IoT時代には数多くの通信技術が利用されますが、その中で５Gと並んで注目を集めているのが「LPWA」です。
今回はLPWAの特徴とその利用方法、各種類をまとめていきます。
各通信技術の分類
現在使われている主な通信技術を「通信距離」と「消費電力・通信速度」という2点で分類したのが上の表になります。
無線LANや４Gなど見慣れたものもありますが、あまり見慣れないものもありますね。
スマホ関連でよく使われているWiFiやBluetoothからテレビのリモコンまで、ありとあらゆる通信技術がIoT時代には利用されることになるでしょう。これからは各通信技術の特徴やその長所と短所を理解することが求められるのです。
今回はこの中のLPWAを中心にまとめていきます。他の通信技術や全体像についてより詳しく知りたい方は「IoTを支える通信技術」をご覧ください。
LPWAとは
LPWAは「Low Power Wide Area」の略です。その言葉通り、LPWAの特徴は以下の通りです。
【LPWAの特徴】
- 長距離無線通信
- 省電力
- 通信速度は低速
長距離無線通信
LPWAの一つ目の特徴はその通信が非常に広範囲をカバーすることができるということです。一つの基地局がカバーする範囲は数キロ～数十キロあります。
LPWAは、５Gのように新しい基地局をたくさん設定する必要がないため、導入や利用を安価で行うことができます。
省電力
LPWAの二つ目の特徴は低消費電力です。
一般的な乾電池でも数年はもつといわれており、頻繁に電池の交換をする必要がありません。
スマホのように大容量の通信を行うものは、毎日の充電もする気になりますが、何百もある畑のセンサーを毎日充電をするなんて嫌になりますよね。このよう分野ではLPWAを利用した通信を行うべきなのです。
通信速度は低速
LPWAの通信速度は１Mbps前後で、これはスマホの通信速度制限時程度です。このレベルの通信速度では画像や動画など大容量のデータ送受信には向いていません。
しかし、使い方によってはこのレベルでも全く問題ないものもたくさんあります。例えば畑や工場のセンサーや、電気ガスのメーターなどに取り付けられるIoT機器は、テキストや数字のデータの扱いが中心になります。IoT時代になっても必ずしも５Gのような、高速大容量通信が必要な物ばかりではないのです。
LPWAの利用
LPWAは高速通信を必要としない分野の多くで利用されることが予想されています。その代表例は気象観測(農業含む)・管理・防犯・防災・物流など多岐にわたります。
下の図は今後のIoT機器の端末数の予測です。
このグラフからも分かるように スマートフォン、PCの接続数の大きな増加が見込めないのに対し、LPWAなどインターネットにつながるIoT端末数は、今後、大きな増加が期待されています。IoT時代に５Gと並んでLPWAに注目が集まるのはこのような理由があるのです。
LPWAはその利用方法からアンライセンス系とライセンス系の二つに大別されます。
アンライセンス系
アンライセンス系のLPWAは920MHz前後の、免許不要の周波数帯を利用しています。
Sigfox
SigfoxはIoT通信事業者である仏SIGFOX社が開発しグローバルに展開する、低価格・省電力・長距離通信を特徴としたIoT向け通信ネットワークです。
LoRaWAN
LoRaは「LoRa Alliance」（世界のIoT関連企業480社以上が加盟）において策定されたオープンな通信規格のことです。オープンな通信規格であるため、通信事業者に拠らず自身でネットワークを構築することも可能です。
日本においてはNTTドコモ・KDDI・ソフトバンクなどがRoLaを利用したサービスを提供しています。
ライセンス系
アンライセンス系とは異なり、携帯電話などの通信キャリアと同じ周波帯を利用しているため、参入に総務省からの許可が必要なLPWAがあります。それがライセンス系LPWAです。
通信キャリアと同じ周波数帯なので、LTEをベースとした技術になっています。携帯電話向けの通信技術を改良し、省電力、低コスト、ワイドエリアを実現したのがこのライセンス系のLPWAの特徴になります。また、既存の通信設備を利用可能であるため、導入への壁も低いです。
eMTC
eMTCの特徴は「通信中の移動が可能」で「比較的伝送速度の速い（～1Mbps）」ということです。
ウェアラブル機器など低～中速の移動に対応し、比較的伝送速度を要するIoTサービスでの利用が想定されています。
eMECが適しているのは、ウェアラブル機器や見守り、ヘルスケアなどの分野の通信です。
NB-IoT
NB-IoTは通信中の移動を想定して作られておらず、少量のデータ通信（数十kbps程度）に最適化されています。
NB-IoTはスマートメーターや機器管理、故障検知などの分野に向いています。
まとめ
今回はLPWAの特徴とその利用方法、各種類をまとめてきました。
多数のLPWA規格は、互いのメリット・デメリットを補完し合いながら、世の中にあふれる幅広いニーズを満たしているのですね。
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