為減少物聯(lián)網(wǎng)測試成本方案--開放式架構(gòu)

物聯(lián)網(wǎng)的成長速度相當驚人，Gartner預估物聯(lián)網(wǎng)設備數(shù)量在2020年將成長至260億個。市調(diào)機構(gòu)IDC則預測2017年全球物聯(lián)網(wǎng)市場規(guī)模將超過9,300億美元，較去年多增加1千億美元，今年有機會挑戰(zhàn)破兆

物聯(lián)網(wǎng)(IoT)應用范疇廣泛，涵蓋無線通信、車用市場、智能家居、穿戴式設備及醫(yī)療等領域，而應對不同需求，用于物聯(lián)網(wǎng)的各種通訊及網(wǎng)絡技術也就不斷推陳出新，或說是新舊并存，這就導致測試復雜度的增加，甚至是測試成本的提高。

針對這些問題，測量儀器業(yè)者多以開放式架構(gòu)下的升級更新來支持各種技術測試需求，著重于測試功能的整合以及與法規(guī)的同步，并致力于將儀器專業(yè)知識轉(zhuǎn)變成易于操作且價格合理的方案，協(xié)助客戶加速測試速度，進而縮短上市時間。

物聯(lián)網(wǎng)的成長速度相當驚人，Gartner預估物聯(lián)網(wǎng)設備數(shù)量在2020年將成長至260億個。市調(diào)機構(gòu)IDC則預測2017年全球物聯(lián)網(wǎng)市場規(guī)模將超過9,300億美元，較去年多增加1千億美元，今年有機會挑戰(zhàn)破兆。

3年后，預計市場將達到應用爆發(fā)期，規(guī)模更將翻倍成長達1.46兆美元。全球物聯(lián)網(wǎng)設備數(shù)量成長更快速，5年內(nèi)將翻漲3倍。2015年全球物聯(lián)網(wǎng)設備數(shù)量已有121億個，明年將超越手機，未來3年，全球物聯(lián)網(wǎng)設備總數(shù)將累積高達300億個。

另一個數(shù)據(jù)也相當驚人，同樣是根據(jù)IDC調(diào)查，全球25個國家、超過4,500家企業(yè)有3成去年已導入物聯(lián)網(wǎng)，更有43%、將近2,000家還未導入的企業(yè)于2017年也有意采用，若加上原本已采用的企業(yè)的話，代表今年全球企業(yè)采用物聯(lián)網(wǎng)的比例將超過7成。

開放式架構(gòu) 減少測試硬件成本

數(shù)量驚人的設備及應用采用各種各樣的技術，根本就是族繁不及備載。根據(jù)Gartner的定義，物聯(lián)網(wǎng)基本上是一個含括多達50種技術的集合名詞。其中，僅僅是移動通訊(cellular)和一般移動無線網(wǎng)絡(non-cellular)標準，就有LTE、LTE-A、WCDMA、GSM、CDMA2000、WLAN、Bluetooth、GNS、Zigbee、NB-IoT、SigFOX和Wi-SUN等。

針對這些層出不窮的技術，為了要減少物聯(lián)網(wǎng)測試硬件的重復投資成本，開放式架構(gòu)測式方案是理想選擇之一，因其擁有靈活的硬件擴充性，且能利用可編程軟件實時調(diào)整測試需求，因此能協(xié)助業(yè)者降低產(chǎn)線測試成本及提高生產(chǎn)效率。

其中，于1998年發(fā)表的PXI規(guī)格，現(xiàn)已由超過70間公司組成的PXI系統(tǒng)聯(lián)盟(PXISA)所主導，并持續(xù)推展 PXI 成為標準規(guī)格，以能有效溝通其他設備。包括此平臺的開創(chuàng)者—國家儀器(NI)在內(nèi)，許多業(yè)者多已建置基于PXI平臺的產(chǎn)品線，利用單一機箱和模塊的搭配，滿足多變化的測試需求。

技術層出不窮 儀器業(yè)者審慎布局

若要針對特定技術布局，則測試儀器廠商必須考慮資源分配，針對最有可能躍出臺面的技術提供測試方案。在眾多技術中，由于NB-IoT只占200kHz帶寬，傳輸率則從1Mbps降至200kbps，且結(jié)合多種省電機制、功耗極低，因此無疑已躍為LPWAN技術中的耀眼新星，且在國際通訊大廠及電信業(yè)者的推波助瀾下，NB-IoT是近年崛起相當快速的標準。

