M2M集成3G通訊模塊 建構高通訊服務質量之物聯網應用
http://www.debgrams.com 2012-12-14 10:15 來源：digitimes
M2M應用熱潮逐漸加溫，但建構M2M網絡必須先確認物聯網的應用網絡型態，網絡服務必須具備滿足M2M需求的傳輸距離、低功耗要求，與一定程度的傳輸效能表現，在眾多無線通訊技術中，以GSM為基礎的3G無線數據網絡，開始被物聯網應用開發業者注意，相關的解決方案也一一出爐。
物聯網(Internet of Things)的概念，為利用網絡通訊科技，將原本獨立的電子設備賦予連接互聯網的應用功能，而在IC集成技術持續精進下，想讓電子設備、電子配件均可連網，現在也僅需利用嵌入式系統與連網解決方案就可輕松完成設計，甚至于有針對M2M(Machine to Machine)需求同時集成通訊功能的應用解決方案，滿足越來越多的M2M產品設計需求
物聯網集成無線通訊技術 提供豐富加值服務
基本上物聯網應用，在物聯網應用網絡中，為透過機器與機器間的連結，甚至包含機器與人的聯系所集成，在物聯網應用中，「網絡」就成為相當關鍵的重要角色！尤其是無線通訊技術，本身即肩負維持M2M環境通訊暢通、穩定的關鍵，不只需用以連接各種無線終端，還需集成穩定、低干擾的通訊管道，讓M2M應用環境可以有效發揮戰力。
早期M2M的應用開發，在長距離無線通訊需求方面，大多會直接選用較無距離限制的GSM通訊架構進行功能集成，或是選擇蜂巢式(Cellular)移動通信網絡，如3G、HSPA(高速封包轉送)，甚至更新穎的4G、LTE(Long Term EvolutionLTE)無線通訊技術，來與物聯網應用進行集成搭配。
而物聯網的應用型態，將開啟M2M網絡更多元化的應用型態，同時也可能創造M2M應用的產業價值，但M2M應用型態要能成形，最大的關鍵就在M2M應用所選擇的網絡質量，如果M2M系統動不動就使終端出現失連，自然用戶對于M2M應用也會開始失去信心，而如何透過維持機器間有效、順暢的網絡通訊傳輸，將左右M2M服務架構的使用體驗。
低傳輸量 可用2G通訊M2M集成方案
在不同的M2M應用場合中，可能會因為終端裝置擷取資料量的大、小差異，甚至是功能傳輸上本身機器對機器傳送的資料量不同，就必須針對系統的應用需求調整所使用的通訊技術與架構。目前常用的無線通訊技術有GSM、3G/3.5G、4G/LTE/WiMax(Worldwide Interoperability for Microwave Access)等不同數據通訊傳輸技術，其中GSM/GPRS速度較慢，而4G/LTE/WiMAX傳輸效能相對較佳。
而一般來說，對于一般M2M應用，若傳輸資料量本來就不高，可以選擇速度表現一般的GSM/GPRS無線通訊網絡進行M2M環境架構。若M2M應用環境需要更高的傳輸效能因應，如遠距醫療應用、車載應用信息(Telematics)、教育服務應用，這時M2M的溝通網絡基礎，就必須更換到可因應更高帶寬的無線通訊網絡技術，例如以3G或具更高效能的4G服務網絡，來進行應用集成，以滿足如行車資料傳輸或大量病理資料的無線傳送需求。
高傳輸應用 需改用3G/3.5G以上無線通訊技術
但針對車載系統、遠距醫療或是教育端點、智能電網(Smart Grid)等M2M應用方面，其應用傳輸信息量相當高，基本上GSM/GPRS等無線通訊網絡可能無法支應這類M2M服務架構，極可能因為傳輸效能受限，而影響到M2M網絡服務應有的服務質量，甚至造成應用服務延遲或是功能限制。
而針對這類高資料傳輸的M2M應用型態，必須將無線通訊技術至少升級至3G/3.5G，甚至是更先進的4G(LTE或WiMAX)無線通訊技術，早期的2G無線通訊技術早已不敷所需，尤其是網通業者已看準M2M物聯網裝置所需的大量無線通訊芯片需求，相繼推出集成M2M應用與3G無線通訊模塊的集成解決方案，如M2M在汽車娛樂電子、智能電網等應用激增，也連帶使得M2M集成3G無線通訊技術的集成解決方案成本持續下滑，加速M2M應用市場提前升級到3G通訊應用集成。
