第25個冬天

https://www.researchgate.net/figure/The-architecture-of-NB-IoT-10_fig2_343646720 NB-IoT(Narrowband Internet of Things)是由第三代合作夥伴計畫(3rd Generation Partnership Project,3GPP)制定的LPWAN無線電標準。為傳統電信營運商偏好的，最大優勢是基礎設施已經佈署完成，大部分的LTE 基站可直接支援軟體升級。 窄頻雙向的無線通訊標準。通訊安全強度高。支援漫遊服務。 適合即時性/非即時性的單向/雙向通訊服務。 有專屬的標準發展機構，開放成員參加，開放標準。 網路設備、網路架構複雜度高、終端設備複雜度高。 NB-IOT使用License頻段，可採取帶內、保護帶或獨立載波等三種部署方式，與現有網絡共存。它是使用需授權的GSM和LTE頻段，也就是說，NB-IoT必須藉由電信產業買下頻段授權，使用者只能透過電信業者或第三方代理商取得授權技術和頻段，才能使用NB-IoT相關服務。 NB-IoT將在低耗能、低信息量、巨量化傳感器網絡中應用，領域包括： 1.以水電氣的智能抄表業務為代表的智能家居業務； 2.以郵筒、垃圾箱、路燈、下水道、停車位管理為代表的智慧城市業務； 3.以快遞、寵物、畜牧業、兒童老人跟蹤為代表的智能追蹤業務； 4.以可穿戴健康設備為代表的智能醫療業務； 5.其他工業領域小規模、長時間數據收集案例或周期性控制應用。 Ref: 【遠距 IoT】Sigfox、LoRa、NB-IoT無線網路通訊 https://vocus.cc/article/634d1b44fd897800012b6a63 國立中興大學電機工程學系所邱俊銘-基於NB-IoT技術之無線感測網路監控系統實作 https://ndltd.ncl.edu.tw/cgi-bin/gs32/gsweb.cgi/ccd=xXiEpQ/record?r1=19&h1=0 國立清華大學資訊安全研究所黃聖富-NB-IoT 感應器安全性提升機制之研製 https://ndltd.ncl.edu.tw/cgi-bin/gs32/gsweb.cgi/ccd=xXiEpQ/record?r1=10&h1=0 南臺科技大學電機工程系黃川毓-基於NB-IoT通訊之...

https://www.rfwireless-world.com/Tutorials/LPWAN-tutorial.html 低功率廣域網路 LPWAN(Low-Power Wide-Area Network) 簡單地說，就是能在很省電的情況下，進行長距離通訊的無線網路技術。 遠距離(能夠支援3至10公里)、低功耗、低頻寬的無線通訊網路技術，而基於這些特性，LPWAN技術也解決了物聯網當前遇到的許多問題，並且為所有連接標準中成長最快的技術。 LPWAN 頻段分為授權頻段以及免授權頻段，適用於不同應用情境。例如授權頻道取得許可的成本高昂，多為電信業者使用。免授權頻段則開放給教育、醫療、科學機構及工業，只要遵守發射功率避免干擾其他頻段，自行架設基地台後即可使用。 ISM(Industrial Scientific Medical) Bands 的免授權頻譜(Unlicensed Bands)陣營 Lora –unlicensed Band SigFox –unlicensed Band Non-ISM band的授權頻譜(Licensed Bands)陣營 NO-IoT –Licensed Band (目前在電信營運商陣營中呼聲較高)，最大優勢是電信營運商在基地台 與核網等基礎設施早已佈署完成。 資料來源：科技發展觀測平台https://outlook.stpi.narl.org.tw/index/focus-news?id=4b11410081f30cf50181f5224e69026c 根據研究調查整體來說，NB-IoT 得到最高的支持，接著是LoRa，而SigFox 則殿後。 因為NB-IoT 是3GPP 這個全球最大的行動通訊標準制定組織全力背書的國際標。 WiFi 雖然便宜，但支持WiFi 的物聯網設備通常還需無線路由器與無線AP 來提供網絡接入，較適合做區域網路通訊使用。而如果選擇蜂巢式的Cellular 通信技術，對於企業來說除了布建成本太高外，所使用的終端模組亦所費不貲，即便普通的2G 通信模組也要US$ 5 起跳，而4G 通信模組則至少要US$ 30。隨著物聯網的興起，現有蜂巢式行動通訊技術的高功耗與高成本缺點，都使得LPWAN 極具發展潛力。 特性:提供低功耗、長距離、易布建、低成本與高可靠的優點，被視為可能是 城市物聯網的最適通訊技術方案 。 Lo...

