知ってトクする！無線LANのコト(1) IoTを実現する通信手段　LPWA【前編】

あらゆるモノがネットワークにつながる「IoT（モノのインターネット）」の時代が到来しつつあります。2017年頃からIoTビジネスに本格的に取り組む企業が徐々に増えてきているようですが、このIoTを実現するための通信手段として注目されているのが「LPWA」と呼ばれる通信手段です。

世の中にあふれるたくさんのモノをネットワークで接続するためにはIoTに適した無線通信方式が必要となりますが、その接続方法がLPWAということになります。LPWAとはいったいどういうものなのか、その特徴や可能性、そして一般利用が間近となったLPWAの新たな規格「IEEE802.11ah／別名 Wi-Fi HaLow(ワイファイヘイロー)」など、LPWAにまつわるトピックについて、上下2本立てでご紹介いたします。

あらゆるモノをつなぐIoT（モノのインターネット）のイメージ

LPWAってそもそも何？

LPWAとは『Low Power Wide Area』の頭文字をとった言葉です。LPWANと略されることもあります。その名が示す通り、ローパワー（省電力）かつワイドエリア（長距離・広範囲）の無線通信が可能な通信方式の総称がLPWAになります。

LPWAにはいくつか種類があるらしく、種類ごとにそれぞれ特徴は異なりますが、半径1キロメートル～数十キロメートルでの長距離データ通信を実現できるということがLPWAの最大の特徴だといわれています。また、私たちがスマートフォンを使用するときに接続しているLTEやWi-Fiなどの通信方式に比べ、電力消費が低く抑えられることも特徴のひとつといえるでしょう。通信頻度などの条件にもよりますが、電池1本で数年間の稼働が可能なほど、電力消費を抑えた使い方もできるそうです。

LPWAは、接続した機器のモニタリング（監視）やトラッキング（追跡）、メータリング（検針）などを可能にする手段として主に用いられているそうです。ただ、長距離通信と低電力消費を得意とする反面、伝送できるデータ容量が少ないという側面があり、動画などの大容量のデータ通信を必要とする場面においては、LPWAは適してないともいわれています。

LPWAはどんな通信に適したもの？

スマートフォンやパソコンの通信では、LTEや５G、Wi-Fiといった高速大容量通信に強みを持つ通信方式が用いられています。最近、DXという言葉を耳にする機会があると思います。DXは『デジタルトランスフォーメーション』といって、社会のあらゆる分野でデジタル化を進めていこうという取り組みです。あらゆるモノがネットワークでつながるIoTが、DX推進の手段として、今後より一層普及していくと考えられています。そんなあらゆるモノをつないでネットワークを構築するための通信手段として最適なのが、LPWAだといわれています。

たとえば、温度を測るセンサーの情報をネットワークで収集できるようにする仕組みがあるとします。センサーで得られる温度の情報を伝送する上で、大容量のデータ通信をする必要はありませんよね。1時間に一度、定期的に温度情報をセンターと送受信するといったケースでは、LPWAの通信が適しているのです。つまり、IoTには大きなデータをやり取りする必要がない代わりに、広範囲をカバーでき、かつ消費電力が少ないという特徴があるLPWAが適しているというわけです。

たくさんの種類があるLPWA、それぞれ何が違うの？

広範囲での無線通信を実現し、かつ少ない消費電力が強みとなるLPWA。ですが、LPWAはあくまでそのような特徴を持った通信方式の総称です。一口にLPWAといってもさまざまな通信規格があって、通信の速度や距離などに差があります。「LoRaWAN」や「SigFox」、「Wi-Sun」、「ELTRES」、「ZETTA」など、IoTの市場拡大を見込んでか、通信規格がたくさんあるといった、まさに群雄割拠状態です。それぞれの詳細や違いについてはひとつひとつ言及していくと長くなってしまうため、下記の表を参照いただければと思います。

LPWAの種類は、利用する無線周波数により、大きく分けると"ライセンス型"と"アンライセンス型"の２つの帯域に分別されると言えるでしょう。ライセンス型がLTEの周波数帯を使用しているのに対し、アンライセンス型は920MHz帯を使用する規格となっているそうです。

ライセンス、アンライセンスって、免許が必要かどうかってこと？免許が必要ってつまりどういうこと？と疑問を持たれた方もいらっしゃると思います。アンライセンス型はその名が示す通り、無線ネットワークを構築・運営する際のライセンス（無線局免許）が必要ない規格です。ご家庭で設置しているWi-Fiと同じように自由に設置して使用することができる、といえばイメージしていただけるのではないでしょうか。一方のライセンス型は、無線局免許が必要となる規格です。ライセンス型の LPWA は携帯電話キャリアのように総務省から免許を取得して事業を運用する必要があるのに対し、無線局免許が不要なアンライセンス型の LPWA は個人や企業レベルで個別のネットワークを設置運用することが可能となる、という違いがあります。

ライセンス型は、一般的に大手通信業者であるキャリアが設置する基地局からの電波を用いるため、アクセスポイントを用意する必要がありません。高品質なサービスや広範囲をカバーできるメリットがありますが、一方でキャリアと契約するため月々の通信費がかさんでしまうこともあります。対するアンライセンス型は、ネットワークを構築・運営する人自身が電波を発するアクセスポイントを準備する必要があり、その電波が届く範囲内での通信に限られます。ネットワークの構築に手間がかかる反面、Wi-Fiのように通信費がかからないというメリットがあります。

なお、アンライセンス型であっても事業者が運営している通信規格もあり、基地局の設置に制限があるものや通信利用料がかかるものもあります。

さて、ここまでLPWAをテーマにお話しさせていただきました。次回も引き続きLPWAに関する説明と、LPWA以外の無線LAN規格の役割の棲み分けや、私たちの生活に与える影響についてお話ししていきたいと思います。そして、LPWAの仲間に新たに加わる「Wi-Fi HaLow（IEEE802.11ah）」について、どんな可能性と特長を持った通信規格であるのかをご紹介します。