如何為您的 M2M 應用選擇最佳的 IoT 連線？

在過去幾年中，市場上有許多串聯設備選項推陳出新，進而推動了許多物聯網更優化佈建。由於存在許多未知的可能性，研究和找到最適合您特定需求的產品可能是一個挑戰。在這篇文章中，我們深入淺出，將要介紹幾個串接的設備選項供您參考。

■ 為什麼選擇合適的物聯網連接如此重要？

市場上有許多網路解決方案。但是，客戶通常不知道什麼是適合採用的，以及施作後有什麼好處，因此就會面臨到選擇的障礙了。

選擇最合適的網路串接技術是客戶在物聯網佈建策略中的關鍵決策之一，因為串接是點到點物聯網解決方案的重要組成部分。最需要在意的主要問題是如何使用互聯產品和其所生成的數據，加以應用，為企業及其客戶提供延伸價值。

如果我們能夠定義戰略和財務/預算目標和風險，客戶就可以繼續確定技術要求並選擇最合適的技術。每個專案都有特定的需求，而這些需求轉化為某些技術要求，因此這些要求決定了最合適的連接技術的最終選擇。所以用戶必須審視與分析需求，主要可由下面三面向來分析重點：

	技術需求 覆蓋範圍 效能 數據速率和數據傳輸頻率 物聯網協 定 （MQTT/HTTP) 安全/雙向通信 監控和報告
	商業考量 成本 延伸性
	生態環境考量 解決方案 互用性(Interoperability, 系統之間交換訊息的能力)

■ 物聯網串聯解決方案的現在與未來

一般來說，物聯網領域，或者更確切地說是機器對機器 （M2M） 通訊一直由無線電技術主導，例如用於短距離區域網路的 ZigBee、藍牙和 Wi-Fi，以及用於廣域網的 GSM （2G）、UMTS （3G） 和 LTE （4G）。在不久的將來，5G 也將被列入設備候選清單中。

最近出現了許多新的無線電技術，用於連接過於昂貴或覆蓋範圍有限而無法連接的東西。這些新來者具有低功耗和廣覆蓋的特點，被稱為低功耗廣域 （LPWA） 技術。主要分為兩類。第一個是專有的 LPWA，例如 LoRa、Sigfox 和 Weightless，它們在未經許可的頻譜上運行;它們通常由非電信參與者佈建，但也可以由電信運營商佈建。第二種是 3GPP 標準化 LPWA（為簡單起見，通常稱為"蜂窩 LPWA"），例如 NB-IoT 和 LTE-M，它們是運營商管理專用的網路，在許可範圍上運行。這些技術是專門為提供滿足物聯網需求的蜂窩選項而開發的.

如下圖所示，傳統的 Cellular 技術強調數據速率和範圍，其複雜設計是針對大傳輸量的視訊資料、語音和數據服務進行了優化; Short Range 是低功耗藍牙 （BLE） 和 ZigBee 等短距離傳輸技術，專注於數據速率和電池壽命，因此犧牲了連接範圍;LPWA 技術，包括 NB-IoT，可降低數據速率，以獲得更好的功耗、更長的電池壽命和覆蓋範圍。

Cellular 3G/4G
傳統的 Cellular ，如 3G 或 4G ，是典型的大範圍網路佈建解決方案，其具有出色的覆蓋通信。它這個技術至今仍然是許多物聯網應用的支柱，也是通訊供應者最受歡迎的解決方案之一。但是，發送大量數據的成本很高，因為 Cellular 網路不僅成本高，而且在多種應用中也需要高功耗。

Wi-Fi
在 2.4GHz 或 5GHz 傳輸時，Wi-Fi 能夠承載更多數據，廣泛使用的 Wi-Fi 標準 802.11 能夠在一秒鐘內傳輸數百兆比特。但是，它的範圍有限且功耗高。因此，使用Wi-Fi連接的物聯網應用程式只能在短距離內這樣做。

■ LPWA 能走得更遠

LoRa, NB-IoT, LTE-M
低功耗廣域技術是一種獨特的物聯網連接技術，也分佈在廣域內，需要低功耗。有其中包含 LPWA 串接解決方案，如LTE-M、NB-IoT、LoRa 等。他們真正幫助和發展了物聯網市場。它們提供長達 20 公里的寬幅覆蓋範圍，並延長了感測器和邊緣設備的電池壽命。LPWA 技術適用於智慧城市、智慧農業和智慧感測等諸多應用

LoRa with LoRaWAN
LoRaWAN是廣域網的物聯網協定之一。LoRaWAN 物聯網網路協定專為在數百萬台低功耗設備的説明下支援龐大的網路而設計，智慧農業即使用這個協定。LoRaWAN 也因受保護的雙向通信，而在許多行業中享有盛譽。LoRaWAN 的數據速率在 0.3 - 50kbps 之間運作。在城市地區， LoRaWAN 的範圍從 2 公里到 5 公里不等。在郊區，範圍約為 15 - 20 公里。

NB-IoT
專為蜂窩 M2M 通信基礎設施而設計，需要 SIM 卡才能通過協定進行通信。NB-IoT 是一種解決方案，可以輕鬆地在運營的網路中部署設備。與其他 LTE 技術相比，NB-IoT 提 高了聯網設備的效能，並可以支援多年的電池壽命。NB-IoT 沒有使用標準 LTE 的全部 10 或 20MHz 頻寬，而是使用180kHz 寬資源塊 (Resource Block) 的 12-15kHz LTE 正交窄頻子載波（Subcarrier）。而數據速率將在 100kb/s 至 1Mb/s 範圍內。這種更簡化的標準為連接的設備提供了非常低的功耗。

LTE-M
LTE Cat M1 是一種低功耗廣域 （LPWA） 虛擬介面，可讓您串聯具有中等數據速率要求（375kb/s 半雙工模式下 (half duplex mode) 上傳和下載速度的 IoT 和 M2M 設備。與 NB IoT 相比，LTE Cat M1 也是行動用戶的理想選擇，因為它處理手機信號塔(Cell Tower)之間的切換方式類似於高速 LTE。例如，如果車輛從 A 點移動到 B 點，穿過多個不同的網路單元，則 Cat M1 設備將與 cellular phone 相似，永遠不會斷開連接。相反，NB IoT 設備必須在到達新網路單元後的某個時間點重新建立新連接。因此，LTE-M 技術是開發專為資產跟蹤而設計的物聯網設備的完美解決方案。

■ 專案佈建前

在定義了策略和預算目標以及風險評估後，客戶可以擇最合適的技術。如下圖所示，建置物聯網需要確保點到點技術解決方案的資訊安全，其中包括硬體（設備、元件）、連接技術、平臺和應用程式（軟體、SaaS），通常在系統整合商/技術諮詢的專業判斷與顧問服務下彙集在一起。

市場上沒有完美的技術解決方案可以滿足所有要求。因此，只需專注於選擇最佳的物聯網連接，這些連接必須根據您的應用程式/專案的特殊性和要求進行調整。希望以上關於最佳物聯網連接元件的選擇參考圖示，希望透過以上的說明，可以使您的網路佈建更完善。