無論是為了尋求新的成長機會，還是為了提高成本效益，或是透過新產品提升客戶體驗，這些因素都推動著各產業進行數字化轉型。借助數字化轉型，能讓移動運營商從參與新的商業模式及開發所需技能的過程中，取得所需的利益優勢。
物聯網(IoT)為移動運營商提供利用核心資產，提升產業鏈的嶄新機會。運營商可透過提供智能平臺，全面提升物聯網的價值，并促進生態體系的合作，甚至成為其他產業的轉型合作伙伴。
數字轉型當推手 車聯網近日走紅
聯網汽車(Connected Car)已問世多年，但主要都是高階的新款車輛。現在，瑞典電信運營商Telia希望透過云端解決方案，連結所有車齡15年以下的汽車。這將是運營商從數據鏈接擴展成為合作伙伴生態體系，以提供智能型數據的機會，為車主打造更多創新的服務產品。
Telia目標是成為新一代電信商，能夠成為傳統網絡服務的重要角色。該公司的車聯網服務Telia Sense，是此一解決方案的核心。根據該公司的研究，簡化養護(Ownership)是車主們重點關注的部分，連接性將能滿足此一需求。然而，車聯網的價值不只是鏈接，還可以根據汽車養護相關的服務生態體系作連結。
Telia Sense是一項端到端的云端解決方案，讓新舊款車主都能連結互聯網并存取智能型服務。它包括一項遠程信息處理組件，以及可以插入汽車OBD-II端口(車載診斷系統)的SIM卡。
該項組件透過長程演進計劃(LTE)及云端式平臺進行通訊，并鏈接到車主智能手機的應用程序，還包含全球衛星定位系統(GPS)、加速度傳感器、陀螺儀、Wi-Fi熱點及藍牙(Bluetooth)。第三方服務供貨商可以透過應用程序編程接口(API)連結服務，從汽車接收數據(如果車主允許)，進而據此開發出新的服務產品。
這項解決方案是與汽車及保險業伙伴所共同開發，可以提供車輛控制功能、Wi-Fi鏈接及規劃汽車保險等加值服務。
激發消費者對車聯網興趣
根據調查顯示，提升身為車主的車輛養護與行車體驗，是消費者想要使用車聯網的主要原因，其他如降低成本、加強控制和安全性，以及提高便利性也是主要因素(圖1)。車主能夠以多樣方式與他們的車輛互動，為隨時隨地提供各種服務帶來商機。
圖1 激發消費者對車聯網感到興趣的因素
消費者也希望他們的車輛擁有更多價值。對車主進行的另一項調查顯示可以細分為三個部分，包括連結性、汽車控制及服務合作伙伴產品。
生態合作體系數字化
生態合作體系伙伴可以借助提供新服務與信息，接觸到駕駛人和乘客，因此將能穩定客戶關系并提升品牌價值(圖2)。Telia Sense就是很好的例子，反映出Bilprovningen、Bilia及Viking等先期合作伙伴的目標。
圖2 客戶最感興趣及感興趣的功能
依駕駛方式付費產品
Folksam是瑞典一家客戶自有(Customer-owned)互惠保險公司，它認為數字化轉型，是該公司今后發展的重點領域。依使用方式付費的保險產品，是數字化所將帶來的嶄新商機范例。
Folksam制作了一項名為K raS kert(安全駕駛)的產品，鼓勵客戶以更安全的方式駕駛。這項服務是根據駕駛方式付費的概念，讓客戶可以影響他們的汽車保險費率。
注冊這項服務后，客戶會收到一個小型發光二極管(LED)指示燈，可以安裝在車內儀表板，在超速時進行提醒。紅色、黃色或綠色燈提醒駕駛人，告訴他們是在正常速限內或已經超速。指示燈會與遠程信息處理組件進行通訊，同時還有一項應用程序提供響應信息，鼓勵更安全及更環保的駕駛方式。
