物聯網引爆的M2M通訊應用商機誘人，不僅促使3GPP積極展開低功耗、低資料率的LTE-M新標準制定工作，亦引吸包括Weightless、LoRaWAN及SIGFOX等新興低功耗廣域無線技術爭相出頭，點燃新一輪物聯網技術戰火。
物聯網熱潮引爆廣域無線技術新戰火。瞄準物聯網應用龐大商機，各種新興廣域無線技術近期紛紛冒出頭來，包括由IBM等科技大廠力拱的LoRaWAN、安謀國際(ARM)站台相挺的Weightless，以及法國新創公司SIGFOX力推的專屬技術；這些技術已相繼進入實場測試部署階段，對長程演進計畫(LTE)在物聯網領域的發展帶來不小威脅。
為M2M應用提供新選擇
LoRa聯盟成員Laird嵌入式無線方案產品總監Chris Downey表示，隨著成本較便宜、較低資料率的2G服務逐漸退場，傳統蜂巢式網路營運商已開始提供LTE服務給機器對機器(M2M)應用；然而，LTE網路對M2M應用來說相當耗電，而可滿足物聯網及M2M要求的下一代LTE規格則至少還要等上數年才能廣泛普及。
也因此，今年3月，由IBM、思科(Cisco)、微芯(Microchip)、Semtech及Laird等知名廠商主導LoRa聯盟，宣布推出新的低功耗廣域網路技術--LoRaWAN，可讓低功耗模組利用sub-GHz頻率經由多個閘道器連結至核心網路伺服器，達到與現今蜂巢式網路技術相仿的M2M服務。
Downey指出，LoRa收發器具備雙向通訊能力，且傳輸距離相當於或更大於現今LTE技術，但功耗僅其百分之一，十分適合用於電池供電的感測器與控制器，以建構物聯網根基。
另一個由ARM擔任推廣成員的Weightless技術聯盟，亦針對現今M2M應用對低功耗、低成本的要求，提出2G、3G與LTE等蜂巢式技術以外的替代方案。根據該聯盟資料，Weightless技術同樣運作於sub-GHz頻率，模組成本約2美元，在都會區傳輸距離最遠可達5公里，以3號電池供電最長可使用10年。截至目前，該聯盟已發布三項標準，包括Weightless-N、Weightless-P及Weightless-W，三者規格稍有不同，開發者可依據實際應用需求選擇最適標準。
至於SIGFOX則是由法國網路營運商SIGFOX自行研發的專屬技術；該公司是全球首家也是唯一一家專門為物聯網應用，提供低資料率、低功耗且低成本蜂巢式連結方案的公司。SIGFOX連結網路係獨立於現今的電信網路，須另行建置天線和基地台。
無論LoRaWAN、Weightless或SIGFOX，皆已有營運商表態支持，甚至已決定採用並展開實際導入，如LoRoWAN已獲瑞士電信(Swisscom)等四家營運商採納，而網路服務商Senet也於今年6月底於北美建置第一個基於LoRaWAN技術的網路。
Weightless技術聯盟近期亦宣布，英國倫敦和丹麥哥本哈根等地已決定採用該技術打造智慧城市；另外，SIGFOX則分別與ENGIE M2M和IoT Denmark於比利時和丹麥展開網路部署。
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| LoRa技術架構 |
Weightless-P雙向通訊新標準發布
在上述三種新興廣域無線技術中，又以Weightless近期布局最為積極，除發布新的標準外，亦致力擴大相關網路部署。看好工業物聯網(Industrial IoT, IIoT)應用前景，Weightless特別興趣小組(SIG)日前宣布和雲創科技(M2COMM)合作，研發高效能低功耗廣域網路(LPWAN)技術標準Weightless-P，提供可有效改善服務品質的上下行鏈路效能。
雲創通訊執行長魏駿愷表示，許多物聯網應用亟需超低功耗的無線通訊技術，但今日的營運商大多無法提供。Weightless-P毋須客製化硬體，就能加速物聯網採用無線解決方案，現已開始被部署於零售及工業領域，將能為物聯網市場注入一股活水。
Weightless SIG執行長William Webb表示，Weightless-P具有獨特的效能，小組成員皆樂見此技術為物聯網市場帶來的影響。
