方案沒有3G M2M來得完整與全面。
業(yè)界人士評估,由于傳輸效能的大幅改進(jìn),4G移動通信網(wǎng)絡(luò)長遠(yuǎn)來看勢必成為M2M的殺手級應(yīng)用集成技術(shù),但目前礙于模塊成本較高,加上全球的4G服務(wù)網(wǎng)絡(luò)仍以都會區(qū)的布建較為完整,若M2M應(yīng)用在非都會區(qū),如遠(yuǎn)距醫(yī)療應(yīng)用本來就是用以解決偏遠(yuǎn)鄉(xiāng)區(qū)就醫(yī)不便的應(yīng)用需求,這對于4G服務(wù)網(wǎng)絡(luò)的布建速度來說肯定無法滿足;此外,相關(guān)M2M應(yīng)用仍未出現(xiàn)巨量無線數(shù)據(jù)資料傳輸需求,因此業(yè)界評估,最快也必須等到2013年,采用集成4G無線通訊網(wǎng)絡(luò)支持的M2M解決方案,才會在市場上形成新應(yīng)用趨勢。
M2M應(yīng)用通訊模塊 方案成本仍為主要考量因素
即便目前M2M解決方案為了壓低整體M2M網(wǎng)絡(luò)的架構(gòu)成本,集成通訊技術(shù)的方向仍以2G無線通訊模塊為大宗,而3G M2M應(yīng)用仍以平板計算機(jī)、智能型行動電話、車用影音系統(tǒng)等消費性電子產(chǎn)品為主,但實際上采行2G無線通訊技術(shù)為基礎(chǔ)的M2M應(yīng)用環(huán)境,在未來應(yīng)用已經(jīng)顯得有點捉襟見肘,因為未來持續(xù)發(fā)燒的車用娛樂系統(tǒng)、智能電表...等M2M開發(fā)應(yīng)用,已經(jīng)逐步導(dǎo)入雙向數(shù)據(jù)高速傳輸需求,這對于基于GSM/GPRS的通訊技術(shù),在傳輸帶寬肯定無法提供高質(zhì)量的無線數(shù)據(jù)傳輸環(huán)境,相關(guān)應(yīng)用將持續(xù)轉(zhuǎn)移改用3G M2M應(yīng)用解決方案進(jìn)行產(chǎn)品集成。
尤其是2011年,巴西政府為了改善劫車、竊車率過高問題激增,已強(qiáng)制規(guī)定2011年9月后出廠的車輛必須增設(shè)車輛自動導(dǎo)航(Automatic Vehicle Location;AVL)系統(tǒng)的強(qiáng)制規(guī)定,透過車輛衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的監(jiān)測與訊息回傳,遏止竊車、劫車犯罪問題,這也連帶刺激集成通訊技術(shù)之M2M解決方案的市場需求。而為了使M2M系統(tǒng)服務(wù)質(zhì)量提升,除后端應(yīng)用服務(wù)系統(tǒng)的高度集成外,網(wǎng)絡(luò)的低延遲要求、高速傳輸需求,都是吸引M2M相關(guān)廠商將其解決方案自2G快速轉(zhuǎn)移至3G/3.5G的趨力。
目前采2G無線通訊模塊的M2M方案,因2G通訊模塊的成本最多只有3G模塊的30%左右,這一2G模塊成本遠(yuǎn)低于3G模塊方案的現(xiàn)況,使得多數(shù)M2M業(yè)者可能為了維持系統(tǒng)較佳的性價比而選用2G模塊方案。但隨著M2M應(yīng)用傳輸資料可能不再僅有控制信息,而逐步走向集成同步傳送監(jiān)控視訊、控制信息、娛樂影音信息等大量數(shù)碼內(nèi)容,即便3G通訊模塊應(yīng)用方案的成本高達(dá)3倍,在中/高階M2M應(yīng)用仍是主流選擇。
政策加溫 M2M集成通訊模塊市場應(yīng)用
加上自2011年后,3G通訊模塊使用量在智能手機(jī)、平板計算機(jī)等的使用量激增,同時通訊芯片業(yè)者也持續(xù)進(jìn)行降價,3G無線通訊模塊已經(jīng)有約20%~30%的價格降幅,與2G M2M應(yīng)用方案已持續(xù)拉近成本價位。未來隨著3G M2M應(yīng)用趨勢逐漸激增,加上3G M2M應(yīng)用集成方案持續(xù)壓低成本,也將持續(xù)刺激市場使用量。
針對M2M應(yīng)用市場,M2M應(yīng)用模塊選擇內(nèi)建用戶身分識別(Subscriber Identity Module;SIM)也成為一個重要的趨勢,由于在M2M模塊內(nèi)設(shè)置SIM插槽,將可提供M2M系統(tǒng)聯(lián)機(jī)、裝置管理等應(yīng)用集成,同時由于M2M系統(tǒng)僅有搭配電信商的服務(wù)網(wǎng)絡(luò),才得以有效發(fā)揮系統(tǒng)服務(wù)價值,集成型態(tài)的設(shè)計方案可以讓終端產(chǎn)品設(shè)計更為簡潔,同時運用與電信業(yè)、SIM卡供應(yīng)商的緊密合作,甚至推出內(nèi)嵌SIM卡的應(yīng)用集成產(chǎn)品,讓M2M與通訊、識別應(yīng)用提供更深度的應(yīng)用集成。
而M2M模塊集成SIM卡的加值應(yīng)用,可與SIM卡供應(yīng)商合作,進(jìn)行發(fā)展不同2G/3G頻段的跨國M2M應(yīng)用方案,快速打入新市場,同時,利用高度集成SIM的優(yōu)勢,提供SIM卡、遠(yuǎn)程模塊管理等加值服務(wù),對于發(fā)展監(jiān)控保全、智能電表報表、服務(wù)資費計算...等,都可以由應(yīng)用供應(yīng)商提供網(wǎng)通服務(wù)支持。