LPWAネットワークの最新動向をまとめた決定版！<br />『IoT時代の次世代無線通信規格LPWAの全貌』を3月15日（水）に発売

2017年3月23日

LPWAネットワークの最新動向をまとめた決定版！
『IoT時代の次世代無線通信規格LPWAの全貌』を3月15日（水）に発売

インプレスグループでIT関連メディア事業を展開する株式会社インプレス（本社：東京都千代田区、代表取締役社長：小川亨）は、最新のLPWA（省電力型広域無線通信網）についての全体像をまとめた『IoT時代の次世代無線通信規格LPWAの全貌』を、3月15日（水）に発売しました。

LPWA（Low Power Wide Area）とは、2020年頃には250～500億個も登場するIoTデバイスの接続を、低価格で低消費電力、かつ長距離に通信できるようにするIoT 向けの次世代無線通信網のことです。

このLPWAは、大きく分けると、身近なスマートフォンなどで利用しているLTEをベースにしたeMTC/NB-IoT（3GPP標準）などの「セルラー系LPWA」と、920MHz 帯を使用するSIGFOX /LoRaWAN /IEEE 802.11ah（HaLow）などの非セルラー系LPWAの2つの流れがあります。この2つのLPWAの波は、世界的に注目されており、すでにSIGFOXやLoRaWANなどのLPWAサービスは広く普及し、利用されています。

日本でも、すでに2月27日からSIGFOXサービスを提供している京セラコミュニケーションシステム（KCCS）をはじめ、LoRaWANサービスについてはソラコム（SORACOM）や関西電力、NTT西日本、さらにNTTドコモ、KDDI、ソフトバンクなども、LPWA市場に参入あるいは参入の意向を表明しています。

このようなダイナミックなLPWAの動きをとらえ、本書では、LPWAの市場動向と標準化動向を中心に解説しています。本書は全6章で構成され、それぞれの内容は以下の通りです。

第1章は、台頭するIoT時代の「LPWA」の全体像をとらえる視点からまとめられています。各種のLPWAの特徴を比較しながら、IoTネットワークプロトコルの整理、LPWAと5G（第5世代）との関係、IETF（インターネット技術標準化委員会）におけるLPWA向け新プロトコルの標準化動向やIoTに関するセキュリティなどについて解説しています。

第2章では、セルラー系LPWA「eMTC」「NB-IoT」の標準化とその最新動向を中心に解説しています。セルラー系LPWAと非セルラー系LPWAは、相補関係と競合関係の両面をもちながら普及していくと見られています。ここでは大きく、「明確となってきた2つの市場セグメント」「非セルラー系LPWAの事例とセルラー系LPWAの具体的なアプリケーションの例」「セルラー系LPWAの標準規格と今後の展開」の3部に分けて解説しています。

第3章では、LPWAサービスの世界市場の動向調査結果を見ながら、セルラー系LPWAではNB-IoTがトップを走り、非セルラー系IoTではSIGFOXとLoRaWANが競り合っていることなどを見ていきます。また、世界の通信事業者の取り組みとともに、NTTドコモ、KDDI、ソフトバンクのそれぞれのLPWA戦略について解説しています。

第4章では、KCCSが日本で初めて開始したLPWAサービス「SIGFOX」の内容を紹介します。SIGFOXは、IoTデバイスを1年間で数百円という超低価格の通信料金で利用できますが、ここでは、KCCSのビジネスモデルやSIGFOXネットワークの技術的な特徴、その適合分野のほか、同社が提供を開始したばかりの「SIGFOX」サービスの内容について解説しています。

第5章では、間もなく日本でも本格的にサービスが開始される、オープンな非セルラー系LPWA「LoRaWAN」ネットワークの構成と導入事例を解説します。ここでは、LoRaアライアンスが公開した最新仕様の「LoRaWAN仕様バージョン1.0.2」と「LoRaWANリージョナルパラメータバージョン1.0」について解説し、さらにLoRaWANのネットワーク構成と通信の仕組みやセキュリティについても解説しています。

第6章では、非セルラー系LPWAであるIEEE 802.11ahについて解説しています。920MHz帯を使用するWi-Fiファミリーの非セルラー系LPWA規格である、「IEEE 802.11ah」（Wi-Fi HaLow）の標準規格と最新動向について解説します。IEEE 802.11ahは、2016年12月に標準化が完了したばかりの最新標準規格であり、国際的にも広く普及しているWi-Fiファミリー（従来規格は100m程度）の新規格です。従来のWi-Fiに比べて低速ながら、通信範囲を拡大（1km）し、屋内でも屋外でも使用できるLPWAネットワークとなっています。

LPWAによって、IoT時代にどのような新しいビジネスを創出できるのか、またはどのようなビジネスモデルを展開できるのか、そのヒントを得るための一冊として、本書をぜひご一読ください。

調査報告書の製品形態、および販売に関するご案内

IoT時代の次世代無線通信規格LPWAの全貌
［NB-IoT/Cat-M1からLoRaWAN /SIGFOX /IEEE 802.11ahまで］
インプレスSmartGridニューズレター編集部［編著］

