新たなるフィールドを開拓する創造企業

LoRaWANとは

  • HOME »
  • LoRaWANとは

LPWA (Low Power Wide Area)

低消費電力・広域ネットワーク通信技術(第4の通信セグメント)

wireless


LPWAはIoTに求められる低コスト・低消費電力・長距離通信を実現できる無線通信技術です。携帯電話回線(3G/LTE)では通信コストが掛かり過ぎたり無線LAN/Wi-Fiでは届かないモノに対して有効な通信技術です。無線LANや携帯電話では動画や音声などの大容量通信(ブロードバンド)を行うために常時電波を発信し続けることから大きなバッテリーを必要としたり充電を必要とします。一方、プリペイドカードでは金額などの少ない情報量での通信で十分なためカードに内蔵されたアンテナコイルがカードリーダーが発する電磁波に近づけることで発電された電力で通信ができます。その為にバッテリーや充電を必要としません。LPWAはプリペイドカードのような少ない情報量での通信で十分なモノを対象とすることでボタン電池のような小さなバッテリーで最大10年間電池交換を必要とせず最大10km電波が届く広域通信技術です。

LoRaWAN (Long Range Wide Area Network)

IoTの展開を加速するオープンなLoRaWAN規格

LoRaWAN


LoRaWAN は地域や国またはグローバルネットワーク内のワイヤレスバッテリで動作する省電力広域ネットワーク(LPWA:Low Power Wide Area Network)の規格の一つです。他の規格との大きな違いはオープンであることとアンライセンスバンドを利用していることです。オープンであるため事業者は参入がしやすくユーザーは事業者を選択できます。WiFi(2.4GHz,5GHz)と同様に無線局免許不要なアンライセンスバンド(920MHz)であるためゲートウェイとデバイス間の通信料は掛かりません。LoRaWAN は安全な双方向通信と移動体及び分散型サービスなどIoTの重要な要件を満たすことを目標にしています。LoRaWAN規格は複雑なインストールを必要とせずにスマートデバイスを相互に運用することができてユーザー・開発者・ビジネスにIoTの製品投入及び水平展開を可能にします。


最小限の投資でかつてないリーチを実現するスター型ネットワーク

star


ルーターとデバイスの距離が10km(最大値)のWiFiをイメージしてください。たった一つのゲートウェイ(LoRaWANではゲートウェイとよびます)を導入するだけで半径10km内のデバイスがインターネットにつながります。LoRaWANネットワークアーキテクチャーは通常スター型のネットワークを更にスター型に配置します。スター・オブ・スター型トポロジーではゲートウェイはエンドデバイスとバックエンドの中央ネットワークサーバー間のメッセージを中継する透過的なブリッジです。エンドデバイスは1つまたは複数のゲートウェイへのシングルホップワイヤレス通信を使用しますが、ゲートウェイは標準的なIP接続を介してネットワークサーバーに接続されます。すべてのエンドポイント通信は一般に双方向ですが通信時間を短縮するためにマルチキャストを使用してソフトウェアをアップグレードするなどの操作やその他の大量配信メッセージもサポートしています。


規格内の送信電力20mWで長距離通信10kmを可能にするスペクトラム拡散技術

spectrum


エンドデバイスとゲートウェイ間の通信は異なる周波数チャネルで展開されます。スペクトラム分散の周波数チャネルを10倍に増やすと信号は1/10に減ります。つまり通信免許不要な特定小電力規格20mWの送信電力を実質10倍に増やすことができます。また受信時にスペクトラム分散された電波を合成すると雑音信号は逆に減少され受信感度が上がります。これらの効果が合わさることでLoRaWANでは20mWの規格電力で最大10kmの通信が可能になります。またスペクトラム拡散変調に位相偏移変調π/2シフトBPSKを加えることで最大100kmの通信を行う技術も開発されています。


通信干渉を無くして接続デバイス数を増やす仮想チャネル技術と電池寿命10年を実現するADR方式


エンドデバイスとゲートウェイ間の通信は異なる周波数チャネルとデータレートで展開されます。データレートの選択は通信範囲とメッセージ持続時間とのトレードオフで決まります。スペクトラム拡散技術のおかげで異なるデータレートの通信は相互に干渉せずゲートウェイの容量を増やす仮想チャネルのセットを作成します。LoRaWANデータレートの範囲は0.3kbps~50kbpsです。エンドデバイスのバッテリ寿命と全体的なネットワーク容量の両方を最大にするためLoRaWANネットワークサーバーは適応型データレート(ADR)方式を使用して各エンドデバイスのデータレートとRF出力を個別に管理しています。


暗号化レイヤーによるセキュリティ

keys


クリティカルな企業インフラ、機密情報、個人情報、クリティカルな社会機能などのIoTを対象とした全国規模のネットワークは安全な通信を特に必要としています。これはいくつかの暗号化レイヤーによって解決されています。

  • ユニークなネットワークキー(EUI64)によるネットワークレベルでのセキュリティを確保
  • ユニークなアプリケーションキー(EUI64)によるアプリケーションレベルのエンドツーエンドレベルでのセキュリティを確保
  • デバイス固有キー(EUI128)

TEL 03-6809-2987 当社営業時間:午前9時〜午後6時(土日祭日はお休み)

PAGETOP
Powered by WordPress & BizVektor Theme by Vektor,Inc. technology.