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NB-IoT搶下關鍵一勝 LoRa/Sigfox面臨壓力

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也由於智慧路燈的應用存在非常發散的想像空間,因此智慧路燈建置的前置作業必然十分複雜。台北市政府已宣示將推動智慧路燈建置,但目前還有許多執行細節其實尚未確定。資訊局會與各部門和產業界攜手合作,盡快把平台底層跟遊戲規則的框架制定清楚,並持續推動概念驗證,以便將智慧路燈的應用潛力發揮到最大。

智慧路燈前置作業千頭萬緒

台北市政府資訊局局長李維斌表示,路燈智慧化是智慧城市應用落實不可或缺的要素。藉由將各種資/通訊設備、感測節點與路燈共桿,無線網路的服務涵蓋跟品質將可以做得更好,而且還可以取得許多環境參數,例如人/車流量、空氣品質等,做為市府發現問題,進而設法改善的重要依據。另一方面,與燈桿共構的資通訊設備,也可以提供各種商業服務,促進產業跟經濟發展,並且讓服務提供者得以永續經營。

但也因為政府跟產業界對智慧路燈的期望跟想法十分發散,因此這個案子要進入實際建置,必須經過很長的討論,概念驗證的工作也必不可少。事實上,針對智慧路燈一案,目前資訊局跟台北智慧城市專案辦公室還有許多底層的工作要進行。

舉例來說,智慧路燈上附掛的各種電子設備都要用電,但目前台電只會在天黑後為路燈供電,白天是不供電的。光是這點,資訊局跟公園路燈管理處、台電就有很多協調工作要做,智慧路燈上的設備才能不間斷運作;而這些設備的電費帳單要怎麼算,則又是另一個需要討論問題。

另一方面,目前智慧路燈的燈桿設計也還沒有完全定案。位於內湖的實驗性智慧路燈採取外掛式設計,設備都外掛在燈桿外;但位在松山健康路跟三民路口的智慧路燈則採取內包式設計,設備會藏在燈桿內。這兩種設計各有優缺點,因此李維斌認為,未來很可能會視路燈所處環境採用不同的設計。但不管是外掛式或內包式,燈桿的設計細節都還需要跟供應商進一步討論。

至於在資料標準化方面,為了讓智慧路燈上所取得的感測器資料能夠互通,並便於進一步利用,統一資料格式標準有其必要。目前資訊局正在和台灣資通訊產業標準聯盟合作,制定能和國際OGC標準銜接的資料格式標準。

而在網路服務部分,有業界人士認為,智慧路燈將成為電信業者的兵家必爭之地。不管是要實現Wi-Fi分流、架設微型基地台或遠端天線(RRH)以強化4G行動通訊網路涵蓋,路燈都是非常理想的設備布建地點,因此電信業者料將對智慧路燈有很高的興趣。但這也意味著智慧路燈必須要有一定水準的回程/前傳線路(Backhaul/Fronthaul)頻寬,否則上述寬頻通訊設備即便布建到位,也是無用武之地。這也意味著資訊局必須跟電信業者攜手合作,而且網路建設的工程恐怕不小。

Sigfox/LoRa恐遭邊緣化

對此,李維斌指出,在網路通訊服務部分,資訊局確實跟電信業者有緊密的合作關係,但現階段應該會先以頻寬需求較小的NB-IoT網路為主。也因為如此,智慧路燈不一定每一盞燈都得布建實體線路,對於沒有外掛寬頻通訊設備的燈桿,採用Mesh網路拓撲來連接,也是可行的辦法。預計在第三季,北市府就會跟電信業者合作,在信義區開始布建NB-IoT實驗網路。

至於LoRa,雖然先前台北市也曾經為LoRa設立實驗場域,但目前看起來,只有少數利基型應用是成功的,例如翡翠水庫的智慧管理系統、河川水位監測。因此,在人口稠密地區的應用,未來應該會是以NB-IoT為主。但NB-IoT能不能支援智慧三表(水表/電表/瓦斯表)這種市場規模龐大的應用,還是得試了才知道。三表的安裝位置通常不會是開放空間,而且深入曲折巷弄,對無線通訊技術來說是很艱困的環境。

