深度解析 NB-IoT：一篇看懂技術、應用、退網挑戰與 5G 時代的未來

窄頻物聯網的技術基石

本文目的在建立對窄頻物聯網（Narrowband Internet of Things, NB-IoT）基本技術原理的深刻理解，不僅僅是羅列規格，更是闡述其設計選擇背後的深層邏輯。

定義 NB-IoT：在 LPWAN 技術堆疊中的定位

低功耗廣域網路（Low Power Wide Area Network, LPWAN）概念的出現，是為了解決物聯網（IoT）領域中一個長期存在的挑戰：如何在廣闊的地理範圍內，為大量僅需傳輸少量數據且依賴電池供電的設備提供長效、穩定的連接；傳統的蜂巢式網路（如 4G/5G）功耗過高，而短距離無線技術（如 Wi-Fi、藍牙）的覆蓋範圍又極其有限，LPWAN 正是為了填補此間的技術空白而生。

在此背景下，NB-IoT 應運而生，它是由第三代合作夥伴計畫（3rd Generation Partnership Project, 3GPP）所標準化的一種蜂巢式 LPWAN 技術，運作於電信營運商授權的頻譜上，這一根本特性使其與運作於非授權頻譜的 LoRaWAN 和 Sigfox 等技術形成了鮮明對比；NB-IoT 最初在 3GPP Release 13（屬於 LTE Advanced Pro 的一部分）中被標準化，被視為一項「白紙一張」（clean-slate）的技術，也就表示它雖可利用現有的 LTE 基礎設施，卻是專為機器類型通訊（Machine-Type Communication, MTC）而全新設計的。

核心架構原則：三大設計目標

NB-IoT 的設計圍繞著三大核心目標，這三大目標共同構成了其獨特的價值主張，並指導了其所有的技術決策。

• 擴展覆蓋（Extended Coverage）：
  NB-IoT 的首要目標是實現卓越的訊號穿透力，其設計目標是達到 164 dB 的最大耦合損耗（Maximum Coupling Loss, MCL），這表示訊號能夠深入傳統蜂巢式網路難以觸及的區域，例如：建築物地下室、地下管道或偏遠鄉村地區的智慧電錶安裝點，為了達成此目標，NB-IoT 採用了訊號重複發送（repetition）以及功率提升（power boosting，可達 +6 dB）等技術，有效提高了訊噪比（Signal-to-Interference-plus-Noise Ratio, SINR），確保在惡劣的無線環境下仍能維持穩定連接。
• 超長電池壽命（Extended Battery Life）：
  對於許多無法頻繁更換電池的物聯網應用而言，電池壽命是決定其能否大規模部署的關鍵，NB-IoT 的設計目標是讓終端設備的電池壽命可長達 10 至 15 年，這一驚人的續航能力並非僅僅是一個功能點，而是其核心價值所在，主要透過後續將詳述的特定省電機制（PSM 和 eDRX）來實現。
• 低設備成本與高連接密度（Low Device Cost & High Density）：
  為了讓「萬物互聯」的願景在經濟上可行，終端設備的成本必須足夠低，NB-IoT 透過簡化協定堆疊、採用半雙工通訊以及僅需 180-200 kHz 的窄頻寬，大幅降低了晶片和模組的複雜度與成本，目標價格設定在 5 美元以下；同時，這種窄頻設計也使其具備極高的頻譜效率，能夠在單一基地台（cell）下支援海量設備連接（例如，高達 100,000 個），這對於智慧城市、智慧抄表等需要大規模部署的場景至關重要。

網路部署模式：靈活利用現有基礎設施

NB-IoT 的一大優勢在於其部署的靈活性，電信營運商（Mobile Network Operator, MNO）可以根據自身頻譜資源和網路策略，選擇以下三種模式之一來快速推出服務。

• 頻段內部署（In-Band）：
  這是對 LTE 營運商而言頻譜效率最高、成本效益最佳的模式，它直接利用現有 LTE 載波中的一個實體資源區塊（Physical Resource Block, PRB）來承載 NB-IoT 訊號，這種方式將 NB-IoT 嵌入到 LTE 訊號中，但其缺點是較易受到來自 LTE 主訊號的同頻干擾。
• 保護頻段部署（Guard-Band）：
  此模式利用 LTE 載波頻寬邊緣未被使用的保護頻段來部署 NB-IoT，它在頻譜效率和訊號隔離之間取得了良好的平衡，確保了與 LTE 主訊號的共存性，避免了直接的頻內干擾。
• 獨立部署（Standalone）：
  此模式利用獨立的頻譜資源，通常是將已退役的網路頻譜（如 GSM 頻段）進行重耕（re-farming），這對於建立專用的物聯網網路，或在 LTE 頻譜資源緊張的地區部署 NB-IoT 是一個理想的選擇。

為了確保全球漫遊的互通性，GSMA 建議 NB-IoT 設備應能支援所有部署模式，以便在任何地區都能順利接入網路。

關鍵技術規格深入解析

• 支援頻段（Frequency Bands）：
  NB-IoT 支援眾多頻段，常見的包括 Band 1、3、5、8、20、28 等，頻段的選擇與區域部署策略密切相關，例如 Band 3、8、20 是歐洲市場的主流頻段，而 Band 28 在亞太地區（包括台灣）則扮演著重要角色。
• 頻寬與數據速率（Bandwidth & Data Rates）：
  NB-IoT 的訊號頻道頻寬僅為 180 kHz，根據 3GPP Release 13 的規範，其峰值數據速率為：下行（Downlink）約 26 kbps，上行（Uplink）在多音（multi-tone）傳輸模式下約 66 kbps，必須強調的是，這些是理論上的峰值速率，實際應用中的傳輸量會受到訊號條件、網路負載等多種因素影響而較低，這是評估服務品質（QoS）時的關鍵考量。
• 功率等級（Power Classes）：
  3GPP 為 NB-IoT 的使用者設備（User Equipment, UE）定義了不同的功率等級，Release 13 定義了 23 dBm（Power Class 3）和 20 dBm（Power Class 5），而 Release 14 則新增了更低功耗的 14 dBm（Power Class 6）；較低的功率等級有助於實現更小尺寸的設備和使用更簡單的電池技術，但其代價是覆蓋範圍會有所縮減，這是一個需要在設備設計時權衡的因素。
• 通訊協定（Communication Protocols）：
  NB-IoT 設備的數據傳輸通常遵循預設的框架，例如：日常框架（Daily frame）用於定期回報數據，其間隔可配置為 15、30 或 60 分鐘；每週框架（Weekly frame）則用於回報過去數日的數據匯總、檢查韌體更新（FOTA）以及時間同步；此外，還有近乎即時（Near-Real-Time, NRT）的框架用於發送警報，許多 NB-IoT 設備還配備了近場通訊（NFC）埠，方便現場進行本地讀取和配置；在應用層，訊息佇列遙測傳輸（MQTT）協定因其輕量和高效的特性，成為 NB-IoT 數據上傳至雲端平台最主流的選擇之一。

為長效續航而優化：PSM 與 eDRX 機制詳解

NB-IoT 能實現長達十餘年電池壽命的核心，在於其精巧的兩種省電機制：省電模式（Power Saving Mode, PSM）和擴展不連續接收（extended Discontinuous Reception, eDRX）。