反觀采取更高傳輸效能的4G無線通訊技術，因為使用尚不普及，加上相關應用在基地臺的布建服務覆蓋率仍與現有的3G/3.5G服務網絡相差甚遠，因此4G相關M2M應用方案沒有3G M2M來得完整與全面。
業界人士評估，由于傳輸效能的大幅改進，4G移動通信網絡長遠來看勢必成為M2M的殺手級應用集成技術，但目前礙于模塊成本較高，加上全球的4G服務網絡仍以都會區的布建較為完整，若M2M應用在非都會區，如遠距醫療應用本來就是用以解決偏遠鄉區就醫不便的應用需求，這對于4G服務網絡的布建速度來說肯定無法滿足；此外，相關M2M應用仍未出現巨量無線數據資料傳輸需求，因此業界評估，最快也必須等到2013年，采用集成4G無線通訊網絡支持的M2M解決方案，才會在市場上形成新應用趨勢。
M2M應用通訊模塊 方案成本仍為主要考量因素
即便目前M2M解決方案為了壓低整體M2M網絡的架構成本，集成通訊技術的方向仍以2G無線通訊模塊為大宗，而3G M2M應用仍以平板計算機、智能型行動電話、車用影音系統等消費性電子產品為主，但實際上采行2G無線通訊技術為基礎的M2M應用環境，在未來應用已經顯得有點捉襟見肘，因為未來持續發燒的車用娛樂系統、智能電表...等M2M開發應用，已經逐步導入雙向數據高速傳輸需求，這對于基于GSM/GPRS的通訊技術，在傳輸帶寬肯定無法提供高質量的無線數據傳輸環境，相關應用將持續轉移改用3G M2M應用解決方案進行產品集成。
尤其是2011年，巴西政府為了改善劫車、竊車率過高問題激增，已強制規定2011年9月后出廠的車輛必須增設車輛自動導航(Automatic Vehicle Location；AVL)系統的強制規定，透過車輛衛星網絡系統的監測與訊息回傳，遏止竊車、劫車犯罪問題，這也連帶刺激集成通訊技術之M2M解決方案的市場需求。而為了使M2M系統服務質量提升，除后端應用服務系統的高度集成外，網絡的低延遲要求、高速傳輸需求，都是吸引M2M相關廠商將其解決方案自2G快速轉移至3G/3.5G的趨力。
目前采2G無線通訊模塊的M2M方案，因2G通訊模塊的成本最多只有3G模塊的30%左右，這一2G模塊成本遠低于3G模塊方案的現況，使得多數M2M業者可能為了維持系統較佳的性價比而選用2G模塊方案。但隨著M2M應用傳輸資料可能不再僅有控制信息，而逐步走向集成同步傳送監控視訊、控制信息、娛樂影音信息等大量數碼內容，即便3G通訊模塊應用方案的成本高達3倍，在中／高階M2M應用仍是主流選擇。
政策加溫 M2M集成通訊模塊市場應用
加上自2011年后，3G通訊模塊使用量在智能手機、平板計算機等的使用量激增，同時通訊芯片業者也持續進行降價，3G無線通訊模塊已經有約20%~30%的價格降幅，與2G M2M應用方案已持續拉近成本價位。未來隨著3G M2M應用趨勢逐漸激增，加上3G M2M應用集成方案持續壓低成本，也將持續刺激市場使用量。
針對M2M應用市場，M2M應用模塊選擇內建用戶身分識別(Subscriber Identity Module；SIM)也成為一個重要的趨勢，由于在M2M模塊內設置SIM插槽，將可提供M2M系統聯機、裝置管理等應用集成，同時由于M2M系統僅有搭配電信商的服務網絡，才得以有效發揮系統服務價值，集成型態的設計方案可以讓終端產品設計更為簡潔，同時運用與電信業、SIM卡供應商的緊密合作，甚至推出內嵌SIM卡的應用集成產品，讓M2M與通訊、識別應用提供更深度的應用集成。
而M2M模塊集成SIM卡的加值應用，可與SIM卡供應商合作，進行發展不同2G/3G頻段的跨國M2M應用方案，快速打入新市場，同時，利用高度集成SIM的優勢，提供SIM卡、遠程模塊管理等加值服務，對于發展監控保全、智能電表報表、服務資費計算...等，都可以由應用供應商提供網通服務支持。
編輯精選
