LPWAN IoT: IoTの世界でLPWANが必要な理由 ?

It’s becoming harder to see a future without the Internet of Things in our daily lives. 私たちはますます多くの通信ネットワーク対応オブジェクトに依存しています, データを送受信できるだけでなく、特定のタスクを実行することもできます. 私たちの世界は、多様な情報を送信しているLPWANIoTセンサーとカメラで満たされています, 大気汚染のレベルから交通状況、人口の多い街路での共有使用のためのスクーターや自転車のジオロケーションまで.

IoTが私たちの日常生活の標準になりつつあるという事実は、そのエコシステムの指数関数的成長につながる要素があることを意味します. 裏側に, IoT’s network connectivity – a backbone of the Internet of Things – has been mainly stimulated by LPWAN IoT technology. IoT開発におけるこのテクノロジーの普及は、主に産業部門で目撃できます。.

市場レポートは、IoT 対応デバイスは今後も増加するだろうと予測しています。 8.6 10億から 29.42 十億 (2019 – 2030), LPWANIoTがこの成長の主要な推進力である. A recent market report that extensively analyzes LPWAN’s contribution to IoT growth estimates that the fastest-growing IoT communication technology within the next half-decade will be LPWAN. 同じレポートでは、LPWAN を使用する IoT デバイスの数は今後も増加するだろうと予測しています。 109% 毎年, 10億台を超えるデバイス 2023.

低電力広域ネットワークについて

これらは、長距離の無線通信をサポートする無線技術です。. 大きなパケットのデータを短距離で転送するBluetoothやWi-Fiなどのワイヤレステクノロジーとは異なります, LPWANは、より小さなデータパケットを送信しますが、より長い距離を送信します.

目的のアプリケーションに応じて、LPWANを設計および展開する方法は複数あります。. LPWANは2つのカテゴリに分類できます: 非セルラーおよびセルラー. セルラーLPWANは、LTE-MやNB-IoTなどのライセンスされた周波数を利用します. 裏側に, 非セルラーLPWANは、LoRaやSigfoxなどのライセンスのないISM無線帯域で機能します. この違いにより、両方のクラスの最終アプリケーションはまったく異なります。.

主要な非セルラーLPWANIoTテクノロジーの例

Today’s most commonly used non-cellular protocols are Sigfox and LoRa.

Sigfoxは超狭帯域変調を利用しました, これは最も効率的なデータ転送方法の1つです. でも, 少量のデータしか送信できません (と同じくらい 12 データのバイト). プロトコルは全国にインストールされているので, これは、IoTデバイスの米国の主要都市全体で幅広いLPWANIoTカバレッジを作成するのに役立ちました.

Sigfox devices don’t require access points or gateways since Sigfox-enabled devices can easily connect to the cloud through Sigfox towers – just like regular cell towers. Sigfoxのデータレートは非常に低いため, 騒がしい屋外環境を介した通信を目的としています. このプロトコルは、毎日少数のメッセージを送受信するだけでよい単純なセンサーデバイスに最適です。, 緊急事態監視システムやセキュリティアラームなど.

LoRa (長距離の) 長距離にわたるデジタル情報転送のためにチャープスペクトラム拡散変調方式を利用します. LoRaWAN, LoRa上に構築されています, 公開されているMACです (報道規制) レイヤー仕様. Sigfoxよりも大きなデータ負荷を転送することに加えて, LoRaWANはマルチパスフェージングにも耐性があります. 変調方式のため、Sigfoxよりも多くの帯域幅が必要です, 多数のデバイスをサポートするのに理想的です.

注目すべき非セルラーLPWANIoTテクノロジー

その他の注目すべき非セルラーLPWAN規格は、WeightlessとIngenuです。. オープンプロトコルとして, 無重力は複数の無認可バンドと互換性があります. 無重力SIG, ネットワークの作成者, もともと3つの異なるLPWAN標準を設計していました; 無重力-N, 無重力-W, と無重力-P. 各規格には独自の特性があります. でも, 同社はすべての焦点をWeightless-Pに移したようです.

独創的なRPMA (ランダムフェーズマルチアクセス) 他の標準です. それはほとんどにサポートを提供することができます 400,000 nodes per “sector’, すべて最小限のアクセスポイントが必要です. LoRaやSigfoxとは異なり, プロトコルは世界的に受け入れられているものを利用します 2.4 GHzISMバンド. また、広範囲にわたる双方向のデータ転送もサポートします. Ingenuは、公開されているマシンネットワークを管理しています, これは、サービスを提供するために使用されます 30+ 米国の都市.

Today’s Leading Cellular LPWAN IoT Technologies

セルラーネットワークキャリアは、既存のネットワークテクノロジーを評価して、IoT機能を強化するためにそれらをどのように使用できるかを特定しています。. 従来、, セルラーネットワークは、メンテナンスが多く、消費電力が大きいネットワークに分類されました。. 今日, セルラーキャリアは、既存のセルラー標準を通じて狭帯域アプリケーションにサービスを提供してきました.

LTE-M (LTECat-M1とも呼ばれます) IoTデバイスが既存のLTEネットワークの助けを借りてインターネットに直接接続できるようにします. ネットワークは、従来のセルネットワークよりも安価であるだけではありません, しかしそれはまたよりエネルギー効率が良いです. It also holds the spot for today’s highest bandwidth LPWAN IoT technology.

