邁向M2M通訊的下一步
作者 : Heidi Sollie，Nordic Semiconductor產品行銷工程師
隨著NB-IoT和LTE-M不斷發展，以及DECT NR+的全面商業化，工程師可以使用相對便宜的、可靠的和低延遲的無線技術，將幾乎每台機器與其他機器連接起來...
機器對機器(M2M)通訊可以追溯到1960年代末期。然而，直到新的無線技術出現後，M2M通訊才以每公里一百萬台裝置的密度受到大規模採用。
M2M的演進
早在1968年，被譽為M2M之父的Theodore G Paraskevakos就提出了使用電話線來傳遞電表讀數的想法。雖然這個想法獲得了一些商業上的支持，但仍然未能發揚光大，直到西門子(Siemens)在1990年代中期開創了蜂巢式M2M技術。其他企業緊隨其後，在2G和3G蜂巢基礎設施和工業型手機數據機應用下，推動M2M擴展到重要的工業領域。
但是，這些數據機不僅價格昂貴和體積笨重，而且耗電量大。這些缺點使得這種技術只有大型機構，以及售票機和自動售貨機等商業單位才會使用。但隨著蜂巢式物聯網(NB-IoT)的出現，應用領域急劇擴張。蜂巢式物聯網技術NB-IoT和LTE-M利用蜂巢基礎設施的方式，與老式數據機相同。然而，Nordic推出nRF9160 SiP這樣精巧、高效的連接產品，已經將M2M連接擴展到成千上萬的全新應用中。
M2M大展鴻圖
M2M發展的下一個階段將會與5G網路同步前行。工程師的思維走在現時需求的前面，並定義了「大規模機器類型通訊」(mMTC)的未來。這是一個為了M2M應用而大規模安裝低功率無線技術的未來。
工程師所說的大規模，是指每公里範圍部署多達一百萬個裝置。為了滿足嚴苛應用需求，mMTC技術還要求節點之間的通訊延遲為1毫秒，無線電可靠性達到99.99%。要求雖高，但解決方案指日可待。
國際電訊聯盟(ITU)在涵蓋第五代無線網路技術標準的總括出版物中正式確定mMTC，這份名為《國際行動電訊——2020年5G》(International Mobile Telecoms (IMT)-2020 5G)的文件為5G網路制定了標準和規範。
非蜂巢式5G
NB-IoT和LTE-M正進一步發展以滿足mMTC的需求，還有一項技術是IMT-2020 5G標準的一部份。最初稱為DECT-2020 NR的DECT New Radio (NR) +符合mMTC的所有技術要求。它來自DECT論壇，這是致力於開發和改進數位增強無線通訊(DECT)技術的組織。
DECT NR+使用1.9GHz工作頻率。這是全球性、免授權的頻譜分配(目前日本、印度和中國除外)。因為DECT NR+是免費的，所以它的營運成本相比需要授權許可的同類產品要低。通訊範圍在室內可達數百公尺，在室外可達數千公尺。有趣的是，雖然被列入了5G網路標準文件，但DECT NR+並不是蜂巢式技術。它確實與蜂巢式技術有一些共同的技術元素，但工程師不必使用授權許可的網路，而是可以使用免費頻段建立自己的密集私有網路，而且不需要SIM卡。
DECT NR+技術在單一網路中可以支援多達40億個獨特的無線電設備，在無線電通訊距離內則可以支援多達65,000個設備。使用者可以客製化網路以滿足高資料率(高達每秒數十億位元[Gbps])或低功耗(低於10微安培[uA]平均功耗)要求。
開始規劃DECT NR+
Nordic正在使用其nRF91系列架構開發商用DECT NR+ mMTC解決方案。總部位於芬蘭的大規模物聯網軟體專業廠商Wirepas正與Nordic合作開展該專案。由於1.9GHz是全球免授權頻段，單一Nordic和Wirepas產品便適用於所有地區，可以降低成本。第一波產品將於2023年上市，應用範圍廣泛，包括工廠、倉庫、資產追蹤、機器人、街道照明、交通管理和專業音訊。
隨著NB-IoT和LTE-M不斷發展，以及DECT NR+的全面商業化，工程師可以使用相對便宜的、可靠的和低延遲的無線技術，將幾乎每台機器與其他機器連接起來。M2M之父Paraskevakos一定會對他的創意所取得的重大成就感到驚嘆。
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