IoT専��ワイヤレスネットワークの��争��化
IoT向けのワイヤレスネットワーク��争が��化している。これまでのIoTでは、��来のM2Mで��いられたセルラーネットワークと、ワイヤレスセンサネットワークでのメッシュネットワークを使ってインターネットへ接��していた。新しい動きはIoT専��のネットワークを提供しようとするもの。
図1 LoRa Allianceの認証を�pけたさまざまなIoT���� 出�Z：LoRa Alliance
https://www.lora-alliance.org/Products/Certified-Products
これまでセンサ端��デバイスをインターネットにつなげるためには、セルラーネットワークやWi-Fiなど�J�Tのネットワークを�W��するしかなかった。M2Mは3GやLTEなどの�J�Tのセルラーネットワークで通信していた。��業や橋�悗覆匹能j量のセンサを����するワイヤレスセンサネットワークでは、センサからセンサへデータを送り最後にゲートウェイを通してセルラーネットワークやWi-Fiにつないでいた。
しかし�HくのIoT端��は、�a度や振動、ジャイロ、磁気などのデータを送るだけの、1kbps��度と��くてもかまわないネットワークで�科�だった。しかし、�J�Tのセルラーネットワークではデータレートは数��Mbpsとオーバースペックだった。これではネットワークの�~効����にはならない。また�]すぎて低電��化が�Mしかった。IoT端��で使うバッテリを、5�Q〜10�Qは�eたせたいからだ。
そこで、IoT専��の1kbps��度で�科�というワイヤレスネットワークを作ろう、という動きが出てきた。IoT専��のワイヤレスネットワーク�\術をLPWA（Low Power Wide Area）と�}び、低価格・省電��のIoTネットワークとして、�Q国でサービスが始まっている。その�k番�}がフランスのSigfoxだ。同社はIoT専��の通信オペレータ(キャリヤ)であり、すでにワイヤレスネットワークを敷設してきた。日本でも�Bセラコミュニケーションシステムは、SigfoxのIoTネットワークを�t開することをこの11月に表��している(参考�@料1)。2017�Q2月からサービスを開始する。Sigfoxはすでに欧�櫃鮹羶瓦�24か国で�t開しており、2018�Qには60ヵ国に広げる��画だ。Sigfoxはデータレートが100bpsと極めて��いが、基地局1基で半径数��kmをカバーする低消�J電��のネットワークシステムである。この基地局をゲートウェイと�}び、基地局からセルラーネットワークを通じてインターネットに接��する。
もう�kつ、LoRaと�}ばれる��格があり、これを�Y��化・認証するアライアンスもある。LoRa Allianceは、ファブレス半導��のSemtechとIBM、中国の通信機�_メーカーZTE、フランスの通信オペレータOrangeなど400社以�屬涼���が加盟しているコンソシアム��仕様を�Y��化して認可を与え世�cの企業同士でLoRa仕様を�W��する仕組みである。LoRaは11月15日に最新版のLoRaWAN��格バージョン1.0.2を発表(参考�@料2)、使える地域を欧�櫃�ら、�f国、ブルネイ、カンボジア、インドネシア、日本、ラオス、ニュージーランド、シンガポール、��湾、タイ、ベトナムへと広げた。
Sigfox、LoRaWANとも免��不要の周�S数帯を�W��し、Sigfoxが920MHzのISM（工業・科学・医��）バンドを使うが、LoRaWANは�Q国の電�S�W����情を考慮して国ごとの免��不要周�S数帯を使う。共に、�QIoTデバイスと基地局(ゲートウェイ)との間を双�妓�通信できる。Sigfoxは920MHz帯を�W��し、データレートは�w定の狭帯域通信だが、LoRaWANはデータレートを0.3kbps〜50kbpsの間で周�S数をいろいろとホッピングする、拡�gスペクトラム通信�\術を使い、�J渉を防ぐ。データレートの���Iは通信�{�`とメッセージ間隔とのトレードオフとの関係がある。
図2 セルラーネットワーク�屬濃箸┐�IoT専����格 出�Z：Ericsson
こういったIoT専��ネットワークに�瓦靴董��J�TのLTEやこの先の5Gネットワーク�屬�IoT専��の��いデータレートと狭帯域で�H数のIoTデバイスの通信を確保しようという動きもある。Ericssonが進めているのはNB-IoTと、Cat.M1（Catはカテゴリ）という��格である。これは、LTEなどのセルラーネットワークの周�S数帯域、例えば20MHz�屬�200kHzの狭帯域（Narrow Band）を�W��する�擬阿�。20MHzの帯域に100個のIoT通信ができる���Qだ。
LTEでは、低コスト・少データ量・�H端��を��長としているが、5Gではさらに低����が要求される。そのためには新しいチップとモジュールの開発が��要になるが、すでにIntelやHiSiliconからNB-IoTのチップが提供され、U-bloxやGemalto、華為、Telitなどがモジュールを���]している。またCat.M1��格についてもSequans、Altair、Qualcommがチップを、SierraやWNC、Gemalto、U-blox、Telitがモジュールを提供している。OSの動作確認と共にチップやモジュールの機�Δ盂稜�中だ。
データレートはNB-IoTが周�S数帯域200kHzで21/62kbps、Cat.M1は1.4MHzで800kbps以下/1Mbpsとなっており、NB-IoTの�気�より低�]だが、より低消�J電��を指向している。通信�{�`はLTE携帯端��の7倍以�屬盥�がる。通信が��中で��切れると、送信し直すが、NB-IoTでは最�j2048�vまで送りなおせる。この�擬阿砲茲辰�、�{�`が遠くても��いデータレートで通信できるようになる。1基地局(セル)当たりにサポート可�Δ�IoT端��はNB-IoTが20万デバイスだとしている。
参考�@料
1. IoTネットワーク「SIGFOX」を日本で�t開し、LPWAネットワーク��業へ参入 (2016/11/09)
2. LoRa Alliance Accelerates Global Reach of LoRaWAN Technology with New Specification Release and Announce The North American Certification Program Schedule. (2016/11/15)
