數碼新秩序

2018-07-20

一粒電用10年？利用NB-IoT攻破智慧城市技術難關

　　要建設智慧城市，先要有物聯網（IoT）。物聯網的精萃在於物物相連，意即每個裝置均可通過網絡串連起來，並可互相傳遞信息。如此一來，分布於智慧城市內的各式感測器，始可將採集得來的環境數據傳回雲端平台，積累成城市大數據，讓人工智能系統基於數據作出各項分析和預測。不過，要完成物聯網的佈局，還有「最後一哩（Last Mile）」這個技術關卡需要攻克。

　　所謂「最後一哩」，原指網絡供應商從機樓到用戶家中電腦之間的連接。套用在物聯網上，便意指從物聯網裝置到雲端平台的連接線路。無論是近期備受爭議的5G，抑或筆者上期提及的NB-IoT（Narrow Band IoT），俱是可解決「最後一哩」難題的無線通訊方案。

　　相比起5G，NB-IoT只需沿用現有的4G或3G網絡架構，無需佔用新的大氣電波頻譜，爭議性較少；加上它是由國際電訊標準制定組織3GPP制定的通訊標準，又獲諾基亞、愛立信、華為三大電訊設備商支持，所以備受市場重視。

　　NB-IoT屬窄頻技術，只使用180kHz頻寬，數據傳輸速率僅為27.2kbit/s下載與62.5kbit/s上傳，遠比常見的Wi-Fi或藍牙為低，但對只需傳送感測數據的物聯網裝置而言，已是綽綽有餘了。同時，因為它的頻寬窄、數據量少，所以耗電量亦低。採用NB-IoT通訊技術的裝置，一顆電池便可用上10年。此外，NB-IoT的窄頻特性，再加上運作於GHz以下頻段，令它擁有強大的訊號穿透力。在高樓大廈林立的都市環境，份外突顯其優勢。

　　以西班牙的自來水供應商Aguas de Valencia為例，轄下有100萬個水表，以前要定期派員工到相關地點「抄表」，不但人力成本高，亦無法即時掌握用戶的用水狀況。引入NB-IoT及智慧水表方案後，Agua de Valencia可透過現有電訊網絡，接收來自不同角落的智慧水表訊號，每天最多24次獲取即時數據。在不需傳送數據傳送時，智慧水表裝置會處於休眠狀態，所以電池壽命可達10年或以上，令系統維護和營運成本得以大幅降低。

採用NB-IoT通訊技術的智慧水表，只需裝配一組普通電池便可運作10年或以上。（圖片來源：翻攝自u-blox公司YouTube頻道）

　　其實，市場上還有另外兩款無線通訊技術正在跟NB-IoT相互角力，爭奪連結物聯網與雲端的「最後一哩」市場。與NB-IoT一樣，SIGFOX與LoRa同屬低功耗廣域網絡：前者勝在耗電量較低，獲德州儀器（TI）、意法半導體（ST）、芯科（Silicon Labs）等晶片供應商支持；後者則具有較高的數據傳輸頻寬，由Semtech、IBM、Cisco組成的聯盟積極推動發展。不過，目前仍以NB-IoT被看高一線，全因它可基於4G或3G網絡運作，部署容易且成本低。因此，NB-IoT被業界視為智慧城市物聯網「最後一哩」難題的理想解決方案。