深耕尖端技術自主研發,資策會 NB-IoT 帶動產業共創 5G 新創生態系

作者 | 發布日期 2020 年 10 月 19 日 9:30 | 分類 物聯網 , 網通設備 Telegram share ! follow us in feedly


近期資策會攜手聯發科技與 Inmarsat 完成世界首次的 5G 衛星物聯網資料傳輸測試創舉,引發各界關注,這其實是資策會 10 多年來期間,所自主開發通訊底層核心技術、人才培養、共創夥伴合作等能量累積,終致成功在當前 5G 前導技術的窄頻物聯網(NB-IoT)上的開花結果。未來資策會將持續透過策略合作、技術移轉及場域測試,協助產業數位轉型,共創 Spin-in、Spin-off 新創效益,進而與業者共同打造出以台灣廠商為主力的物聯網生態系。

持續推動 All-in-One NB-IoT 基站的產品開發、驗證與測試

長久以來,深耕自主研發技術並帶動整體產業發展就一直是資策會被賦與的使命。時任資策會智慧系統研究所(系統所)所長馮明惠更清楚地闡明道:「為了掌握更多自主技術,資策會長期深耕從實體層到協定層等底層通訊核心技術,並藉由策略合作夥伴的結盟,進而實現相關技術的產品化並加速特定應用的產業化。」

【紮實研測、提升品質】事實上,在自主技術的開發、測試、部署及應用的過程中,資策會不但締造亮麗成績,並且屢獲業界及國際肯定,其技術團隊運用 NB-IoT 技術特別為偏鄉地區打造的「手搖發電智慧站牌」,便在 2018 年一舉拿下有「科技界奧斯卡獎」美譽的「全球百大科技研發獎」(R&D 100 Awards)。當前行動網路一直有難以覆蓋到深山、荒漠、極地、大洋等偏遠地區的問題,這也成為今後 5G 標準致力改善的重點目標之一。資策會團隊不僅早在 2018 年便致力解決這樣的問題,同時也展現了該團隊擁有業界一流的自主技術專業與實力。

隨著 NB-IoT 在 2016 年成為 3GPP R13 版本明訂定義的標準之後,該標準便挾著低功耗、低成本、廣覆蓋及大連結等四大特性與效益而成為最重要的 5G 前導技術。「資策會在 NB-IoT 初期就參與標準的制定,也有相當多的專利佈局,隨後並在過去通訊相關基站與 LTE 基站所累積的自主開發能量基礎下,全面展開 NB-IoT 基站的產品開發、驗證與測試。」資策會系統所副主任李永台表示。

【客製設計、快速佈建】因應不同廠商需求,資策會 All-in-One(AiO)NB-IoT 基站會提供全面性的客製化設計,可隨標準升級並隨時進行調整,同時提供可協助量產化佈建的遠端管理介面。原則上,資策會開發團隊成功將小基站軟硬體與核心網路管理機制悉數整合在同一個設備之中,徹底解決傳統方案成本過高、訊號不良及缺乏客製化等問題。資策會系統所技術協理高繼賢進一步指出:「我們已完成用戶端 SDK 套件的開發,方便廠商快速佈建與設計之用。在 AiO 的設計架構下,針對電信網路提供小基站及終端加值產品,同時與電信商合作,補強訊號不良區域。此外並可透過企業自有頻段,以 VPN 打造企業專網,進而協助廠商能兼具最佳成本效益地迅速完成佈建。」

▲ 資策會All-in-One(AiO)NB-IoT基站會提供全面性的客製化設計。(Source:資策會)

協同聯發科技與 Inmarsat,成功驗證最佳 C/P 值衛星物聯網通訊的可行性

除了 NB-IoT 之外,當前受關注的低功耗廣域網路(LPWAN)技術尚有 LoRa 及 Sigfox。相較之下,NB-IoT 的最大特點莫過於它屬於 3GPP 所訂定的國際電信標準,並運行在授權頻段上,由於不會有彼此訊號干擾狀況,所以能確保資料傳輸的效率及可靠性。

上述不同的 LPWAN 技術,甚至來勢洶洶的 Cat. 1,其實各有優缺點,他們彼此之間並不存在什麼取代不取代的問題,重點在於善用不同技術的優勢並尋求最佳共存整合之道,以創造更大的服務空間。「未來不會是單一技術的世界,面對不同技術,我們應站在應用業者與使用者的角度來審視與考量,身為技術研發人員必須秉持更開放的態度,為策略合作夥伴開發出最契合其需求,並發揮最大成本效益價值的解決方案」馮明惠堅定地表示。

【NB-IoT 的挑戰】除了技術共存問題之外,NB-IoT 還有 200kHz 頻段共用與重整的問題,目前是透過頻段內(In-Band)及保護頻段(Guard Band)模式來實現在 4G 下的共存。但在 3GPP R16 版之後,如何與 5G 共存的問題成為重點。此外,李永台表示,資策會在 1 年多前成功將 NB-IoT 與 CSGN(Cellular Serving Gateway Node)輕量化核心網路整合成 AiO 基站解決方案,但隨著 5G 來到,如何連接到 5G 核網將成為 AiO 基站下一步的研發主軸與方向。

當前包括 NB-IoT 在內的廣域物聯網無線通訊技術,往往會有基地台佈建受限於特定位置的問題存在,亦即人煙稀少的偏遠地區在建置上既無成本效益且難度極高。為了克服這個挑戰並實現廣覆蓋目標,資策會系統所在今年 4 月接獲聯發科技的邀請與指導,共同致力 5G 衛星物聯網(NB-IoT over NTN)先進通訊技術的研發,並成功透過國際航海衛星通訊公司(Inmarsat)的 GEO 同步衛星完成全球首次資料傳輸實測的創舉。此舉驗證了,透過衛星及基站,便能極具成本效益地大幅提升 5G 終端的覆蓋率,並奠定串聯衛星通訊系統與地面通訊網路之網中網(Network of Networks)特性的全球通訊系統雛形發展。

【NB-IoT未來深耕方向】長久以來,資策會與聯發科技都一直致力於佈局前瞻國際標準,聯發科技除了持續佈局 3GPP R17 國際標準外,該公司副董事長謝清江並出任由經濟部成立的台灣資通訊標準協會,該會旨在聯合國內產官學研共同影響國際標準並訂定國內相關應用標準。在深耕 NB-IoT 自主技術上,聯發科技與資策會都繳出了讓業界有目共睹的亮麗成績單。也因為如此,兩家因此在 5G 衛星物聯網技術研發上一拍即合,這也突顯出馮明惠一再強調之策略合作的重要性。

馮明惠表示,在策略合作上,資策會先期會尋求像聯發科技等 ICT 策略合作夥伴結盟,以獲得科專上的指導。在此基礎上,便會在後續應用面結合領域特定之 OT 系統整合商(SI),活化技術資產,一同共創出次世代網通商業模式,並衍生出企業內部創業(Spin-in)或獨立分拆出新創公司(Spin-off),進而逐步串聯成強大的 5G 生態系統。

(首圖來源:資策會;由左至右分別為時任資策會系統所所長馮明惠、系統所技術協理高繼賢、資策會系統所副主任李永台)