• 省電模式（Power Saving Mode, PSM）：
  這是一種深度睡眠模式；在傳統模式下，設備關閉無線電後需要重新附著到網路，此過程非常耗能；PSM 則允許設備在關閉其無線電收發模組的同時，依然在網路中保持註冊狀態，從而避免了高能耗的重新附著程序。

• 運作機制：
  PSM 的運作由兩個計時器控制：T3324（活動計時器）和 T3412（週期性追蹤區域更新計時器），設備的睡眠時長即為 T3412−T3324，在睡眠期間，設備完全關閉射頻功能，達到極致省電。
• 應用權衡：
  PSM 的最大優點是省電，但其代價是設備在睡眠期間無法被網路聯繫（unreachable），這表示對於需要即時下行指令的應用（如遠端開鎖），PSM 可能不適用，這是一個在省電和可達性之間必須做出的關鍵權衡。

• 擴展不連續接收（extended Discontinuous Reception, eDRX）：
  eDRX 是對傳統 LTE DRX 功能的擴展，它允許設備在保持網路連接的空閒模式（Idle Mode）下，延長其「睡眠」週期。

• 運作機制：
  在 eDRX 模式下，設備會週期性地短暫喚醒其接收器，以監聽來自網路的尋呼（Paging）訊息，相較於 PSM 的完全不可達，eDRX 在設備的可達性和功耗之間提供了一個折衷方案，其睡眠週期可以被延長至約 175 分鐘。

• 協同運作：
  對於那些對延遲不敏感但又希望最大化電池壽命的應用，PSM 和 eDRX 可以結合使用，設備可以在長的 PSM 睡眠週期之間，利用 eDRX 週期性地檢查下行訊息，實現更精細的功耗管理。

為了確保 NB-IoT 部署的成功，GSMA 的指導方針建議 MNO 應同時支援 PSM 和 eDRX，並盡可能採用設備請求的計時器數值；此外，也建議 MNO 為處於這兩種省電模式下的設備提供「儲存並轉發」（store and forward）的下行數據策略，至少儲存最後一筆數據包，以便在設備喚醒時傳送。

這種設計哲學揭示了一個根本性的權衡關係，為了實現極致的覆蓋範圍，NB-IoT 採用了訊號重複技術，然而，每一次重複都會增加傳輸成功所需的時間，從而提高延遲，同時也消耗更多能量，縮短電池壽命；因此，部署在訊號惡劣區域（需要更多重複次數）的設備，其電池壽命和延遲表現必然會劣於訊號良好區域的設備，與此同時，為了實現最長的電池壽命，設備需要進入長時間的 PSM 睡眠狀態，在此期間設備是無法被網路觸及的，這使得下行通訊的延遲可能長達數小時甚至數天，這就形成了一個「設計三難困境」（Design Trilemma）：應用程式無法同時將深度覆蓋、最長電池壽命和最低延遲這三個目標都優化到極致，系統設計師和解決方案架構師必須根據其具體的應用場景，做出有意識的權衡，例如，一個火災警報器最需要的是低延遲，而一個每月抄表一次的智慧水錶則會將電池壽命置於最高優先級。

安全性設計：蜂巢式網路等級的保障

安全性是物聯網部署的基石，尤其是在涉及關鍵基礎設施和敏感數據的應用中，NB-IoT 在這方面具有天然的優勢，它繼承了 LTE 蜂巢式網路歷經多年發展和驗證的強大安全框架，這也是其相較於非授權 LPWAN 技術的一個核心競爭力。

NB-IoT 的安全性體現在多個層面：

• 設備認證（Authentication）：
  每台 NB-IoT 設備都透過 SIM 卡或嵌入式 SIM（eSIM）擁有一個獨一無二的身份，設備在接入網路前，必須與網路核心進行雙向的身份驗證，有效防止未經授權的偽冒設備接入網路。
• 數據加密（Encryption）：
  設備與網路之間傳輸的所有數據，都強制使用 AES-128 加密演算法進行加密，確保數據在傳輸過程中的機密性，即使被攔截也無法被竊讀。
• 數據完整性（Integrity）：
  協定中包含了保護機制，防止數據在傳輸過程中被惡意篡改，確保接收到的數據是完整且未經變造的。
• 網路層安全（Network Security）：
  在端到端的解決方案中，通常會採用安全的 APN（接入點名稱）和 VPN（虛擬私人網路）通道，對數據從基地台到後端應用伺服器的回程鏈路（backhaul）進行保護。
• 終端安全（Device Security）：
  許多 NB-IoT 設備支援安全啟動（Secure Boot）程序，確保設備在啟動時只執行經過授權和驗證的韌體，從而防止惡意軟體的植入和執行。

這種對授權頻譜的依賴提供了無與倫比的可靠性和服務品質，因為營運商可以管理頻譜，避免了非授權頻段中常見的擁塞和干擾問題，然而，這一優勢的背後，也隱含著一種策略性的依賴；NB-IoT 的命運與電信營運商的商業決策和基礎設施投資策略緊密相連；後續將探討不同地區的營運商基於當地的市場需求和盈利能力，對 NB-IoT 的未來做出了截然不同的判斷 — 在美國等市場面臨退網，而在中國市場則持續獲得大力支持；因此，授權頻譜的「可靠性」是有條件的，雖然訊號本身是可靠的，但服務的長期「可用性」卻成為一個商業風險，這種風險在用戶可以自行部署的非授權網路（如私有 LoRaWAN）中則較不顯著，這創造了一種必須納入長期策略考量的依賴性。

標準化之旅：NB-IoT 在 3GPP 的演進

NB-IoT 並非一項靜態的技術，而是在 3GPP 的框架下持續演進的標準，從最初的 Release 13 到近期的 Release 17，每一次的更新都反映了市場的反饋、技術的進步以及應用場景的擴展，理解其演進歷程對於評估該技術的現有能力和未來潛力至關重要。

Release 13 (2016年6月凍結)：NB-IoT 的誕生

3GPP Release 13，作為 LTE-Advanced Pro 的一部分，正式將 NB-IoT 標準化，定義了其最初的形態，設備等級被稱為 LTE Cat-NB1，這一版本的發布，是蜂巢式通訊產業對 LoRa、Sigfox 等非授權 LPWAN 技術迅速崛起並搶佔 MTC 市場的直接回應。

此版本確立了 NB-IoT 的核心設計原則：

• 超低複雜度： 採用 200 kHz 窄頻操作，大幅簡化了射頻設計。
• 核心省電機制： 正式引入了前述的省電模式（PSM）和擴展不連續接收（eDRX），為長達十年的電池壽命奠定了基礎。
• 基礎性能定義： 定義了初始的數據速率（下行約 26 kbps，上行約 62 kbps）和覆蓋增強等級（Coverage Extension modes），以滿足深度覆蓋的需求。

Release 14 (2017年中凍結)：性能與功能的顯著增強

初期的市場部署很快就反映出 Release 13 在某些應用場景下的局限性，例如：較慢的韌體更新速度和有限的定位能力，作為回應，3GPP 在 Release 14 中引入了一系列關鍵增強功能，並定義了新的設備等級 Cat-NB2。

