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M2M集成3G通讯模块 建构高通讯服务质量之物联网应用

关键字：欧姆龙
　　M2M应用热潮逐渐加温，但建构M2M网络必须先确认物联网的应用网络型态，网络服务必须具备满足M2M需求的传输距离、低功耗要求，与一定程度的传输效能表现，在众多无线通讯技术中，以GSM为基础的3G无线数据网络，开始被物联网应用开发业者注意，相关的解决方案也一一出炉。
　　物联网(Internet of Things)的概念，为利用网络通讯科技，将原本独立的电子设备赋予连接互联网的应用功能，而在IC集成技术持续精进下，想让电子设备、电子配件均可连网，现在也仅需利用嵌入式系统与连网解决方案就可轻松完成设计，甚至于有针对M2M(Machine to Machine)需求同时集成通讯功能的应用解决方案，满足越来越多的M2M产品设计需求
　　物联网集成无线通讯技术 提供丰富加值服务
　　基本上物联网应用，在物联网应用网络中，为透过机器与机器间的连结，甚至包含机器与人的联系所集成，在物联网应用中，「网络」就成为相当关键的重要角色！尤其是无线通讯技术，本身即肩负维持M2M环境通讯畅通、稳定的关键，不只需用以连接各种无线终端，还需集成稳定、低干扰的通讯管道，让M2M应用环境可以有效发挥战力。
　　早期M2M的应用开发，在长距离无线通讯需求方面，大多会直接选用较无距离限制的GSM通讯架构进行功能集成，或是选择蜂巢式(Cellular)移动通信网络，如3G、HSPA(高速封包转送)，甚至更新颖的4G、LTE(Long Term EvolutionLTE)无线通讯技术，来与物联网应用进行集成搭配。
　　而物联网的应用型态，将开启M2M网络更多元化的应用型态，同时也可能创造M2M应用的产业价值，但M2M应用型态要能成形，最大的关键就在M2M应用所选择的网络质量，如果M2M系统动不动就使终端出现失连，自然用户对于M2M应用也会开始失去信心，而如何透过维持机器间有效、顺畅的网络通讯传输，将左右M2M服务架构的使用体验。
　　低传输量 可用2G通讯M2M集成方案
　　在不同的M2M应用场合中，可能会因为终端装置撷取资料量的大、小差异，甚至是功能传输上本身机器对机器传送的资料量不同，就必须针对系统的应用需求调整所使用的通讯技术与架构。目前常用的无线通讯技术有GSM、3G/3.5G、4G/LTE/WiMax(Worldwide Interoperability for Microwave Access)等不同数据通讯传输技术，其中GSM/GPRS速度较慢，而4G/LTE/WiMAX传输效能相对较佳。
　　而一般来说，对于一般M2M应用，若传输资料量本来就不高，可以选择速度表现一般的GSM/GPRS无线通讯网络进行M2M环境架构。若M2M应用环境需要更高的传输效能因应，如远距医疗应用、车载应用信息Telematics)、教育服务应用，这时M2M的沟通网络基础，就必须更换到可因应更高带宽的无线通讯网络技术，例如以3G或具更高效能的4G服务网络，来进行应用集成，以满足如行车资料传输或大量病理资料的无线传送需求。
　　高传输应用 需改用3G/3.5G以上无线通讯技术
　　但针对车载系统、远距医疗或是教育端点、智能电网(Smart Grid)等M2M应用方面，其应用传输信息量相当高，基本上GSM/GPRS等无线通讯网络可能无法支应这类M2M服务架构，极可能因为传输效能受限，而影响到M2M网络服务应有的服务质量，甚至造成应用服务延迟或是功能限制。
　　而针对这类高资料传输的M2M应用型态必须将无线通讯技术至少升级至3G/3.5G，甚至是更先进的4G(LTE或WiMAX)无线通讯技术，早期的2G无线通讯技术早已不敷所需，尤其是网通业者已看准M2M物联网装置所需的大量无线通讯芯片需求，相继推出集成M2M应用与3G无线通讯模块的集成解决方案，如M2M在汽车娱乐电子、智能电网等应用激增，也连带使得M2M集成3G无线通讯技术的集成解决方案成本持续下滑，加速M2M应用市场提前升级到3G通讯应用集成。
