Actility技術長 Olivier Hersent

臺北市政府今年打造一個通訊範圍可覆蓋全北市的大型戶外IoT網路,讓臺北市成為一個大型物聯網實驗室,這個城市IoT實驗場域背後的關鍵網路技術正是使用LoRa無線網路技術,來布建IoT網路, LoRa標準創始人之一也是Actility技術長的Olivier Hersent日前來臺時也分享了他對IoT科技發展的關鍵趨勢看法。

過去1年間, LoRa成為火紅IoT無線網路技術

Olivier Hersent長年觀察物聯網科技的發展方向,他表示,有別於以往,傳統4G網路或Wi-Fi、藍牙等無線技術,一直是IoT傳輸技術發展的主流,但過去1年來,開始有了不一樣的改變。隨著智慧城市、公用事業的IoT應用規模持續增長,更多的是需要遠距無線傳輸的應用需求,例如水錶、煙霧偵測器、加油箱等設備與設備間的小量資料且長距離傳輸的用途。因此,開始有越來越多的企業大力投入低功耗廣域網路 (Low Power Wide Area,LPWA )的建置,如LoRa、Sigfox等這類長距且低功耗的無線網路技術,反而成為了過去1年來最重要的物聯網技術進展。

根據愛立信行動趨勢報告的預測,在2021年將累積多達有280億個聯網裝置,其中過半數都是屬於IoT應用裝置,而具備有 LPWA能力的IoT裝置,更會在2023年超過40億臺。而這些採用LPWA的IoT裝置中,目前又以LoRa無線網路技術最受各界矚目。

例如今年7月荷蘭電信巨頭KPN成功利用LoRa技術打造全球第一座能覆蓋全國的IoT網路,KPN僅透過在原有的3G/4G電信基地臺上,來布建數百個LoRa無線通訊基地臺,在短短8個月內就建立起一個能完全涵蓋全國戶外的物聯無線感測網路,初期這個IoT網路至少將提供150萬個IoT裝置使用,做為包括道路照明、交通號誌、煙霧報警器、廢棄物管理及移動追蹤等用途。

另外南韓最大電信商鮮京電信也採用LoRa網路在大邱市率先提供商用IoT服務。不只是電信業,就連瑞士、美國紐約等城市也陸續布建LoRa網路來打造IoT應用。

為何LoRa可以在短時間內迅速竄紅,甚至成為連大型電信商和政府都極力投資發展的一門物聯網技術。「LoRa將成為物聯網裝置的Wi-Fi。」從Olivier Hersent簡單一句話,就道出了LoRa對IoT發展到底有多重要。

Olivier Hersent表示,LoRa技術其實是近幾年才發展出的一種IoT無線通訊技術,採用免許可的開放頻段,具備有能實現長距離且低功耗的傳輸特性,包括了傳輸距離可涵蓋從1公里到10公里之間的範圍,甚至最遠可達20公里遠,而靠著IoT裝置內建的電池,即可維繫長達10年以上的使用時間,企業安裝部署所需負擔的成本也較低。

除了LoRa以外,目前還有其他能與LoRa較勁的對手。例如由國際電信標準制定組織3GPP所推廣的新一代物聯網無線通訊技術NB-IoT,同樣也能提供做為長距離且低功耗的IoT裝置所用。儘管NB-IoT今年才完成標準制定,最快明年才會正式推出商用,但至今也獲得不少企業力挺,如英國電信商Vodafone等。

LoRa將成為物聯網裝置的Wi-Fi,未來3年內,8成IoT裝置將改用LoRa網路提供服務。── Actility技術長Olivier Hersent

LoRa與NB-IoT兩者關係就如同Wi-Fi和LTE

不過對於LoRa和NB-IoT這2者之間的競爭,究竟誰會勝出?Olivier Hersent則有不一樣的看法。他認為2者之間並不存在競爭關係,而是將會發展成為如同Wi-Fi和LTE的合作關係,彼此共存。