狭帯域IoT (NB-IoTとも呼ばれます) 消費電力の削減を維持しながら、低コストの広域カバレッジをサポート. NB-IoTは、他のLTE標準とは異なる動作をすることで、他のプロトコルとの重複を回避します. また、専用の帯域幅も必要です. LTE-MとNB-IoTは、第3世代パートナーシッププロジェクトの製品です。 (3それはどうでもいい事です) ライセンスされた周波数で動作します.

LPWANをIoTセンサーに理想的なものにする理由?

1. 広範囲をカバー
LPWANは、長距離でのIoTデバイス通信を可能にします (3-20 km). すでに低い電力要件を考えると、これは印象的な偉業です. でも, 通信できる距離は多くの要因に大きく依存します. 密集した都市で, LPWANは以下のために通信できます 2-5 km, 建物や電気からの干渉があることを考えると. 視線がはっきりしているエリア, 農村集落のように, より長い距離でのIoTデバイスのデータ転送を期待できます (15-30 km).

2. クラウドへの直接接続
LPWANプロトコルは、 サブGHz セルラーネットワークと同様に接続し、長距離接続を提供する周波数. これは本質的に、基地局またはゲートウェイを互いに数キロメートル離して配置できることを意味します。. これらのゲートウェイにより、ユーザーは独自の短距離ルーターやメッシュ操作に投資することなく、IoTデバイスをクラウドに接続できます。. 比較において, Wi-Fi や Zigbee IoT デバイスのデータをクラウドに取得するには中間ゲートウェイが必要.

3. 低電力使用
送信されるデータの量と送信モードは、IoTデバイスの電力使用量に影響します. LPWANプロトコルで実行されるIoTデバイスは、他のデバイスと比較して消費電力が少ない傾向があります. さらに良い, プロトコルを使用するIoTデバイスは、使用されていないときに自動的にスリープ状態になる傾向があります. これは電荷を維持するのに役立ちます, そのため、デバイスを長期間使用できます (5-10 年).

4. コストの削減
LPWANの下で実行されているIoTエコシステムの全体的な所有コストは非常に低いです. プロトコルは低電力で実行されるため, あなたは低コストのバッテリーに投資する必要があるだけです. これらのバッテリーは長持ちする傾向があります, メンテナンスコストの削減. また, LPWANベースのIoTエコシステムを最適にサポートするには、必要なゲートウェイの数が少なくなります, 導入コストを削減します.

LPWANIoTによって実現されるIoTアプリケーションの例

LPWAN IoTデバイスの低電力および長距離機能により、複数のアプリケーションに最適です。. それらのアプリケーションのいくつかは含まれています:

• フリート管理: 大規模なフリートを持つ企業は、多くの場合、所在と現在の使用率を監視する必要があります. LPWANIoTデバイスLW001-BGProは、フリートマネージャーが資産の特定の場所を追跡するのに役立ちます, メンテナンスの必要性を特定する, 燃費のベストプラクティスを確立します.

• フリート管理: LPWANデバイスは、職場の安全とセキュリティを強化するために簡単に使用できます. IoTデバイスを資産にタグ付けして、それらがどこにあり、誰がそれらを使用しているかを識別することができます. 危険な作業環境で, 雇用主は、事故が発生した場合のコミュニケーションを容易にするために、LPWANを利用したパニックボタンLW004-PBを従業員に提供できます。.

• スマートファーミング: IoTデバイスは農業の未来を定義しています. IoTデバイス LW002-TH 環境モニタリングのために農場や温室内に配布することができます. それらのセンサーは、環境の湿度と温度が推奨レベルを超えている場合に、いくつかのものを動かすようにプログラムすることができます.

• スマートシティの実現: スマートシティには、相互に通信できる複数のIoTデバイスがあるはずです, 車の運転から街の明かりまで. LPWAN IoTデバイスLW001-BGを起動して、スマートな信号制御を支援できます, スマートパーキング, とスマートな廃棄物管理, 考えられるいくつかのユースケースを挙げます.

• ホームオートメーション: 人々はゆっくりとホームオートメーションを受け入れてきました, スマートホーム監視システムからスマートサーモスタットまで. IoTプラグMK103は、相互接続されたデバイスのおかげで、自宅での生活を楽にすることができます. 例えば, あなたはリモートであなたの家の照明をオフにすることができます, 温度を制御する, セキュリティシステムを設定します. この機能の組み合わせにより、家は安全になります, 快適, 住むのに便利です.

• IoTに接続された工場: 企業も使用できます LW001-BG 産業用IoTデバイスを追跡および管理するプロ. デバイスは、ユーザーが主要なメトリックデータにアクセスするのに役立ちます, 機器の効率やテレメトリデータなど. この情報は、機器の予防保守に使用できます, 安全性とセキュリティの強化, 工場の効率を改善します, これらはすべてリモートで実行できます.

• 医療システムの接続: LPWAN IoTデバイスは、医療専門家が患者の健康状態をリモートで追跡する方法に革命をもたらしました, 特にパンデミックの間. 患者はLW004-CTを着用して、健康状態を簡単に監視できます. 異常がある場合, デバイスは、アクションのためにそれぞれの医療専門家にアラームを送信します. また、重大な状態にある人々の健康バイタルを追跡しやすくなります.

IoTはより良い未来を創造しています

IoTデバイスは通信と自動化の未来を定義しています. LPWANのような技術で, これらのデバイスが私たちをどこまで連れて行くことができるかはわかりません. LPWAN IoTデバイスを今日の生活やビジネスに実装して、それらが提供するメリットを享受してください.