IoT向け無線通信規格 LoRaWAN™

LoRaは、Long Rangeの略であり、米国半導体大手セムテックが開発し、“LoRa Alliance” （世界のIoT関連480社以上が加盟）で仕様化されました。Sigfoxと異なり、通信事業者に拠らず自身でネットワークを構築することも可能なオープンな通信規格であり、その名の通り、都市部で2km、見通しの良い場合は10km程度の1対1での通信を実現する無線技術です。

LoRaWAN™は、Long Range（LoRa）Wide Area Network（WAN）の略で、消費電力を抑えつつ、長距離での通信を可能にあする大規模ネットワーク構築を実現するプロトコルです。Wide Area Networkアプリケーションを ターゲットとし、IoTにおけるセキュアなローコストモバイル双方向通信、M2M、スマートシティ、産業アプリケーションなどをサポートするのに必要な機能を備えた低消費電力のWANを提供できるよう設計されています。低消費電力に最適化されており、0.3kbpsから50kbpsのデータレートで数百万ものデバイスとつながった大きなネットワークをサポートします。

LoRaWANは、センサネットワーク、セキュリティシステム、スマートホーム、スマートメータ、産業用制御、さらにはスマートシティといった用途に最適です。オランダのアムステルダムでは、クラウドファンディングを活用した10台のゲートウェイでLoRaWANによるIoTネットワークを都市として初めて構築。イギリスのカルダーデールでは、河川中に張り巡らせた水位センサとLoRaWANでIoT洪水対策システム：Flood Networkが立ち上げられました。

既存のセンサ端末に低電力・長距離ワイヤレス通信機能を追加。

LoRaWAN™には消費電力量が少ない特長があります。エンド端末のクラスにより消費電力量は変わりますが、送受信速度が早いことから、その他の通信規格に比べて少なめとなる傾向で、その分メンテナンス回数も抑えられます。消費電力量が少ないLoRaWAN™は、ランニングコストを抑えるために効果的です。

LoRaWAN™は長距離通信が可能であることも大きな特長です。サブギガHz帯域（Sub-GHz：1GHz以下一般的に920MHz帯）での適応スペクトラム拡散方式により、市街地でも2～5km、郊外なら最大15kmの通信距離を実現します。携帯電話のようにエリア設計される通信方式では伝送距離が1～1.5km程度であることからもおわかりいただけるように、LoRaWAN™は長距離通信が可能なネットワークです。 出典：総務省「ワイヤレスブロードバンドの最新事情」（PDF）

LoRaWAN™はノイズに強く、通信が安定しています。920MHz帯を使用しているため、他のネットワークが混在している場所でも電波の干渉が起きにくいためです。そのため、無線設備や2.4GHzの電波を放出する電子レンジなどの電気製品の近くでも使用でき、ゲートウェイを設置すれば室内でもノイズに悩まされることなく、安定した通信を得られます。

FUOTA（Firmware Update Over The Air）をサポートしていることもLoRaWAN™の特長と言えます。FUOTAはマルチキャストの遠隔ファームウェアアップデートを可能とし、耐用年数内においてリモートアップデートを保証する機能です。長期間に渡る使用を検討しているケースでは、LoRaWAN™においてFUOTAをサポートしていることは大きなメリットとなるでしょう。

LoRaWANの2つのアクティベーション方式とは？

TTNは、既に世界最大のIoT 向けLoRaWAN サービスを提供しています。

LoRaWAN支援プロジェクト The Things Network（TTN）の紹介

オランダのアムステルダム市では、市民の協力で、十数万円するLoRaWANのゲートウェイを市民自身が購入し、設置・運用することによって、街全域を覆うLoRaWANネットワークの構築を完了しています（2015年6月）。オランダは今後、このネットワークをどのように活用していくか、また、欧州全土をカバーするLoRaWANネットワークをどのように構築していくかという議論が始まっています。

広域低消費ネットワークの構築を目的とする「TTN Reading」が IoTシステム構築に選んだのがLoRaWANです。

TTNを活用することで、通信費負担なく複数のノードを繋いだIoTネットワークを構築でき、Microsoft Azure™や AWS（Amazon Web Service）™ などのクラウド環境でのビッグデータ処理を実現します。

LoRaWANグローバル会議「The Things Conference 2019」が 2019年1月31日から2日間、オランダ アムステルダムで開催されました。