IoTゲートウェイをマスターする：デバイスをクラウドへシームレスに接続

IoTゲートウェイは、デバイスをクラウドに接続し、データセキュリティ、接続プロトコル、エッジコンピューティングまでを管理する「仲介役」です。

IoTエコシステムは、新製品の世界的採用拡大とともに急成長しています。ビジネスプロセスの最適化、健康・安全の向上、時間とコストの削減など、驚くべき機会を提供します。しかし、新規・カスタムIoTソリューションを複雑なIoTランドスケープに統合するのは困難です。そこではIoTゲートウェイが、従来型および次世代デバイスをインターネットに接続する上で不可欠な役割を果たします。

IoTゲートウェイとは？

シンプルに言えば、IoTゲートウェイは仮想プラットフォームまたは物理デバイスとして、IoTデバイスにインターネットアクセスを与えるワイヤレスアクセスポータルの役割を果たします。プロトコル変換、デバイス接続、データフィルタリング、セキュリティなど複数の機能を実行します。

ネットワーキングプロトコルの統合、データのストレージとエッジ分析の管理、ネットワークエッジのデバイスとクラウドサービス間の安全なデータフローを促進します。

ユースケース

ここ数年、IoTゲートウェイは多様な業界ニッチを支え、さまざまなビジネス目的を果たしてきました：

• テレヘルスによる患者のリアルタイムモニタリング
• 産業用および個人用ウェアラブル
• スマートグリッドによる電力コストと浪費の削減
• フリート管理プラットフォームによるサプライチェーン最適化
• 在庫追跡・管理のためのスマートロジスティクスプラットフォーム
• 製品へのIoT追跡デバイスによる倉庫業務最適化
• AI搭載産業機器・製造ラインによる生産性向上
• ドローン・センサー・ロボットによるスマート農業で収量増・廃棄減
• IoT対応テレマティクスで管理される自律走行車による利便性向上

IoTゲートウェイ市場の概観

個別化技術への需要増と採用率上昇が、IoT業界の成長を後押ししています。当然、これらのネットワークを支える構造がIoTゲートウェイ市場の成長をけん引しています。

2026年までに世界のIoTゲートウェイ市場は24億7860万米ドルに達し、CAGR 13.5%で成長すると予測されています。2021〜2026年にかけて、エッジ展開がIoT接続デバイスの統合とインターネット接続課題の克服において不可欠なコンポーネントになると見込まれています。

センサーやマシンとクラウドコンピューティングプラットフォームなどの他ネットワークの間のアクセスポイントを提供する安価なゲートウェイへの需要が高まるでしょう。

IoTゲートウェイとセキュリティ：課題

インターネット接続デバイスにはハッキングリスクが常につきまといますが、IoTゲートウェイで優れたサイバーセキュリティプラクティスを確立すれば軽減できます。ゲートウェイはハッカーに対する第一防衛線であるため、堅牢なサイバーセキュリティで設計すべきです。

IoTゲートウェイは接続デバイスとクラウドの間に位置し、インターネット接続数を減らすことで全体的なハッキングリスクを低減します。しかし、その分マルウェアの標的になりやすく、IoTエコシステムの脆弱性を高める側面もあります。

シンプルなIoTゲートウェイはWi-Fiのみでクラウド接続しますが、用途によっては複雑なネットワークで動作します。Z-Wave、Zigbee、BACnet、Bluetooth Low Energy（BLE）などの通信プロトコルをサポートできます。

多数のデバイス・センサーから大量データを収集し、処理してクラウドプラットフォームへ送信します。一部のゲートウェイは、クラウドから情報を取得して接続デバイスを自律管理することも可能です。

IoTゲートウェイの主要機能：

• データ集約
• システム診断
• データ可視化と分析
• ネットワーキングとライブデータのホスティング
• 短期履歴データ分析
• デバイス構成管理
• 役割ベースユーザーアクセス認証
• データのキャッシング、バッファリング、ストリーミング
• ネットワークセキュリティ機能の管理
• データの前処理、クレンジング、フィルタリング、最適化
• デバイス間（D2D）またはM2M通信
• レガシーまたは非インターネット接続デバイスとの接続・通信