這項服務的長遠目標是保護生命、降低交通意外數量。而附帶的獎勵措施，可以包含像是為駕駛人提供保險費的八折優惠。
實現主動服務
透過數字方式還可能實現主動式的服務。驗車公司Bilprovningen就希望透過提供主動服務(例如驗車時間提醒)，以及與車主相關的提醒，借以強化客戶關系。
汽車服務公司Bilia也設定目標，提供汽車診斷及主動汽車維護，同時還有量身訂做的客戶優惠及促銷服務。
而道路救援公司Viking則透過數字化改進服務產品，發現更深入及主動維護客戶關系的機會。
雙邊商業模式創造價值
許多移動運營商已經基于其核心資產打造物聯網解決方案，這些資產包括整合、分析及運用網絡與用戶數據的經驗。例如，鏈接由LTE網絡負責，為移動寬帶提供應用程序覆蓋，并且支持物聯網服務。另一項資產是平臺能簡化數據，并將大量數據轉換為智能數據，進而讓協力服務供貨商能運用這些信息。
這樣的商業模式有兩個面向：B2C營收流(遠程信息處理單元的一次性成本，以及針對連結和汽車控制服務的每月費用)，而B2B營收流來自生態合作體系伙伴，包括服務的設定費，以及每個車聯網或活動的月費(圖3)。
圖3 雙邊商業模式帶來B2C和B2B營收流
B2B營收的規模，是依平臺所篩選出的數據價值，每個企業各不相同。這種價值取決于兩項息息相關的因素：B2B合作伙伴對當地市場的了解，以及透過數據使用分析讓產品持續改進。
物聯網為移動運營商提供了嶄新機會，讓它們可以透過智能平臺的提供，促進生態體系的合作，并成為其他產業的轉型合作伙伴，利用其核心資產提升產業鏈。
分析物聯網裝置效能 降低訊號壅塞風險
一小部分配置不良的聯網裝置可能會導致訊號風暴，影響物聯網的網絡效能，更糟糕的是還可能會導致網絡中斷。Telenor Connexion將實時流量監控，結合對物聯網裝置及網絡的數據分析，可以降低訊號壅塞的風險，提高運營績效。
全球大量且多樣的物聯網裝置，正透過移動網絡進行部署及鏈接。主動侵略型互連裝置(Aggressive Connected Devices)引發的訊號風暴，將會對物聯網網絡壅塞及效能產生負面影響。為了避免這種情況，來自裝置的控制層數據及其鏈接的網絡就需要實時監控、分析及管理。提高可靠性同時也是前提條件，可以用來匯集、處理及分析互連裝置所產生的用戶層數據。
小部分裝置就可能產生嚴重網絡問題
過去7年來，Telenor Connexion管理的互連裝置(SIM卡方式)，正在以超過50%的復合年成長率(CAGR)增加。目前，已安裝的互連裝置總數大約是600萬臺，多數流量透過通用封包無線服務(GPRS)及簡訊(SMS)進行傳輸。
2014年，Telenor Connexion遭遇了由小部分聯網裝置所引起的網絡質量惡化，促使該公司調查客戶的裝置在移動網絡中的行為。結果發現，只要500臺極度活躍主動型裝置，就可能引發網絡訊號風暴，進而導致壅塞。事實上，有些客戶裝置每小時就產生超過100個網絡事件，這是可接受限值每小時約20個網絡事件的五倍。這種過度激烈的訊號行為，可能快速發展成導致網絡壅塞，并開始影響其他網絡。
為了解決這項問題，物聯網運營商必須與漫游運營商緊密合作。關閉或復位向所有物聯網漫游裝置的控制層訊息，將會影響所有物聯網客戶，因為會堵塞整個漫游網絡。一旦網絡完全壅塞，可能就需要2小時以上，才能完全重新將物聯網裝置中路由器流量分散，然后再用2小時使網絡恢復正常運作。對漫游運營商來說，將會影響消費者流量和客戶體驗，對品牌產生不良影響。
運用大數據分析避免網絡壅塞