• 數據速率提升：
  透過將最大傳輸區塊大小（Transport Block Size, TBS）增加到 2536 位元，並支援兩個平行的混合式自動重送請求（Hybrid Automatic Repeat Request, HARQ）程序，顯著提升了峰值數據速率，下行速率提升至約 127 kbps，上行速率提升至約 159 kbps，這使得空中韌體更新（FOTA）等需要較大數據傳輸的應用變得更加高效。
• 定位能力增強：
  引入了更先進的定位技術，包括觀測到達時間差（Observed Time Difference of Arrival, OTDOA）和增強型蜂巢式 ID（Enhanced Cell ID, E-CID），這使得定位精度超越了僅依賴單一基地台的簡單三角定位，對於資產追蹤等應用是一大福音。
• 移動性改善：
  增強了設備在連接模式（Connected Mode）下的基地台重選（cell reselection）能力，改善了在低速移動場景（如穿戴式裝置、共享單車）下的連接穩定性。
• 多播支援（Multicast）：
  引入了基於單細胞點對多點（Single Cell-Point to Multipoint, SC-PTM）的廣播功能，這使得營運商可以同時向一大群設備高效地推送韌體更新或配置更改，極大地提高了大規模設備管理的效率。
• 新增功率等級：
  增加了 14 dBm 的低功率等級，使得設計更小、更緊湊的物聯網設備成為可能。

2.3. Release 15 (2018年中凍結)：效率的精細調校
在 Release 14 大幅提升性能後，Release 15 的重點轉向了對功耗、延遲和網路效率的進一步精細化調整。

• 喚醒訊號（Wake-up Signal, WUS）：
  這是一項巧妙的省電增強，在設備等待尋呼訊息之前，網路會先發送一個極低功耗的喚醒訊號，設備只需監聽這個訊號，而無需持續開啟功耗較高的主接收器，從而進一步節省電力。
• 縮短系統擷取時間（Reduced System Acquisition Time）：
  優化了設備開機後搜尋並連接到網路的過程，使其能夠更快地進入工作狀態。
• 排程請求增強（Scheduling Request, SR）：
  引入了實體層（Layer 1）的排程請求機制，在此之前，設備若要發送上行數據，需要透過較慢的高層訊令觸發隨機存取過程來請求資源，新的 SR 機制大幅降低了請求資源所需的延遲和訊令開銷。
• NPRACH 範圍增強：
  針對非地面網路（衛星）或超大型農村基地台等特殊場景，引入了新的前導碼（preamble）格式，使得基地台能夠無歧義地確定遠達 120 公里範圍內的設備距離，解決了超長距離下的測距模糊問題。

Release 16 & 17 (2020-2022年凍結)：通往 5G 及更遠未來的橋樑

這兩個版本的發布，標誌著 NB-IoT 的發展進入了一個新的階段，其核心目標是確保 NB-IoT 在即將到來的 5G 時代中仍佔有一席之地，並將其應用邊界推向了前所未有的領域。

• 與 5G 核心網（5GC）的整合：
  Release 16 和 17 的一個關鍵工作項目是定義 NB-IoT 和 LTE-M 設備如何能夠連接到 5G 核心網。這確保了技術的向前相容性，使得營運商在將核心網升級到 5G 後，仍能繼續為海量的 NB-IoT 設備提供服務，奠定了其在 5G 生態系統中的地位。
• Release 16 的 MTC 效率增強：
  此版本專注於提升大規模 MTC 通訊的效率，引入了多項優化，例如：UE 群組喚醒訊令、允許設備在空閒模式下使用預配置資源進行上行傳輸（以避免耗時的隨機存取過程）、以及多傳輸區塊排程以減少控制訊令的開銷。同時，也針對 NB-IoT/LTE-M 與 5G NR 網路之間的頻譜共存問題進行了優化。
• Release 17 與非地面網路（Non-Terrestrial Networks, NTN）：
  這是 NB-IoT 演進史上最具革命性的一步，它將蜂巢式物聯網的覆蓋範圍從地面擴展到了太空。

• 標準化衛星通訊：
  Release 17 正式標準化了 NB-IoT 透過衛星鏈路（包括地球靜止軌道 GEO、低地球軌道 LEO 和中地球軌道 MEO 衛星）進行通訊的規範，這表示標準的 NB-IoT 設備未來將能夠在沒有任何地面基地台覆蓋的地區（如海洋、沙漠、偏遠山區）直接透過衛星連接網路，實現真正的全球無縫覆蓋。
  • 克服技術挑戰：
    為了實現這一目標，標準解決了衛星通訊中固有的關鍵技術挑戰，如巨大的訊號傳播延遲和由衛星高速移動引起的多普勒頻移。
  • 進一步省電：
    針對 NTN 場景，還引入了進一步的省電增強，例如：放寬對低移動性設備的測量要求，減少不必要的訊令交互。

這一系列的演進清晰地表明，NB-IoT 是一個充滿活力的、不斷發展的標準，而非一項推出後便停滯不前的技術，從 Release 13 為了與 LoRa/Sigfox 競爭而建立的基礎，到 Release 14 為了響應市場需求而進行的性能提升，再到 Release 15 的效率微調，每一步都顯示出 3GPP 正在積極地根據產業反饋來完善該技術；而 Release 16 和 17 的前瞻性佈局，不僅確保了 NB-IoT 在 5G 時代的持續相關性，更透過 NTN 技術將其潛在市場擴大了數個數量級，這表示解決方案架構師在設計系統時，不能僅僅滿足於「支援 NB-IoT」，而必須明確其應用所需的 3GPP 版本，因為早期對 NB-IoT 的一些批評（如移動性差、FOTA 速度慢）對於基於較新版本的設備可能已不再適用。

特別是 Release 17 中 NTN 的引入，標誌著 NB-IoT 戰略願景的根本性轉變，最初，NB-IoT 的承諾是「深度覆蓋」 — 觸及地下室等訊號困難的地面位置，這是在現有蜂巢式網路上的一種增量改進，然而，這仍然留下了地球上廣闊的無網路區域（海洋、偏遠農村），限制了其在全球物流、發展中國家的農業以及海事監控等領域的應用，Release 17 的 NTN 功能將其價值主張從更好的地面覆蓋，轉變為真正的「全球無所不在」（Global Ubiquity），這使得 NB-IoT 不再僅僅是 LoRaWAN（主要為地面網路）的競爭者，而是成為了能夠利用 3GPP 生態系統的規模和標準化優勢，與專有衛星物聯網解決方案（如 ORBCOMM）直接競爭的強大對手，這一轉變極大地擴展了其總體潛在市場和戰略重要性。

LPWAN 生態系統的比較分析

為了協助利害關係人做出明智的技術選擇，接下來將對主流的 LPWAN 技術進行結構化、多面向的比較，NB-IoT 的真正價值和局限性，只有在與其競爭技術的對比中才能被充分理解。

授權頻譜 vs. 非授權頻譜：根本差異

LPWAN 技術最根本的劃分在於其使用的頻譜類型，這直接決定了其核心特性、商業模式和應用場景。

• 授權頻譜（NB-IoT, LTE-M）：
  這些技術運作於由電信營運商（MNO）付費購得並獨家使用的頻譜上。

• 優點：
  由於頻譜受到管理，干擾極少，因此能提供更高的可靠性和有保障的服務品質（QoS），安全性由營運商提供電信等級的保障；此外，它可以直接利用全球現有的蜂巢式基礎設施，無需新建網路。
• 缺點：
  設備需要支付電信資費（通常是按年訂閱），網路的覆蓋範圍和服務策略完全依賴於營運商，存在一定的廠商鎖定（vendor lock-in）風險，通常情況下，其功耗會略高於最節能的非授權技術。

