淺談物聯網於行動寬頻時代下的應用發展(上)
[發表日期：2014/8/26]
台灣於2013年底完成4G LTE競標釋照，各家取得資格的電信業者陸續於2014年下半年開始啟動小規模區域性的服務開通營運，正式宣布台灣追隨全球多個國家進入真正行動寬頻的新紀元。
之所以說是真正行動寬頻時代，主要是過去幾年的行動上網主流，國內是以WCDMA與HSDPA等泛稱3G的無線上網模式，從物理理論上可接取的下行鏈路頻寬理論值從2-10Mbps不等(實際應用的速率會因各種因素低很多) ，在實務的應用上仍有相當的限制，例如高速移動時的資料連結性，人潮聚集時分配到的無線接取頻寬等；至於現在大家所談的4G，多半停留在LTE(Long-Term Evolution)這樣的字眼，但事實上精確來說，目前全球大部份已營運的LTE網路是基於較早版本的產業規範基礎，定義上來說只算是介於3.9G到4G之間，而產業標準主導單位所認可的真正4G是稱為LTE-Advanced，這個標準對固定或低速移動的接取網路可提供1Gbps理論值的下行鏈路頻寬以及100Mbps的高速移動頻寬，要比過去幾年所慣於使用的3G行動上網快上數十倍，下圖說明了整個行動通訊技術世代標準的演進發展與主流技術，目前國內確定的方向是圖形左方由GSM世代往下演進到LTE/LTE-A的行動寬頻標準：
《圖一》行動通信技術發展(資料來源: Agilent Technologies)
近年來全球智慧型行動裝置爆炸性的成長，包括台灣在內，早在數年前就已進入高普及率的行動上網時代，但促成這一波行動上網高速成長的相關應用卻主要由OTT(Over the Top，泛指利用網際網路無遠弗屆力量與電信業者基礎建設，輕易以市場拉力快速吸引大量使用者創造經濟效益，大量消耗電信業者建設資源卻利用上網服務無差別費率的特性取得免費途徑接觸到使用者的服務業者)與網際網路內容業者主宰的消費性產業運用，如Youtube、Line、Facebook、Appstore等，賴以支撐的商業燃料與金流則是由線上App購買與社群網站或內容提供商結合的推播式廣告或會員收益所產生，致使這一波看似蓬勃發展的行動上網應用是由極少數的贏家創造了絕大多數的經濟效益，絕大多數欠缺卓越品牌價值的裝置供應商或提供基礎建設的電信服務業者都成為了行動上網時代的陪襯綠葉，商業價值與獲利能力快速邊緣化微利化而未能延續更長的效益榮景，除了不斷降價的固定行動上網費率外，也沒能創新多樣化且有獲利性的新商業模式。
即便4G建設如火如荼展開，商業創新思維若仍停留在了無新意的情形下，更巨額的投資並不能為國內相關的產業鏈扭轉目前的頹勢，行動寬頻上網的價值勢必會因為市場飽和與用戶人數競爭快速貶值降價，行動裝置業的相關生態圈也不會因為行動寬頻時代來臨就能進入一個新的藍海市場，馬上進入殘酷的淘汰與流血薄利絕對是可以預期的結果，單純講4G的開台營運，只是在一個已經嚴重劣化的市場做一個技術的延伸，並未跳開今天不健康的商業主軸。
有鑒於4G LTE的開台營運不代表行動寬頻的商機和國內經濟發展能就此打開一片光明的新天地，接下來如何觸發帶動相關的應用發展，建立更大的使用社群並擴及至整體環境的各種不同層面，才是讓行動寬頻有機會作為創新應用商機的火車頭。行政院科技會報辦公室會同相關部會規劃「加速行動寬頻服務及產業發展方案」，主要目標即在引領4G內容服務與應用創新，並以此做為未來5G發展計劃的策略方向，帶來整個社會生活品質的提升，避免未經有效規劃與效益目標導向的建設而投資。在新興服務的發展方面，透過此計劃的經費補助與合作方式，促進行動寬頻產業鏈的完善，包括安全健康、智慧商業、生活育樂等多項領域的創新應用來達成智慧城市的打造，改善全體生活便利性。這其中除了新興技術的開發應用外，高價值創新的產生需要跨界人才的巧思與促進商業化的能力，例如社會人文專長、文化創意與藝文的根基、人因工程與體驗經濟的深度、整合行銷與策展能力的專業等不勝枚舉，相關人才的跨界整合與養成也會是提升創新經濟國力的燃料來源。
《圖二》物聯網應用範圍涵蓋透過電信有線無線網路無遠弗屆(資料來源:openMTC.org)