製品形態・販売価格一覧

発売日：2017年3月15日（水）
価格：CD（PDF）版　85,000円＋税
CD（PDF）+冊子版　95,000円＋税
判型：A4判
ページ数：178ページ
詳細、ご注文は右よりご覧ください。　→　https://r.impressrd.jp/iil/lpwa2017

〔1〕スマートシティに設置される大量IoTデバイスの例
〔2〕大量IoTサービスに対応する単一NB-IoTキャリアの例
〔3〕1つのNB-IoTキャリアで大量IoTデバイスに対応可能
〔4〕セルラー系LPWA：Cat-M1とNB-IoTのまとめ
〔5〕LTEベースのLPWAモジュールのコスト

2.3.3 セルラー系LPWAにおける4つ要求条件とその実現技術

〔1〕低コスト化のための要件
〔2〕低消費電力化

2.3.4 NB-IoTを運用する場合の3 つのシナリオ

〔1〕GSMの跡地を利用する形態
〔2〕LTE帯域内で供用する形態
〔3〕LTEのガードバンドを利用する形態

2.3.5 セルラー系IoTの事例と国際的な動向

〔1〕「NB-IoT」に準拠した世界初のデモ
〔2〕セルラー系IoTに関する世界動向（GSA、2016年6月）
〔3〕IoT市場の動向レポート：セルラー系LPWAか非セルラー系LPWAか

2.3.6 3GPPにおけるセルラー系IoT仕様の今後の拡張

2.3.7 誰がLPWAビジネスを制するのか

第3章世界のLPWAサービスの市場動向とNTTドコモ・KDDI・ソフトバンクのLPWA戦略

3.1 世界のLPWAサービスの市場動向：セルラー系LPWAのNB-IoTがトップ、非セルラー系IoTのSIGFOXとLoRaが競り合い

3.1.1 世界各地のLPWAサービスの展開状況
3.1.2 GSMAにおけるLTE-M（eMTC）とNB-IoTのタスクグループ
3.1.3 MWC 2017で世界の通信事業者がCat-M1の展開に合意

3.2 NTTドコモのLPWA戦略

3.2.1 LPWA対応IoTゲートウェイ機器の実証実験
3.2.2 LPWAによる具体的なサービスのイメージ
3.2.3 NTTドコモの実証実験の構成

〔1〕自営網側
〔2〕重要な「IoTゲートウェイ」（相互接続装置）の役割
〔3〕4つの低カテゴリーLTE通信の実証実験の内容
〔4〕IoTクラウドにはToami（トアミ）を使用

3.2.4 2017年春からLoRaを、夏以降からセルラー系LPWAサービスを開始

3.3 KDDIのLPWA戦略

3.3.1 全方位的にLPWAを推進
3.3.2 KDDIが提供するクラウドやプラットフォーム（回線サービス）

〔1〕KDDI IoTクラウド Creator
〔2〕KDDI IoTコネクト Air（プラットフォーム）
〔3〕LoRa PoCキットの提供

3.3.3 実証事例①：LPWAによる「浸水監視サービス」の実証実験
3.3.4 実証事例②：「LoRaWAN」を活用した除雪車の位置情報管理による実証実験

〔1〕除雪車の利用効率と除雪効果の向上を目指す
〔2〕実証実験の概要
〔3〕主な検証内容

3.4 ソフトバンクのLPWA戦略

3.4.1 2016年度中に「LoRaWAN」の提供を開始へ

〔1〕LPWAネットワークを活用したサービス
〔2〕国際的なエコシステムの構築

3.4.2 千葉県・幕張エリアで「NB-IoT」を実証実験
3.4.3 静岡県・藤枝市とソフトバンクがLPWAネットワークを活用したエコシステム型IoTプラットフォームを構築