• 非授權頻譜（LoRaWAN, Sigfox）：
  這些技術運作於無需許可的公共 ISM（工業、科學和醫療）頻段，例如歐洲的 868 MHz 和北美的 915 MHz。

• 優點：
  成本極低，特別是對於私有網路，無需支付頻譜使用費或服務訂閱費，部署極其靈活，企業可以根據自身需求建立專屬網路，功耗可以做到極低。
• 缺點：
  最大的挑戰是頻譜共享帶來的干擾風險，由於任何人都可以使用這些頻段，網路無法保證 QoS，在高密度部署區域可能出現訊息丟失。安全性主要依賴於網路部署者自身的實施能力。

NB-IoT vs. LTE-M：蜂巢式物聯網的同門之爭

NB-IoT 和 LTE-M（又稱 eMTC）均由 3GPP 標準化，常被視為蜂巢式物聯網的雙子星，但它們的設計目標和適用場景有著明確的區分。

• NB-IoT：
  專為靜態或低速移動的應用而優化，適合傳輸少量、非頻繁的數據包。其核心優勢在於更低的功耗和更佳的深度室內覆蓋能力。
• LTE-M：
  更適合需要移動性的應用，它支援在基地台之間的無縫切換（handover），同時，它提供更高的數據速率（上行/下行可達 1 Mbps）和更低的延遲，甚至可以支援 VoLTE 語音通話，其代價是功耗高於 NB-IoT。

值得注意的是，這兩種技術的全球部署呈現出明顯的區域性偏好，LTE-M 在北美市場獲得了更廣泛的採用，而 NB-IoT 則在中國市場佔據主導地位，並在歐洲和亞洲其他地區有大量部署，這種區域性的市場碎片化是企業在進行全球產品佈局時必須考量的關鍵戰略因素。

LTE-M 與 NB-IoT 的關鍵比較

NB-IoT vs. LoRaWAN 及 Sigfox：不同維度的競爭

NB-IoT 與兩大非授權 LPWAN 技術的競爭，並非簡單的優劣之分，而是在不同性能維度上的權衡。

• 數據速率與延遲：
  NB-IoT 提供比 LoRaWAN 和 Sigfox 高出數個數量級的數據速率和更低的延遲，這使其不僅能滿足感測器數據上報，還能勝任較為複雜的任務，如遠程配置更改和可靠的韌體更新（FOTA）。
• 部署模式：
  NB-IoT 完全依賴於公共的 MNO 網路；LoRaWAN 則提供了混合模式，企業既可以選擇使用公共的 LoRaWAN 網路服務，也可以自行購買閘道器（Gateway）建立私有網路，擁有完全的控制權；Sigfox 則是一個封閉的專有網路，由 Sigfox 及其全球合作夥伴獨家營運。
• 成本結構：
  對於僅需傳輸極少量數據的應用，Sigfox 通常擁有最低的模組和服務訂閱成本；LoRaWAN 在私有網路模式下沒有服務費，但需要承擔閘道器的初始投資成本（CAPEX）；NB-IoT 的模組成本已降至較低水平，但需要持續支付營運商的服務訂閱費（OPEX）。
• 移動性： 雖然 LoRaWAN 和 Sigfox 均支援移動性，但 NB-IoT（尤其是在 Release 14 之後）和 LTE-M 能夠提供更為穩健的、蜂巢式等級的移動管理和基地台切換能力。

快速比較總表

決策框架：選擇最佳的 LPWAN 技術

綜合以上比較，可以構建一個實用的決策框架，幫助根據具體應用需求選擇最合適的技術，事實上，LPWAN 市場並非一個單一的戰場，而是一個正在發生分化的生態系統，不同的技術在各自擅長的領域找到了自己的定位。

比較數據清晰地顯示了各種技術之間的權衡，LTE-M 為了更高的移動性和數據速率，犧牲了一部分功耗效率；Sigfox 為了極致的低成本和低功耗，犧牲了數據速率和雙向通訊能力；LoRaWAN 以其私有網路選項，在成本和控制權之間提供了一個靈活的中間地帶；而 NB-IoT 則在靜態設備的深度穿透方面表現卓越。
應用案例也印證了這一點，智慧電錶（靜態、深度室內）是 NB-IoT 的完美應用場景；車隊追蹤（移動、即時）則是 LTE-M 的明確優勢領域；而發送極小、非頻繁數據包的簡單按鈕或環境感測器，則是 Sigfox 的理想選擇；在沒有蜂巢式網路覆蓋的農場部署感測器，私有 LoRaWAN 網路成為了首選。

因此，市場的發展趨勢並非一種技術將「贏者通吃」，而是一個多技術共存的生態系統將長期存在，解決方案提供商必須善於為特定的工作選擇正確的工具，而不是試圖用一種技術解決所有問題。

為了便於快速比較，下表匯總了四大主流 LPWAN 技術的關鍵特性。

儘管非授權技術具有靈活性和成本優勢，但市場數據顯示，全球 LPWAN 連接正在向授權技術（NB-IoT 和 LTE-M）明顯傾斜，一份市場報告指出，授權 LPWAN 在 2023 年的市佔率已超越非授權技術，並預計到 2027 年將佔全球 LPWAN 連接的 58%；另一份報告也預測，到 2026 年，蜂巢式技術將主導市場；這一趨勢背後的驅動力，是企業級大規模物聯網應用（如公用事業、汽車、物流）對電信等級的可靠性、安全性以及利用現有全球蜂巢式基礎設施便利性的高度重視，這表明相較於非授權技術的成本和控制權優勢，市場的主流需求更看重授權頻譜所能提供的服務品質和安全保障，這對於長期投資和技術發展方向是一個重要的戰略指標。

全球應用與垂直市場深度剖析

NB-IoT 的技術特性使其在多個垂直市場中找到了廣泛的應用，接下來將深入探討其在關鍵領域的部署情況，並透過具體案例展示其如何創造商業價值，對這些成功應用案例的分析揭示了一個共同模式：NB-IoT 的「殺手級應用」集中在「大規模、靜態感測」領域，無論是智慧抄表、智慧停車還是環境監測，其核心都是部署大量低成本的靜態感測器，這些場景對深度覆蓋和電池壽命的要求極高，而對數據量的需求則極低，這與 NB-IoT 的核心設計目標 — 深度覆蓋、低功耗、低成本 — 完美契合。

智慧抄表：革新公用事業管理

智慧抄表是 NB-IoT 最具代表性、也是商業化最成熟的應用場景，它目的在於實現對水、燃氣、電力等公用事業計量錶的自動化遠程讀取，徹底改變了傳統的人工抄表模式。

• 核心應用價值：
  由於計量錶通常安裝在訊號遮蔽嚴重的地下室、管道井或建築物深處，NB-IoT 的深度覆蓋能力成為其不可或缺的技術前提，同時，這些設備數據傳輸頻率低（例如每天或每月一次），對電池壽命要求極高，這也正是 NB-IoT 的優勢所在。
• 案例與實例：

• Honeywell 推出的 V200H/V210H 智慧水錶及 Merlin 附加模組，是 NB-IoT 在此領域商業化產品的典範，這些產品宣稱擁有長達 15 年的電池壽命，具備 IP68 防水等級，並支援歐洲主流的 Band 3、8、20 頻段，顯示其市場重點。
• 除了自動抄表，這些智慧設備還能提供更先進的功能，如即時漏水/爆管檢測、逆流警報和無用水警示等，這些功能有助於公用事業公司大幅減少「無收益水量」（Non-Revenue Water, NRW），顯著提升營運效率。
• 在台灣，智慧量表（智慧電錶、水錶）同樣被台灣大哥大和遠傳電信等營運商列為 NB-IoT 的關鍵應用領域。