Weightless-P支援所有主要免授權(License-Exempt) SRD/ISM頻帶，頻率範圍含括169、433、470到510、780、868、915以及923MHz，以確保全球皆能使用；該標準提供完全認可的雙向通訊，在資料速率200bps到100kbps間能提供最佳品質的服務。Weightless-P支援短至中的承載量(Payload Size)，針對上行鏈路主導的訊務，能實現較現有LPWAN及蜂巢式技術更高的容量。
此外，Weightless-P採用市場上普遍能取得的晶片組，同樣也能運用低功耗、創新換手(Handover)技術、重選基地台以及漫遊等功能，進一步支援基站及行動終端設備。其他進階可靠性特色包括快速連接網路、呼叫(Paging)、前饋式錯誤更正碼(FEC)、自動重送請求(ARQ)、功耗控制、以及頻道編碼(Channel Coding)。
從人口稠密的都市到偏鄉環境，Weightless-P的傳輸範圍和可靠性皆優於其他LPWAN技術替代方案，最高輸出功率為17dBm。此技術方案的價格與現有LPWAN相去不遠，且靜態平均功耗不到100µW，相較之下，目前最佳的蜂巢式技術平均功耗則超過3mW。
Weightless-P標準預計在2015年第四季提供給SIG成員。Weightless-P硬體包括開發套件，則將於2016年初問市。
另一方面，Weightless特別興趣小組也宣布在丹麥部署Weightless-N網路，範圍遍及首都哥本哈根，以及南丹麥能源產業重鎮埃斯比約(Esbjerg)。此網路由Nwave 技術公司(Nwave Technologies)和企業加速器組織Accelerace與Next Step City攜手合作，期望在丹麥打造新一代智慧城市。
Nwave科技執行長Yury Birchenko表示，繼Weightless-N開放標準發表後，此網路是首次的公共網路建置行動，是極具開創性的里程碑。
事實上，此消息並非最新創舉，Weightless SIG在今年五月便公布了以低功耗廣域網路(LPWAN)架構為基礎的1.0版Weightless-N開放標準，隨後更宣布在英國倫敦部署Weightless網路。
Weightless-N使用sub-1GHz免授權ISM頻段和超窄頻段(UNB)技術，提供業界最優質的訊號傳播特性，即使在充滿挑戰的城市環境裡，都能達成數公里的傳送範圍。此標準功耗極低，因此能延長傳統小型基地台的電池壽命，創新設計則有助於減少終端硬體和網路成本。
攜手愛立信/NSN 英特爾投入NB-LTE研發
除上述新興廣域無線技術的進展外，另一個值得注意的焦點，是近期英特爾(Intel)與愛立信(Ericsson)和諾基亞通信(Nokia Netwroks)攜手合作，推動窄頻長程演進計畫(Narrow-Band LTE, NB-LTE)技術發展，期作為物聯網市場的無線連線解決方案。
英特爾平台工程事業群副總裁兼多重通訊業務部總經理Stefan Wolff表示，三方合作有利無線連線創新，以滿足成長中的物聯網市場需求，同時也可強化該公司LTE產品組合及NB-LTE發展。
據了解，NB-LTE是4G LTE的最佳化變體，同時因具有低實作成本、易用性與功率效率，適合物聯網應用；英特爾計畫與愛立信、諾基亞密切合作，發展市場所需的NB-LTE商用產品。
英特爾已規劃完成NB-LTE晶片組商用藍圖，並預計在2016年開始將產品升級，以實現更小的外型尺寸。而諾基亞通信與愛立信將提供相關網路所需的升級，讓現今LTE網路能進一步擴展，並最佳化NB-LTE於低功耗M2M通訊應用。
愛立信副總裁兼無線電業務部產品管理主管Thomas Norén認為，蜂巢式網路已涵蓋全球90%的人口，因此經由NB-LTE標準，來支援和促使物聯網採用是極為合理的發展；愛立信將藉由與英特爾、諾基亞合作，建立完整生態系統，來加快物聯網成長。
諾基亞通信產品策略兼分析副總裁Stephan Litjens則指出，透過建立NB-LTE生態系統能促進物聯網發展，並帶給消費者益處，如增進裝置連線和降低成本。
廣域低功耗無線市場熱戰方酣
顯而易見的，儘管第三代合作夥伴計畫(3GPP)針對低資料率M2M應用已加快腳步制定最佳的LTE-M標準，但由於相關裝置與網路預計最快要到2017年以後才能陸續商用，因此各個新興低功耗廣域無線技術陣營無不卯足全力推廣自家技術，並積極拉攏營運商，期搶先圈地市場。