LoRa是美國Semtech所開發的無線傳輸技術，其不像Sigfox有營運商來營運。 LoRa如Wi-Fi般，任何人皆能自行設置LoRaWAN基地台(Gateway)就可將訊息傳送出去。因目前沒營運商營運，如需使用則必須架設Gateway，對於部屬基地台的部分必須花費昂貴成本，且LoRa傳輸距離非比Sigfox來的遠(遠則22公里)。目前，LoRa 主要在全球免費頻段（即非授權頻段）運行，主要包括433、868、915MHz等。 LoRa是一種 線性調頻擴頻的調製技術 ，最早由法國人發明，2012 年該技術被Semtech公司收購，並將這一調製技術封裝到芯片中，在之前Lora晶片被Semtech公司獨家壟斷，沒有授權任何公司無法設計製造LoRa芯片。LoRa的名字來源是Long Range的字首縮寫，其意思就是長距離，特色就是具有極長的通訊距離，能夠讓單一閘道或基地台覆蓋整個城市或數百平方公里的區域。 窄頻雙向通訊的無線通訊標準+雲端服務介面標準 。通訊安全強度中等。 不支援漫遊服務 。 適合不強調即時性的單向/雙向通訊服務 。網路設備、網路架構複雜度低於SigFox 和NB-IoT。，有專屬的標準發展聯盟，開放聯盟成員參加，開放標準。 大多數的網路系統都採用 網狀拓樸 ，然而在這種網路中，為了要提升覆蓋範圍，當節點在傳送資料時，往往需要透過其他節點中際傳輸，如此一來 整體網路的複雜性與耗電量都會提升 。 LoRa則採用星狀拓樸 ，讓 所有節點直接連接到閘道，閘道再往後連接至中央主機整合 ，若需要與其他節點溝通，也是 經由閘道傳輸 。因為閘道設備只需在定點設置後，就可以覆蓋廣大範圍，不像節點需要計較施工與維護的便利性，所以可以連接電源與一般的有線網路系統，不需特別考慮耗電量與資料後送的問題。如此一來，節點就 可以將消耗電力較高的工作，交由閘道與中央主機負責，將傳輸量最小化以提高續航力。 (備註:通常為了省電及架構問題，LPWAN架構都會建置為star network這類拓樸。) Lora星狀拓樸組網主要由4部分構成(主要的是三個) 1.End-Device:帶有Lora通訊模塊的設備終端節點 2.Lora閘道器(Lora Gateway) 連接終端設備和後端中央服務器（網關與服務器通過標準IP連接）。可以理解為數據信息的中轉站和集中站，類似於快遞點，大家都把東西先放...