智慧城市：賦能基礎設施智能化

智慧城市重點在利用物聯網技術來改善城市公共服務、提升居民生活品質並優化資源管理，NB-IoT 以其低成本、廣覆蓋的特性，成為連接城市中海量感測器的理想選擇。

• 具體應用場景：

• 智慧路燈：
  這是智慧城市中最常見的應用之一，透過 NB-IoT 連接的路燈可以實現遠程集中控制和狀態監控，根據即時天候和交通狀況自動調節亮度，不僅能節省高達 50-70% 的能源，還能及時發現故障，減少人工巡檢成本，美國費城和台灣桃園的工業區都有相關的成功案例。
• 智慧停車：
  在停車位上安裝 NB-IoT 地磁感測器，可以即時偵測車位的佔用狀態，這些數據被傳送至雲端平台，並透過手機 App 引導駕駛員快速找到空餘車位，有效緩解城市交通擁堵和駕駛員的挫敗感。
• 智慧垃圾管理：
  在公共垃圾桶內安裝超音波感測器，可以監測其填充水平，當垃圾桶將滿時，系統會自動通知清潔部門，使其能夠規劃最優的收集路線，從而節省燃料、降低營運成本並避免垃圾溢出影響市容，美國克里夫蘭和舊金山均有部署此類系統。
• 環境監測：
  在城市各處部署 NB-IoT 感測器，可以即時監測空氣品質（PM2.5、VOCs）、噪音水平和水質等關鍵環境指標，為城市管理者提供決策依據，並向公眾發布即時資訊。

物流與資產追蹤：從牧場到全球供應鏈

資產追蹤是物聯網的另一大應用領域，雖然高頻率、高移動性的追蹤場景（如快遞車隊）更適合 LTE-M，但 NB-IoT 在追蹤半靜態資產或在可預測的物流鏈中移動、僅需週期性位置更新的資產方面，表現出色。

• 案例與實例：

• 智慧畜牧：
  IOT Factory 推出的牛隻活動與 GPS 追蹤器，利用 NB-IoT 網路來監測牛隻的地理位置和活動狀態（如反芻、行走），透過分析這些數據，牧場主可以及時發現牛隻的疾病跡象或分娩預兆，該設備宣稱電池壽命可達 2 年，並支援全球多個頻段（1, 3, 5, 8, 20, 28），具備全球部署潛力。
• 冷鏈監控：
  泰國電信營運商 AIS 利用 NB-IoT 技術來監控易腐貨物在運輸途中的溫度，如果貨艙溫度超出預設閾值，系統會立即向相關方發送警報，確保貨物品質。
• 貨櫃與物流追蹤：
  在台灣，遠傳電信與光寶科技合作，推出了基於 NB-IoT 的資產追蹤解決方案，可用於貨櫃追蹤、物流管理等領域。

智慧農業

NB-IoT 的長距離傳輸和良好穿透性，使其非常適合應用於訊號覆蓋通常較差的農村環境，幫助農民實現精準化、自動化的田間管理。

• 案例與實例：

• 種植園監測：
  馬來西亞營運商 Maxis 在一個種植園部署了 NB-IoT 感測器，用於採集土壤濕度、空氣溫濕度和降雨量等數據。種植園管理者可以利用這些數據來監測作物生長環境、預測產量並優化灌溉策略。
• 水產養殖自動化：
  在印尼，一種自動餵魚器採用了 NB-IoT 技術，使漁民能夠遠程監控和控制魚塘的餵食模式和頻率，提高了養殖效率。

智慧建築與工業物聯網（IIoT）

在建築和工業場景中，NB-IoT 主要用於連接各類感測器和執行器，以實現樓宇自動化、安全監控和工業流程監測。

• 案例與實例：

• 樓宇自動化：
  用於監測液體洩漏、水箱水位、暖通空調（HVAC）系統狀態等。
• 安全與安防：
  連接入侵和火災警報器、實現遠程門禁控制，並記錄人員進出情況。
• 工業與工程監測：
  在台灣，三聯科技將 NB-IoT 數據記錄器成功應用於土木工程安全監測領域，例如，在建築深開挖工程中，即時監測擋土牆的應力和地下水位；在邊坡穩定工程中，監測地錨的荷重和地下水壓變化，實現了傳統人工監測無法達成的即時預警功能。

對這些應用案例的深入分析可以發現，其商業價值主張絕大多數並非來自於創造全新的收入來源，而是集中在降低營運成本（OPEX）上，智慧抄表省去了人工抄表的勞力成本；智慧垃圾管理優化了收集路線，節省了燃料和人力；智慧路燈減少了能源消耗和維護人員的巡檢次數；而漏水檢測則直接為水務公司挽回了經濟損失，這些案例一致地強調了「提升效率」、「降低成本」和「優化資源」等價值；對於任何考慮部署 NB-IoT 的組織而言，建立一個基於顯著營運成本節省的投資回報（ROI）模型，是推動專案成功的關鍵。

焦點分析：台灣的 NB-IoT 發展

台灣作為全球科技產業的重要樞紐，其物聯網市場的發展具有指標性意義，接著將聚焦台灣本地市場，深入分析主要電信營運商的策略、本地化的應用案例以及市場的獨特動態。

營運商策略與網路能力

台灣三大電信營運商 — 中華電信、台灣大哥大、遠傳電信 — 均已全面部署 NB-IoT 網路，他們普遍認識到，NB-IoT 是承接 2017 年 2G 網路關閉後遺留下的海量 M2M（機器對機器）應用市場，並開拓新物聯網商機的關鍵技術。然而，三者的市場策略和競爭優勢卻各有側重，形成了一個有趣的競爭格局。

• 中華電信（Chunghwa Telecom）：

• 市場定位：
  作為台灣電信業的龍頭，中華電信將自己定位為一站式服務的提供者，它是全台首家同時提供 NB-IoT 和 LTE-M 兩種 LPWAN 技術的營運商，能夠為客戶提供從雲端平台、網路管道到終端設備的「雲、管、端」整合解決方案。
• 技術選擇：
  中華電信為客戶提供了清晰的技術選擇建議：對於有移動性、追蹤需求或較高即時性要求的應用，推薦使用 LTE-M；而對於靜態定點、對即時性要求不高的應用，則選擇 NB-IoT 更具成本效益。
• 網路覆蓋與服務：
  其 NB-IoT 網路覆蓋與其 4G 網路緊密相關，客戶可先以是否有 4G 訊號作為初步判斷依據，此外，中華電信也積極拓展跨境物聯網服務，協助台灣企業的產品出海。

• 台灣大哥大（Taiwan Mobile）：

• 核心競爭優勢：
  台灣大哥大在行銷中強力主打其擁有的 700MHz 頻段優勢，這是台灣地區涵蓋最廣的低頻段，根據電波物理特性，較低的頻率代表擁有更強的訊號穿透力和更廣的覆蓋半徑，這使其 NB-IoT 網路在深入室內、地下室等訊號挑戰區域，以及在廣闊的鄉村郊區部署時，具有天然的技術優勢。
• 應用焦點：
  重點發展公用事業、物流、智慧城市、智慧建築等應用領域。
• 價值主張：
  強調 NB-IoT 的四大核心特性：高穿透力、低功耗、低成本，以及基於 SIM 卡認證的電信級安全性。