　　反观采取更高传输效能的4G无线通讯技术，因为使用尚不普及，加上相关应用在基地台的布建服务覆盖率仍与现有的3G/3.5G服务网络相差甚远，因此4G相关M2M应用方案没有3G M2M来得完整与全面。
　　业界人士评估，由于传输效能的大幅改进，4G移动通信网络长远来看势必成为M2M的杀手级应用集成技术，但目前碍于模块成本较高，加上全球的4G服务网络仍以都会区的布建较为完整，若M2M应用在非都会区，如远距医疗应用本来就是用以解决偏远乡区就医不便的应用需求，这对于4G服务网络的布建速度来说肯定无法满足；此外，相关M2M应用仍未出现巨量无线数据资料传输需求，因此业界评估，最快也必须等到2013年，采用集成4G无线通讯网络支持的M2M解决方案，才会在市场上形成新应用趋势。
　　M2M应用通讯模块 方案成本仍为主要考量因素
　　即便目前M2M解决方案为了压低整体M2M网络的架构成本集成通讯技术的方向仍以2G无线通讯模块为大宗，而3G M2M应用仍以平板计算机、智能型行动电话、车用影音系统等消费性电子产品为主，但实际上采行2G无线通讯技术为基础的M2M应用环境，在未来应用已经显得有点捉襟见肘，因为未来持续发烧的车用娱乐系统、智能电表...等M2M开发应用，已经逐步导入双向数据高速传输需求，这对于基于GSM/GPRS的通讯技术，在传输带宽肯定无法提供高质量的无线数据传输环境，相关应用将持续转移改用3G M2M应用解决方案进行产品集成。
　　尤其是2011年，巴西政府为了改善劫车、窃车率过高问题激增，已强制规定2011年9月后出厂的车辆必须增设车辆自动导航(Automatic Vehicle Location；AVL)系统的强制规定，透过车辆卫星网络系统的监测与讯息回传，遏止窃车、劫车犯罪问题，这也连带刺激集成通讯技术之M2M解决方案的市场需求。而为了使M2M系统服务质量提升，除后端应用服务系统的高度集成外，网络的低延迟要求、高速传输需求，都是吸引M2M相关厂商将其解决方案自2G快速转移至3G/3.5G的趋力。
　　目前采2G无线通讯模块的M2M方案，因2G通讯模块的成本最多只有3G模块的30%左右，这一2G模块成本远低于3G模块方案的现况，使得多数M2M业者可能为了维持系统较佳的性价比而选用2G模块方案。但随著M2M应用传输资料可能不再仅有控制信息，而逐步走向集成同步传送监控视讯、控制信息、娱乐影音信息等大量数码内容，即便3G通讯模块应用方案的成本高达3倍，在中／高阶M2M应用仍是主流选择。
　　政策加温 M2M集成通讯模块市场应用
　　加上自2011年后，3G通讯模块使用量在智能手机、平板计算机等的使用量激增，同时通讯芯片业者也持续进行降价，3G无线通讯模块已经有约20%~30%的价格降幅，与2G M2M应用方案已持续拉近成本价位。未来随著3G M2M应用趋势逐渐激增，加上3G M2M应用集成方案持续压低成本，也将持续刺激市场使用量。
　　针对M2M应用市场，M2M应用模块选择内建用户身分识别(Subscriber Identity Module；SIM)也成为一个重要的趋势，由于在M2M模块内设置SIM插槽，将可提供M2M系统联机、装置管理等应用集成，同时由于M2M系统仅有搭配电信商的服务网络，才得以有效发挥系统服务价值，集成型态的设计方案可以让终端产品设计更为简洁，同时运用与电信业、SIM卡供应商的紧密合作，甚至推出内嵌SIM卡的应用集成产品，让M2M与通讯、识别应用提供更深度的应用集成。
　　而M2M模块集成SIM卡的加值应用，可与SIM卡供应商合作，进行发展不同2G/3G频段的跨国M2M应用方案，快速打入新市场，同时，利用高度集成SIM的优势，提供SIM卡、远程模块管理等加值服务，对于发展监控保全、智能电表报表、服务资费计算...等，都可以由应用供应商提供网通服务支持。

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