IoT時代の無線技術として注目されている「LPWA」についてどのような種類があるのか、またそれらの特長比較やおすすめのLPWAについてご紹介します。

LPWAとは

LPWAとは、Low Power Wide Area-network の略称です。特定の通信規格を表した言葉ではなく、低消費電力かつ広範囲なエリアでの通信が可能という特長をもっている無線ネットワーク方式の総称として用いられています。

なぜLPWAが必要なのか

パソコンやスマートフォンの通信では、携帯電話ネットワークや無線LANといった、高速・大容量の通信が可能な無線通信が主流となっています。それに比べて、IoTの世界ではそれほど大きなデータのやり取りが必要ではない代わりに、消費電力の少ない通信方式のケースが多いため、LPWAが必要とされています。

LPWAと一口に言っても、そこにカテゴリー分けされる通信技術には、さまざまな通信規格によるものが含まれます。LPWAに含まれる通信規格には、大きく「ライセンス系」と「アンライセンス系」の二つに分かれます。
「ライセンス系」のLPWAであるLTE-MやNB-IoTなどは、携帯キャリアが提供する規格で、総務省から包括免許を取得して事業を運営しています。
これに対して、「アンライセンス系」のLPWAであるSigfoxやLoRaWAN、ELTRES、Wi-SUNなどは、無線局免許が必要なくサービス開始のハードルが低いことがメリットとなっており、多くの通信規格がIoTの世界で運用されています。これらの通信規格では、サブギガヘルツ帯の周波数を利用しています。

アンライセンス系LPWAの比較

日本で主に使われているアンライセンス系LPWAの各方式の特徴は以下の通りです。

LPWA種別 Wi-SUN FAN Sigfox LoRaWAN ELTRES ZETA
ネットワーク種別 自営網 公衆網 公衆網、自営網 公衆網 自営網
通信速度 最大300kbps 送信100bps
受信600bps
最大37.5kbps 送信のみ80bps 100bps~50kbps
通信方向 双方向 ほぼ上り単方向 単方向または双方向 上り1方向 双方向
データサイズ 無制限 12byte/回 11-242byte/回 16byte / 回 プロトコルによる
送信頻度 無制限 上り 140回/日
下り 4回/日
無制限 送信タイミング固定
最小間隔 1分
無制限
IP通信 × × × ×
通信距離 1km 50km 10~20㎞ 100km以上 2~10km
特徴 マルチホップによる広域カバー
(最大24ホップ)
長距離通信が可能
(最長50km)
通信距離約10~20km 超長距離通信、
高速移動体(100km/h以上)でも利用可能
マルチホップによる広域カバー
(最大4ホップ)
利用用途 スマートメーター
スマート街路灯
都市・交通インフラ
EMS・VPP
物流管理
農業
見守り
温度管理
防災ネットワーク
ガスメータ
移動体追跡
遠隔監視
ビル監視
漏水検知
熱中症モニタリング

Wi-SUN FANぶろぐも公開していますので合わせてお読みください。

Wi-SUN FANとは

LPWAの中でもWi-SUN FAN(Wireless Smart Utility Network for Field Area Network profile)はマルチホップ機能が大きな特長です。特に建物の多い都市部では電波の届きにくい不感地帯ができてしまいますが、マルチホップ機能により、不感地帯をカバーし、広域な通信エリアが実現できます。さらには伝送速度もIoT通信に適した速度(50K~300Kbps)であるため"ちょうどいい"無線通信と言えます。

Wi-SUN FAN の特長

Wi-SUN FAN はアンライセンス系LPWAの通信規格の中では下記の特長をもっています。

  • 通信速度が速く、比較的大きなデータの双方向通信が可能
    ※ 無線でのソフトウェア更新(OTA)にも十分に対応
  • 多段のマルチホップにより、広いエリアをくまなくカバーすることが可能

この特長から、以下のようなユースケースでの活用が期待されています。

  • ビルなどの障害物が多く、また経年で障害物の状況が変化する都市部での通信
    ※ マルチホップメッシュネットワークにより、自動的に障害物を回避する経路を選択可能であるため
  • 長期間に渡りサービス提供しなければならない用途
    ※ OTAによるソフトウェア更新に対応可能であるため
  • さまざまなセンサデータを同時に収集する必要のある用途
    ※ 送受信できるデータサイズに制限がないため
  • センサデータの収集だけではなく末端の装置の制御も必要となる用途
    ※ 通信が一方通行ではなく、双方向かつ比較的遅延の少ないデータ通信が可能であるため

さらに、国際標準規格のため単一社に依存しないマルチベンダでシステム構成が可能です。

Wi-SUN FANをさらに知りたい方はこちら

Wi-SUN FANについてさらに知りたい方は、以下をご参照ください。