透過搜集及分析物聯網裝置產生的每個網絡事件，可以識別主動型裝置的行為，以采取適當的移動避免訊號風暴，進而確保網絡效能可以滿足服務等級要求。
主動侵略行為的一個例子，是當裝置嘗試鏈接到網絡但失敗時，立即連續快速嘗試多次。這將會產生訊號數據流量，當類似裝置也制造比平常更多的訊號時，訊號網絡就會超載。識別此類行為，然后重新配置裝置，將會延長每次連續嘗試鏈接網絡的時間，因此須要給網絡運營商時間來辨識情況并解決根本原因，才能避免網絡堵塞。
此外，聯網裝置的流量可以轉移到不同網絡，以避免特定網絡超載。例如，部分客戶在多個國家的多個網絡中都有裝置，在這個情況下，聯網裝置中的SIM可以被配置為，根據網絡效能分析后鏈接到某國的特定網絡。
監控物聯網網絡KPI
圖4顯示了2016年10月16日至18日期間的部分網絡關鍵績效指針(KPI)：上排直方圖表示流量活動，下排直方圖標識SMS及PDP的對應成功率KPI(亦即物聯網裝置建立專用數據承載的能力)。左上方的直方圖顯示：在此特定客戶案例中，平均網絡活動展示了每個物聯網裝置每小時進行3到6個網絡事件(從基礎到峰值)。在中間的圖表中，折線表示每個物聯網裝置的平均數據量，峰值略高于30KB/小時，所有物聯網裝置在10月17日上午9點到中午12點之間，每小時消耗的數據總量為24GB。在同一時期，每個物聯網裝置每小時的SMS活動平均為大約3個，總SMS流量約為每小時5萬個。
圖4 在客戶物聯網網絡中所挑選出的IoT流量活動及網絡KPI監控
因此，圖表提供了有關物聯網網絡活動及成功率的概覽，可以輕易地發現，在顯示的48小時內所發生的任何偏離變化。
運用大數據分析 進行流量預測
自動報告系統能監控來自所有客戶的流量，并預測未來六個月到一年產生的帶寬。根據這些報告，控制層的訊號服務和用戶層的數據流量預測，將可以變得越來越精確，確保用戶避免網絡壅塞問題。
將數據分析應用于聯網裝置網絡中的控制層數據，可以為網絡運營商和企業帶來很多好處。由于能夠明了網絡的哪些部分需要改進，因此可以減少訊號流量，以及對物聯網裝置網絡所造成的垃圾流量威脅。
根據這些分析，將能執行網絡公平使用策略管理，詳細顯示可接受的裝置訊號行為。過去兩年來，在由Telenor Connexion負責管理的物聯網網絡中，潛在的主動型客戶裝置數量從38%下降到16%(其余的16%分布在數個網絡上，不會立即構成威脅)。這是透過對網絡中物聯網裝置執行情況的綜合了解，以及連結效率指引的執行所帶來的成效。此外，透過預測性分析功能，還有控制層流量及用戶層流量帶寬的規模預測，都能達成超高的精確度，進而改進資源規劃。
密集城市需求量大 大規模物聯網隱然成形
高成本效益的連結性，是采用物聯網服務的主要驅動力量。蜂巢式網絡非常適用于實現這個目標，因為它們在全球各地無所不在，并且能輕松升級以處理許多潛在的物聯網應用。此外，蜂巢式網絡可以在密集城市環境中，處理來自大量物聯網裝置的流量，對網絡容量的影響最小。
物聯網可以分為關鍵及大規模應用兩大領域。關鍵物聯網應用的特色，是要求極度的可靠和可用性，以及超低時延，例如交通安全、自動駕駛汽車、工業應用及醫療保健(包括遠程手術)。
大規模物聯網的特點，則是擁有大量鏈接、低數據量、低成本裝置及對能耗的嚴格要求。其案例包括智能建筑、智能電表、運輸物流、車隊管理、工業監控及農業。
互補型物聯網技術 滿足不同物聯網應用