• 遠傳電信（FarEasTone Telecom）：

• 核心競爭優勢：
  遠傳採取了積極的市場構建策略，它是台灣最早發起「物聯網生態圈」的營運商，聯合了超過 46 家上下游合作夥伴，共同開發解決方案；在定價策略上，遠傳推出了極具顛覆性的「銅板價」資費方案，意圖以低門檻快速催生市場需求。
• 資費方案：
  其月租方案從新台幣 10 元到 60 元不等，針對不同傳輸頻率的應用（如適合 10 元方案的每小時上傳一次的智慧水錶，或適合 60 元方案的每五分鐘上傳一次的資產追蹤器），提供了清晰的選擇。
• 應用焦點：
  在智慧城市和智慧工業園區專案上著力甚深，並在桃園的工業區取得了多項成功示範案例，如智慧路燈和災害預防監測系統。其合作夥伴包括台達電子（智慧路燈）和光寶科技（資產追蹤）等知名企業。

台灣的 NB-IoT 市場可謂全球競爭的一個縮影，三大營運商並非提供同質化的服務，而是在不同的維度上展開競爭，台灣大哥大主打其 700MHz 頻段的物理優勢，這是一個基於技術的差異化；遠傳電信則以市場為導向，透過建立廣泛的合作夥伴生態系和極具吸引力的定價策略來降低市場進入門檻；這是一個商業模式的差異化，而中華電信則利用其市場領導地位和規模，提供包含 NB-IoT 和 LTE-M 的全面產品組合，將自己定位為滿足多樣化物聯網需求的一站式解決方案供應商，這是一個服務廣度的差異化。因此，台灣的企業客戶在選擇營運商時，應進行策略性考量：其首要需求是最佳的物理覆蓋（台灣大哥大）、最低的進入成本和生態系支援（遠傳電信），還是一個廣泛而整合的服務組合（中華電信）。

本地化案例研究：台灣的真實世界部署

• 土木工程與環境監測： 三聯科技將 NB-IoT 技術應用於專業工程監測領域。

• 案例一：彰濱工業區地下水位監測：
  為了給後續建案提供設計依據，在該工業區設置了多個觀測井，利用 NB-IoT 水壓計進行自動化監測，監測結果成功揭示了地下水位受潮汐影響的週期性變化（每 6 小時升降 15-20 公分），以及在連續強降雨期間水位急劇上升（約 260 公分）的情況。
• 案例二：邊坡安全監測：
  由於邊坡地帶通常難以取得電源且佈線困難，傳統監測方式效率低下，該案例採用鋰電池供電的 NB-IoT 感測器，自動監測邊坡的地下水位和地錨荷重，這不僅解決了供電和佈線問題，還能實現即時預警。
• 成本效益分析：
  此方案的每月通訊費用僅約新台幣 25 元，大約是 4G 傳輸費用的 10%。同時，單顆電池即可支援設備運作一年以上，展現了清晰的投資回報。

• 智慧工業園區（遠傳主導）：

• 遠傳電信與經濟部工業局合作，在桃園七大工業區推動「智慧節能」與「災害預防」兩大領域的試點計畫。
• 具體應用包括：建置智慧路燈管理系統，以遠程控制取代人工巡檢；以及建置智慧排水防洪監測系統，透過 NB-IoT 水位感測器實現即時監控與預警，避免豪雨造成損失。

台灣市場動態與採納驅動力

與某些 NB-IoT 採納速度較慢的地區不同，台灣市場的發展受到一個關鍵事件的強力驅動，2017 年台灣 2G 網路的全面關閉，為 NB-IoT 的普及創造了一個決定性的催化劑。

• 主要驅動力：2G 網路退役。
  2G 服務的終止，使得大量既有的、依賴低成本、低數據傳輸的 M2M 應用（如公車動態顯示器、中南部的魚塭和農場的遠程感測器）瞬間失去了網路連接，一份分析報告明確指出，「NB-IoT 正好能補足這樣的缺口」，這形成了一股強大的市場「拉力」，迫使有著大量 2G 設備存量的企業必須尋找替代方案，而 NB-IoT 以其相似的成本結構和更優越的性能，成為了最合乎邏輯的繼承者，這種由網路生命週期事件驅動的遷移需求，是台灣 NB-IoT 市場快速發展的獨特背景。
• 生態系統發展：
  政府推動的「亞洲．矽谷」計畫為工業園區的智慧化應用提供了政策支援，同時，台灣研究機構如資策會智通所，也自主開發了包含使用者設備、基地台到核心網的端到端 NB-IoT 解決方案，為台灣的網通設備製造商提供了堅實的技術基礎，幫助他們切入市場。
• 硬體開發社群：
  除了大型企業部署外，台灣也形成了活躍的開發者社群，開發者們正積極使用基於 BC26 等晶片的 NB-IoT 模組，並結合 Arduino 等開源硬體平台，透過 AT 命令進行控制與開發。這表明 NB-IoT 技術在台灣不僅有自上而下的企業推動，也有自下而上的草根創新活力。

硬體價值鏈：晶片與模組

NB-IoT 設備的核心是其通訊晶片和模組，理解這一硬體價值鏈的市場格局、主要參與者及其競爭動態，對於評估技術的成本、性能和供應鏈風險至關重要。

晶片引擎室：主要供應商市場分析

蜂巢式物聯網晶片市場高度集中，由少數幾家巨頭主導：高通（Qualcomm）、紫光展銳（UNISOC）和翱捷科技（ASR Microelectronics）三家公司長期佔據市場前三名，合計出貨量佔全球市場的約 75%。

• 高通（Qualcomm）：
  作為全球（中國以外）的市場領導者，高通擁有涵蓋 4G、5G 及 LPWA 的全面產品組合，其優勢在於全球化的規模、與模組廠商的深度合作關係以及廣泛的營運商認證；然而，在中國市場，高通在低成本的 NB-IoT 領域面臨著來自本地廠商的激烈競爭，其策略更側重於為汽車、工業等垂直領域提供高階的 4G 和 5G 解決方案。
• 紫光展銳（UNISOC）：
  全球第二大蜂巢式物聯網晶片供應商，成功填補了海思（HiSilicon）退出後留下的市場空白，其核心優勢集中在高出貨量的 NB-IoT 和 LTE Cat-1/Cat-1 bis 領域，尤其在中國市場佔有主導地位。
• 翱捷科技（ASR Microelectronics）：
  全球第三大供應商，同樣高度專注於中國市場，並在高出貨量的 4G Cat-1 和 Cat-4 領域表現強勁。
• 聯發科（MediaTek）：
  雖然是智慧手機晶片市場的巨頭，但在蜂巢式物聯網市場的佔有率相對較小，位居第四，其策略重點並非低階的 NB-IoT，而是更多地關注如固定無線接入（FWA）路由器等需要更高性能的 5G 物聯網應用。
• 海思（HiSilicon）：
  曾是 NB-IoT 晶片市場的絕對主導者，但受外部因素影響，其市場份額已大幅萎縮，為 UNISOC 等競爭對手創造了巨大的增長機會。