〔1〕実証実験の内容
〔2〕実証実験の目的
〔3〕システム構築／ビジネスモデルの検証
〔4〕エコシステム型IoTプラットフォームの概要

第4章日本初の「SIGFOX」によるLPWAサービスがスタート！：KCCSがIoTに特化し年間数百円からの通信料金で実現へ

4.1 日本では2020年に35億個のデバイスがIoT接続へ
4.2 LPWAサービスを提供するKCCSとSIGFOXのプロフィール

4.2.1 KCCSのプロフィール
4.2.2 SIGFOXのプロフィール

4.3 4つの壁を突き破るSIGFOX

4.3.1 コスト（通信料金など）の課題
4.3.2消費電力（省電力化）の課題
4.3.3 導入時の課題
4.3.4 グローバル展開の課題

4.4 KCCSのビジネスモデル
4.5 SIGFOXの実証試験：通信距離20km以上を確認
4.6 SIGFOXネットワークサービスとKCCSの提供範囲

4.6.1 KCCS/SIGFOXチャネルパートナープログラム
4.6.2 40社のパートナーが参加

4.7 SIGFOXネットワークの技術的な特徴

4.7.1 LTEの10万分の1＝100Hzで通信
4.7.2 SIGFOXネットワークの特徴と工夫

〔1〕複数回フレーム伝送／周波数ダイバーシチ
〔2〕スペースダイバーシチ
〔3〕狭帯域信号特性

4.7.3 SIGFOXネットワークにおける上り／下りの通信特性

〔1〕上り（デバイス⇒基地局）の通信
〔2〕下り（基地局⇒デバイス）の通信

4.8 SIGFOXネットワークの主な適合分野と今後の展開
4.9 KCCSがサービス提供を開始した「SIGFOX」の概要

4.9.1 SIGFOXのエリアカバー計画
4.9.2 SIGFOXサービスの料金体系の例（目安）
4.9.3 SIGFOXの導入事例
4.9.4 検討が進められているSIGFOXの活用例

第5章日本でもサービスが開始されるLoRaWANネットワークの構成と導入事例：公開された2つの仕様「最新バージョン1.0.2」なども解説

5.1 非セルラーLPWAにおけるLoRaWANの位置づけ

5.1.1 LPWAネットワークの伝送速度と通信距離の関係
5.1.2 通信料金とサービス品質からみた「セルラーM2M」「NB-IoT」「LoRaWAN」の比較
5.1.3 LPWAにおけるLoRaLANの位置づけ

5.2 国際的に普及しているLoRa/LoRaWAN 誕生の背景

5.2.1 LoRaとLoRaWANの違い

〔1〕LoRaは「変調方式」のこと
〔2〕LoRaWANは「通信システム規格」のこと

5.2.2 LoRaアライアンスのプロフィールと最新動向
5.2.3 M2BがLoRaWANの日本規格作成へ

5.3 LoRaWAN（通信システム規格）仕様の最新バージョンとその特徴

5.3.1 LoRaWANのプロトコル構成
5.3.2 LoRaWANの物理層①：変調方式
5.3.3 LoRaWANの物理層②：伝送速度

〔1〕欧州（863～870MHz帯）や中国（779～787MHz）の場合
〔2〕米国（902～928MHz）の場合
〔3〕日本などを含むアジア-パシフィック（923MHzISMバンド）の場合

5.3.4 LoRaWANのMAC層におけるプロトコル構成：LoRa MAC

〔1〕3つのMAC層プロトコルの役割
〔2〕クラスA（必須）の送受信のメカニズム

5.4 LoRaWANのネットワーク構成と通信の仕組み
5.5 LoRaWANにおける暗号化とセキュリティ

5.5.1 ネットワークセッションキー（NwkSKey）
5.5.2 アプリケーションセッションキー（AppSKey）

5.6 LoRaWANの導入事例：街灯の遠隔管理システム「inteliLIGHT」
5.7 LoRaWANシステムを実現する各種機器と実証例

5.7.1 LoRaWANに対応する半導体チップ／モジュール
5.7.2 LoRaWANシステムを実現する各種の機器

第6章920MHz帯を使用するWi-FiファミリーのLPWA規格：「IEEE 802.11ah」（Wi-Fi HaLow）標準と最新動向

6.1 IEEE 802.11ah：ブランド名はWi-Fi HaLow

6.1.1 日本では920MHz帯（サブギガ帯）を使用
6.1.2 IEEE 802.11ahのユースケース（用途）

6.2 IEEE 802.11ah規格のプロフィール

6.2.1 IEEE 802.11ah規格の主な仕様
6.2.2 IEEE 802.11ahとWi-SUNの違いと共存
6.2.3 IEEE 802.11acの信号生成回路を有効活用

6.3 IEEE 802.11ah規格で使用される周波数帯

6.3.1 802.11ahで使用する900MHz帯の状況
6.3.2 802.11ahのチャネルバンド幅の構成

〔1〕プライマリーチャネル
〔2〕セカンダリーチャネル

6.3.3 米国は最大16MHz幅、日本は最大1MHz幅のみ

〔1〕IEEE 802.11ahのMCS（変調・符号化方式）と伝送速度
〔2〕タイプ1チャネルとタイプ2チャネル

6.3.4 IEEE 802.11ahの伝送速度の例

6.4 省電力化を重視したIEEE 802.11ah規格の特徴

〔1〕互換性の必要がないこと
〔2〕NDP Ackの追加
〔3〕S1Gビーコンの追加
〔4〕TWT機能の追加
〔5〕新プロトコルバージョン
〔6〕リレー（中継）機能

6.5 IEEE 802.11ah準拠の半導体チップや評価ボードも登場

〔1〕Newracom：IEEE 802.11ah準拠のトランシーバ等
〔2〕IMEC：IEEE 802.11ah評価ボード等

6.6 2017～2018年にIEEE 802.11ah準拠の製品

索引

以上

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株式会社インプレスホールディングス（本社：東京都千代田区、代表取締役：唐島夏生、証券コード：東証1部9479）を持株会社とするメディアグループ。「IT」「音楽」「デザイン」「山岳・自然」「モバイルサービス」を主要テーマに専門性の高いコンテンツ＋サービスを提供するメディア事業を展開しています。

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