這兩個領域代表擁有大量連結要求的各種使用案例。蜂巢式網絡適用于支持這兩個領域，雖然沒有單一技術能適合所有潛在情況。但為了滿足不同潛在大規模物聯網應用案例的要求，多項蜂巢式物聯網技術正在標準化，包括Extended-coverge-GSM(EC-GSM)、Cat-M1及窄頻物聯網(Narrow Band-IOT, NB-IoT)。
根據技術可用性、使用需求及部署情境，這些解決方案可以相互補足。例如，EC-GSM服務于所有全球移動通訊(GSM)市場的應用；Cat-M1支持廣泛的物聯網應用，包括內容豐富型(Content-rich)應用；而NB-IoT針對超低吞吐量應用進行簡化，并提供極好的覆蓋率及部署彈性。運營商可以選擇單一解決方案，或是結合多種解決方案，這取決于幾項因素，例如技術覆蓋程度、網絡技術策略及具體的目標市場。
超低階大規模物聯網應用
檢視蜂巢式網絡承載物聯網流量的能力，對了解真正的物聯網服務情境和對網絡的影響非常重要。
這當中的情境包括：由一系列不同物聯網服務組成的流量模型，包含對每個裝置訊息大小和流量強度的假設，以及在密集城市環境中部署的裝置數量。它專注于對傳輸量要求較低的超低階物聯網應用，例如計量及監控使用案例，因為這些應用將成為多數市場中首批部署的大規模物聯網服務(圖5)。
圖5 NB-IoT：量身訂制的超低階IoT應用
找出大規模物聯網流量特征
每平方公里有1萬戶家庭的密集城市環境(類似倫敦、北京或紐約中心地區)，被用來當做大規模物聯網服務情境的基礎。假設在該地區部署一系列不同類型的聯網裝置，包括水表、瓦斯表及電表、自動販賣機、出租自行車位置監控器，以及車輛中監控駕駛行為的加速度傳感器(根據每個家庭一輛汽車，每四個流量一組計算平均值)，圖6中就總結了每個裝置的流量特征。此場景中使用的聯網裝置數量，代表成熟的大規模物聯網情境。在初始部署階段，裝置密度將較低，相應的流量負載也不會那么高。這些服務代表了實際上大規模物聯網的使用案例范圍，預期將部署在城市環境中。
圖6 在城市情境中部署大規模物聯網鏈接裝置的流量特征
這些服務的部署環境及流量模型不同：遠程控制儀表可能面臨室內覆蓋率的挑戰，而安裝在自行車上的裝置通常位于室外。儀表流量可能每天集中傳輸一次，而其他裝置可能需要每10分鐘即傳送一次。
大規模物聯網裝置的數據流量很小，一個服務的典型數據包大約是100～150個位，其中考慮到裝置ID的有效載荷、時間戳及報告數據值。
此外，每個數據包都有大約65個字節的IP經常性資源(Overhead)及更高層標頭(Header)；媒體訪問控制(MAC)層約占15個位，移動網絡上行鏈路每個事件的標準控制訊號為59個位。總之，每個事件產生大約250～300個位，由物聯網裝置傳輸。
圖6顯示產生的流量需求。它清楚顯示，盡管裝置的密度非常高，但每個裝置的流量卻很低，每單位面積的流量限制為每平方公里幾千位/每秒(kbit/s)，而移動寬帶服務在密集城市地區為每平方公里接近千兆位/每秒(Gbit/s)。
部署NB-IoT載波 實現大規模物聯網服務
NB-IoT適用于超低階物聯網應用。基地臺可以與裝置通訊的下行/上行最高瞬時數據速率為227/250kbit/s，而每個裝置的持續最大傳輸量為21/63kbit/s，足以支持城市情境中的服務。雖然其容量低于移動寬帶，但根據系統級仿真顯示：一個180kHz的NB-IoT載波可以承載數十kbit/s，具體取決于載波配置。假設單一NB-IoT載波在三個扇形區網站部署，城市環境典型的網站間距離為500公尺，將可以達成每平方公里數百kbit/s的區域容量，比密集城市情境中的大規模物聯網服務流量需求更大。