例如，華為就規(guī)劃在2017年底于全球支持部署30處NB-IoT商用網(wǎng)絡，正式宣告2017年為NB-IoT商用元年。英國跨國電信龍頭Vodafone更已開始在西班牙主要城市利用NB-IoT技術建置一個通訊范圍可覆蓋整座城市的物聯(lián)網(wǎng)商用網(wǎng)絡，且將更進一步擴大以服務超過1億個物聯(lián)網(wǎng)設備。除了Vodafone以外，各國大型電信商也都紛紛要搶在2017年完成NB-IoT商用網(wǎng)絡布建。

有鑒于此，測量儀器業(yè)者積極布局NB-IoT領域，例如是德科技(Keysight)近日大動作推出NB-IoT測試解決方案。據(jù)悉此平臺是全球首個獲得全球認證論壇(GCF)認證通過的窄帶物聯(lián)網(wǎng)射頻相符性測試平臺。

日商安立知(Anritsu)也已針對NB-IoT提供測試方案，值得一提的，除了NB-IoT外，已具有明確市場的Wi-SUN(Wireless Smart Utility Network)測試更是安立知的布局重點之一。Wi-SUN已獲得日本智能電表系統(tǒng)的采用，因此Wi-SUN在日本市場的聲勢甚至超越NB-IoT、LORA等熱門物聯(lián)網(wǎng)技術。此外，支持藍牙5的物聯(lián)網(wǎng)設備預料將于2017年推出更多新產(chǎn)品，因此藍牙5測試方案也是儀器業(yè)者布局重點。

為求能在第一時間推出符合法規(guī)要求的測試方案，測試儀器業(yè)者皆相當注意技術標準動態(tài)，甚至在先期便參與其中。例如，在上述的例子中，安立知就是Wi-SUN聯(lián)盟的成員之一，此外，安立知早期就在 Bluetooth SIG扮演關鍵角色，協(xié)助此一新規(guī)格盡早開發(fā)新的測試解決方案，因此能在規(guī)格宣布后迅速推出相對應的測試版本升級。

測量低功耗特性 精準度再提升

通訊技術層出不窮，根據(jù)儀器業(yè)者的觀察，雖然新興LP-WAN技術具有低成本及低功耗特性，但許多物聯(lián)網(wǎng)業(yè)者卻喜歡采用較熟悉的LTE技術，因為容易上手。

針對這種情況，既有的信號產(chǎn)生器、頻譜分析儀等測量儀器已能滿足相關RF測量需求，反倒是物聯(lián)網(wǎng)的新需求—低功耗特性，例如NB-IoT的PSM(Power Saving Mode) – 測試成為儀器業(yè)者的新重點，尤其是許多物聯(lián)網(wǎng)設備需放在戶外，甚至是置于偏遠地區(qū)長達數(shù)年以上。

針對此測試需求，太克(TeKtrobix)的測試方案所提供的電流測量甚至可以低至1pA、1fA，足以涵蓋物聯(lián)網(wǎng)各種應用，再者，擁有測量10nV、0.1μ? 和 1pA的靈敏度，也可以精準測量物聯(lián)網(wǎng)設備的睡眠模式電流。

同樣的，針對功耗測試，羅德史瓦茲(R&S)是采用精確度高的探棒(Power Probe)結(jié)合測試程序，能分別測試設備于特定應用情境下，其RF區(qū)塊在傳輸、待機等不同條件下的功耗，再以此推估RF組件生命周期內(nèi)的總耗電量，R&S甚至也將組件老化狀況一并列入測試考慮中。

5G來臨 測試業(yè)者積極卡位

通訊技術的出現(xiàn)讓人眼花撩亂，5G移動通訊技術的進展也同樣受到注意。這個技術架構(gòu)的超高速數(shù)據(jù)傳輸量將達10Gbps，可支持 M2M 監(jiān)視、控制數(shù)十億個傳感器，并支持大規(guī)模的數(shù)據(jù)收集和發(fā)送，可望徹底滿足物聯(lián)網(wǎng)的需求。

一般認為5G技術將在2020年實現(xiàn)“事事處處永遠連接”的愿景，事實上，美國、韓國和日本等多家跨國大型電信業(yè)者都爭相要提前在2017年完成5G商用測試，以盡快建立能支撐百億級物聯(lián)網(wǎng)應用的骨干網(wǎng)絡。針對5G測試，各家測量儀器業(yè)者也已推出相關產(chǎn)品并展開布局，卡位戰(zhàn)早已開始。