Olivier Hersent解釋,這2種LPWA技術在市場上各有不同的應用,企業若需要建置成本較低、電池壽命較長,且傳送的資料封包次數一天在200個以內時,就適合選用LoRa。因為NB-IoT裝置消耗的功耗是LoRa裝置的5倍多,對於電池壽命的損耗也較大,無法長年使用,且硬體成本較高。

不過LoRa也有其不足之處,無法一次傳送大量資料,例如聲音或影像檔等,因此當IoT裝置的應用需要有較高資料量的傳輸需求時,就能選擇NB-IoT。

但Olivier Hersent也坦言,目前市場上的多數IoT裝置,因為內建的感測器都是屬於較簡單的資料傳輸用途,例如水錶感測器等,因此即使NB-IoT開始商用後,未來還是會以LoRa裝置的使用居多,再加上NB-IoT的硬體成本也是另一個不能加以忽視的重要考量。

不過,Olivier Hersent也表示,等到NB-IoT的晶片成本降低後,未來2年內將有機會看到更多能結合混合型IoT應用的出現,例如,在單一IoT模組內整合LoRa和NB-IoT這兩種不同的無線網路通訊技術。

他也以一臺具有連網功能的相機來舉例。未來在相機待機和拍照時,用戶可以使用2種不同的無線網路傳輸技術,來減少相機所消耗的電池電量。例如,平常待機時,可以仰賴LoRa的低耗電特性來替相機省電,一旦需要拍照時,即可再轉換到NB-IoT無線網路環境,來傳送高畫質的照片。

甚至, Olivier Hersent預期,在LoRa和NB-IoT技術開始整合以前,不久後,即將能看到市場上推出結合LoRa和Wi-Fi無線技術的IoT裝置應用出現。

Olivier Hersent對LoRa和NB-IoT的看法也反應在他們公司近來的IoT戰略布局上,不只是推廣LoRa技術,同時也開始讓自家的產品服務,也能支援NB-IoT技術的使用。

不過即使有了LoRa打造的IoT網路基礎設施還不夠,能不能獲得廣泛應用的關鍵,還是取決於有沒有更多IoT應用,開始布建在LoRa網路之上。

Olivier Hersent表示,過去1年來已開始有越來越多IoT應用部署在LoRa網路上來提供服務,初期IoT應用多是鎖定與智慧城市相關的應用為主,例如,路燈照明、智慧停車等,另在一些公用事業方面,近來也開始有國營單位將IoT應用布建在LoRa網路,來提供諸如智慧水錶、電錶、瓦斯錶等IoT應用服務。

長遠來看, Olivier Hersent直言:「未來2到3年內,現有8成的主要IoT應用,將全面轉換至LoRa網路環境來提供服務。」他表示,這8成的物聯網應用,主要包括有智慧電錶、水錶,油錶和煙霧偵測器及物件追蹤等應用,至於僅剩下的2成IoT應用則會逐步完成在LoRa環境的部署,例如與風力及太陽能等再生能源有關的IoT應用。

不過對於Olivier Hersent而言,更令他期待的是,未來有一天能夠利用LoRa技術,來實現國家規模的大型IoT能源應用。例如能透過布建LoRa網路來集中管理的全國空調設備,做到更好的溫度控管,像是一旦遇到有能源供需失衡的情況時,就能即時調節全國各地設施的空調溫度,來減少能源耗損,以維持能源供需平衡。他表示,目前包括法國、荷蘭等國家都考慮拿LoRa網路做為未來大型IoT能源的應用。

在單一LoRa網路環境能共享多個IoT應用

當然透過LoRa技術不只能布建國家規模的IoT網路,Olivier Hersent更透露,LoRa的下一階段,更要統一不同裝置的通訊協定,使得未來在單一LoRa網路下,能同時共存多個IoT應用。他表示,過去不同類型的IoT裝置各有不同的通訊協定,而建立各自的通訊網路,例如水錶或煙霧偵測器的網路,兩者之間彼此獨立,各自管理,不僅耗費人力也增加網路建置成本,但未來透過建立一個可以共通的LoRa網路環境,可將不同類型的IoT應用統一放置到同一個LoRa網路上來運作,不只能集中管理,也減少了網路的建置成本,只須建立一個IoT網路環境,就能實現各種IoT應用,如電錶、水錶或是移動追縱等。

