モノのインターネット、つまりIoTの基本的な概念は、「モノX」がそのパフォーマンスや周囲の状況を測定し、そのデータをインターネット ゲートウェイYに送信するというものです。この概念は、状態ベースの監視、 予測メンテナンス テクノロジー、および 環境監視 に適しています。しかし、このデータはどのようにしてポイントXからポイントYに移動するのでしょうか?
WiFiは限られた伝送範囲に適していますが、より長い距離の場合は、 5Gセルラー接続 または LoRaテクノロジー と LoRaWAN （長距離広域ネットワーク）プロトコルのいずれかの使用を検討する必要があります。
どちらにも長所と短所があり、どちらを使用するかはさまざまな要因によって異なります。この記事では、LoRaと5Gセルラー接続のどちらを選択するかを決める際に考慮すべきいくつかの側面について説明します。
データレート（5Gの圧倒的な優位性）
IoT「モノ」から高いデータレートが必要な場合、競合相手は存在しません。5Gが圧勝です。伝送速度は通常、1秒あたり数十メガビットですが、適切な条件下ではギガビットの範囲に達することもあります。LoRaの伝送速度は理論上は最大20キロビット/秒の範囲ですが、通常はそれよりはるかに遅く、データは短いバーストで送信されます。LoRaWanは一度に一方向に送信し、エンドポイントからIoTゲートウェイへのアップリンク送信を優先します。したがって、音声やビデオの通信、あるいは継続的なデータ ストリームが必要な場合、通常は5Gの方がLoRaよりもはるかに優れた選択肢となります。
遅延（5Gの利点）
データレートと同様に、5Gは通常、応答性においても優位性があります。キャリアと状況に応じて、5Gの遅延は数十ミリ秒の範囲になる場合があります。有線イーサネット接続やWiFiよりも高いとはいえ、それでもかなり良い値であり、この遅延はほとんどのアプリケーションではほとんど気付かれないはずです。
ただし、LoRaWANは通常、エンド デバイスが大部分の時間スリープ状態になり、メッセージの送受信のために断続的に起動するように実装されます。つまり、LoRaWANノードから更新を取得したり、LoRaWANノードにメッセージを送信したりできるのは、数分に1回、あるいはそれよりも短い間隔になる可能性があるということです。LoRaWANは、エンドノードが継続的にメッセージをリッスンするクラスCとして実装できます。ただし、これはバッテリー寿命に悪影響を与えるため、通常は一時的に使用されます。
したがって、即時のデータ転送が必要な場合、LoRaWANは最適な選択肢ではありません。温度や水位などのゆっくりと変化する統計情報、あるいはデバイスが「ハートビート」信号でチェックインしたかどうか、あるいは時間に敏感でない状態ベースの監視統計情報を知る必要がある場合には、非常にうまく機能します。
資本支出と継続コスト（LoRaWANの利点）
LoRaはライセンスフリーの波長 (米国では902 ～ 928 MHz) で動作するため、継続的な料金なしで誰でも使用できます。セルラーモデムは、その性質上、通信事業者のインフラストラクチャを必要とし、したがってサブスクリプション料金もかかります。Hologramや Adafruit などの企業は、プロジェクトを携帯電話ネットワークに導入するための手頃な価格のオプションを提供していますが、結局のところ、サービスは継続的な費用です。
セルラー接続が勝る可能性があるのは、実装の容易さです。The Things Networkなどの組織を通じてLoRaWANネットワークの設定に関する支援を受けられる可能性もありますが、結局のところ、LoRaWANネットワークを立ち上げるには、理解して実装する必要がある概念がいくつかあります。携帯電話プロバイダーは、有料で利用できる既存のインフラストラクチャを提供しています。サービス料金の面では名目上は高額ですが、携帯電話プロバイダーを使用することで初期設定や継続的なメンテナンスの手間が省ける場合は、これらの費用を考慮する必要があります。
バッテリー寿命と電力使用量（LoRaWANの利点）
5Gセル デバイスとLoRaWANトランスミッターはどちらも必要に応じてスリープ状態にすることができ、データを送信するときのみ起動します。しかし、LoRaWANは、実際の電力出力に関して送信範囲を最大化するために非常に効率的に信号を送信することができます。LoRaWAN信号は短くなるように設計されており、ゲートウェイからの確認信号も使用しない可能性があるため、RFスペースとバッテリ寿命が節約されます。ここでの欠点は、重要な信号が失われ、繰り返されない可能性があることです。これは、5GまたはLoRaWANインフラストラクチャを選択するときに考慮すべきトレードオフです。
範囲（5Gの利点 – 通常）
携帯電話技術が広く導入されていることを考えると、多くの状況において5G機器の範囲は事実上無制限です。ただし、LoRaWANは理論上、自由空間で850 kmのデータ送信が可能であり、理想的な条件下では地上で200 km以上までテストされています。LoRaWANの範囲は、特に屋内でははるかに短くなります。
一方、LoRaWANカバレッジを最適化するために、ゲートウェイ（それ自体が5Gテクノロジーを使用する場合もあります）を戦略的に配置することもできます。また、LoRaWANではメッシュ ネットワーク (ノードからノードへ信号を反射する) を使用して信号の範囲を拡張することもできますが、セル カバレッジが不安定またはまったく存在しないエリアが確かに存在します。5Gは名目上はここで勝者となるが、例外もあるだろう。
5GとLoRaの使い分け
まとめると、大量のデータ スループットが必要で、バッテリー寿命が問題にならない場合、5Gがアプリケーションにとって最適な選択肢である可能性が最も高くなります。数ビットの情報を確認するために、一度に何日も、何ヶ月も、あるいは何年も現場に留まる必要があるデバイスの場合、LoRaWANがより適切なソリューションとなる可能性があります。
