低功耗傳輸與智能硬件技術為物聯網應用構建基礎
2022-01-04
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年全球物聯網市場規模將上看9,000億美元，甚至3年后市場規模將倍數翻升至1.4兆美元，預估物聯網裝置可以達到300億臺以上。
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，物聯網市場規模份額將超過9,000億美元，未來3年物聯網市場應用所產生的數據量也將大幅劇增，據估算，物聯網設備將有可能增加到300億臺，由物聯網終端設備產生的數據量將以數百ZB成長(1ZB等于10的9次方TB)，據成長曲線推估，2020年物聯網裝置產生的數據量有可能超過600ZB之譜。
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臺、通訊芯片與技術底層已可達到建構應用平臺需求，導入物聯網應用的企業也會越來越多，而發展物聯網技術市場應用的關鍵點除在物聯網設備的成本、網通技術整合、后端技術整合外，其實重要的關鍵即在信息通訊系統架構與網絡的維運條件，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。
尤其在物聯網設備的數據擷取、分析能力越來越強大，以物聯網應用架構觀察，基于物聯網通訊技術的網通方案，除須達到高穩定性、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、大數據擷取等物聯網設備的網通傳輸要求也會較高，對應針對物聯網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-物聯網也在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、韓國等大型電信服務商也看準5G移動通訊網絡服務，積極投入5G通訊應用部署，如基地臺、5G應用基礎建設等，這對基于5G移動數據通訊的物聯網設備來說，等于是大幅擴展物聯網終端設備應用的可能性。
因為5G移動數據通訊效能可高達10～20Gbps，已經可媲美實線網絡的傳輸效能，在5G通訊網絡應用整合下也能讓物聯網設備的聯網能力、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移動數據網絡作為區域物聯網設備的數據傳輸整合，讓物聯網網絡部署在成本與效能可以達到應用需求。
除NB-物聯網于2017年商轉、5G移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移動通訊網絡網通服務商的動作相對積極，因為只要5G通訊服務商搶到物聯網應用服務骨干網絡系統架構應用市場，對于未來搶入市場規模百億等級的物聯網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 物聯網應用方案需求熱
除通訊大廠積極搶入物聯網應用場域外，其實在近距離低功耗無線通信應用技術也積極搶食物聯網應用市場，因為在物聯網應用的設備部署架構下，并非所有設備都能取用無限的網通、電力供應資源，大多數的物聯網設備部署會在惡劣的環境下運行，例如，物聯網設備本身需要部署于戶外、設備取用電能拮據(甚或運用電池驅動、太陽能發電等)，對能使用的網通技術也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，于物聯網市場推進速度近期發展也很快，如Bluetooth 5近距離無線通信方案在2017年已有技術方案釋出，相關應用也逐步推展中，相關解決方案可應對需求導入物聯網應用架構。
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，技術導入的關鍵芯片、認證等成本也會因用量提高而降低，未來相關技術于物聯網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物聯網服務效能
通訊技術是近期物聯網應用的關注重點外，端點運算(Edge Computing)也是目前物聯網應用備受關注的另一焦點，因為當打通通訊、功耗等物聯網設備發展瓶頸后，其實在實務應用中，物聯網設備若可執行前端分析、處理與數據優化程序，將可讓物聯網應用部署彈性、靈活，也就是說，在物聯網應用場域中若能在物聯網設備前端或是透過數據匯集終端進行數據初步分析與提取，僅將關鍵價值信息傳送至后端物聯網云端服務進行進階分析與儲存，不但可以將物聯網后端系統的運算負荷大幅降低，也可讓整體系統運作彈性、有效率。
尤其是隨著企業導入物聯網設備應用后，每日無時無刻回收的數據數據產生量，可能會大到后端分析系統無法承載，而當越來越多關鍵物聯網應用相繼導入，會使企業的物聯網應出現數據處理分析的瓶頸，此時若能再物聯網端點或數據處理端點進行初步運算、分析，避免大量物聯網終端產出的數據量大到后端系統無法處理。
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物聯網系統的部署應用效能，而當繁雜的初級運算、分析工作可分散至前端物聯網設備進行處理，也能讓物聯網應用系統變得有效率。
車聯網應用成為物聯網市場主要驅動力
另一個重點方向觀察，可自大幅導入物聯網應用的產業動態檢視，可以發現近期動作較大的是物聯網的車聯網應用，例如，高通(Qualcomm)買下車用芯片廠商NXP Semiconductors，日本軟件銀行(SoftBank)花百億購并ARM，凸顯車用物聯網的商業潛力逐漸浮現臺面，甚至連處理器大廠Intel都著手成立自動駕駛車研發部門，顯見車聯網在未來物聯網應用將呈現極高的商業價值，汽車基于車聯網物聯網方案，將可產生許多額外衍生應用與效益。
至于基于車聯網的物聯網應用，除了自動駕駛車概念的物聯網整合需求外，在行駛過程每一輛汽車就等于一個移動的物聯網數據擷取端點，而加上車輛'移動'的狀態，使得車用物聯網的網通方案在移動通訊傳輸的數據應用受注目，以車用物聯網的應用場域下，反而是基于5G移動通訊的物聯網傳輸技術會有發展優勢，而在數據傳輸能力、高速移動的網絡穩定性等，反而適合車聯網的車載物聯網設備導入，這也是為什么5G移動應用會被通訊服務商積極關注的原因。
