LTE-M、NB-IoT、Cat-1 bis、RedCap、LoRa®:選擇正確的技術以確保長期物聯網的成功 - 上篇:IoT 技術選擇的五大挑戰與策略

關鍵字 :SemtechNB-IoTLTE-M14G5GHL7812

隨著全球 2G/3G 網路逐步退場,甚至部分地區已開始 4G 的淘汰,IoT 部署面臨前所未有的技術選擇壓力。選錯技術可能導致部署失敗、成本暴增、甚至無法擴展。Semtech 白皮書提出五大挑戰,作為企業選擇 IoT 連接技術的核心指引:

1.  技術對應性(Technology Alignment)

不同 IoT 應用對連接技術的需求差異極大。例如:

- 地下水錶:需要深度室內覆蓋與長電池壽命,頻寬需求低。

- EV 充電站:需即時通訊以進行負載平衡,延遲容忍度低。

選擇技術時應考量:

- 覆蓋範圍:本地、全國或全球?

- 移動性:設備是否固定或需移動?

- 電力來源:電池供電或外部供電?

- 環境條件:是否在地下、室內或偏遠地區?

- 資料頻率:即時回傳或定期更新?

關鍵建議:避免「一體適用」的思維,應根據應用需求選擇最合適的技術,如 LoRa® 適合深度室內,Cat-1(Semtech RC76xx-1/ WP76xx-1) 適合中等頻寬與移動性需求。

2.  部署時程與生命週期規劃(Deployment Timelines & Lifecycle Planning)

IoT 設備常需運作 10~20 年甚至更久。若選擇的技術在中途被淘汰,將造成:

- 設備需更換(truck roll)

- 系統重新設計

- 與新標準不相容

Semtech 提出典型 IoT 專案時間軸:

- 開發:2 年

- 生產:10 年

- 運作:15 年

總計近 30 年的技術支援需求。NB-IoT 與 LTE-M (Semtech HL7900)是目前唯一被納入 5G 標準的 LTE 技術,具備長期支援優勢。

關鍵建議:選擇技術前,應確認其是否具備長期支援、標準穩定性與全球部署能力。

3.  能源限制(Power & Energy Constraints)

許多 IoT 設備部署於無法輕易更換電池的地點,如地下室、野外或工業設施。此時,低功耗技術成為首選:

- NB-IoT / LTE-M / LoRa®:支援低占空比、睡眠模式與高效喚醒。

- 5G RedCap(SemtechEM8695):雖具高頻寬與低延遲,但目前功耗高,需 LTE fallback,增加複雜度。

設計建議:

- 使用低功耗晶片

- 採用太陽能輔助等能源採集技術

- 將資料處理移至邊緣設備以減少通訊頻率

關鍵建議:技術選擇需與設備的能源預算匹配,否則將犧牲效能與穩定性。

4.  地理覆蓋與移動性(Geographic Footprint & Coverage Gaps)

不同技術在不同地區的支援程度不一:

- 固定部署(如智慧電表):NB-IoT (HL781x/ HL7900) 、LoRa® 表現佳

- 區域性移動部署(如車載設備):LTE-M、Cat-1 (HL781x/HL7900?RC76xx-1)較適合

- 全球部署(如資產追蹤):Cat-1 + fallback、NB-IoT over NTN(HL781x/ HL7900) 、衛星通訊

挑戰:RedCap(EM8695) 雖具潛力,但目前全球支援度仍在建設中,需依地區與營運商規劃。

關鍵建議:選擇技術時,需確認其在目標地區的網路支援與漫遊能力。

5.  互通性與生態系兼容性(Interoperability & Ecosystem Compatibility)

IoT 部署需跨設備、平台與地區運作,若技術選擇不當,可能導致:

- 廠商綁定(Vendor Lock-in)

- 升級困難

- 整合成本高

例如:

- Cat-1 bis 雖成本低,但頻段不一致,全球部署困難。

- LTE-M 與 NB-IoT (HL781x/ HL7900)在不同營運商間支援度不一。

關鍵建議:

- 選擇符合 3GPP 或 LoRa® 等標準的技術

- 支援多區域、多供應商

- 可與未來技術(如 RedCap、NB-IoT over NTN)兼容

- 總結

成功的 IoT 技術選擇需從五大挑戰出發,並根據實際應用需求、部署環境與長期規劃進行評估。Semtech 的建議提供了清晰的框架,幫助企業在快速變動的技術環境中做出穩健決策。

 

出處:https://info.sierrawireless.com/whitepaper-nb-iot-cat-1-bis-redcap-lora

 

問:選擇 IoT 技術時,為何「技術對應性」是首要考量?


答:因為不同應用場景對頻寬、延遲、覆蓋範圍有不同需求,選錯技術可能導致效能不佳或成本浪費。

問:IoT 設備的生命週期可能長達多少年?選擇技術時應如何因應?
答:可能長達 20~30 年,應選擇具備長期支援與標準穩定性的技術,如 NB-IoT、LTE-M。

問:哪些技術適合電池供電的設備?為什麼?
答:NB-IoT、LoRa®、LTE-M,因其支援低功耗設計與睡眠模式,適合長期運作。

問:RedCap 技術目前的主要限制是什麼?
答:功耗高、覆蓋尚未成熟,且需 LTE 回退,增加設計複雜度。

問:如何避免 IoT 部署中的廠商綁定問題?
答:選擇符合標準(如 3GPP、LoRa®)的技術,並確保模組支援多供應商與多區域部署。

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推廣文件LTE-M, NB-IoT, Cat-1 bis, RedCap, LoRa®: Selecting the Right Technology for Long-Term IoT Success

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參考來源

Semtech: https://info.sierrawireless.com/whitepaper-nb-iot-cat-1-bis-redcap-lora

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