自2015年至今為期5年的快速發展，LPWAN如今已面臨到轉折，原有的驅動優勢不再，因此接下來必須將注意力擺在LPWAN應用，才能在下個階段發展中奪得先機。但要突破LPWAN發展瓶頸，既需要創新的應用開發平台，也需要端到端的解決方案和服務，才能讓各家企業儘快藉由LPWAN的技術與應用中獲利，邁向LPWAN的下一個5年。

在回溯「低功耗廣域網路（Low-Power Wide-Area Network；LPWAN）」的發展歷史時，很多人都將2015年作為其起步的「元年」，當時一個標誌性的事件是法國物聯網（IoT）新創企業Sigfox獲得高達1億歐元的投資，而其聚焦在「長距離、低傳輸速率、低功耗」廣域網路的獨到眼光，也讓敏銳的投資者們隨即察覺到其中所蘊含的龐大商機潛力。

之後各種LPWAN的技術便如雨後春筍般湧現。而2016年3GPP公佈了LTE-M和NB-IoT兩個技術，做為授權頻段的LPWAN標準，更是向這個市場中投入了一個震撼彈。從此之後，LPWAN領域就成了相當熱鬧的「戰場」，各種以技術和商業角度出發的拉扯不斷，而精彩的故事也不少。

突飛猛進的5年

這樣的市場熱度也轉化為推動LPWAN發展的加速度，使得這個新興領域在過去的5年中有相當顯著的進步。根據IHS的研究數據顯示，2020年全球總LPWAN連接裝置數量將超過4億，而從2017年至2023年LPWAN網路連接數量的年複合成長率預估將高達64%，總數更將達到17億。

圖1 : 全球LPWAN網路連接數量快速成長（source：IHS）

各種LPWAN技術，便在這樣高速發展下，逐漸建立了自身的市場地位，做於非授權頻段的LoRa和Sigfox，以及做於授權頻段的NB-IoT和LTE-M四種技術漸漸成為主流。到2019年底，四種技術的總和已經占全球LPWAN連接設備總數的92％。其中LoRa占比最高，不過預估在2022年左右，NB-IoT便會後來居上，成為LPWAN市場的主力。

圖2 : 截至2019年，全球以LoRa、Sigfox、NB-IoT和LTE-M四種技術為基礎的LPWAN連接設備占比約為92％。（source：IoT Analytics）

LPWAN的未來趨勢

短短5年之內，便取得這樣的成績，著實令人驚嘆。也因此人們便對未來發展抱持著濃厚的好奇，試圖洞察LPWAN的下一步。

根據Transforma Insights的研究報告顯示，到2030年全球LPWAN的連接總數將達到40億個，這意味著LPWAN在未來10年間，仍將以超過30%的複合增長率大步邁進。

促成這種持續且高速的增長原因之中，5G的商業應用被認為是最重要的一環。我們都知道，2020年7月，國際通信聯盟（ITU）正式核准並將NB-IoT納入5G標準，成為5G mMTC的主要組成，因此隨著5G商業應用的發展，5G mMTC將成為LPWAN連接的主力。按照Transforma Insights的預測，到2030年，以5G mMTC為基礎的LPWAN連接市場占比將超過三分之二。伴隨而來的影響，勢必也會帶動整個LPWAN領域，加速相關產業鏈的發展。

不過，這種不單單只是數量上的成長，單靠5G商業應用去帶動，顯然是不夠的，來自最終端用戶的成功應用，才更為關鍵也更具說服力，而這也正是這兩年讓LPWAN行業領域感到焦慮的地方。換言之，40億個LPWAN連接的目標很遠大，但是否如願且如期達成，還是得仰賴可靠的市場驅動力做後盾。

LPWAN發展驅動力的變化

既然提到了「驅動力」，那我們還是回過頭來分析一下，在LPWAN發展最一開始的5年之中，對其發展貢獻最大的驅動力到底是什麼？其實答案顯而易見，主要有以下兩點：

‧ 一是由於各技術標準的競爭。作為一個新興市場，發展初期因技術標準而產生的紛爭在所難免，這就需要各家標準的忠實擁護者們大力支持，並拉攏更多擁護者。

‧ 二是來自商業巨擘的「供養」。想要加速LPWAN相關供應鏈的成熟，關鍵晶片模組等要素的價格要短時間內下降，行動網路業者等行業巨頭會在初期以巨額補貼款作為催化，這種模式在以往行動網路標準的演進中屢試不爽，因此在LPWAN上我們也能夠看到相關供應商、設備製造商，甚至是從其他領域跨足而來的新進入者。

但仔細思考就會發現，上述這兩點驅動力其實都是以「投入資本」為主，要以此加速起步時的進步無妨，但很難長久延續；想要達到長久發展，重點還是來自市場中，那些對「營收」真正有幫助的動力。也就是說，時至今日，LPWAN若還想要有如此強勁的發展，就必須將心思擺在拓展更多應用案例、推動LPWAN在更多情境下的應用。