エンタープライズIoTゲートウェイベンダー

IoT市場の発展段階では、アプリケーション領域と製品ベンダーを明確に対比するのはまだ早いですが、トップ8のIoTゲートウェイベンダーが際立っています：

1. Eurotech
オープンソース標準に基づくIoTソリューションで、ビジネス分析、アプリ開発、導入を加速。「Everyware IoT」ブランドで提供。

2. ADLINK
セキュアでスケーラブルなエッジツークラウド接続を実現するゲートウェイ。Fieldbus、Wi-Fi、LTE接続インターフェースに対応し、エッジからクラウドへのデータ集約を可能に。

3. DELL Edge Gateways
すべてのIoTデータを集約・分析し、より深い洞察を提供する強力なゲートウェイ。重要データを優先的にフィルタリングし、最適なパフォーマンスとクラウド/コントロールセンターへのバックアップを実現。生データアップロードの帯域消費と時間を削減。

4. HPE Edgeline
オープン標準ベースのOT（運用技術）をデータ取得・制御用セルラーテクノロジーとともにエンタープライズITシステムへ直接統合。分析実行までのレイテンシを削減し、スペース・重量・電力（SWaP）を節約。

5. Cisco
IoTオペレーションダッシュボードで接続資産を制御。導入容易なツールで、より安全で効率的な運用への洞察を提供。

6. NXP and Freescale
事前統合されたユーザーフレンドリーなガイダンスとサポートで、IoTネットワーク開発を容易に。NXPモジュラIoTゲートウェイ（MIG）を含み、ZigBee™/Thread™接続テスト済み。Wi-Fi、Ethernet、セルラー経由でセキュアなクラウド通信とクラウドサービスアクセスを実現。

7. Meshify
低電力でも高性能な長距離IoTデバイス。問題を正確に検知し、損害につながる状態をアラート。施設を常時監視し、異常や問題を早期発見。

8. Huawei
IoT対応の屋外最適化スイッチを提供。機械監視や輸送など、重工業オートメーションアプリケーションにも対応。

産業現場でのIoTゲートウェイ活用

IoTゲートウェイデバイスは、多くのエンタープライズ成功事例のバックボーンです。インダストリー4.0、ヘルスケア、自動車分野で、ネットワーク互換性やセキュリティプロトコルなどの重要機能を管理するために利用されています。

また、IoTガジェットとクラウドサービスのシームレスな接続を支援。産業用IoT（IIoT）ゲートウェイデバイスが管理するのは：

• ネットワークとデバイスの互換性
• セキュリティプロトコル設定
• IoTデバイスからクラウドへの接続

IoTゲートウェイは、IoTデバイスの管理とセキュリティに不可欠であると同時に、組織の帯域消費削減にも貢献する可能性があります。

大量データを収集するIoTデバイスは、そのままクラウドへ送信するとインターネット帯域を圧迫しコスト増大を招きます。

エッジコンピューティングアーキテクチャにおけるIoTゲートウェイ

IoTゲートウェイはエッジコンピューティングの重要コンポーネントです。一方、エッジコンピューティングは、クラウドから小規模データセットの処理ワークロードを、スマートオブジェクトがLANで相互接続されたネットワーク内のエッジゲートウェイやノードへオフロードします。

さらに、エッジコンピューティングはIoTデバイスをエッジレベルで集中管理し、最重要情報をフィルタリング、データ可視化を開始、複雑な分析を実行します。

例えば、IoT対応防犯カメラを持つ組織で、リアルタイム映像をアップロードすると多大な帯域とエネルギーを消費します。エッジデバイスで動画データを処理し、重要でない映像と重要な映像を仕分けます。

関連性の高い監視映像のみをクラウドに保存すれば、動画ストレージ容量、帯域、貴重な時間のすべてを節約できます。

まとめ

デバイスをクラウドへ安全に接続し、IoT生成データを収集するのは骨の折れる作業ですが、難しく考える必要はありません。

IoTゲートウェイは、リモート管理、ネットワークマッピング、セキュリティオプションなどの機能により、接続デバイスの接続と管理をこれまで以上に容易にします。IoTゲートウェイは、データセキュリティ、接続プロトコル、エッジコンピューティングまでを管理し、デバイスをクラウドへ接続する「仲介役」として機能します。