頻譜資源稀缺 物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)選擇誰？

　　雖然新一代的5G通訊朝向更高頻的方向走，例如5GHz以上的頻段，甚至可以高到28GHz、30GHz等，但其實無線通信也有另一個趨勢，是往更低頻的位置走，即1GHz以下的頻段，英文稱為Sub-1GHz。

　　這如同電腦運算一樣，一是往更高效能推進，另一是往更低廉小巧推進，現(xiàn)在的桌上型PC可以小到只有USB隨身碟般大小，稱為PC-on-a-Stick，或者可以只有名片般大小，價位更只有20～35美元，如樹莓派(Raspberry Pi, RPi)。

　　而所謂Sub-1GHz，就字義上而言是泛指低于1GHz頻段的無線通訊統(tǒng)統(tǒng)都算，但實際而言并非如此，而是要扣除許多既有應(yīng)用與標準才能算。首先要扣除類比電視的電視白區(qū)(Television White Space, TVWS)，小至54MHz，大至890MHz，換成數(shù)位電視后，也會使用698MHz～890MHz間。

　　而以LTE而言，F(xiàn)DD LTE也有使用13個頻段低于1GHz，一般在700MHz～900MHz間，但有一個頻段低至462MHz。而偏高頻的TD-LTE也有一個頻段在1GHz以下，為703MHz。

　　扣除上述后，真正用于物聯(lián)網(wǎng)(IoT)應(yīng)用的，多是315MHz、433MHz、868MHz、915MHz等頻段，部份國家還允許使用169MHz頻段，或者大陸可用779MHz。

　　即便是這些頻段，其實也已經(jīng)有其他無線通訊標準采用，如業(yè)界已發(fā)展、推行10年的ZigBee，即使用2.4GHz、915MHz、868MHz頻段，其中后兩者低于1GHz。而Google/Nest Labs提出的家用物聯(lián)網(wǎng)無線通訊技術(shù)Thread，已言明使用與ZigBee相同的底層技術(shù)，即IEEE 802.15.4，言下之意現(xiàn)有已支援ZigBee通訊的晶片，理論上只要更新韌體，就可以改行Thread通訊，如此也一樣用及868MHz、 915MHz頻段。不過，ZigBee、Thread已屬物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)領(lǐng)域，已是Sub-1GHz本有的初衷應(yīng)用。

　　除了ZigBee、Thread外，IEEE 802.11ah標準也是鎖定1GHz以下的物聯(lián)網(wǎng)、無線感測器網(wǎng)路(WSN)等應(yīng)用，預(yù)計2016年會有正式標準出爐。

　　當然，1GHz以下也包含類比AM收音機的540kHz～1,600kHz(1.6MHz)，或者FM收音機的88.1MHz～108.1MHz，也包含無線充電的WPC Qi的110kHz～205kHz，或A4WP的6.78MHz，NFC與RFID感應(yīng)的13.56MHz，但因為這些頻率實在太低，除FM外幾乎都不到 100MHz，因此幾乎可略而不提，不相沖突。

　　所以，即便真的談?wù)摰陀?GHz的物聯(lián)網(wǎng)傳輸應(yīng)用，也有4類需要談?wù)?，一是現(xiàn)行最普及的產(chǎn)業(yè)標準ZigBee(廣泛應(yīng)用)，二是各業(yè)者自行應(yīng)用的專屬型Sub- 1GHz傳輸，三是剛起步不久，僅針對家用物聯(lián)網(wǎng)的Thread，四是預(yù)計2016年到位的IEEE 802.11ah。

　　IEEE 802.11ah的訂立是希望業(yè)者放棄專屬型Sub-1GHz，但目前來看有些不樂觀，因為11ah僅訂立多數(shù)業(yè)者均可接受的共識標準，現(xiàn)有專屬型的晶片表現(xiàn)多已超越此標準，預(yù)估即便標準出爐，放棄專屬的速度也會緩慢，特別是在一些產(chǎn)業(yè)型應(yīng)用中，特別講究較佳的通訊表現(xiàn)，且換用周期較久。

　　以上4類尚未談到LTE，事實上LTE也在訂立支援物聯(lián)網(wǎng)的新通訊標準，即MTC(Machine Type Communication)，如此就有5類低于1GHz的物聯(lián)網(wǎng)通訊，因為如前述，LTE至少有462MHz、700MHz～900MHz可用。另外，與ZigBee、Thread在家用物聯(lián)網(wǎng)競爭的尚有Z-Wave，也使用868MHz～956MHz。

　　另外美國歐巴馬總統(tǒng)2008年就任后所提出的智慧電網(wǎng)(Smart Grid)，也在之后由IEEE負責(zé)制訂出智慧公用事業(yè)網(wǎng)路(Smart Utility Network, SUN)標準，即IEEE 802.15.4g，也一樣是使用低于1GHz頻段，也屬產(chǎn)業(yè)性應(yīng)用的物聯(lián)網(wǎng)。

　　最后，一定要用及1GHz以下頻段嗎?一是低頻可以用較低成本達到比較大面積的覆蓋，好支援廣布的感測節(jié)點，同時每個節(jié)點的傳輸量不大，低頻頻段的 Mbps級傳輸率足以因應(yīng)。另一則如Nest Labs所言，2.4GHz頻段太擠了，包含微波爐、Wi-Fi、藍牙都使用，因此Thread期望在2.4GHz外也能使用其他頻段，以加速實現(xiàn)家用物聯(lián)網(wǎng)。

　　目前唯一沒使用低于1GHz的物聯(lián)網(wǎng)通訊恐怕僅剩藍牙，4.1版的藍牙也開始支援Mesh型網(wǎng)路，這是支援物聯(lián)網(wǎng)所必須的基礎(chǔ)，但藍牙依然以2.4GHz為主，且看其日后發(fā)展會否也跟進采用Sub-1GHz頻段。