在行政院的計劃評估中，諸如行動寬頻長期照護計劃、智慧交通服務、智慧園區服務平台、4G智慧商圈等，直接提供改善民眾日常生活便利性，提升偏鄉或都會塞車，醫療人力或照護急救即時性不足的困境，透過遠距醫療診斷、提升緊急處置品質與加速第一回應時間以增加存活率或減少癒後後遺症；在促進產業升級與商業發展部分，在智慧園區中的供應鏈、物流、金流、原物料履歷追蹤、運輸系統效率耗能最佳化等，皆可藉由行動寬頻物聯網的結合運用將整體運作效率與資訊透明/安全程度大幅提升；智慧商圈的部分，結合物聯網與行動寬頻，讓商家與人潮的聯結互動性更加精緻化，精準化與個人化的場域行銷、導覽、內容推播，創造體驗經濟中的絕佳感受、消費欲望、消費滿足，讓高品質的服務過程藉由科技媒介轉化為極佳的消費供需文化生態雨林，吸引更多業者投入提升消費質感的商業活動，創造高素質跨界人才的需求以提升國民基礎能力，進而影響多數民眾的消費品味與文化底蘊、鑑賞深度，讓台灣在過去賴以立國硬實力的附加價值日漸走低的今日，能有更多深厚內涵的挹注來超越淺碟淺薄短視的經濟文化型態。
《圖三》行動寬頻的商務模式應用(資料來源:科技部 林一平政務次長”從物聯網趨勢看電信服務之發展前景)
當物聯網透過行動寬頻的應用進入蓬勃發展的階段，各種各樣的machine-to-machine、human-to-machine所傳送出來的資料頻密與覆蓋路徑將會達到一個遠遠高於現階段網際網路應用所承載的程度，有別於現行網路架構以及資料中心佈建方式，高度多樣化與高密集度的資料應用會需要革新性的技術來應對，才有可能提供更具智慧化機制與快速彈性擴展的基礎建設來解決爆炸性資料應用的處理速度與回應時間之高度需求。過去幾年所談的雲端運算，則需要更進階的進化；現在所談的未來技術，有四大領域將伴隨著行動寬頻物聯網應用一起發展：SON(Self-Organizing Network) 、SDN(Software-Defined Network)、 SDDC(Software-Defined Data Center)以及Big Data。
概念上來說，software-defined data center或virtual data center鎖定將IT資源全虛擬化來做到高彈性、高可用度、快速上線新服務，以及達成高部署效率並精簡規劃維運人力的理想，這幾年隨著雲端的發燒議題，無論是企業自主運作的IT系統環境或電信商的Public Cloud，基本上虛擬化以及自動化的程度皆已漸次提升，但網路虛擬化的成熟度與發展遠比不上伺服器與儲存設備的進展，雖然包括VMware在內所主導Overlay方式的Network Virtualization用於data center network一直是過去兩年方興未艾的議題，卻也遭遇其實用性在商轉環境內應用面向與實際效能的挑戰和限制；另外包括幾個美國指標性學術機構、重量級投資銀行、網路服務業者以及硬體廠商在內所推動的Openflow SDN以及NFV(Network Function Virtualization)等市場進展與產業標準的制定，仍受制於技術層面高度困難的限制與產業鏈生態的完備度成熟度不足，在商業運轉的落實放眼全球還是處於一個早期萌芽的概念開發與小規模實驗階段居多，具備足夠自主開發維運能量或願意在現在就投入大筆資金進行革新性計劃與導入的電信或雲端業者實為鳳毛麟角，重量級廠商則多持觀望的利益本位主義考量，以講得多做得少的方式來緩處理市場的“議題熱度”，特別是就台灣市場無論是供應端、中間商或需求端，多半難以擺脫軟體弱硬體強，具備網路專業領域的跨不進軟體開發，而擅長軟體開發工具的學不來網路底層的運作細節等歷史包袱限制，致使未能短期一步到位馬上看到由軟體自主性來驅動主導的軟體定義世界的發生。
《圖四》Software Defined Data Center元件示意(資料來源: VMware)
但無論如何，軟體定義以及自動化的全面可及無疑是雲端運算終極理想的實踐，一個開放、簡易、去疆界可任意配置的資源池、高度自動化的理想架構，將持續作為一個明確的指引標的吸引主導著資訊科技中各領域範疇的演進與發展。未來五年將有更高的期待性可以看到整個IT部署與運作模式的典範轉移，只不過所謂軟體定義的技術模式，未必是沿著現在所討論的軸線上去發展和延伸，也或許在持續激盪的火花中將產生破壞性創新的做法，顛覆了目前討論或實務執行中的方式而讓這個IT領域的理想得以用更便宜更低技能門檻的方式去實現，就像是演化過程中突變產生的新物種瞬時主宰了世界一般，這個假設以趨勢走向來看，是很有可能發生的；影響的，將會是一整個產業與business model的結構轉型，以及許多人的生計和全新特長的新興需求。