IoT向け無線通信規格
LoRaWAN™

低消費な長距離無線ネットワーク「LoRaWAN」を手軽に実現

LoRa / LoRaWAN（ロラワン）とは？

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。

システム	LoRa
推進団体	LoRa Alliance（米）
標準規格	LoRaWAN
使用周波数	920MHz帯（免許不要の周波数帯）
通信速度	上り／下り 250bps～50kbps程度
カバレッジ拡張	数km～十数km

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によるIoTネットワーク

IoT向けの無線通信として、WiFiやBluetoothがありますが、数キロにおよぶ広範囲ネットワークには適しません。また、4G / 5Gといったセルラー通信にした場合、消費電力や運用コストが導入の妨げとなっています。そこで低消費で広域通信が行える“Low Power, Wide Area（LPWA）””通信として、LoRa無線やその上に構築されたネットワークLoRaWANが注目されています。

LoRaWANで構築したネットワーク全体のイメージ

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。

LoRaWAN™の特長

LoRaWAN™には次のような特長があります。

消費電力量が少ない

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。

長距離通信ができる

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）

通信が安定している

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をサポートしている

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。

LPWAのオープンソース化
～ The Things Network ～

国内で紹介されているLoRaWAN™の多くは、「ノードロック」というタイプのものですが、欧州では「オープン」タイプが主流です。

NPOのボランティア団体である The Things Network（TTN：ザシングスネットワーク）は、オープンタイプのLoRaWANによるIoT通信インフラとして、LoRaWANネットワークの普及を目指し、LPWAのオープンソース化を勧めています。

推進団体	ザシングスネットワーク The Things Network
コンセプト	「ユーザによって所有・運営される分散型のオープンなクラウドベースのIoTデータネットワークを構築」
創業者	Wienke Giezeman（CEO） Johan Stokking （Tech Lead / CTO）
LPWA	LoRaWAN（オープンタイプ）
サービス	ソフトウェア開発・無償提供（ソースコード開示）通信料無課金センサノード・クラウドサービスの利用無制限など

LoRaWANネットワークの構築に必要なソフトウェアの開発・無償提供し、且つ、ソースコードもオープンに提供しています。

The Things NetworkのLoRaWANネットワークシステム構成

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。

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。