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，物聯網市場規模份額將超過9,000億美元，未來3年物聯網市場應用所產生的數據量也將大幅劇增，據估算，物聯網設備將有可能增加到300億臺，由物聯網終端設備產生的數據量將以數百ZB成長(1ZB等于10的9次方TB)，據成長曲線推估，2020年物聯網裝置產生的數據量有可能超過600ZB之譜。
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臺、通訊芯片與技術底層已可達到建構應用平臺需求，導入物聯網應用的企業也會越來越多，而發展物聯網技術市場應用的關鍵點除在物聯網設備的成本、網通技術整合、后端技術整合外，其實重要的關鍵即在信息通訊系統架構與網絡的維運條件，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。
尤其在物聯網設備的數據擷取、分析能力越來越強大，以物聯網應用架構觀察，基于物聯網通訊技術的網通方案，除須達到高穩定性、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、大數據擷取等物聯網設備的網通傳輸要求也會較高，對應針對物聯網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-物聯網也在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、韓國等大型電信服務商也看準5G移動通訊網絡服務，積極投入5G通訊應用部署，如基地臺、5G應用基礎建設等，這對基于5G移動數據通訊的物聯網設備來說，等于是大幅擴展物聯網終端設備應用的可能性。
因為5G移動數據通訊效能可高達10～20Gbps，已經可媲美實線網絡的傳輸效能，在5G通訊網絡應用整合下也能讓物聯網設備的聯網能力、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移動數據網絡作為區域物聯網設備的數據傳輸整合，讓物聯網網絡部署在成本與效能可以達到應用需求。
除NB-物聯網于2017年商轉、5G移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移動通訊網絡網通服務商的動作相對積極，因為只要5G通訊服務商搶到物聯網應用服務骨干網絡系統架構應用市場，對于未來搶入市場規模百億等級的物聯網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 物聯網應用方案需求熱
除通訊大廠積極搶入物聯網應用場域外，其實在近距離低功耗無線通信應用技術也積極搶食物聯網應用市場，因為在物聯網應用的設備部署架構下，并非所有設備都能取用無限的網通、電力供應資源，大多數的物聯網設備部署會在惡劣的環境下運行，例如，物聯網設備本身需要部署于戶外、設備取用電能拮據(甚或運用電池驅動、太陽能發電等)，對能使用的網通技術也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，于物聯網市場推進速度近期發展也很快，如Bluetooth 5近距離無線通信方案在2017年已有技術方案釋出，相關應用也逐步推展中，相關解決方案可應對需求導入物聯網應用架構。
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，技術導入的關鍵芯片、認證等成本也會因用量提高而降低，未來相關技術于物聯網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物聯網服務效能
通訊技術是近期物聯網應用的關注重點外，端點運算(Edge Computing)也是目前物聯網應用備受關注的另一焦點，因為當打通通訊、功耗等物聯網設備發展瓶頸后，其實在實務應用中，物聯網設備若可執行前端分析、處理與數據優化程序，將可讓物聯網應用部署彈性、靈活，也就是說，在物聯網應用場域中若能在物聯網設備前端或是透過數據匯集終端進行數據初步分析與提取，僅將關鍵價值信息傳送至后端物聯網云端服務進行進階分析與儲存，不但可以將物聯網后端系統的運算負荷大幅降低，也可讓整體系統運作彈性、有效率。
尤其是隨著企業導入物聯網設備應用后，每日無時無刻回收的數據數據產生量，可能會大到后端分析系統無法承載，而當越來越多關鍵物聯網應用相繼導入，會使企業的物聯網應出現數據處理分析的瓶頸，此時若能再物聯網端點或數據處理端點進行初步運算、分析，避免大量物聯網終端產出的數據量大到后端系統無法處理。
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物聯網系統的部署應用效能，而當繁雜的初級運算、分析工作可分散至前端物聯網設備進行處理，也能讓物聯網應用系統變得有效率。
車聯網應用成為物聯網市場主要驅動力
另一個重點方向觀察，可自大幅導入物聯網應用的產業動態檢視，可以發現近期動作較大的是物聯網的車聯網應用，例如，高通(Qualcomm)買下車用芯片廠商NXP Semiconductors，日本軟件銀行(SoftBank)花百億購并ARM，凸顯車用物聯網的商業潛力逐漸浮現臺面，甚至連處理器大廠Intel都著手成立自動駕駛車研發部門，顯見車聯網在未來物聯網應用將呈現極高的商業價值，汽車基于車聯網物聯網方案，將可產生許多額外衍生應用與效益。
至于基于車聯網的物聯網應用，除了自動駕駛車概念的物聯網整合需求外，在行駛過程每一輛汽車就等于一個移動的物聯網數據擷取端點，而加上車輛'移動'的狀態，使得車用物聯網的網通方案在移動通訊傳輸的數據應用受注目，以車用物聯網的應用場域下，反而是基于5G移動通訊的物聯網傳輸技術會有發展優勢，而在數據傳輸能力、高速移動的網絡穩定性等，反而適合車聯網的車載物聯網設備導入，這也是為什么5G移動應用會被通訊服務商積極關注的原因。
