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LPWA技術(LoRaWANなど)

GLOSSARY

Wi-Fi HaLow™と同様に、IoTの長距離・低消費電力通信を担う「LPWA (Low Power Wide Area)」技術の中で、特に代表的な規格であるLoRaWANと、その比較対象となる技術についてご説明します。


主要なLPWA技術の比較

LPWAは、低消費電力で長距離のデータ通信を可能にする技術の総称です。主にライセンス不要帯域を使うものと、携帯電話事業者(キャリア)のライセンス帯域を使うものに大別されます。

1. LoRaWAN (ライセンス不要帯域)

LoRaWANは、「LoRa」という物理層(変調方式)と、その上位プロトコルである「LoRaWAN」を組み合わせた技術です。

特性

詳細

周波数帯

ライセンス不要帯域 (日本では920MHz帯)

通信距離

非常に長い(都市部で数km、見通しの良い郊外で十数km)

データレート

非常に遅い(数百bps〜数十kbps程度)。データは少量で間欠的な利用が基本。

消費電力

超低消費電力。数年にわたり電池交換が不要なデバイス設計が可能。

ネットワーク構成

スター型トポロジー。ゲートウェイを経由してネットワークサーバーに接続。

特徴

オープンなエコシステムが強み。独自ネットワークを安価に構築しやすい。

用途

位置情報追跡、環境センサー(温度、湿度、水位)、スマートメーターなど、データ量が少なく頻度が低い用途。

2. Sigfox (ライセンス不要帯域)

Sigfoxは、フランス発祥のLPWA技術で、LoRaとは異なる独自の超狭帯域(UNB: Ultra Narrow Band)変調方式を採用しています。

  • 特徴: 1日あたりの通信回数とデータ量に厳しい制限(例:送信メッセージは1日あたり140回、ペイロードは12バイトまで)があり、超々低消費電力とシンプルなグローバルネットワークを提供するのが特徴です。

  • 用途: アセットトラッキング、機器の故障通知など、最小限のデータで良い用途。

3. NB-IoT (ライセンス帯域)

NB-IoT (Narrowband-IoT) は、LTE(4G)の技術をベースに、低速・低消費電力に特化させた規格です。携帯電話事業者が提供するライセンス帯域(ドコモ、KDDI、ソフトバンクなど)を使用します。

  • 特徴: キャリアのネットワークを利用するため、高信頼性とセキュリティに優れています。しかし、ネットワークの利用には通信事業者の契約が必要になります。

  • 用途: スマートメーター、自動販売機、ビル設備の監視など、高い信頼性とセキュリティが求められる用途。


Wi-Fi HaLow™とLoRaWANの比較

Wi-Fi HaLow™とLoRaWANは、いずれもSub-1 GHz帯を使用しますが、設計思想が大きく異なります。

比較項目

Wi-Fi HaLow™ (IEEE 802.11ah)

LoRaWAN

通信速度

比較的速い(数十Mbpsまで)

非常に遅い(数十kbpsまで)

データ量

大容量のデータ(画像、動画、ファームウェア更新など)も送信可能。

少量・間欠的なデータのみ。

ネットワーク構築

IPベース。既存のWi-Fi/IPネットワークに容易に統合できる。

専用のLoRaWANプロトコルとゲートウェイが必要。

ネットワークの主体

企業や個人がAPを購入し、独自に構築する(Private Network)。

キャリアまたはユーザーグループが構築する(Public/Private Network)。

電力消費

低消費電力(TWT利用)。

超低消費電力。

コスト

APやモジュールは比較的安価。IP対応でシステム統合コストが低い。

ゲートウェイ、モジュールは安価だが、ネットワークインフラを独自に整備する必要がある。

結論:使い分け

  • Wi-Fi HaLow™:

    • 大規模な敷地内で、ある程度の通信速度(監視カメラなど)やIPによるクラウド直結が必要な場合。

    • 既存のITインフラ(Wi-Fi/IP)に統合したい場合。

  • LoRaWAN:

    • 超々低消費電力が最優先で、通信頻度が非常に低く、データ量が極めて少ない場合。

    • 数年間の電池寿命を確保したい、安価なセンサーを大量に配置したい場合。

このように、LPWA技術は用途や要求される性能に応じて使い分けられています。

紹介動画:(エンジャー氏)

【高周波】ネットアナ活用大全!基礎から応用まで徹底解説 | SIGLENT

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特長と利点
4チャンネル + 外部トリガーチャンネル
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・Frequency Range: 100 kHz ~ 50 GHz
・Dynamic Range: 135 dB
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・Supports 4-port (2-source) S-parameter measurements, differential (balanced) measurements, time-domain analysis, scalar mixer measurements, etc.
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