https://www.thefastmode.com/technology-solutions/13524-paessler-to-deliver-prtg-network-monitoring-for-sigfox-iot-solutions Sigfox是來自於法國Sigfox公司所研發的無線通訊技術，在台灣則由優納比(Unabiz)公司授權營運， 採用Sub-1GHz非授權頻譜， 可傳輸12Bytes以下的數據， 需仰賴廠商建的基地台才能使用 ，提供使用者既有的網路佈署及雲端服務，需要付出額外的月租費，相對LoRa而言，成本較高，但平台方案完整，不須額外布建網路，能降低使用者開發程式及存取資料複雜度。終端設備或感測器欲使用Sigfox傳輸技術， 須經由Sigfox基地台才可將資料傳至Sigfox 雲端平台 ，使用者藉由Sigfox雲端平台可做數據分析或其他用途。 Sigfox的特性為 長距離及低資料量傳輸，最長傳輸距離為50km，是三種技術當中範圍最廣的 。 但也是在LPWAN技術中傳輸率是最低的 ，非常的符合物聯網的應用需求，且硬體裝置設計上比傳統的行動通訊網路(2G/3G/4G)又更簡單、更省電、更便宜。不過為達到低功耗的目標，LoRa和Sigfox的每日傳輸次數都有限制， 一天當中的傳輸時間很短，適合發揮在沒有即時通訊需求的領域，比如每日固定回報數據的感測器，可測量溫溼度、PM2.5等特定環境數據，藉由 長距離、少次數的傳輸型態， 形成較大面積的物聯網應用。 採用這種通訊協定的另一個好處，就是每著裝置占用的頻寬比較低，所以能在同樣的網路建設下容納更多裝置，這對裝置數量相當龐大的物聯網裝置來說相當重要，能確保基地台能為每個裝置提供穩定的通訊服務。 SigFox與LoRa的應用場景 最典型的區別是Sigfox需要移動服務商的基站設備，在移動信號覆蓋不到的偏僻和地下區域，例如:採礦和隧道挖掘等地下作業、山區、西北無人區的工礦業等，這種情況Sigfox無法使用。 相關新聞事件 2010年-Sigfox成立(以提供低功耗物聯網傳輸技術為主的一家法國IoT通訊服務商) 過去10年，在全球業務持續拓展，在法國、英國、日本等全球各地共有75家代理營運商，負責銷售Sigfox產品及技術。而負責臺灣銷售的Sigfox代理商就是UnaBiz。 2016年-優納比(UnaBi...

https://unwire.hk/2019/12/20/working-group-smart-home-devices/life-tech/ 2000-2007：網狀網路架構 2000 年互聯網產業打得火熱的同時，針對智能家居場域的無線通訊系統也如火如荼的發展起來，主要的無線通訊系統有兩個：Z-Wave (1999) 與 ZigBee (2003)，相對於當時的 Ethernet 星狀的網路架構 (Star Topology)，Z-Wave 與 ZigBee 都採用網狀網路架構 (Mesh Network)，這種網狀網路架構的好處是可以保持每個節點間的連線完整，當網路拓蹼中有某個節點失效或無法服務時，這種架構允許「跳躍」式的方式形成新的路由後將訊息送達傳輸目的地。（取自維基百科「網狀網路」條目） 封閉式智能家居中樞系統 當時要建置智能家居系統，大部分都是透過一台中樞主機，以特有的通訊技術（像是 Z-Wave 或是 ZigBee），與被控制的設備（如：燈具、開關、門窗感應器等）隨時保持聯繫，所以系統中所有參與服務的設備，都需要與中樞主機使用同一種通訊方式。 2007-至今：App 為主流的控制介面 2007 年隨著 iPhone 與 Android 手機相繼問世，世界正式從互聯網時代進入到了 “Anytime, Anywhere and Any Device” 的行動裝置通訊時代，加上 App Store 軟體開發生態發展迅速，針對各式各樣場域的 App 應用也相繼被設計出來。順應著這股勢流，原本以網頁為主要控制介面的家庭中樞系統，也開始提供 App 的使用者介面功能，讓用戶可以透過手機控制自己的智能家居設備。接著，傳統的家電製造商也開始開發自家設備的 App，讓用戶可以透過 App 控制單一設備，如冷氣、電扇等。 2011年-至今：HomeKit 與智能音箱問世 2011年 Apple 發表 Siri 語音助理功能，且在 2014 年，Apple 更進一步針對智能家居設備發表了新一代智能家居通訊規格「HomeKit」，同步開發了 Apple TV 作為智能家居的系統中樞裝置，開啟了語音聲控（Voice Control）的時代，相較用戶透過手機上的 App 控制設備，聲控無疑是一個劃時代、且更便利的智能家居設備操控方式。 2014年 Amazon 更率先開發出智能...