圖7說明了在城市情境中大規模物聯網累積流量與單一NB-IoT載波容量之間的關系。所有大規模物聯網服務的總流量，合計占總可用容量的6%，這顯示在需要另一家NB-IoT運營商之前，足以支持在所考慮的情況下將大規模物聯網流量增加15倍。此外，比起NB-IoT，Cat-M1支持更高的數據速率及容量。
圖7 NB-IoT載波的流量與容量比
除了傳輸所需的容量需求外，覆蓋率能到達位于較差區域的裝置更是重要。因此，NB-IoT和Cat-M1設計提供比GSM及LTE明顯更好的覆蓋率。這種強化的覆蓋程度，允許無線電訊號穿透更多道墻壁或紅外線反射(IRR)金屬玻璃窗，以連結部署在室內深處或地下室(典型的儀表位置)的裝置。
為裝置提供鏈接 創造無限新商機
蜂巢式網絡可以處理大量的大規模物聯網裝置，對網絡容量的影響最小。這里的情境顯示，單一NB-IoT載波(部署在保護頻帶內，占用10MHz LTE載波的2%)明顯超出所考慮到的大規模物聯網服務需求。這些發現，意味著NB-IoT的初步部署，可以滿足潛在的更高數據需求及流量強度，也能支持其他類型的服務。
通常，運營商可能只會小幅升級現有網絡以支持物聯網流量，但是該領域的潛在價值龐大。可以從單一基地臺，為成千上萬的物聯網裝置提供鏈接，是重要的推動力量并且可以帶來新商機。
新興應用不斷出現 物聯網數量持續成長
隨著新興應用和商業模式的出現，以及標準化的支持與裝置成本的下降，聯網裝置的數量將持續成長。
預計到2022年，將會有290億臺聯網裝置，其中物聯網裝置可以達到180億。2018年，移動電話數量預計將超過物聯網裝置，其中包括車聯網、設備、電表、穿戴式裝置及其他消費性電子產品。而2016到2022年間，在新應用案例的帶動下，物聯網裝置預期將以21%的復合年成長率增加。
近距離/廣域物聯網 聯網裝置鏈接遽增
圖8顯示所有聯網裝置，物聯網可以分為近距離物聯網及廣域物聯網。
圖8 聯網裝置數量(單位：10億)
近距離領域，由免執照頻譜(例如Wi-Fi、藍牙及ZigBee)鏈接的裝置所組成，通常服務距離不會超過100公尺。該類別還包括透過固定局域網絡鏈接的裝置。
而廣域物聯網類別，則包括使用蜂巢連結(根據3GPP的部分CDMA技術)的裝置，以及Sigfox、LoRa及RPMA等免執照低功率技術。
物聯網裝置采蜂巢鏈接 2022年將達到15億臺
2016年底，全球蜂巢鏈接物聯網裝置為4億臺。隨著逐漸成為產業重心，以及移動物聯網技術達成第三代伙伴計劃(3GPP)標準化，再加上其他方面的改進(例如設定、裝置管理、服務支持及安全性等)，因此在各種聯網裝置中，移動物聯網裝置將成長最快。預計2022年時，可望達到15億臺規模，占廣域類別的70%左右。
在廣域物聯網領域，出現不同需求的兩大市場：大規模物聯網連結，以及關鍵應用連結。
大規模物聯網連結的特點是：高容量、低流量、低成本及低能耗。許多事物將透過毛細網絡(Capillary Networks)進行鏈接。另一方面，關鍵物聯網鏈接對網絡提出了完全不同的要求：超級可靠性、可用性、低時延及高數據吞吐量。然而，在這兩大演進方向之間，還存在著其他許多應用案例，目前透過2G、3G或4G進行連結。
現在，LTE在蜂巢物聯網裝置中的占比約為5%。芯片成本的不斷降低，以及LTE功能與5G功能的持續發展，將能擴大所滿足的應用范圍，支持關鍵物聯網的部署。
京公網安備 11010502049343號