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DAY 20
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自我挑戰組

當運輸遇見IOT系列 第 20

Day20-當運輸遇見IOT-通訊格式 & IOT

前言

  物聯網應用型態,按不同速率區分不同應用類型,包括低、中及高速率等應用,其中低速率的應用包括低功耗廣域物聯網應用,以下針對可用技術NB-Iot/SigFox/Lora進行介紹。

物聯網應用型態[1]

  物聯網應用型態,按不同速率區分不同應用類型,包括低、中及高速率等三類應用[1],如下圖。

第一種是低速率應用,要求帶寬为 100 kbit/s以下,主要用於智能電水漸表、烟霧檢測器、消防栓、共享單車、物流跟踪、智慧農業等,這類型感測器比例約佔60%;
其次是中速率應用,物聯帶寬在 1 Mbit/s以下,包括智能家居、POS機等,基本上占到市場的30%;
最后是高速率应用,要求帶寬在 10 Mbit/s以上,如影像監控,大约佔市場的 10%。

https://ithelp.ithome.com.tw/upload/images/20180107/20107143Xr9CsS2QR3.png

低功耗廣域物聯網的技術[1]

  1. Sigfox: Sigfox 是一家 2009 年成立的法國窄帶物聯網公司,Sigfox 工作在 1 GHz 以下的免許可頻段,其超窄帶技術(UNB, ultra narrow band)占用頻譜很窄,既留出偵聽的频譜,又減少了噪聲影響。其優點是簡單,缺點是物聯網終端僅有 100 bit/s的能力,不支持傳輸大量数据或保持長連接的物聯網應用且需要單獨建網,工作在非許可頻段易受干擾。
  2. LoRa:LoRa(long range)是由美國 Semtech 公司在2013 年推出的基于長距低功耗數據傳输技術開發窄帶物聯網。在建築物密集的城市環境可以覆蓋2公里左右,而在密度較低的郊區,覆蓋範圍可達10公里。LoRa 技術非常適合功耗低、大量連接以及位跟踪等的物聯網应用中。与 Sigfox 相比,LoRa 可支持較帶寬,容量較高,性能更好,但同樣工作在非許可頻段易受干擾,也需要需要單獨建網。
  3. NB-IoT:2016年6月,NB-IoT 核心協議標準在 3GPP 通過,2016年9月通過性能標準,2016年12月通過一致性測試標準。NB-IoT 採用營運商帶内許可頻率,可採取與現有網路共存的帶内(可利用 LTE載波中的任何資源塊)、保護帶(可利用LTE系統邊緣無用的邊帶)或獨立載波(適合對GSM頻帶的频度和發送位置更新次數,使終端 99%時間工作節能模式;簡化移動性管理,減少測量開銷;俱備廣覆蓋、大量連接(NB-IoT單扇區支持 5萬個連接)、低功耗(NB-IoT 終端如每天發送一次 200 Bytes 的內容文字,电池待機時間可長達10年)及低成本(單個連接模組成本不超過5美元)。

小結

  NB-IoT相較其他Sigfox及LoRa,不用獨立建網,可相容現在網路,低成本且支援大量連接,比較俱備未來發展性。

參考文件

1.邬贺铨,物聯網技術與應用的新進展,物聯網學報,第1卷第1期,2017年 6 月


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