不過要建構一個可以共通的LoRa網路環境並不容易,「最大挑戰是如何去找到一個能讓大家都能夠遵循的IoT生態系統。」Olivier Hersent坦言,目前全世界有多達200個不同的IoT通訊協定,而要統一這些不同IoT標準需要付出加倍時間和努力,例如得找到不同裝置協定的廠商,經過多次協商達成共識後,才能逐步完成建構完整的LoRa生態系。「目前才正要剛開始起步而已。」Olivier Hersent說。

Olivier Hersent也表示,接下來2年內將優先讓主流的IoT協定可以開始支援LoRa標準。例如目前在歐洲已普遍使用做為智慧儀錶應用的無線通訊協定M-bus,至今已開始能支援LoRa的使用。除此之外,Olivier Hersent表示, LoRa聯盟旗下也有技術小組持續努力整合不同的IoT技術標準,讓未來更多不同的IoT裝置也能支援LoRa。他也指出,LoRa聯盟從2015年成立至今,已累積超過350名成員加入,涵蓋了電信業、半導體業、設備製造商、系統廠和新創業者等,來共同推動LoRa技術發展。

Olivier Hersent表示,目前該聯盟也在今年為LoRa新增地理定位這個新功能,能透過事先設置的LoRa無線通訊基地臺,來提供目前IoT裝置所在位置的定位資訊。這項新功能也將為IoT裝置提供新的一種定位追蹤服務,例如能提供車輛的即時路線指引,或路徑偏離警示等用途。Olivier Hersent表示,目前已在歐洲開始提供LoRa的定位功能,預計今年底前也計畫在亞洲地區加入這項新功能。

現在不只能利用 LoRa技術打造城市級的IoT感測網路,還能透過事先布設的LoRa無線網路基地臺,來提供IoT裝置的定位追縱服務,如協助追蹤車輛、物品、寵物位置,並傳送即時路線或提供路徑偏離的警示。LoRa聯盟目前已在歐洲開始提供LoRa的定位服務,年底也將在亞洲地區加入這項新功能。(圖片來源/Actility)

 

 CTO小檔案 

Olivier Hersent

Actility技術長

●  學歷:法國巴黎綜合理工學院量子物理碩士

●  經歷:在電信和能源領域均為公認的技術專家,曾一手創立NetCentrex公司提供VoIP基礎設施服務,也曾出過多本網路技術著作, 2010年創辦Actility後開始投入LoRa技術發展,更是LoRa技術標準的創始人之一,也是現任LoRa聯盟副主席

 

 公司檔案 

Actility

●  總部:法國巴黎

●  成立時間: 2010年

●  主要業務:IoT及M2M服務平臺、智慧能源管理

●  網址:www.actility.com

●  創辦人:Olivier Hersent

●  執行長:Mike Mulica

●  員工數:約60人

 

公司大事紀:

●  2010年:Actility成立

●  2014年:推出新ThingPark物聯網雲端服務,可結合LoRa技術來實現智慧建築、智慧工廠與智慧城市的應用部署

●  2015年:成為LoRa聯盟的創始成員之一、獲得歐洲電信巨頭包括荷蘭電信商KPN、法國電信業者Orange及瑞士電信Swisscom與鴻海集團2,500萬美元投資入股、攜手荷蘭電信巨頭KPN打造全國性的 LoRa 網路

●  2016年:與網通巨頭思科合作推出LoRa物聯網解決方案、發起「ThingPark 核可計劃」以簡化商用IoT應用方案部署、成為臺灣的亞太電信物聯網聯盟的合作夥伴、攜手MultiTech共同推出快速建立LoRa生態系的一個完整端到端解決方案


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