物聯網時代來臨,IBM 推 LoRa 技術讓機器也有自己的網路

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物聯網範疇涵蓋人與人、人與物、物與物之通訊交流,感測網路技術時常遇到功耗過高而傳輸距離卻又無法達到需求的困擾,未來物聯網的連線將以遠距無線感測網路為主,具有廣域通訊、低數據頻寬傳輸、低頻低功率等特性,能夠符合低成本與高效率的需求。因此,IBM 認為在規劃下一個世代無線傳輸技術的同時,也應該納入物聯網裝置專用的連線網路才是。

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IBM 提出遠距訊號管理與控制端至端解決方案(Long Range Signal & Control,LRSC),藉由 Semtech LoRa 無線技術,有效降低基礎設施的成本並將無線訊號干擾問題得到顯著的改善,同時能夠讓上百萬的節點可輕易地連接到 LoRa 閘道(Gateway),即可提供超長距離和低功耗方案。經過 IBM 的測試,曼哈頓下城區約 30 平方公里的區域,只需要 7 個閘道器即可做到密集覆蓋。

IBM 與正文科技共同於台北市實地進行 LoRa 通訊技術測試,5 公里範圍內都能有效接收訊號,甚至在高樓層也能維持通訊品質,展現出長距離、高穿透、抗干擾等特性,證明此技術可有效提升可用與可靠度;期望建構出完整端至端基礎架構,讓遠距無線感知網路傳輸具體可行並支援各類物聯網應用服務。IBM 評估,只需要四到五個 LoRa 閘道器,就可以覆蓋台北市的主要地區。

低功耗、遠距離

IBM 指出,LoRa 技術的兩大特點:低功耗與遠距離,將可以大大降低物聯網資料傳輸的使用與維護成本。舉例來說,停車格下可埋入感應器,讓使用者可以精準地知道哪裡有停車位,然而這樣的技術如果用現有的行動網路無線傳輸技術,將會使得感應裝置經常需要更換電池,假如採用 LoRa 無線技術,維護(更換電池)的時間可以改以年來計算。IBM 解釋,在某些情況下,一些採用 LoRa 技術的物聯網裝置,甚至可以經過 7–10 年才需要更換電池。這項技術的價值在於,許多基礎建設都能透過這樣的無線技術,以較低的成本達到遠距離的連結。

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IBM 的目的在於發展物聯網體系中間的「安全、維運平台」,包含 Bluemix 與 Softlayer 等 PaaS 與 IaaS 服務。(可參考 〈【拉斯維加斯現場】強化 BlueMix,IBM 將打造物聯網平台 〉)根據最新的財報數字顯示,去年 IBM 的雲端事業成長 60%,營收已達 70 億美元之譜。(儘管不完全是近期致力於雲端發展的努力所致)1

打造物聯網最後一哩無線感知網路基礎佈建與應用

當物聯網完整生態系建立後,在應用領域最為廣泛、同時影響最多人的智慧城市也將順勢起飛。IBM 身為智慧城市的推動者,憑藉著豐富的規劃經驗,已協助世界許多城市導入智慧交通、智慧防災…等解決方案,IBM 更推動「智慧城市大挑戰」,協助包括台灣的新北市、屏東縣、台南市等全球近 120 城市進行問題評估和診斷,並提供智慧城市建議白皮書,幫助各縣市發展智慧城市。未來,期待物聯網應用更加普及後,IBM 能與各產業、企業共同攜手實現「智慧的地球」的願景。

250 億、500 億和 750 億

物聯網(Internet of Things,簡稱 IoT)時代來臨,Gartner 去年 11 月發表的報告指出,到了 2020 年,全球物聯網裝置將會超過 250 億個 2,思科預測的數字是 500 億的 3,而摩根史坦利的預測更是達 750 億個之多 4。無論到底哪一方的數字比較可信,透露出來的訊息就是:物聯網裝置將會變得非常多。

多到現有的架構難以支撐的地步。

IBM 去年發表了《Device democracy- Saving the future of the Internet of Things》報告,5 指出未來構成物聯網的裝置會是數以「千億」計算,屆時現有的架構將無法支撐。

該報告指出,現在物聯網規模較小,很大一部份是因為目前物聯網解決方案成本過高、過於複雜所導致,而企業對待物聯網的態度則是把物聯網視為另一個運算平台,只想套用相同的商業模式:服務、生態系統、應用程式和數據分析。除非企業高層對策略做出大幅度改變,否則當企業尋求將現行物聯網解決方案進行擴張已支撐未來數以千億計的物聯網裝置時,結果注定要令人失望。

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IBM 提出五項物聯網發展所面臨的挑戰,包含:

1. 連網成本過高

目前物聯網的營收規模未達到市場預期,由於集中式的雲端與大型伺服器的基礎架構以及維護成本高昂,再加上中間廠商的服務費用,造成現有的物聯網解決方案費用十分高昂。

2. 網際網路的信賴度低

網路資安事件的案例頻傳,因此打造值得信賴的物聯網環境之任務十分艱鉅,同時亦所費不貲。隨著物聯網不斷的擴大並被普遍採用,其設計必須整合隱私及匿名技術,以便於讓使用者能夠掌握自己的使用權。

3. 無法因應未來

許多企業快速進入智慧型連網裝置市場,但尚未認知到在該領域生存發展非常困難。消費者每 18 到 36 個月即會汰換智慧型手機,然而物聯網基礎設施的壽命可能長達數年。此外,後續的產品軟體更新與程式修正的成本將在數十年間對企業的財務造成龐大壓力。

4. 缺乏功能價值

現今許多物聯網解決方案缺乏具意義的價值,大部分裝置僅強調連線,卻無法讓消費者獲得更好的使用經驗。目前只有少數製造商重視簡單而實用的價值,並提高設備的核心功能和用戶體驗,而且不要求訂閱服務或應用程式。

5. 不完整的商業模式

現今多數物聯網的商業模式乃依靠販售用戶數據或鎖定式廣告,實際收入機會將為數據匯集與整合業者所擁有。另外,像是烤麵包機與門鎖等產品,在過去皆不需要應用程式或服務合約綁定就可使用,因此,目前市場對於物聯網將帶來大量應用程式收入的預測過度樂觀。

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針對上述問題,IBM 試著提出了幾項解決方案,並指出此行動需要商業與科技界的領導者從根本上重新思考技術策略,建立一個大幅降低成本、保護隱私與自律的解決方案。未來這些解決方案的商業模式必須接納高效率的數位經濟、建立合作價值,以提升產品與使用經驗。

1. 透過技術解決根本問題

考量到安全性、可擴充性及高效率,IBM 主張重新建立物聯網之架構,透過「區塊鏈(Blockchain)」技術架構,採用點對點運算處理數千億筆物聯網交易,此可顯著降低安裝與維護大型集中式資料中心的成本。此外,該技術將保存每一位使用者的使用紀錄,並可自行控制個人隱私,而非集中由授權單位控制。

2. 全新的商業模式

IBM 建議必須建立流動、透明的市場,即時提供符合實體貨物與服務的需求。同時,藉由物聯網改善資訊密集度較低產業的營運效率,如:農業、運輸業、倉儲業等,透過數位技術有效整合價值鏈,減少交易與行銷成本,創造全新的數位經濟以及全新的合作價值。

3. 更好的產品價值與客戶體驗

對於使用者而言,真正重要的關鍵則是產品價值與客戶體驗。如:智慧型瓦斯爐在水沸騰時自動將火力變小。簡單透明的數位介面必須無縫取代現有的實體互動,設計出以使用者為中心的體驗與價值。


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