NB-IoT是專為低功耗、低成本物聯網裝置所開發的新式無線標準，能與蜂巢式網絡基礎架構共同運作。其具備低功耗、長距離的特性，以及強大的訊號穿透力，能在特定環境中提供其他無線技術沒有的優點。因此，NB-IoT成為物聯網裝置鏈接至云端的理想選擇。

物聯網(IoT)有“最后一里”的難題。雖然用來收集與分析資料的云端基礎架構早已就緒，但是，到現在可用來鏈接大量裝置接上網絡、且兼具傳輸距離、低功耗與低成本特性的無線基礎架構卻還沒有到位。

窄頻IoT(NB-IoT)是專為低功耗、低成本物聯網裝置所開發的新式無線標準，能與蜂巢式網絡基礎架構共同運作。無需專屬的網關，因此裝置制造商能專注于設計裝置的功能性，不用再擔心無線基礎架構的問題。

圖1 NB-IoT技術特性

做為一種窄頻無線電技術，NB-IoT具備低功耗、長距離的特性，以及強大的訊號穿透力，能在特定環境中提供其他無線技術沒有的優點(圖1)。集合這些優勢，以及行動通訊產業支持，使NB-IoT成為物聯網裝置鏈接至云端的理想選擇。經過多年的開發， NB-IoT標準已于2016年6月制定完成，成為3GPP第十三版的一部分。它是窄頻技術，僅使用180kHz帶寬。因此，它的數據傳輸速率僅約27.2kbit/s下載及62.5kbit/s上傳。雖然此傳輸量比Wi-Fi、藍牙或高階蜂巢式技術低了許多，但對眾多只需傳送狀態信息的物聯網應用來說，已經綽綽有余。

具功耗、距離、穿透力優勢

由于NB-IoT的鏈結僅使用很小的帶寬，因此能以低功耗實現長距離通訊。此外，窄頻再加上運作于GHz以下頻帶，意味著NB-IoT擁有極佳的訊號穿透力。也由于它采用授權頻段，NB-IoT與藍牙、Wi-Fi、以及其它在日益壅塞的ISM免授權頻段上運作的通訊協議相比，擁有更佳的訊號完整性以及較低的干擾。

雖然NB-IoT是與蜂巢式網絡供貨商一起設計，硬件也兼容于既有的網絡，但事實上，它是一個全新的通訊協議，與既有的LTE或3G協議并不相同。做為一種“全新設計”的標準，NB-IoT堆棧簡潔且易于建置，這代表NB-IoT無線電模塊會比大多數的蜂巢式無線電簡單許多，而且成本相對合理。

不同于其他競爭的物聯網無線協議需要依賴網關，NB-IoT的蜂巢式特性意味著，只要當地的網絡供貨商支持，設計人員僅需在裝置中加入NB-IoT無線電模塊就能連接至互聯網，完全不需要網關或路由器。對許多企業來說，這能簡化開發成本并加速上市時程，只要專注于自己的核心能力，無須耗費心力于建置可支持其物聯網部署的無線基礎架構。

NB-IoT應用領域多元

雖然NB-IoT甫于2016年才完成標準制定，但它已經被實際運用在市場上，以實現現代聯網城市的物聯網愿景。從德國、西班牙到挪威，都已成功完成了多項現場測試，充分證明NB-IoT是城市物聯網應用的理想方案(圖2)。

圖2 NB-IoT應用范疇

物聯網的主要任務之一是促進資源的有效監控與分配，以實現一個更具智慧、效率的世界。但傳統的Wi-Fi、藍牙和蜂巢式技術的問題是，它們的傳輸距離、功耗與成本特性，都無法真正實現這個愿景。

NB-IoT之所以能在都會環境中發揮其強項，最主要是因為它擁有能與傳統無線技術互補的特性。它能提供蜂巢式技術的傳輸距離、藍牙的成本效益、以及無可匹敵的室內穿透力，讓訊號不受都會障礙物的影響，傳送無礙。

智慧量表

在西班牙，當地的自來水公司Aguas de Valencia已利用NB-IoT來降低營運成本，并提升管理可視性。在Valencia以及西班牙的其他地區，Aguas de Valencia負責管理超過一百萬個水表，每個水表都需要定期讀取用水度數(圖3)。目前許多的公共事業公司都是派員工到現場抄寫數據，但此做法不僅耗費成本，也無法實時掌握用戶的使用情況。

圖3 智能讀表為NB-IoT主要的應用之一

受到NB-IoT相關報導的啟發，了解此技術可將基礎架構交由蜂巢式網絡供貨商來管理，因此Aguas de Valencia決定在最困難的區域試用u-blox的NB-IoT技術，包括僅有微弱或沒有蜂巢式網絡覆蓋的地下室或下水道這類有金屬蓋的隱蔽處所、以及傳統無線技術難以到達的其他區域等。

