LoRaWANは、IoT用の5Gネットワ​​ークを一時的に置き換えます

IntelliasのSergiySeletskyi

5Gネットワ​​ークは、モノのインターネット（IoT）に革命をもたらします。しかし、この技術が地球の大部分をカバーするまでには数年かかるでしょう。 LoRaWANのおかげで、待つ必要はありません、と Intellias のIoTプラクティスリーダー兼シニアソリューションアーキテクトであるSergiySeletskyは言います。 。

Gartner によると 、2020年を通じて約58億のエンタープライズおよび自動車用IoTエンドポイントが使用されます。これは2019年より21％多くなります。テレコムネットワークは間もなく負荷の処理に苦労します。

IoTの専門家は、物理ネットワークに取って代わり、リアルタイムの応答性を可能にする将来のIoT接続標準として5Gに期待を寄せています。ここでのキーワードは「未来」です。 エリクソン 5Gテクノロジーは、2025年までに世界人口の3分の2しか利用できないと予測しています。

現在、5Gをめぐる誇大宣伝が非常に多いため、人々は5年間存在してきた代替手段である低距離ワイドエリアネットワーク（LoRaWAN）をしばしば無視します。多くの場合、少なくとも5Gが世界中で利用可能になるまで、LoRaWANは5Gを置き換えることができます。

5Gテクノロジーが脚光を浴びている理由と、それが直面している課題

5Gテクノロジーは、その前例のない速度と信号品質により脚光を浴びています。これにより、接続されたデバイスが最大50％速く、はるかに大きなチャンクでデータを交換できるようになり、すべての業界で画期的な進歩が約束されます。

出典：HuaweiRoad to a Super-Connected World、2019年12月基調講演

ヘルスケアでは、5Gは、高品質のビデオストリーミングと、すぐに応答する接続された手術装置を提供することにより、ロボット手術を可能にします。緊急サービスは5Gを使用して状況に即座に対応します。シティカメラとカメラ付きドローンは、緊急事態を識別し、それに関する情報を数秒で制御室に送信することができます。

5Gはまた、パンデミック時よりも多くの産業従業員が自宅で仕事をするようになります。彼らは、PC、タブレット、またはスマートフォンからリアルタイムでデバイスをリモートで管理します。これにより、石油およびガス産業の発展がさらに促進される可能性があります。石油およびガス産業の施設は、悪路に配置されることがよくあります。

最後に、5Gネットワ​​ークは自動運転車にとって非常に重要です。これにより、都市のインフラストラクチャに接続し、リアルタイムで旅行条件に適応することができます。このテクノロジーは、すべてが人工知能によって相互接続され、運用されるスマートシティの力を解き放ちます。

5Gの課題

エリア内に5Gネットワ​​ークを構築するには、特定のインフラストラクチャを最初から構築する必要があります。 5Gの前には4Gがありますが、異なるアンテナ、新しいファブリックネットワーク、追加の送信機タワーが必要です。

このインフラストラクチャの構築は、長いプロセスであり、費用がかかります。欧州委員会は、ヨーロッパのすべての町や都市に5Gを導入すると5,000億ユーロの費用がかかると見積もっています。

さらに、消費者とメーカーはこれまで5Gテクノロジーに特に熱心ではありませんでした。 GSMA による最近の調査によると 、アメリカ人の約30％とヨーロッパ人の11〜23％だけが、テクノロジーが利用可能になり次第5G電話を入手すると述べています。

次のうち、会社の回復にとって「はるかに重要」なのはどれですか？

出典：パンデミック後のビジネスの技術的優先事項

その結果、5Gの採用は依然として遅いままです。

5Gの代替としてのLoRaWAN

LoRa / LoRaWANは、5Gがよりゆっくりと安価に実行できるのと同じタスクのほとんどを実行できます。ビデオやサウンドの送信にLoRaを使用することはほとんどありません。 LoRaの速度は0.3Kbpsから27Kbpsの範囲です。つまり、画像の送信には数時間、映画のストリーミングには数十年かかります。

ただし、LoRaは他の多くの用途に最適です。

このテクノロジーは元々、消費者向けデバイスではなく、産業用IoTセンサー用に開発されました。データの短いパッケージ（約240バイト）を送信するために使用され、ネットワークIPスタックをサポートしません。これにより、LoRaは温度、湿度、振動、照明などのデータの送信に適しています。

LoRaとLoRaWANは、長距離プロトコルと長距離広域ネットワークの略です。これらは、低電力ワイドエリアネットワークテクノロジーであるLPWANに基づいています。

この投稿では、LoRaとLoRaWANがどのように機能し、相互に関連しているかについてはあまり詳しく説明しません。代わりに、5Gテクノロジーの実行可能な代替手段となる理由を見てみましょう。

LoRaが重要な理由

LPWANを搭載したデバイスは、それぞれが別の建物にある場合でも、長距離で相互に通信できます。さらに、それらのバッテリーは、4Gおよび5Gを使用するデバイスのバッテリーよりも長持ちします。 LoRaベースのデバイスは1つのバッテリーで最大10年間動作しますが、5Gデバイスは数時間しか持続しません。