IEEE 802.3 與乙太網路(Ethenet)中探討到的閘道器(Gateway)是一種用來連接兩個或多個網路，並提供包含硬體及軟體必要轉換的機器。通常以其運作於哪個協定階層來區分。若採用太低層的閘道器將無法連接不同類型的網路，反之採用太高層的閘道器，將只限於某特定類型應用的連接。最適當的中間層一般稱為網路層，路由器就是在網路層交換封包的閘道器。 為什麼智能家居需要GATEWAY(網關/橋接器/閘道器)? Zigbee 協議和 Wi-Fi 協議不同。 目前手機不支持Zigbee協議，需要Zigbee 閘道器。將 Zigbee 協議轉換為 Wi-Fi 協議。 在ZigBee或bluetooth這類IoT智能居家產品應用中，也有探討到Gateway一詞。 以下截自此篇文章 Do I need a Zigbee gateway to manage my Zigbee devices? https://support.tuya.com/en/help/_detail/K9hut3mbrcfgz "Zigbee devices must have a gateway to control. The Zigbee protocol and Wi-Fi protocol are different. Currently, mobile phones do not support the Zigbee protocol. To manage your Zigbee devices with your mobile phone, you need a Zigbee gateway to convert the Zigbee protocol into a Wi-Fi protocol .  Note: Because of different brands Zigbee devices will write some private Zigbee protocols , therefore you must use our brand's Zigbee gateway to control our Zigbee devices, or it will not working normally." 物聯網Gateway關鍵技術 1.多標準互通接入能力 ...

https://www.techtarget.com/iotagenda/definition/ZigBee ZigBee一詞源自蜂群發現花粉時藉由飛舞產生ZigZag來做通訊，將有花和蜂蜜的地方，正確地傳達給其他蜜蜂同伴。 由IEEE 802.15.4 小組與ZigBee Alliance 組織，分別制訂硬體與軟體標準。 是一種低傳輸速率 (250kbps)、短距離 (一般約為50-100 m，依耗電量之不同，可提昇至300m)、低消耗功率、架構簡單的技術。 目前制定的頻段為全球的2.4GHz ISM 頻段、美國的915MHz 頻段，以及歐洲的868MHz 頻段。ZigBee主要是應用在短距離範圍的資料傳輸要求不高的電子設備之間溝通，支援主從式或點對點方式運作，同時最多可有255 個裝置鏈結，具有高擴充性。主要應用的方向在 於家庭裝置自動化、，環境安全與控制 ，以及個人醫療照護等功能。使用2.4GHz波段，採用跳頻技術。與藍牙相比，ZigBee更簡單、速率更慢、功率及費用也更低。它的基本速 率是250kb/s，當降低到28kb/s時，傳輸範圍可擴大到134m，並獲得更高的可靠性。可以比藍牙更好地支援消費電子、遊戲、儀器和家庭自動化應用。使用的頻段分別為2.4GHz、868MHz(歐洲)及915MHz(美國)，均為免執照頻段。 ZigBee並不專注於點對點通信，例如藍牙，其中一台高功率設備在短距離內將數據發送到另一台高功率設備，使其運行在網狀網絡中，這就是為什麼他適合智能家居。 ZigBee Alliance相關新聞大事 2019-ZigBee聯盟推動新技術規格，蘋果、亞馬遜、Google在內物聯網裝置將能彼此互連 https://www.soft4fun.net/tech/zigbee-google-apple-iot-alliance.htm 由於目前多數物聯網裝置均以不同規範運作，同時多半無法彼此連接互通，在部分情況甚至必須透過其他方式橋接才能達成彼此互連效果。 2021-Zigbee聯盟更名，同步推出與亞馬遜、蘋果及Google共同制定連接標準Matter https://www.ithome.com.tw/news/144351 ZigBee更名為「連接標準聯盟」 (Connectivity Standards Alliance,CSA)，並且宣布推出與亞...