那這種「新動力」的來源會在哪？要解答這個問題之前，我們要先明白目前LPWAN應用的發展瓶頸在哪？

首先，與我們所熟悉的高速行動網路不同，LPWAN應用市場零碎化的特點相當顯著。根據Transforma Insights的預測，到2030年，LPWAN逾半都是行業垂直應用，29%來自消費市場，還有20.5%的連接為跨垂直行業的應用。這種目標應用的分散化也就意味著LPWAN的網路形態將會是多樣化。除了公共網路，私有網路和專用網路也將是LPWAN一種主要的部署和營運模式。Transforma Insights的研究資料顯示，到2030年，在非授權頻譜LPWAN設備中將有54%是通過私有網路連接；而值得注意的是，NB-IoT等以公共網路為主體的授權頻譜LPWAN，也在積極嘗試納入私有網路的模式，或是試圖將私有網路接入公共網路之中。

這樣的趨勢也意味著在LPWAN領域，是無法只用一種網路去滿足所有用戶需求的，正確的做法應該是根據終端應用的實際需要，訂製其網路部署和營運方案。然而，在現實考量與人們習慣的網路部署和營運模式相比，這做法顯然既費力又花錢。

圖3 : 2030年LPWAN行業應用分佈圖（source：Transforma Insights）

其次，零碎的應用，也就意味著終端設備的多元，除了發展初期人們可想而知的一些典型LPWAN應用場景，還會不斷衍生出更多的創新應用案例，比如要求網路終端支援多模組LPWAN通訊技術、同時支援無線廣域網路和區域網路的通訊，或者是支援GPS等地理資訊功能。單一的技術架構顯然無法滿足這樣的需求，因此也就需要更為整合的應用開發平台來支撐。

如何突破發展瓶頸？

對於上述這些由於市場零碎化所帶來的挑戰，在LPWAN生態圈行業內已經有越來越深刻的體悟，因此圍繞於此而展開的探索，也正緊鑼密鼓地持續進行中，其中也有不少創新的方案和模式可供參考。

例如在支援多標準、多場景的應用開發平台方面，安富利推出可同時支援LTE-M/NB-IoT、藍牙5.2和GPS的AVT9152模組。該模組以Nordic Semiconductor為基礎整合LTE-M/NB-IoT數據機和GPS的nRF9160低功耗SiP零組件，以及nRF52840藍牙5.2/BLE先進多協議SoC，在一個僅26mm x 28mm尺寸的封裝中就可提供包括蜂窩LPWAN、以2.4GHz為基礎的多協議無線電（包括藍牙5、ANT、Thread、Zigbee、IEEE 802.15.4和特有的2.4GHz RF協議），以及衛星定位在內的多種功能。

在醫療相關的接觸者軌跡追蹤、物流和資產追蹤、自動販賣機、自助服務終端設備、醫療設備，和智慧建築自動化等領域，都可以成為具備高靈活度且可擴展的技術平台。安富利以AVT9152模組為基礎的評估套件，則為開發者提供一個完整的設備到雲端平台，縮短客戶產品上市時程，為實現創新LPWAN應用提供協助。

圖4 : 安富利可支援LTE-M/NB-IoT、藍牙5.2和GPS的AVT9152模組（source：Avnet）

當然，技術平台只能算是LPWAN「新動力」所需的其中一個環節。如上述所提，面對個別的網路部署和營運需求，必須要有更完整的客製化方案，才能解決客戶的痛點。

具體來說，安富利致力於提供端到端的IoT解決方案，而這些方案實際上算是一個綜合的生態系，不僅整合了全球先進晶片和零組件廠商的硬體資源，也囊括了IoT開發所需要的軟體和雲端計算資源，以統一的平台為基礎，囊括LPWAN網路創建和運作所需，從早期的技術諮詢、中期的開發，到後期的網路部署等全部流程。

因應客戶在實際LPWAN應用的不同要求，安富利不僅可以整合平台中各方面的要素、資源提供「一站式」解決方案，同時也具備在產品整個生命週期中提供技術服務的能力。

圖5 : 安富利端到端的IoT解決方案和技術服務，為LPWAN的部署和運作帶來便利性。（source：Avnet）

總結

總而言之，經過最一開始5年的快速發展，今日LPWAN已經走到了一個轉折處，原有的驅動力優勢目前或許已山窮水盡，但在柳暗花明處人們則必須將更多的注意力聚焦在LPWAN的應用上，才能在下一個5年的發展中佔據最有利的競爭位置。

要突破LPWAN應用發展的瓶頸，既需要創新的應用開發平台，也需要端到端的解決方案和服務，如此才能讓LPWAN網路的供應商或擁有者能加速網路的部署和應用，儘快從LPWAN中獲利。

（本文作者劉帛松為安富利台灣資深解決方案業務經理）