Bluetooth LowEnergyとセルラーLPWAのパワーを組み合わせて大規模なIoT展開を実現

Bluetoothテクノロジーの進化

当初、このテクノロジーはオーディオデータストリーミングとファイル転送に一般的に使用されていましたが、過去20年間で成熟してきました。現在、Bluetoothデバイスは私たちの生活に欠かせないものになっており、スピーカー、ヘッドホン、スマートフォン、スマートTV、スマートウォッチなどに搭載されています。

さらに、Bluetoothテクノロジーは絶えず進歩しているため、進化し、モノのインターネット（IoT）の最も重要なワイヤレス通信の柱の1つとして認識されています。

Bluetoothは、短距離、ポイントツーポイント、およびポイントツーマルチポイント伝送用のワイヤレス通信テクノロジーであり、ライセンスのない産業、科学、医療（ISM）で指定された2.4 GHz無線周波数（RF）帯域で動作し、使いやすさを向上させます。

IEEE 802.15.1プロトコル内で標準化されましたが、標準を維持しなくなりました。むしろ、電気通信、コンピューティング、ネットワーキング、およびさまざまな分野の35,000のメンバー企業グループであるBluetooth Special Interests Group（SIG）によって開発および管理されています。家庭用電化製品。

モノのインターネットのためのBLEテクノロジー

アプリケーション

市場のニーズを満たすために、ワイヤレステクノロジーは永続的に変化し続けています。 Bluetooth Low Energy（BLE）はBluetooth 4.0から導入され、IoT利用のニーズを満たすために設計されました。従来の従来のBluetoothパフォーマンスと比較して、BLEは、さまざまな種類のセンサーからのデータ転送の短いバースト用に最適化されています。

前世代のBluetoothプロトコルと比較して、長距離、低遅延、低消費電力、高スループット（最大2Mbps）、およびより適応性の高いIPアクセスとメッシュネットワークサポートを提供します。インダストリアルIoTとメディカルIoTの分野では、低電力デバイスがシステムのバックボーンであり、BLEはこれらのアプリケーションに最適です。

BLEテクノロジーは、家庭、ウェルネス、スポーツ、ゲーム、自動化、医療および産業用電子機器に適用可能な多くの種類のIoTデバイスに組み込まれています。 BLEには下位互換性が備わっているため、BLEをサポートするすべての新しいデバイスは従来のBluetoothもサポートし、その逆も同様です。

BLEのメッシュネットワーク

メッシュネットワーキング機能は、IoTのユースケースにとって非常に重要です。すべてのBluetoothデバイスが中央ハブまたはマスターノードに接続されている従来のBluetoothトポロジとはまったく逆です。 BLEネットワークでは、メッシュトポロジにより、すべてのノード（範囲内のデバイス）間の相互通信が可能になります。

この機能は、単一のBLEネットワークでほぼ無制限の数のネットワークサブスクライバーをサポートするとともに、ネットワークカバレッジを拡張し、堅牢性を高め、同時に単一障害点からネットワークを保護します。

BluetoothとセルラーLPWANが相互運用して最大のメリットを得る方法

Bluetooth Low Energyデバイスは、無数のユースケースやアプリケーションに低電力IoTデバイスを導入するためのいくつかの利点を提供しますが、操作範囲やデータスループットが低いなどの欠点があるため、アプリケーションは短距離デバイスのみに制限されます。

使用する個々の通信技術の不足を克服できるIoTデバイスのシステムを構築するには、さまざまな技術を組み合わせて互いの欠点を補い、それぞれの利点に加えて、より用途の広いエンドシステムを実現することがより実用的です。デバイスの。

セルラーIoT接続は、長距離、高データスループット、セキュリティ機能、展開の容易さなどの多くの利点により、IoT業界で最も人気のあるテクノロジーの1つです。 BLEテクノロジーの欠点を克服します。

セルラー接続とBLEの両方が展開されているIoTシステムでは、BLEデバイスはプライマリ通信ネットワークとして機能し、メッシュネットワークトポロジでデバイスが相互に通信できるようにすると同時に、 Bluetooth対応の電話であると同時に、ハードウェアとネットワークの料金でデバイスあたりのコストを削減します。

エンドデータストリームは、BLEノードとインターネット間のゲートウェイモデムとして機能するセルラーゲートウェイを使用してインターネットに送信できます。

BLEをセルラーLPWANと組み合わせて使用​​する効果的な使用例は、スマートメータリングです。ある地域に複数のスマートメーターノードが配置されているシナリオでは、各ノードがBLEテクノロジーに接続されているさまざまなスマートメーターノード間にメッシュネットワークを作成することで、効率的なソリューションを作成できます。

すべてのノードデバイスがBLEメッシュネットワークに接続されているため、セルラーLPWAN接続を備えたゲートウェイデバイスを、メッシュネットワークからデータを受信して​​クラウドに中継するラストマイル接続デバイスとして配置できます。このシナリオでは、セルラーネットワークにアクティブに接続し、クラウドと通信するために必要なデバイスは1つだけです。これにより、より効率的なネットワークインフラストラクチャが可能になります。

この技術的な共生は、両方のワイヤレステクノロジーの利点を統合し、IoT接続に必要なモジュール式でスケーラブルで適応性のあるネットワークソリューションを提供します。 BLEテクノロジーのサポートによりメッシュトポロジのパフォーマンスでサポートされるハイブリッドコアネットワークを構築すると同時に、セルラー接続により利用可能なネットワークカバレッジがさらに拡張され、低距離などの一般的なBLEメッシュネットワークの課題が克服されます。

結論

次世代のIoTソリューションを実現するには、企業はさまざまな接続の選択肢を検討する必要があります。ハイブリッド接続でも、コストを削減しながらネットワーク効率を向上させることができます。

Bluetooth Low Energyテクノロジーは、IoTデバイス向けの有望な短距離接続オプションであり、セルラーLPWANなどの長距離、高スループットの接続オプションと連携して動作し、より小型で電力効率の高いスマートデバイスの新たなフロンティアを切り開きます。費用対効果が高い。

BLEテクノロジーとセルラーLPWANの相乗的な関係は、IoTイネーブラーが将来的に活用して、これまで実現できなかったユースケースシナリオを実現する方法の1つです。

著者は、CavliWirelessの共同創設者兼COOであるTarunThomasGeorgeです。