其結果令人十分驚艷。每個測試的行動裝置都是安裝在量表平常放置的位置，而且傳送讀數毫無問題。Agua de Valencia一天最多能取得24次實時信息，完全無需派遣工作人員到現場。由于NB-IoT是一項獲得蜂巢式網絡供貨商支持的標準化技術，Agua de Valencia無須擔心管理水表所需的無線基礎建設。而且，NB-IoT裝置的電池壽命可達10年以上的量表使用周期，因此系統的維護與營運成本也能降至最低。

智能停車

每個人都知道，在市區里四處繞圈子找停車位簡直是一場惡夢。這不僅是駕駛的問題，也是都會區的交通問題，都市的交通堵塞約三成來自尋找車位的交通流量。因此，智能停車的目標是要解決找停車位的問題，透過無線通信技術來通知駕駛哪里有停車位。除了協助需要停車位的駕駛之外，智能停車還能間接地減輕都會區的交通阻塞，讓駕駛駛離繁忙的道路。

智能停車并不是新觀念，但由于各種的技術與經濟問題，過去一直無法真正取得成功。利用專屬的無線協議，今天大部分的智能停車系統要求營運商不僅要安裝停車傳感器，還要建置無線基礎架構，以便連結每個傳感器，并將它們連上互聯網。這對營運商來說，不僅成本昂貴，而且技術復雜度也高。

NB-IoT能夠解決這些問題，因為每個傳感器都能直接與云端通訊。這不僅能降低系統成本，而且能大幅簡化部署作業，僅需要在停車場安裝傳感器就好。因為裝置是以電池供電，并以無線通信，不須電纜，再加上它運用的是蜂巢式技術，也不需要無線路由器。

NB-IoT在智能停車應用有絕佳的潛力，并已經在全球各地成功測試部署。例如，在2017年1月，Q-Free針對新款智能停車傳感器展開了一項測試計劃，并與全球知名的行動通訊業者Telenor以及挪威公共道路局(NPRA)共同合作。另外，在中國、西班牙、德國和日本也進行了多項智能停車測試計劃。

智慧農業

窄頻物聯網的室內穿透力除了能在都會環境提供強大的覆蓋率之外，NB-IoT在智慧農業也能發揮極大的作用。其他的無線技術可能無法覆蓋大型區域，NB-IoT的長距離與蜂巢式設計，使其非常適合精密農業的應用，包括灌溉、病蟲防治以及溫度和濕度監控等。

針對農業應用，和智能停車與智能量表一樣，NB-IoT的價值不僅來自于它的無線覆蓋率與低功耗特性，也是因為它的易于部署。停車業者、公共事業業者與農夫都沒興趣成為無線基礎架構的專家，他們只希望聯網解決方案能夠正常運作。

解決物聯網最后一里瓶頸

雖然NB-IoT在2016年6月才完成標準制定，但它的接受度正在快速攀升。目前，全球各地的行動網絡營運商都在部署NB-IoT網絡，從西班牙到挪威、韓國與日本。NB-IoT以無線物聯網標準的姿態快速普及，對網絡供貨商與裝置制造商都將帶來絕佳的效益。

NB-IoT的快速部署，其中的一個原因是因為建置過程非常容易。許多網絡供貨商僅須透過在其基礎架構中的一個軟件升級就能建置NB-IoT。因為每個基地臺最多能容納約10萬臺裝置，與其他高帶寬的技術相比，更無需擔心網絡容量問題。

網絡供貨商支持NB-IoT是有利可圖的，因為NB-IoT能為他們帶來物聯網的營收來源。雖然其他獨立于蜂巢式技術的低功耗廣域網技術也正在開發，但NB-IoT是與主要的電信營運商共同開發，讓他們能夠以合約用戶的方式提供網絡覆蓋。

對裝置制造商來說，NB-IoT的快速普及以及標準化特性，讓他們能設計精巧、低成本的物聯網裝置，而且容易部署與銷售。主要網絡業者的支持，以及蜂巢式特性，讓NB-IoT不管就兼容性或覆蓋率來看，都是無線物聯網技術的理想選擇。

雖然現在有多種無線協議正在相互競爭，企圖搶奪鏈接物聯網裝置與云端的市場，但只有NB-IoT兼具無線效能、經濟利益與易于使用等特性，非常適用于主流的物聯網應用。即使在都會環境中都能提供強大的無線效能，并具備長距離、低功耗以及容易部署等優勢，NB-IoT必將成為物聯網“最后一里難題”的解決方案。

(本文作者為u-blox策略伙伴關系主管)