IoTが「当たり前」になる日へ

省電力無線「LPWA」が“真のIoT”を実現できる理由

省電力広域無線ネットワーク（LPWA）の普及は、IoT（モノのインターネット）に急速な成長をもたらすだろう。小規模の電力で広範囲の接続が可能になれば、社会インフラを含む多様な産業が様変わりする日も近い。

公開 2017年08月29日 05時03分

著者

Philippe Guillemette

[TechTarget]

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IoTの普及には、コスト効率の高い広域ネットワークが不可欠だ

　あらゆる機器がネットワーク経由でつながる「モノのインターネット（Internet of Things、以下「IoT」）」という概念が注目を集め始めた当時、無線ネットワークテクノロジーは、IoTのインフラを念頭に置いた設計を取り入れていなかった。当時は、2Gや3G、4G、LTEなどの携帯電話テクノロジー、Wi-Fiなどの無線LANテクノロジー、ZigBeeなどのPAN（パーソナルエリアネットワーク）テクノロジーがあった。こうしたテクノロジーは、主に「大量のデータを扱う特定のデバイスを、音声ネットワークやデータネットワークに個別に接続すること」に重点を置き、データ転送に必要な電力については、ほとんど考慮していなかった。

　こうしたネットワークテクノロジーの設計者は、データ量が少ない省電力の小型組み込みデバイスが無数に存在する世界、つまり、それまでは孤立していた物理的な「モノ」を、データ交換や制御のためにインターネットにつなぐ“IoTの世界”を予測していなかった。とはいえIoTは、既存のネットワークテクノロジーを活用して巨大な市場を築くことに成功している。調査会社Gartnerが2017年2月に発表した予測によると、2017年には世界で840億台のIoTデバイスが使用され、エンドポイントとサービスへの総支出額は2兆ドルに達する。低コストで省電力のデバイス向けに、幅広いレベルの受信域を提供する無線ネットワークが実現すれば、IoTにとって、急速な成長の起爆剤になる。いつでも、どこからでも、あらゆるものをインターネットに接続できる、IoT本来のビジョンが実現するだろう。

　こうした想像が、今や現実に変わりつつある。「LTE Cat-M1」（LTE-m）、「LTE Cat-NB1」（NB-IoT）、「EC-GSM-IoT」といった省電力広域無線ネットワーク（LPWA：Low Power Wide Area）標準や、同標準をサポートするテクノロジーの出現は、IoT向けネットワーク実現に向けた最初の1歩だ。

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IoTにLPWA（省電力広域無線ネットワーク）が重要な理由

　LPWAは、IoTアプリケーションの主要ニーズを満たすべく設計されている。そのニーズとは、デバイスやサービスのコストや消費電力の削減、受信域の拡大だ。こうしたニーズを満たすテクノロジーの出現は、市場そのものを変えていくだろう。

　LPWAにより、デバイスやサービスのコストが下がり、多くの新しいモノに、IoTデバイスを効率よく組み込めるようになる。LPWAが必要とする電力は極めて少なく、IoTデバイスメーカーは、バッテリー寿命を10年以上に引き延ばせる。受信域も広がるため、地下や遠隔地など、以前はワイヤレス受信に問題があった場所にもIoTデバイスを配置可能になる。LPWAを利用するからといって、ゼロからモバイル向け無線インフラを構築する必要はない。ほとんどの場合、LPWAは、既存インフラにソフトウェアアップグレードをするだけで導入できる。

新たなLPWA標準のもたらすIoTの成長

　新たなLPWA標準は、大手無線通信事業者のサポートを受け、広く普及すると考えられる。IoTアプリケーションプロバイダーにとっては、LPWAを導入しやすい環境が実現する。アプリケーションの大規模導入実現に必要な、エコシステム構築やネットワーク受信域の具体化に失敗する恐れがなくなるためだ。新たなLPWA標準と、2017年から開始した大手通信事業者によるLPWAの展開は、「低コスト省電力型の広受信域ネットワークを実現」という、IoT業界の目標を実現に近づける。

　IoTデバイスやIoTシステムの開発者にとって、新規開発や既存の機能刷新に必要なネットワークテクノロジーを手に入れ、医療や農業、エネルギーなど、多様な業界を通じて「世界をより持続可能で安全な状態に保ち、高い生産性を実現する」というIoT本来の展望を実現することも、もはや夢ではない。

LPWAによって実現する「IoTの理想」とは

　例えば、水という最も重要な天然資源を管理する「水管理用IoTアプリケーション」がある。同アプリは、気候の変動に応じて水の利用量を最適化することで、地方の農地では数百エーカー分の水量を、大都市圏では給水管や送水管数マイル分の水量を節約できる。

　スマートメーター（通信機能を持つ電力計）を一歩進めた「電力管理IoTアプリケーション」も実現可能だ。プールのポンプや温水器、エアコン、電動車両用充電器、バッテリーベースの住居電力貯蔵システムなど、電力使用量を調節できるデバイスを使用して、生活のあらゆる電力を実用的に管理、制御する。同アプリの役割は、電力の価格や透明性、供給体制の維持だけではない。各家庭や施設の電力消費量をはじめ、他各地に分散する電力資源を管理、最適化することで、再生可能電力の最大生成時と最低生成時のバランスを相殺し、より多くの再生可能電力を電力網に統合可能にする。LPWAがより普及すれば、常時電源がオンで、クラウドサービスにも常時接続するウェアラブルデバイスが手頃な価格で購入可能になり、「医師が退院した患者の健康状態を病院から確認する」「親が外出先から家で子どもが安全に過ごしていることを確認する」といったニーズを満たすだろう。

　革新的で刺激的なアプリケーションの時代は、これからも続く。LPWAは、1980～1990年代のPCやイーサネットテクノロジー、2000～2010年代のスマートフォンや携帯電話テクノロジーのように、人々の働き方と日常生活を変えるイノベーションをさらに加速させる。

　IoTは、わずかな規模から成長し、時にはスマートではなくなりながら、人々の生活を変える先進的なグローバル産業へと成長している。昔趣味で組み立てたPCや、れんが程度の大きさだった携帯電話を思い出してほしい。そうしたデバイスが現在の姿になると、当時は誰が想像していただろうか。LPWAをはじめ、具体的にIoTを念頭に設計された新しいネットワークテクノロジーにより、あらゆるモノをインターネットに接続し、それによってより良い世界の構築を可能にする低コストで省電力、広受信域のアプリケーションが生まれやすくなり、IoTはさらに大きく前進するだろう。

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