LPWANワイヤレステクノロジープロトコルの比較：長所と短所

LPWAN（低消費電力広域ネットワーク）は、広いカバレッジ、低消費電力、低データ伝送速度、そして低伝送速度という特徴を備えています。これは、一般的に普及しているWi-Fi、Bluetooth、Zigbee、Z-waveといったプロトコルとは大きく異なります。これらのプロトコルは、スマートホーム、AIoT、コネクテッドカー、産業用IoT、その他の5Gアプリケーションで広く利用されています。

広範囲にわたるワイヤレス ネットワーク テクノロジーは、以下のように分類できます。

LPWANをさらに細分化すると、LoRa、Sigfox、Weightlessなどの非ライセンス周波数と、NB-IoT、eMTCなどのライセンス周波数に分けられます。

LoRa
この技術は、米国に拠点を置く有名な Semtech 社によって開発され、この新しい技術を推進するために IBM や Cisco など 500 社を超える企業と巨大な同盟を結成しました。

Wi-Fi と同様に、ユーザーは独自のゲートウェイを確立する必要があり、エンド デバイスは単一または複数のゲートウェイと双方向に通信できます。

Sigfox
フランスの著名なSigfox社製。エンドデバイスの消費電力を抑え、帯域幅を維持するため、最大速度は100ビット/秒に制限され、各エンドポイントは1日あたり140件のメッセージしかアップロードできず、1件あたりの最大アップロード量は12バイトに制限されています。

SigfoxはLoRAと同様に免許不要の周波数帯域で動作しますが、実際には通信事業者がデータ伝送用の基地局を構築する必要があります。また、クラウドストレージサービスも提供しているため、メーカーは開発に集中できます。

Weightless
Weightlessは、Weightless Special Interest Groupによって提案されたオープンな通信プロトコルです。3種類の標準規格で構成されています。

1. Weightless-W は、テレビの空き周波数スペクトルを使用する最も初期のバージョンです。

2. Weightless-N は、速度が 30 ～ 100kbit/s、最大伝送距離が 5KM の単方向通信です。

3. Weightless-P は、速度 100kbit/s、最大伝送距離 2KM の双方向通信です。

NB-IoT
NB-IoT（Narrow Band Internet of Things）は、3GPPによって定義された新しい無線規格です。これは、約180KHzの周波数帯域のみを使用する狭帯域インターネットのハイブネットワーク上に構築されます。

GSM、UMTS、LTEネットワークに直接導入できます。導入コストが低いため、容易に利用できます。ただし、すべての通信事業者がクラウドサービスを提供しているわけではないため、ユーザーは情報を受信するために独自のクラウドプラットフォームを構築する必要がある場合があります。

各LPWANテクノロジーは重複している場合もありますが、それぞれの標準は相互に補完し合う形で導入される可能性があります。例えば、

大規模な工場では、まずLoRaでネットワークデータを収集し、その後ゲートウェイを使ってLoRaをNB-IoTまたはSigfoxに変換してクラウドにアップロードすることができます。これにより、消費電力と導入コストが削減されるだけでなく、NB-IoTとSigfoxの利用コストも削減されます。

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