LoRaWANネットワークカバレッジ

出典：2018年12月現在のLoRaWANグローバルカバレッジ

5Gネットワ​​ークとは異なり、LPWANは広大なインフラストラクチャを必要としません。小型で手頃な価格のデバイスで動作するため、4Gよりも安価です。 LoRaセンサーの価格は0.2ドル（0.16ユーロ）から0.5ドル（0.41ユーロ）の間ですが、5Gセンサーの価格は30ドル（24.60ユーロ）からです。

安価であるため、LoRaは5Gよりもはるかに広い範囲を持っています。典型的なLoRa基地局のコストは約40ドル（32.80ユーロ）で、15kmの範囲で数千の接続を処理できます。 5G基地局の費用は60,000ドル（49,199.10ユーロ）で、2 kmをカバーし、約1000の接続を可能にします。

LoRaWANが作成された2015年以降、さまざまなLoRaWANセンサーとデバイスが開発されてきました。 LoRaアライアンス 、このテクノロジーを使用する企業の非営利団体は、500を超えるメンバーに成長しました。アライアンスの注目すべき人物は次のとおりです。

• LoRaWANは2019年に100か国以上に導入され、2018年から60％増加しました。
• 世界中で約8000万台のデバイスがLoRaWANに接続されています。
• IoTアプリケーションの約75％がLPWANを使用しています。それに比べて、5Gなどのセルラーテクノロジーによって実現される高スループットと低信号遅延を必要とするIoTアプリケーションはわずか25％です。

スマートメータータイプ別の非セルラーLPWA接続

出典： ABIリサーチ

LoRaの使用方法

LoRaを使用すると、IoTを複数の領域に適用できます。これらには、自動販売機、ホテルインフラストラクチャ、農業機器、病院施設、さらにはスマートシティの管理が含まれる場合があります。

2016年、サムスン 、 Semtech および SK Telecom 力を合わせて、韓国で世界初の全国的なLoRaWANを構築しました。本日、ソウルはローカルのLoRaベースのIoTインフラストラクチャをアップグレードすることを計画しています。

スマートソウルネットワーク別名 S-Net 2022年までに最大1000のLoRaWANゲートウェイが設置される予定です。これらのゲートウェイにより、スマートパーキング、緊急時に警察に通報できる街灯、認知症の人を監視するシステムなどが可能になります。

LoRaの未来

2019年、英国のIoT衛星プロバイダー Lacuna Space LoRaWANで地球をカバーするために着手しました。 2020年7月、同社のCTOは、LacunaSpaceが「文字通り大西洋の真ん中にある帆船からLoRaWANメッセージを受信して​​いる」と述べました。

グローバルなLoRaネットワークは、開発者にLoRaを利用したアプリをさらに構築するよう促し、テクノロジーの将来を保護するのに役立ちます。

したがって、IoTビジネスに携わっている場合は、5Gテクノロジーが普及するまでLoRa / LoRaWANを使用することをお勧めします。そして、これが起こったとしても、LoRaは依然として多くの企業にとって選択されている通信技術である可能性があると思います。

NB-IoTはどうですか？

LoRaを使用する一部のデバイスは、狭帯域IoT（NB-IoT）ネットワークにも接続されています。 NB-IoTは、4Gおよび5Gのプロトコルを開発したのと同じ当局によって開発されたLPWAN標準です。

言い換えれば、これは次のようなセルラーテクノロジーです。

• LoRaWANを補完します
• 4G接続デバイスで使用されます
• 5Gが広く利用可能になると、しばらくの間使用され続けます。

セルラーテクノロジーとして、LoRaよりも高い帯域幅を誇っています。

NB-IoTは、特定のインフラストラクチャを構築する必要はありません。ソフトウェアのみが必要です。そのため、このタイプのネットワークは、数百万のデバイスをカバーするように簡単に拡張できます。ただし、そのようなデバイスの数は、LoRaデバイスの数よりもはるかに少ないままです。

弱点に関しては、主な問題は、NB-IoTが大量の電力を吸収するため、デバイスのバッテリーが非常に速く消耗することです。

NB-IoTセキュリティも要求されています。 LoRaWANは最新のセキュリティ標準メカニズムであるエンドツーエンド暗号化を使用しますが、NB-IoTはホップバイホップ暗号化に依存しており、徐々に時代遅れになっています。

そのため、LoRaはNB-IoTよりも5Gの一時的な代替品として優れていると思います。

結論

この記事を読んだ後は、近い将来の主要な通信技術である5GとLoRaについてより実践的に理解できるはずです。

2つのテクノロジー間で市場をめぐる競争があり、LoRaが失われ、歴史になるという印象を受けるかもしれません。はい、彼らは特定のセグメントをめぐって競争する可能性があります。これは業界の進歩に役立つため、業界にとっては良いことです。しかし、5GがLoRaをゲームから追い出すとは思わない。結局のところ、車は自転車や電車に取って代わったわけではありません。

著者は、IntelliasのIoTプラクティスリーダー兼シニアソリューションアーキテクトであるSergiySeletskyです。

作者について

Sergiy Seletskyは、IntelliasのIoTプラクティスリーダーおよびシニアソリューションアーキテクトです。 Sergiyは、企業が適切なIoTテクノロジースタックを活用してビジネスを拡大し、将来を見据えたものにするのを支援します。さまざまなビジネスドメイン向けのさまざまな革新的なソリューションに関するIT業界に関する幅広い知識を持つ戦略的思考者。