對晶片市場的分析揭示了一種「槓鈴式」的市場結構，市場並非均質的，而是向兩端分化；一端是以高通為代表的「高端市場」，專注於為特定垂直行業提供功能豐富、性能卓越的高價值解決方案；另一端則是以 UNISOC 和 ASR 為代表的「高量市場」，專注於在成本敏感、規模巨大的 NB-IoT 和低階 4G 市場中佔據主導地位，這種專業化分工塑造了整個設備生態系統的格局。

模組生態系統：主要製造商及其角色

通訊模組是連接上游晶片和下游設備製造商的關鍵環節，模組製造商將複雜的射頻晶片、基頻處理器和電源管理單元等封裝成一個易於整合的標準化組件，大幅降低了物聯網設備的開發門檻，全球蜂巢式物聯網模組市場同樣呈現出高度集中的趨勢，且由中國廠商主導，前五大供應商 — 移遠通信（Quectel）、廣和通（Fibocom）、泰利特信德（Telit Cinterion）、中移物聯網（China Mobile）和芯訊通（Sunsea AIoT） — 合計佔據了超過 60% 的市場份額。

• 移遠通信（Quectel）：
  全球市場無可爭議的領導者，其出貨量超過其後十家競爭對手的總和，移遠在 4G 和 NB-IoT 模組領域佔據主導地位，並正積極擴展其 5G 產品組合。
• 廣和通（Fibocom）：
  穩居全球第二，同樣提供全面的產品線，包括基於高通晶片的 NB-IoT 模組，如 MA510。
• 芯訊通（Sunsea AIoT，包括 SIMCom 和 Longsung 品牌）：
  全球前三的供應商，專注於 4G Cat-1 和 NB-IoT 模組，主要服務中國市場，SIMCom 是高通的重要合作夥伴，生產了如 SIM7070G/SIM7080G 等廣受歡迎的模組。
• 泰利特信德（Telit Cinterion）：
  全球前五大供應商中唯一的非中國品牌，在美洲和歐洲市場擁有強大的影響力。
• u-blox：
  另一家重要的歐洲模組供應商，在蜂巢式物聯網領域也佔有一席之地。

市場份額與競爭動態

對硬體價值鏈的分析揭示了一個以中國為中心的供應鏈格局，儘管高通在全球晶片市場處於領先地位，但在高出貨量、低成本的 NB-IoT 領域（包括晶片和模組），市場被中國公司深度主導，中國作為全球最大的 NB-IoT 連接市場，為本土的晶片和模組供應商（如 UNISOC、Quectel）提供了巨大的內需市場，這些公司繼而利用其規模經濟和成本優勢，在全球市場上展開競爭；對於非中國的物聯網產品開發商而言，這代表其關鍵零組件極有可能採購自這個以中國為中心的供應鏈，這一現實需要在制定長期產品戰略時，充分考慮到供應鏈的韌性和地緣政治風險。

以下表格提供了全球蜂巢式物聯網晶片和模組市場的份額概覽。

全球蜂巢式物聯網晶片供應商市場份額 (按出貨量)

全球蜂巢式物聯網模組供應商市場份額 (按出貨量)

未來軌跡、挑戰與戰略建議

NB-IoT 作為一項不斷演進的技術，其未來發展充滿機遇，但也面臨著嚴峻的挑戰，接下來將探討其長期生存能力、現實世界中的性能挑戰、在 5G 時代中的角色，以及由非地面網路帶來的全新可能性。

導航網路退役：2G/3G 淘汰與 NB-IoT 的長期生存能力

全球範圍內的 2G 和 3G 網路關閉是推動企業向 NB-IoT 和 LTE-M 等現代 LPWAN 技術遷移的主要外部驅動力，電信營運商正在將寶貴的頻譜資源重耕，用於部署效率更高、利潤更豐厚的 4G 和 5G 服務，在此背景下，NB-IoT 以其低成本和相似的應用場景，被定位為承接傳統 2G M2M 應用的自然繼承者。

然而，一個新的挑戰隨之浮現：NB-IoT 本身在某些地區也面臨著退網的風險，這揭開一個「退網悖論」：NB-IoT 因取代即將退役的 2G 網路而生，但其自身的超低數據用量特性，使其相較於高利潤的消費級 5G 業務，成為營運商收入貢獻較低的服務；同樣的商業邏輯 — 即頻譜資源的投資回報率 — 現在正被應用於 NB-IoT 自身。

• 區域分化：
  美國 AT&T 等主要營運商已計劃關閉其 NB-IoT 網路，轉而支持功能更全面、潛在價值更高的 LTE-M。
• 全球格局碎片化：
  這導致了全球 NB-IoT 市場的碎片化，在中國和亞洲部分地區，由於政府的大力推動和產業的廣泛採用，NB-IoT 的地位依然穩固；但在北美和一些歐洲市場，其未來則充滿了不確定性。
• 戰略啟示：
  對於需要全球部署的物聯網解決方案而言，單一技術的依賴性風險顯著增加，面向未來的硬體設計必須考慮採用支援 NB-IoT 和 LTE-M 的雙模或多模模組，或根據不同地區的網路狀況提供不同的設備版本，以規避單點故障風險。

性能與服務品質（QoS）：真實世界的挑戰

儘管 NB-IoT 在理論設計上表現出色，但在真實世界的部署中，仍面臨一些性能和服務品質方面的挑戰。

• 覆蓋與延遲的權衡：
  這是最根本的挑戰，如前所述，NB-IoT 的深度覆蓋是透過訊號重複發送來實現的，但這會直接導致延遲的大幅增加和功耗的上升，在實際部署中，這表示位於訊號邊緣的設備可能需要數秒甚至更長時間才能完成一次數據傳輸，這對於某些需要較低延遲的應用是不可接受的。
• 訊號波動性：
  在真實環境中，訊號品質（如 RSSI、CSQ）會因設備移動、城市中的多徑干擾以及建築物的訊號衰減而劇烈波動，這種波動性會影響連接的可靠性和實際數據傳輸速率。
• 數據速率限制：
  NB-IoT 的低頻寬是其低功耗和低成本的基礎，但這也限制了其應用場景，對於偶爾需要傳輸較大數據包的應用，如詳細的診斷日誌上傳或完整的韌體更新，NB-IoT 可能會顯得力不從心。
• 網路擁塞管理：
  雖然 NB-IoT 設計用於高密度連接，但在真正達到每平方公里數萬甚至數十萬設備的極端密集部署場景下，如何有效管理無線資源、避免訊令擁塞、保證每台設備的服務品質，對營運商的網路規劃和優化能力提出了巨大挑戰。

通往 5G 之路：NB-IoT 在 mMTC 願景中的角色

5G 網路的設計重點在滿足三大類應用場景：增強型移動寬頻（eMBB）、超可靠低延遲通訊（URLLC）和大規模機器類型通訊（mMTC）。

• NB-IoT 作為 mMTC 的基石：
  mMTC 的願景是連接數以十億計的低功耗、低成本物聯網設備，而 NB-IoT 和 LTE-M 正是實現這一願景的基礎技術，它們的設計目標與 mMTC 的要求 — 海量連接、低功耗、廣覆蓋 — 高度契合。
• 整合而非取代：
  3GPP 標準確保了 NB-IoT/LTE-M 設備能夠平滑地接入 5G 核心網（5GC），從這個意義上說，NB-IoT 是一種 5G 技術，因為它滿足了 5G mMTC 的應用需求，並將被納入 5G 的統一管理框架之下；然而，在可預見的未來，其無線接入技術本身很可能將繼續基於 LTE，因為這在成本效益和頻譜效率上仍具優勢。
• 未來演進：
  5G 將持續增強 mMTC 的能力，可能會透過如 NR-Light（又稱 RedCap）等新標準來實現，NR-Light 重點在填補高速 5G 和低功耗 NB-IoT 之間的性能空白，為中等需求的物聯網應用（如工業感測器、高端穿戴設備）提供更優的解決方案。

