IoTは世界中で急速に発展しており、バッテリー駆動のデバイスに長期にわたる安定した接続をどのように提供するかが課題となっています。長距離・低電力接続向けに開発されたLoRaWANは、IoTの重要な技術となっています。本稿では、LoRaWANの技術開発とMurata LoRaWANの機能特性について紹介します。
バッテリー駆動のIoTに低消費電力特性を提供 デバイス
IoTアプリケーションが普及し、さまざまな接続技術が次々と登場しています。バッテリー駆動の低電力要件を満たすために デバイスSigfox、LoRa、NB-IoT、Wi-SUN、DASH7、ZigBee、Z-Waveなど、さまざまなLPWAN（低電力広域ネットワーク）テクノロジーが市場に登場しています。Sigfox、LoRa、NB-IoTは テクノロジー フィールドを支配する。らSigfoxおよびLoRaの使用にはライセンス バンド (ISMバンド) は必要ありませんが、NB-IoTにはライセンス セルラー ネットワーク バンドが必要です。
SigfoxとLoRaはライセンス帯域を必要としないため、競合関係としても補完関係としても扱うことができます。Sigfoxのポリシーでは、各国/地域ごとに1つの会社のみが運営できます。したがって、カバーエリアは特定の企業の努力に依存します。一方、長距離トラックなどの広範囲移動体への接続も容易に実現できます。
LoRa（Long Range）は、各社がカバーエリアを構築できるものの、国・地域全体での展開は非常に困難です。全国規模で事業を展開する流通企業であればSigfoxが選ばれるが、特定の拠点に集中して事業を展開する企業であればLoRaが選ばれるだろう。
LoRaは物理層 (PHY) に属し、超長距離通信を実現し、最適化されたエネルギー効率と信頼性の高い信号を備えています。LoRaWANはIoTの世界的なデファクトスタンダードであり、LoRaアライアンスの基盤でもあります。™。LoRa PHYおよびLoRaWANプロトコルは、資産追跡、サプライ チェーン、農業、 スマート シティ、インテリジェント ビルディング、スマート ホーム、スマート メータリングなどのアプリケーションでの大量展開を実現するために、バッテリー寿命とエンド デバイスの低コスト化に向けて最適化されています。現在、LoRaとLoRaWANは複数のヨーロッパ諸国で人気が高まっています。その中でも、LoRaの人気は世界の他の地域（アメリカやアジア太平洋地域など）でも増加傾向にあります。
LoRaテクノロジーとLoRaWANプロトコルの主な特徴は長距離伝送であり、農村部や都市部、または屋内環境から30マイル離れた機器を接続できます。LoRaは、低消費電力、必要エネルギーが最小限、バッテリー寿命が最長10年、バッテリー交換コストが最大限に削減されるという特徴があります。 安全性の面では、完全性保護と機密性を備えた相互認証を実行できるエンドツーエンドのAES128暗号化を備えています。
さらに、LoRaは、あらゆる場所にIoTアプリケーションを迅速に展開できるように、LoRaWANネットワークの デバイスの相互運用性とグローバルな可用性を提供できる標準化された仕様を備えており、地理位置情報とGPS フリー追跡アプリケーションの開始をサポートします。 他の技術では実現できない独自の低消費電力の利点を備え、消費電力を削減することなくモバイル デバイス とのモビリティと通信の特性を備えています。各基地局は数百万の メッセージをサポートでき、その大容量により、大衆市場にサービスを提供する公衆ネットワーク事業者の要件を満たすことができます。低コストの利点により、インフラ投資、バッテリー交換コスト、そして最終的には運用コストを削減できます。
電子部品メーカーの村田製作所といえば、積層セラミックコンデンサー、表面弾性波フィルタ、セラミック共振器などセラミック材料を使った部品を思い浮かべます。しかし、同社はBluetoothやWi-Fiを使った無線通信機器や、世界で大きなシェアを占めるスマートフォンモジュール市場も手掛けており、近距離無線通信機器のエキスパートともいえる存在です。
現在、村田製作所は世界中でLoRaWANに参画しており、LoRa Alliance™に加盟しています。また、STMicroelectronics社やSemtech社と協力し、さまざまな種類のセンサーや長距離無線プロトコルをサポートできる、経済的で効率的な小型LoRaWANモジュールを設計しました。™ Murata CMWX1ZZABZモジュールは、無線規制承認による事前認証を受けており、世界のほとんどの地域で860 MHz ～ 930 MHzの産業、科学、医療 (ISM) 周波数スペクトルで動作し、LoRaプラットフォームの開発者によって検証されたハードウェアとソフトウェアを提供します。
Murata CMWX1ZZABZモジュールのサイズは12.5 x 11.6 x 1.76mmで、これは市場にある同様の製品の中で最小のサイズです。チップセットは、Semtech SX1276超長距離スペクトラム拡散無線トランシーバー、192Kバイトのフラッシュメモリと外部アンテナ構成を内蔵したARM Cortex M0+ 32ビットマイクロコントローラのSTMicro STM32L0シリーズを採用し、UART/SPI/I2CホストインターフェースとGPIO/ADCインターフェースをサポートし、動作温度範囲は-40℃～+85℃で、FCC/IC 認証、CE 認証準拠、LoRa Alliance 認証を取得しています。
村田製作所は、LoRaのビジネスパートナーであるSTMicroelectronics社とも協力し、ST-LINK/V2-1組み込みデバッグツールインターフェース、LED、プッシュボタン、アンテナ、Arduino™ Uno V3コネクタ、Micro-BタイプUSB OTGコネクタを備えた村田製作所LoRa CMWX1ZZABZ-091モジュールを含む「評価キット」STMicro B-L072Z-LRWAN1も提供しています。
LoRaおよびLoRaWANプロトコルはIoT通信用に特別に設計されており、長距離ポイントで使用されるデバイスとLPWAN間の接続を実現します。 現在、LoRaテクノロジーにより、100を超える国/地域の1億500万台の デバイス がネットワークに接続できるようになりました。LoRaはIoTのDNAであり、よりスマートな惑星を創造しているため、その数は今も徐々に増加しています。 この広大な市場に投資するのに最適な時期は今です。
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