
NB-IoT是驅動物聯網蓬勃發展的關鍵技術,資策會投入該技術研發超過10多年,累積相當豐富經驗與案例。如獲得全球百大科技研發獎(R&D 100)肯定的手搖發電智慧站牌、5G物聯網高軌衛星資料傳輸等,是台灣廠商搶攻物聯網商機的最佳夥伴。
隨著NB-IoT(Narrow Band-IoT)技術成熟且普及,推動物聯網應用面朝向多元化發展,根據Variant Market Research最新報告指出,預計2024年全球物聯網產值將達到1.5兆美元。而在全球各地陸續開台的5G行動網路服務,可望進一步擴大物聯網應用範圍,5G標準制定組織3GPP為優化物聯網支援,也進行R17標準制定。為協助台灣產業搶得5G物聯網先機,同時提早佈局國際標準,資策會在經濟部技術處的專案支持下,從前幾年協助偏鄉建置手搖發電智慧站牌,到近期與聯發科技、Inmarsat(國際航海衛星通訊公司),於2020年8月完成世界首次5G衛星物聯網資料傳輸測試專案,為台灣產業搶攻5G物聯網商機創造有利條件。
資策會執行長卓政宏指出,我們在NB-IoT耕耘多年,擁有非常完整技術能力與經驗,聯發科技在5G通訊技術領域擁有獨步全球的研發成果、 Inmarsat則是全球知名的衛星公司。此次,合作推動的5G物聯網高軌衛星資料傳輸系統場域實測,是由衛星通訊系統串聯地面通訊網路,最終於赤道上方35,000公里順利完成資料傳輸實測。
解決海上、偏鄉通訊問題 NB-IoT結合5G成趨勢
投入通訊領域多年的資策會,藉由累積相當雄厚的NB-IoT技術,是台灣唯一具備從硬體底層到軟體應用層技術全面掌握技術的業者,多年來在偏鄉、衛星領域均有非常豐富的成果。
以資策會智慧系統研究所(系統所)研發團隊研發Hybrid Mass LINK手搖發電智慧站牌為例,即是整合NB-IoT與LoRa兩種無線通訊技術,搭配有太陽能發電板的公車站牌,解決偏鄉民眾等候公車的困擾。偏鄉民眾只需轉動智慧車牌上的手搖柄,系統便會在公車所在位置的站名上亮燈,進而掌握正確的搭車時間。此套無需佈線、供電的系統,榮獲2018年全球百大科技研發獎(R&D 100 Awards)的肯定,且已於新竹縣尖石鄉、基隆瑪陵坑苓蘭生態農園等地試辦啟用。
卓政宏表示,5G與NB-IoT結合是未來趨勢,可解決海上、偏鄉等地的通訊傳送。只是兩者之間的通訊技術迥異,唯有具備雄厚技術能量的團隊,才能從NB-IoT底層技術進行修改。資策會擁有此技術能量與實作能力,故吸引聯發科技尋求合作,共同進軍新世代的通訊應用領域。
時任資策會系統所所長馮明惠表示,現今行動通訊技術約涵蓋60%人口,但卻僅涵蓋6%全球面積,在海洋、高山等不易搭建基地台的地方,只能仰賴成本昂貴的衛星通訊技術。因此,多年前開始NB-IoT便逐步與3G、4G網路技術整合,以便讓物聯網設備能以更簡便方式連上網路。可預期,NB-IoT與5G行動網路整合,亦將會是必然的趨勢。
值得一提,以往台灣企業參與國際協會的機會不高,往往只能跟隨國際標準改變產品規格。目前3GPP R17標準尚在制定中,資策會在 5G物聯網高軌衛星資料傳輸系統場域實測成功之後,已將相關資訊回報給3GPP,對於未來協助本土業者掌握R17標準相當有利。
克服天候、高度等挑戰 5G衛星物聯網實證成功
從2020年4月決定合作,資策會、聯發科技、Inmarsat等憑藉著各自技術,在短短4個月之間,於2020年8月完成5G物聯網高軌衛星資料傳輸系統場域實測。亮眼成績背後,是逐步克服眾多挑戰所得的成果。由於衛星高度達到35,000公里,通訊品質很容易受到氣候的影響,必須仰賴資策會技術團隊即時調整NB-IoT參數,克服氣候劇烈變化的問題。
卓政宏指出,在投入5G物聯網高軌衛星資料傳輸系統場域實測之前,市面上5G通訊服務只有在數百公尺高度有提供服務的經驗。在高達數千公里的高度下,要維持5G通訊的即時、低延遲,且不能有封包遺失,大幅考驗資策會對NB-IoT技術的掌握能力,我們很高興能夠完成此艱鉅的挑戰。
「從此合作案可知,透過NB-IoT技術結合基地台、衛星之後,可提高5G行動服務的涵蓋率,解決目前行動網路服務涵蓋面積有限的問題。」馮明惠解釋:「在此研究基礎下,未來高山、海洋上的物聯網設備,有利於環境監控、救災等智慧服務發展,這是項非常值得驕傲的成果。」
跨足低軌道衛星 助台商加速邁向商業化
因應全球積極投入太空產業的趨勢,台灣於2019年啟動第三期「太空長程發展計畫」,期盼藉次建立台灣的太空產業,擴大太空技術的效益。所以在完成5G物聯網高軌衛星資料傳輸系統場域實測後,資策會將規劃布局5G物聯網低軌道衛星領域,期盼複製本次成功經驗,協助台灣企業躍上國際舞台。
卓政宏指出,由於低軌道衛星的高度較低,若要在持續移動過程中,對地面裝置
提供連網服務,在技術難度上較高,要克服的問題也相對較多。然有本次在高軌道衛星的成功經驗,加上對NB-IoT技術的深度掌握,資策會有信心能克服各種挑戰。
鑑於全球市場對NB-IoT技術需求持續攀升,在資策會未來規劃中,將擴大與ICT、OT產業,乃至於系統整合商配合,加速協助台灣產業將概念轉換成可行商業方案,共同搶攻5G時代下的物聯網商機。
(*本文同步刊登於iThome)