セルラーIoT—どのテクノロジーを選択するか

編集者注：IoTデバイスの可用性を高めるための要件の高まりは、IoTに適したセルラーテクノロジーの出現と一致しています 。開発者にとって、セルラーテクノロジーとそのIoTへの応用に関するより詳細な情報の必要性はかつてないほど深刻になっています。 このシリーズは、本「Cellular Internet of Things」から抜粋したもので、この分野の主要な概念とテクノロジーを紹介しています。

以前のシリーズで、著者は、セルラーの進化する状況、IoTにおけるその役割、および大規模なマシンタイプの通信（mMTC）と超信頼性の低い遅延通信（URLLC）のテクノロジーについて説明しました。

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Cellular Internet of Thingsから、Olof Liberg、Marten Sundberg、Eric Wang、Johan Bergman、JoachimSachsによって改作されました。

第9章競争力のあるモノのインターネットテクノロジーの展望（続き）

Olof Liberg、Marten Sundberg、Eric Wang、Johan Bergman、Joachim Sachs

9.3 CIoTテクノロジーの選択（続き）

9.3.2どのCIoTテクノロジーを選択するか

CIoTソリューションの選択は、さまざまな市場プレーヤーが行う必要のある決定です。一方では、既存のネットワークに追加するCIoTテクノロジーを決定する必要があるのはモバイルネットワーク事業者です。一方、IoTサービスを開発するIoT接続オプションを選択するのはIoTデバイスのメーカーとサービスプロバイダーです。ソリューションのさまざまなオプションが共存することが期待できます。

9.3.2.1モバイルネットワーク事業者の視点

モバイルネットワーク事業者にとって、どのCIoTテクノロジーを展開および運用するかについての決定には、複数の側面があります。特に、考慮する必要のある2つの側面があります。

• 長期的なモバイルネットワーク戦略と既存の資産

• IoT市場セグメント戦略。

一般的なモバイルネットワーク事業者は、1つ以上のセルラーネットワークを展開しています。ますます、さまざまな無線技術が単一のマルチ無線技術ネットワークを介して提供されています。たとえば、同じ基地局をGSM、UMTS / HSPA、またはLTE伝送に使用できます。ただし、2G、3G、および4Gのネットワークの展開と運用がかなり独立している展開もあります。

さらに、モバイルネットワーク事業者は、割り当てられたスペクトルでネットワークを運用する権利を与える、通常は国の規制当局からのスペクトルライセンスを持っています。スペクトラムライセンスは、通常、20年などの長期的なものです。これは、ネットワーク事業者に経済的な安全を提供することによって動機付けられています。新技術の非常に高いネットワーク設置コストに対する投資収益率は、長期にわたって計画することができます。スペクトルライセンスの有効期限が切れると、スペクトルオークションのようなスペクトルライセンスコンテストが、新しいスペクトルライセンスを提供するために規制当局によって開始されます。一般に、オペレーターによるネットワーク構築ロードマップは長期的な決定であり、少なくとも次の要素を考慮する必要があります。

• 既存のスペクトルライセンスの有効期間、スペクトルでの運用が許可されているテクノロジー、および新しいスペクトル再割り当てプロセスの時期規制当局によって計画されていますか？

• さまざまな無線技術、特にGSMとLTEのネットワーク構築の状況と、事業者の市場シェアはどのくらいですか。 ？

• 競合する事業者のネットワーク構築とその市場シェアは？

• IoTに関するオペレーターの戦略的意図は何ですか？

• 提供される予定のサービスと、オペレーターがIoT市場に対応する予定の役割（接続プロバイダーやサービスプロバイダー/イネーブラーとしても）？

• IoTサービスの市場成熟度はどのくらいですか？

• オペレーターはどのIoTセグメントに対応しますか？

なお、上記の質問は、特定の国における事業者ネットワークの運営の観点から提起されたものである。ただし、複数の国、さらには複数の大陸で複数の事業者が活動しています。決定の大部分が国ごとに行われる場合でも、事業者は、ネットワークを運用している複数の地域で決定を調和させたい場合があります。

CIoTテクノロジーのオプションを見ると、次の特性を特定できます。これは、オペレーターの決定に影響を与えます。

ベースラインとして、CIoTテクノロジーのいずれかを展開するために既存のモバイルネットワークインフラストラクチャを再利用するという、オペレーターによる非常に大きなインセンティブがあると想定しています。当然のことながら、EC-GSM-IoTは、GSMインフラストラクチャに基づいて、GSMスペクトルを使用することで簡単に展開できます。 GSMネットワークリソースとGSMスペクトルは、GSM使用とEC-GSM-IoT使用の間で共有されます。 LTE-MおよびNB-IoTは、LTEインフラストラクチャに基づいてLTEスペクトルを使用して展開できます。 LTEネットワークとスペクトルリソースは、LTE、LTE-M、およびNB-IoTの使用間で共有されます。ほとんどのネットワーク構成では、EC-GSM-IoT、LTE-M、およびNB-IoTの展開は、展開されたGSMまたはLTEネットワークへのソフトウェアアップデートとして実現できると期待できます。これは、CIoTの市場への導入が、オペレーターによってかなり迅速に、低い総所有コストで実現できることを意味します。

IoTサービスの場合、多くのサービスは、たとえば10年という長いサービス寿命を期待しています。この期待は、CIoTネットワークで対処する必要があります。その結果、CIoTテクノロジーの決定は、テレフォニーおよびモバイルブロードバンドサービスに焦点を当てたモバイルネットワークに対するオペレーターの長期戦略とも結びついています。事業者が将来的にGSM展開をLTEや5Gなどに移行する場合、長期のEC-GSM-IoTユーザーはGSMを維持する必要があるため、EC-GSM-IoTの導入は疑わしい選択のように思われます。インフラストラクチャは長期間運用されています。

GSMは今日でもセルラーネットワーク技術であり、世界の大部分をカバーしています。参考文献[55]によると、2016年には世界人口の約90％がGSMネットワークのカバレッジ内にあり、これは2022年までにw95％に増加すると予想されます。対照的に、2016年には人口の約40％のみがGSMネットワーク内にありました。 LTEネットワークのカバレッジは2022年までに80％以上に増加すると予想されます。ただし、セルラーテクノロジーの普及には地域によって非常に大きなばらつきがあります。参考文献[55]の例を挙げると、中東とアフリカでは、2016年のモバイルサブスクリプションのわずか5％がLTEサブスクリプションでした（これにより、WCDMA / HSPAとGSMも使用できるようになります）。この数は2022年までに約30％に増加すると予想されます。サブスクリプションの約20％はGSMのみであり、サブスクリプションの大部分はWCDMA / HSPA（GSMは使用できますがLTEは使用できません）用です。中東やアフリカなどの地域では、GSMの中長期的な役割がそれほど確実ではない場合でも、GSMは今後何年にもわたって重要な技術であり続けると予測されています。北米を見ると、2016年にはすでにモバイルサブスクリプションの65％がLTEサブスクリプションでした。 2022年の場合、LTEに対応していない [注1を参照] はごくわずかです。 サブスクリプションは予見されます。このような違いにより、さまざまな地域のさまざまな事業者にとって、CIoTソリューションの好みが異なります。 [注1：2022年のLTE対応サブスクリプションとして、ここでは予測されたLTEサブスクリプションと5Gサブスクリプションをカウントします。これらはLTEネットワークでの運用と完全に互換性があると想定されています。]