LoRaWAN：5G対応IoT接続への即効性のある橋渡し

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、セルギー・セレツキーが、5Gが完全に展開されるまでのギャップをLoRaWANがどう埋めるかを説明します。

Gartnerによると、2020年の企業および自動車向けIoTエンドポイントは58億個と予測され、2019年から21%増加します。この急増は既存の通信ネットワークをすぐに圧迫するでしょう。

業界アナリストは5GをIoTの将来標準と見なし、リアルタイム接続と低レイテンシを約束しています。しかし、Ericssonは2025年までに世界人口の3分の2しか5Gにアクセスできないと推定しています。

5Gが注目を集める一方で、5年間運用実績のある成熟した低電力広域ネットワーク（LPWAN）ソリューションであるLoRaWANが見落とされがちです。多くのシナリオで、LoRaWANは5Gがグローバルカバレッジに達するまでのつなぎとして機能できます。

なぜ5Gが焦点なのか、そしてそのハードル

5Gの魅力は、その卓越した速度と信号信頼性にあり、潜在的に50%高速なデータレートとより大きなペイロードを提供します。この能力は、ヘルスケアから自動車までセクターを変革する可能性があります。

ヘルスケアでは、5Gが高精細ビデオと即時デバイス応答によるロボット手術を可能にします。緊急サービスは、都市カメラとドローンを展開し、数秒で制御センターにインシデントを報告できます。リモート産業オペレーション、特に困難な地形でのリアルタイム監視が恩恵を受けます。自律走行車は、インフラと通信し、交通状況に適応するために5Gに依存します。

5G展開の課題

5Gネットワーク構築には、新しいアンテナ、ファイバーバックホール、追加の基地局が必要で、4Gインフラをはるかに超えます。欧州委員会は、全ヨーロッパ都市への5G展開に約5,000億ユーロのコストを見積もっています。

消費者の熱意は低い。最近のGSMA調査では、アメリカ人の30%、ヨーロッパ人の11〜23%しか、利用可能になったら即座に5G携帯へアップグレードしないと答えています。

LoRaWAN：実用的なつなぎソリューション

LoRa/LoRaWANは、5Gと同じ多くのタスクを、より低い速度（0.3kbps〜27kbps）で実行できます。これにより高帯域幅メディアには不向きですが、温度、湿度、振動、照明データなどの軽量テレメトリに最適です。

LoRaは元々産業用IoTセンサー向けに設計され、IPスタックなしで短いペイロード（約240バイト）を送信します。この技術はLPWAN原理で動作し、最小限の電力消費で長距離接続を提供します。

LPWANデバイスは、建物で隔てられていても数キロメートル接続でき、単一バッテリーで最大10年間持続します。対照的に、5G対応デバイスは数時間です。

LoRaWANグローバルカバレッジ（2018年12月）

5Gとは異なり、LPWANは大規模インフラを必要としません。LoRaセンサーは0.20ドル（0.16ユーロ）〜0.50ドル（0.41ユーロ）なのに対し、5Gセンサーは30ドル（24.60ユーロ）から始まります。典型的なLoRa基地局は約40ドル（32.80ユーロ）で、15km半径内で数千デバイスをサポートします。一方、5G基地局は6万ドル（49,199ユーロ）で、2km範囲、約1,000接続です。

2015年の設立以来、非営利コンソーシアムであるLoRa Allianceは500メンバー以上に成長しました。主なマイルストーン：

• 2019年に100カ国以上でLoRaWAN展開、2018年から60%増。
• 世界で約8,000万デバイスが接続。
• IoTアプリケーションの約75%がLPWANに依存。セルラー技術が必要な高スループット・低レイテンシはわずか25%。

スマートメーター非セルラーLPWA接続のタイプ別内訳

出典：ABI Research

実世界でのLoRa展開

LoRaは、自動販売機管理から病院インフラ、農業、スマートシティまで幅広いセクターで適用されています。2016年、Samsung、Semtech、SK Telecomが韓国初の全国LoRaWANを立ち上げました。ソウルは現在、2022年までに最大1,000ゲートウェイのS-Netを計画し、スマート駐車、緊急アラート街灯、認知症モニタリングなどを可能にします。

グローバルLoRaビジョン

英国の衛星プロバイダLacuna Spaceは、LoRaWANで世界を覆うことを目指しています。2020年7月、そのCTOが大西洋中央の船舶からLoRaWANメッセージを受信したことを確認しました。

世界規模のLoRaネットワークは、開発者により多くのLoRa駆動アプリケーションの作成を促し、その将来を確保します。

IoT企業にとって、今すぐLoRa/LoRaWANを採用することは、5Gが普及するまでのコスト効率が良く低電力な道筋を提供し、その後も好ましい選択肢であり続ける可能性があります。

NB-IoTはどうなのか？

一部のLoRaデバイスは、4G/5Gプロトコルとともに開発されたセルラーLPWAN標準であるNarrowband IoT（NB-IoT）でも接続可能です。NB-IoT：

• LoRaWANを補完します。
• 既存の4Gネットワーク上で動作します。
• 当面の間、5Gと共存し続けます。

LoRaと比較して、NB-IoTはより高い帯域幅を提供しますが、より多くの電力を必要とし、ホップバイホップ暗号化に依存するため、LoRaWANのエンドツーエンド暗号化よりセキュリティが劣ります。したがって、LoRaは5Gへの優れたつなぎ替わりとして残ります。

結論

この概要は、5GとLoRaが補完技術であることを示しています。5Gが最終的には高スループット・低レイテンシユースケースを支配する一方で、LoRaの手頃な価格、長いバッテリー寿命、広範なカバレッジは貴重な橋渡しとなります。自動車が自転車や列車を消滅させなかったのと同じです。

著者：セルギー・セレツキー、Intellias 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。

著者について

セルギー・セレツキーは、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として、企業が運用を拡張し、将来に備えるための適切なIoTスタック選定を支援しています。多様なイノベーション分野における深い業界知識を持つ戦略的思想家です。