雖然李維斌話講得很含蓄,但筆者認為,業界人士不宜對LoRa、Sigfox等LPWAN技術的未來抱持太大信心。理由很單純,人潮就是錢潮,商業價值最高的市中心精華地帶,發展商業應用服務的潛力也最大,而這塊地盤已經被NB-IoT所佔據。

中華電信技術執行副總林國豐指出,無線網路的建置要從應用服務需求反推。先確定智慧路燈要提供哪些服務,然後再來思考該如何用最具成本效益的方式來進行網路布建。在智慧路燈這個合作案,中華電信目前準備端出智慧燈控、即時車流分析、智慧安防等應用,並且會用自家研發的IoT聯網平台作為資訊整合的後台。

但除了智慧燈控是所有智慧路燈都需要支援的基本功能外,車流分析、治安死角監控等應用,只會出現在某些特定場域,基地台設備也不會每支燈桿上都有。因此,林國豐認為,大多數智慧路燈其實不需要具備基地台等級的寬頻回程線路,只要用NB-IoT就足以提供穩定、可靠又低成本的網路連線。這也可以為中華電在進行網路布建時,提供很多彈性選項。

NB-IoT成為智慧路燈的標準配備,也意味著該標準將在LPWAN市場上取得極有利的競爭地位。智慧路燈是規模動輒數萬盞的大型專案,跟工業、農業等垂直應用相比,更具備創造規模經濟效應的能力。

業界人士表示,目前在LPWAN市場上,NB-IoT後來居上的態勢已經相當明顯。幾年前,由於電信業者沒有提供LPWAN服務,因此LoRa跟Sigfox等LPWAN標準還有很大的發展空間,但現在不只在台灣,世界各地的電信業者都已陸續投入NB-IoT,網路設備跟及終端裝置的需求量也跟著大幅上升。長此以往,NB-IoT解決方案的成本將會明顯下降,進一步促進其應用普及。LoRa跟Sigfox等其他LPWAN技術,未來可能只有在某些利基型應用有發展空間。

2019年展開布建 概念驗證持續進行

李維斌總結說,智慧路燈是推動智慧城市的重要基礎,也因為如此,更講究分工合作跟跨領域溝通,如此才能確保市府搭建出來的平台,能為上層的應用開發帶來幫助。資訊局的主要任務是做好底層硬體平台,並且把相關遊戲制定清楚,讓有意投入開發相關應用服務的廠商有所依循。

這是個需要花很多時間去推動的工作,而且工作項目十分繁複,因此2018年大概只能把基本規範定義清楚,2019年才有機會著手展開布建。但在此同時,各種實驗性計畫跟概念驗證工作會持續進行,以探索智慧路燈的各種應用可能性。

台北市副市長林榮欽則指出,自2019年起,台北市將開始進行智慧路燈布建,當年度預計將布建1.2萬盞智慧路燈,預算則為新台幣1.4億元。2020年則預計將布建9,000盞智慧路燈,預算約新台幣1億元。若這兩年布建的成果良好,需求增加,到2021年時,北市會推動智慧路燈的全面布建,將剩下的9萬盞路燈也升級為智慧路燈。據統計,目前台北市總共有16萬盞路燈,但其中有些路燈位置較為偏遠,可能不會有智慧化的需求,因此北市府評估後認為,台北市智慧路燈的需求總量應該在11萬盞上下。

從北市府規劃的布建規模跟預算來看,這些智慧路燈的造價其實跟現有路燈相去不遠。台北市政府提供的公開資料顯示,目前台北市所使用的路燈,依照燈桿高度不同,單價分別為新台幣9,000多元、1.25萬元與3.12萬元,而且此報價不含地下管線埋設費用。換言之,北市府的智慧路燈計畫顯然不包含網路建設,特別是與行動基地台息息相關的回程線路。

事實上,在電信民營化之後,網路建置已不全然是政府的責任,政府只需制定公平開放的遊戲規則,讓各家業者都能進駐到燈桿上,業者自然會解決網路問題。因為對業者來說,智慧路燈是布建網路基礎設備的理想站點,特別是在5G跟物聯網世代,為了實現理想的訊號涵蓋,遍布大街小巷的路燈,肯定是兵家必爭之地。

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