下一個前沿：用於無所不在連接的非地面網路（NTN）

NB-IoT 的演進並未止步於地面，在 3GPP Release 17 中標準化的非地面網路（NTN），正將其推向一個全新的維度，這也標誌著 NB-IoT 的發展出現了一個戰略性的分岔點：一條是融入地面 5G mMTC 框架的演進之路，另一條則是向全球 NTN 擴展的革命性道路。

• 概念與架構：
  NTN 允許標準的 NB-IoT 設備直接與衛星進行通訊，從而徹底消除地面網路的覆蓋盲區，這些衛星（可以是 GEO、LEO 或 MEO 軌道）扮演著「空中基地台」的角色，將訊號轉發至地面核心網。
• 全新應用場景：
  NTN 解鎖了傳統蜂巢式物聯網無法企及的應用領域，包括：跨洋貨櫃的全程追蹤、偏遠地區的精準農業、油氣管道的遠程監控，以及在自然災害導致地面設施癱瘓時的緊急求救訊息傳遞。
• 戰略影響：
  NTN 的出現，將 NB-IoT 從一種地面技術轉變為真正的全球性連接解決方案，這使其能夠與傳統的、專有的衛星物聯網服務商展開直接競爭，並有望憑藉 3GPP 的標準化和規模經濟優勢，大幅降低全球物聯網連接的成本。

這兩條發展路徑服務於不同的戰略目標，城市公用事業將更關注 NB-IoT 在 5G mMTC 框架下的演進，以支援其高密度的智慧電錶部署；而全球物流公司則會利用 NTN 技術，來追蹤一個貨櫃從亞洲工廠出發，跨越海洋，最終抵達北美倉庫的全過程；因此，「NB-IoT」這一術語的內涵正變得越來越依賴於實際應用，利害關係人現在必須明確：他們討論的是用於地面高密度連接的 NB-IoT，還是用於全球無縫覆蓋的 NTN-NB-IoT？答案將決定其整個商業模式和技術架構。

結論

經過全面的技術探討和應用分析，NB-IoT 作為一項專為物聯網設計的蜂巢式 LPWAN 技術，其地位和未來軌跡已日漸清晰，它成功地在低功耗、廣覆蓋和低成本之間取得了精妙的平衡，並在標準化、生態系統和全球部署方面取得了顯著進展。

為設備製造商的戰略建議：

1. 擁抱多技術思維：
   認識到 LPWAN 市場是分化的，不存在「一種技術通吃」的局面，可根據具體的應用需求（移動性、數據量、功耗、成本）來選擇最合適的技術，無論是 NB-IoT、LTE-M 還是 LoRaWAN。
2. 規避區域性風險：
   由於部分地區存在 NB-IoT 退網風險，對於目標市場為全球銷售的產品，應優先考慮採用支援 NB-IoT 和 LTE-M 的多模硬體，以確保產品在不同市場的適應性和長期可用性。
3. 關注 3GPP 版本：
   在硬體選型和採購需求中，應明確指定所需的 3GPP Release 版本；例如，若應用需要較好的移動性或定位能力，則應要求支援 Release 14 或更高版本的模組。
4. 審視供應鏈：
   認識到 NB-IoT 硬體（特別是模組）供應鏈高度集中於中國的現實，並將潛在的供應鏈韌性和地緣政治風險納入長期戰略考量。

為企業的戰略建議：

1. 深入分析應用權衡：
   在設計解決方案時，必須深入分析並量化覆蓋、電池壽命和延遲三者之間的權衡關係，確保技術選擇與核心業務需求完全匹配。
2. 策略性選擇營運商：
   在台灣等存在多家營運商的市場，選擇合作夥伴時不應只看價格，應綜合評估其網路的物理優勢（如頻段）、定價模式的靈活性以及生態系統的支援力度。
3. 制定長期遷移計畫：
   對於生命週期長達十年以上的物聯網部署（如智慧建築、基礎設施監測），應未雨綢繆，在 NB-IoT 前景不明朗的地區，需主動規劃向 LTE-M 或未來新技術（如 RedCap）的遷移路徑。
4. 探索 NTN 新藍海：
   積極探索由非地面網路（NTN）帶來的全新商業機會，利用 NTN-NB-IoT 將服務擴展到過去因網路覆蓋問題而無法觸及的市場，可能成為開創業務新增長點的關鍵。

總而言之，NB-IoT 已經證明了其在「大規模靜態物聯網」領域的巨大價值，隨著其在 5G mMTC 框架下的持續演進和 NTN 帶來的全球覆蓋能力，它將在未來數年內繼續作為物聯網革命的核心驅動技術之一，連接起一個前所未有的智慧世界。

關於奧創系統

奧創系統科技的專業技術服務橫跨多個尖端領域，展現其深厚的技術底蘊與市場洞察力：

• 航太國防應用： 提供無人載具、訓練模擬器、衛星幹擾防禦等關鍵系統。
• 半導體量測設備： 涵蓋探針平臺、高溫壽命測試 (HTOL) 等方案。
• 運動模擬平臺： 包含高精度六軸平臺與產業訓練模擬器。
• 射頻 (RF) 測試儀器： 從訊號產生、分析到完整測試系統建置。
• 光電影像模擬： 提供紅外線目標投影器、黑體校正源等專業設備。
• 車用製造 與 衛星測試： 針對新興的車用雷達與低軌衛星產業提供測試方案。
• 客製化系統：包含電波/電磁暗房建置與自動化軟體開發。

奧創系統科技不僅是設備供應商，更是能與客戶共同成長、持續創造雙贏的工程夥伴，以卓越的解決方案，驅動產業的創新力量。

參考資料

1. RF VERIFICATION FOR THE NARROWBAND IOT CHIPSET - CORE,  https://core.ac.uk/download/pdf/161429033.pdf
2. NB-IOT DEPLOYMENT GUIDE TO BASIC FEATURE SET ... - GSMA,  https://www.gsma.com/solutions-and-impact/technologies/internet-of-things/wp-content/uploads/2019/07/201906-GSMA-NB-IoT-Deployment-Guide-v3.pdf
3. 遠傳領跑NB-IoT物聯網商轉服務 - 上下游生態圈群體作戰。,  https://enterprise.fetnet.net/content/ebu/tw/epaper/tech/19th/p04.html
4. NB-IoT 無線傳輸自動化監測應用與案例分享 - 三聯科技,  http://web.sanlien.com.tw/ad/san_tech.nsf/foundationview/19E2FCF43E5055A34825897A003082EA/$FILE/%E4%B8%89%E8%81%AFNO127_3_NB-IoT%E7%84%A1%E7%B7%9A%E5%82%B3%E8%BC%B8%E8%87%AA%E5%8B%95%E5%8C%96%E7%9B%A3%E6%B8%AC%E6%87%89%E7%94%A8%E8%88%87%E6%A1%88%E4%BE%8B%E5%88%86%E4%BA%AB.pdf
5. NB-IoT的新應 開發- 台灣大哥大企業服務| Open Possible 能所不能,  https://www.twmsolution.com/iot/solutionNBIoT/