IoTの接続–ナローバンドの機会

スマートフォンのデータサービスを効率的にサポートできるネットワークインフラストラクチャを開発するのに何年もかかりました。 10年早送りすると、携帯電話事業者は、業界の次の大きな混乱であるモノのインターネット（IoT）に備えるのと同じ運命を回避しようとしています。

ガートナー 2020年までに204億の接続デバイスが存在すると推定されています。これは、今日の地球上のすべての人の約3つのデバイスに相当します。これらのデバイスはすべてモバイル接続が必要であり、その多くは携帯電話会社のワイヤレスネットワークを介して接続されています。これは、特に市街地の市街地で、ネットワーク全体の容量不足にすでに直面している事業者にとっては困難な見通しです。

ただし、事業者は、IoTデバイスとシステムをネットワークに接続することで新たな収益を得る大きな機会があることも同様に認識しています。成長するエコシステムをサポートするための新しいサービスとアプリケーションを提供するという彼らの役割もあります。今月、ボーダフォン カードングルと4Gセキュリティカメラを含む最初のモノのインターネットハードウェアの発売を発表しました。 Vodafoneが実証したように、オペレーターは、接続性だけでなく、エンドユーザーのテクノロジーとインターフェースも提供するという独自の立場にあります。

IoTの機会を活用するには、何よりもまず、モバイルデータを効率的に使用し、ネットワークの停止を引き起こす可能性のある容量不足を回避するための新しい接続標準が必要です。これらの新しいシステムは、開発する必要があるだけでなく、商業的信頼性を確保するためにテストと検証を受ける必要があります。現在、世界中の通信事業者は、エコシステムに参入する多数の新しいデバイスを効率的に接続するために、ネットワークインフラストラクチャを進化させるための最善の方法について選択肢を検討しています。

IoTを接続するためのオプション

低電力ワイドエリアネットワーク（LPWAN）は、IoTを接続するための鍵です。エンドユーザーのデバイスを念頭に置いて設計されており、低電力のバッテリー消費をサポートします。これにより、小さなデバイスが1回の充電で10年間電力を供給できると仮定できます。無線規格は、低コストのチップセットを接続することもでき、デバイスとシステムをより手頃な価格にします。 LPWANテクノロジーに関してオペレーターが最初に選択するのは、ライセンスのないスペクトルまたはライセンスのあるスペクトルを介した接続に注力するかどうかです。

LoRa（ Semtech によって開発されました 、および業界同盟に支えられている）、およびSigFox（同じ名前のフランスの会社に支えられている）は、どちらもライセンスのないスペクトルを使用しています。これらのテクノロジーを運用するには、現在のセルラーテクノロジーとは異なり、新しいネットワークインフラストラクチャが必要です。

これは、事業者が技術を基地局に統合した場合、無線スペクトルの同じ部分で動作しないため、従来のセルラー無線技術よりも無線トラフィックの制御がはるかに少なくなることを意味します。ただし、LoRaとSigFoxは、無線モジュールのコストが高いため、分離されたネットワークアプリケーションに最適です。そのため、このテクノロジーはスマートな企業やキャンパスにアプリケーションを持ち、従来のモバイルネットワークを更新する代わりにアクセス可能で費用効果の高い方法を提供できます。

ただし、IoTサービスとデバイスを有効にするために最も期待されている新しいプロトコルはNarrowBand-IoT（NB-IoT）であり、これは幅広いユースケースにわたる接続を提供できます。 3GPPによって標準化されたNB-IoTは、ライセンスされたスペクトルで動作し、オペレーターの既存のLTEネットワークと直接互換性があります。それを有効にするには、既存の基地局サイトでソフトウェアをアップグレードするだけで済みます。その後、ほぼすべての環境での事業者のセルラーネットワークの成長に合わせて、簡単に拡張できます。

NB-IoTのチャネル帯域幅はわずか200KHz（180KHzとガードバンド）です。これにより、チャネルの改革に適しています。 LTEのオペレーターが保護するスペクトルと一緒に「帯域内」で展開できます。これにより、事業者のNB-IoT / LTEネットワークは、ネットワークに接続されている通常のモバイルデバイスのパフォーマンスを損なうことなく、膨大な数のIoTデバイスに対応できます。

これらのメリットを考慮して、多くの事業者が現在、IoT戦略の中心にテクノロジーを置いています。 ドイツテレコム ドイツ、アイルランド、スペインで商用NB-IoTネットワークを立ち上げました。 Vodafoneはオーストラリアとギリシャでネットワークを立ち上げ、世界中で追加の立ち上げが計画されています。および TIM ほんの数例を挙げると、イタリア全土に大規模なネットワークを立ち上げました。オペレーターのサポートは、NB-IoTでサポートできるデバイスやアプリケーションに投資するようにメーカーやその他の関係者を動機付けるのに役立ちます。 サムスン たとえば、最近、NB-IoTテクノロジーを使用するIoT追跡デバイスを発売しました。

多くの場合、NB-IoTはSigFoxとLoRaに勝つ可能性がありますが、ここにとどまる4番目の標準であるCAT-M（またはLTE-M）があります。以前の標準と同様に、CAT-Mはライセンスされたスペクトルを使用し、既存のインフラストラクチャでサポートできます。どちらかまたは両方の状況ではなく、NB-IoTと連携して機能します。

この標準は、より高いデータレートを可能にするため、NB-IoTとは異なるデバイスとアプリケーションをサポートします。つまり、オペレーターは両方の標準を並行してテストおよび実装します。 CAT-Mは大量のデータを送信でき、最大データレートは約100KBpsで、スマートシティアプリケーションやスマートホームエネルギーシステムなどのアプリケーションに使用されます。

将来のIoTネットワークの検証

今日の通信事業者の優先事項は、ネットワークがNB-IoTやCAT-Mなどの新しいワイヤレステクノロジーと、ネットワークにますます接続する数百万の新しいデバイスをサポートできるようにすることです。現在、ラボ環境のオペレーターのネットワーク上で数百万のデバイスをエミュレートできるテクノロジーが利用可能になり、インフラストラクチャを商用利用できるようになっています。

コアネットワークから基地局に至るまで、事業者は、IoTの要求の下でネットワークがどのように対処するかについての普遍的な見方を持っている必要があります。これにより、新しいIoT接続標準の開発と通信エコシステムへの展開が加速され、その後、より優れた顧客体験が提供され、新しい収益創出の機会が開かれます。

このブログの作成者は、CobhamWirelessのプロダクトディレクターであるDr.StamatisGeorgoulisです。