LoRaWAN はどのように機能しますか? IoT にとってなぜ重要なのでしょうか?

LoRaWAN (長距離ワイヤレス エリア ネットワーク) は、長距離にわたる低電力デバイス間の通信に役立ちます。つまり、LoRa Alliance によって作成されたオープン標準の無線プロトコルです。

現在、LoRaWAN は、LTE-M (LTE for Machines)、NB-IoT (Narrow-Band)、SigFox、およびその他のいくつかのプロトコルと競合しています。これらのプロトコルはすべて、まとめて LPWAN または低電力ワイド エリア ネットワークとして知られています。

以下の表に示すように、LPWAN は低電力 (20dBm)、低ビット レート (最大 10Mbps)、長距離 IoT ネットワーク (<10>) で動作します。

LPWAN には、LTE、GSM、WiMAX などの従来のセルラー サービスとは異なるアプリケーションがあります。ここでは、高速データ速度は、複数のデバイスをサポートし、カバレッジを改善し、消費電力を最小限に抑えることよりも重要です。

モノのインターネットでは何十億ものものが接続されているため、LoRaWAN やその他の LPWAN プロトコルの重要性が増しています。

LoRaWAN はどのように機能しますか?

LoRaWAN の基本的な特徴の 1 つは、1GHz 未満のライセンス不要のスペクトル範囲で動作することです。一方、WiFi は2.4 GHz と 5 GHzのより高い認可周波数、および 2 ～ 8 GHz の 4G で動作します。

現在、LoRaWAN の地域 ISM 帯域の一部は EU 868、EU 433、US 915 (アメリカ)、および AS 430 (アジア) です。 LoRaWAN の構造には、物理​​無線層である LoRa (長距離) と、LoRaWAN プラットフォームが存在するネットワーク層の 2 つの層が含まれています。現在、物理層に関するオンライン文書はありませんが、人々はそれを解読しようとしています。

LoRaWAN の基本トポロジは、LoRa Alliance からの入力に基づいて作成されます。これには 2 つの重要な部分が含まれています。

長距離スター アーキテクチャは、中間の LoRa ゲートウェイに接続する中央の LoRaWAN ネットワーク サーバーで構成されます。

これらのゲートウェイから、エンドノードはIoTアプリケーションおよびプラットフォームのモジュールに接続します。コミュニケーションは双方向で行われます。

LoRa Alliance の Web サイトでは、事例紹介や技術的な詳細など、LoRaWAN に関する詳細情報が提供されています (詳細については、lora-alliance.org を参照してください)。

接続方法は?

個人ユーザーにとって、LoRaWAN の最大の利点は、オープン構成のおかげで無料で使用できることです。必要なのは、128-AES セキュリティを備えたローカル ネットワークを利用するためのデバイスだけです。

LoRa Alliance によると、LoRaWAN は現在 100 か国以上で利用可能であり、世界中で 100 社以上の大手通信事業者が利用しています。実際、その人気の最大の理由は、リモート ネットワークの管理コストが低いことです。

お住まいの地域に応じて、以下の多数の LoRaWAN プラットフォームのいずれかにサインアップできます。

• Things Network:約 60,000 人の開発者と 5,800 を超える LoRa ゲートウェイを擁する Things Network は、世界最大のオープンな LoRoWAN コミュニティです。スマート駐車、家畜追跡、スマート灌漑は、ユーザーが検討できるいくつかのスターター アプリケーションです。
• AWS: Things Network を使用している場合、ユーザーは Amazon の IoT エコシステムに接続できます。
• LoRa サーバー: Google Cloud IoT に接続したい場合、LoRa サーバーは最良の代替手段の 1 つを提供します。
• Link Labs: Link Labs は LoRaWAN ソリューション用のハードウェアを提供します。

現在の用途

LoRaWAN を使用すると電力出力が大幅に低下するため、IoT デバイスのバッテリー寿命の向上に役立ちます。したがって、基本的に、LoRaWAN ネットワークを使用すると、エンド デバイスを一度インストールすれば、数か月間、場合によっては数年間はそのことを「忘れる」ことができます。

LoRa Alliance には、センサー、トラッカー、水道メーター、煙信号などを含む LoRaWAN 認定製品のリストがあり、これらのモジュールは、農業、産業、石油掘削装置、スマート輸送システム、鉱業、その他の産業用 IoT アプリケーションで使用されます。

同時に、AWS、Azure、Google Cloud、HomeKit などのすべての主要な IoT プラットフォームが LoRaWAN 製品をサポートしています。消費者向けアプリケーションには、乳児や高齢者の監視、水位監視、廃棄物管理などがあります。

モノのインターネットは、開拓時代の開発段階を経ています。したがって、今日の最大の課題は、ソリューションをより安価にし、その範囲を拡大することです。 LoRoWAN のような低電力ネットワークは、物事をよりスマートにする最良の方法です。

ただし、LoRoWAN の最大の課題は、ビット レートを 1 秒あたり 50/100 バイトから向上させることです。当然のことですが、この速度では画像ファイルを送信することさえできません。今後はより一層の速度規制が必要となるだろう。

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