IoT時代の次世代無線通信規格LPWAの全貌 | 新社会システム総合研究所 公式ブログ

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No.R03S0233
『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~』
http://www.ssk21.co.jp/repo/re_R_R03S0233.html
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■概要■
 いよいよ日本でも、IoT時代に必須のLPWA(Low Power wide Area、
省電力型広域無線網)サービスがスタートします。
 第4次産業革命に向けて、エネルギー、ヘルスケア、製造業、小売業から
スマートシティに至るまで、M2M/IoTの取り組みが活発化しており、
2020年にはセンサーや通信モジュールをはじめとするIoTデバイスの
接続数は、250億~500億個にも達すると見られています。このような
背景もあり、産業界では、企業のミッションクリティカル(基幹業務)向け
IoTや、センサー/スマートメーター向けのマッシブ(大量)IoTで
利用するネットワークのニーズが急速に高まってきています。
 前者では、多少コストがかかっても、LTEなどを使用した高信頼性や
低遅延性、高可用性を重視したセルラーIoTシステムが
求められています。一方、後者では、低価格で低消費電力、
かつ長距離通信が可能な大量IoTシステム(LPWAシステム)が
求められています。世界的にはすでに多くの国々で、LoRaWANや
SIGFOXなどのLPWAが稼働し、また実証実験も行われています。
 日本では、京セラコミュニケーションシステムが2017年2月から
SIGFOX、ソフトバンクが3月からLoRaWANなど、
非セルラー系LPWAサービスの提供を開始する予定です。さらに、
NTTドコモ、KDDI、ソフトバンクなどのモバイル通信事業者では、
セルラー系LPWAの実証実験を展開しており、2017年度中には
セルラー系のLPWAサービス(NB-IoT、eMTC)も
提供される予定となっています。
 本書は、大量のIoTデバイスを接続する次世代無線通信規格
「LPWA」ネットワークの最新動向について、
その全体像をまとめた決定版です。

-CONTENTS-(A4判 180ページ)
http://www.ssk21.co.jp/repo/re_R_R03S0233.html
<1>台頭するIoT時代のLPWA:
      「低価格」「省電力」「長距離通信」の3つを同時に実現
1.LPWA:「低価格」「省電力」「長距離通信」を
                同時に実現するLPWA
 ・ITU-TにおけるIoTの定義
 ・LPWA登場の背景
2.世界のIoTデバイス数の推移とその予測
 ・『平成28(2016)年版情報通信白書』における分析
 ・GSMAにおける分野別LPWAの市場分析
 ・エリクソンによるLPWAの市場分析
3.代表的なLPWA:セルラー系LPWAと非セルラー系LPWA
 ・セルラー系LPWAの動向
 ・非セルラー系LPWAの動向
4.IoTが与える経済的効果の例:GE/IICの試算例
 ・1%の改善でも、ヘルスケア産業は
  630億ドル(約7兆円)の運用コストの削減
 ・第3の波(Industrial Internet):IICの設立
5.LPWA時代におけるIoTネットワーク・プロトコルの整理
6.3GPPにおけるLPWAを包含した5G(第5世代)のロードマップ
 ・5Gの標準化:フェーズ1とフェーズ2に分けて実現
 ・LPWAもとり込む5G(第5世代)のサービスと要求条件 など
7.WiMAX、XGPにおけるLPWAへの対応
 ・WiMAXフォーラム:
  R2.1AEv05/R2.2AEv03の策定
 ・XGPフォーラム:
  Advanced Technology(eMTC)の策定
8.IETFにLPWAN ワーキンググループ
            「lpwan WG」が設けられる
9.IoTに関するセキュリティと関連するセキュリティガイドライン
 ・通信機能をもつ「モノ」の増大とネットワーク化への基盤整備
 ・IoTセキュリティガイドライン ver1.0

<2>3GPPにおけるMTC、NB-IoT(セルラー系LPWA)の
    標準化と最新動向:
    IoTデバイスの接続/出荷数とLPWAの具体的事例
1.【その1】急成長するIoTデバイスの接続数と明確となってきた
       2つの市場セグメント
 ・LPWAがシェア伸ばし、LTEの接続数を超える
 ・セルラー系/非セルラー系IoTデバイスの出荷数予測 など
2.【その2】非セルラー系LPWA‘SIGFOX/LoRa/
       Ingenu/IEEE 802.11ah’の事例と
       セルラー系LPWA‘NB-IoT’の
       具体的なアプリケーション例
 ・各アライアンス等による非セルラー系LPWAの動向
3.【その3】セルラー系LPWA:3GPPにおける
       「Cat-M1(eMTC)とNB-IoT」標準規格と
       今後の展開
 ・3GPPにおけるセルラー系
   IoT(セルラー系LPWA)標準化の動向
 ・セルラー系LPWA「NB-IoT」の具体的なアプリケーションの
   イメージ:スマートシティで展開される
          大量IoTデバイスの接続例 など

<3>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
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
 ・世界各地のLPWAサービスの展開状況
 ・GSMAにおけるLTE-M(eMTC)と
  NB-IoTのタスクグループ など
2.NTTドコモのLPWA戦略
 ・LPWA対応IoTゲートウェイ機器の実証実験
 ・LPWAによる具体的なサービスのイメージ など
3.KDDIのLPWA戦略
 ・全方位的にLPWAを推進
 ・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) など
4.ソフトバンクのLPWA戦略
 ・2016年度中に「LoRaWAN」の提供を開始へ
 ・千葉県・幕張エリアで「NB-IoT」を実証実験 など

<4>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
1.日本では2020年に35億個のデバイスがIoT接続へ
2.LPWAサービスを提供するKCCSとSIGFOXのプロフィール
 ・KCCSのプロフィール
 ・SIGFOXのプロフィール
3.4つの壁を突き破るSIGFOX
 ・コスト(通信料金など)の課題
 ・消費電力(省電力化)の課題 など
4.KCCSのビジネスモデル
5.SIGFOXの実証試験:通信距離20km以上を確認
6.SIGFOXネットワークサービスとKCCSの提供範囲
 ・KCCS/SIGFOXチャネルパートナープログラム
 ・40社のパートナーが参加
7.SIGFOXネットワークの技術的な特徴
 ・LTEの10万分の1=100Hzで通信
 ・SIGFOXネットワークの特徴と工夫 など
8.SIGFOXネットワークの主な適合分野と今後の展開
9.KCCSがサービス提供を開始した「SIGFOX」の概要
 ・SIGFOXのエリアカバー計画
 ・SIGFOXサービスの料金体系の例(目安) など

<5>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
1.非セルラーLPWAにおけるLoRaWANの位置づけ
 ・LPWAネットワークの伝送速度と通信距離の関係
 ・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 など
2.国際的に普及しているLoRa/LoRaWAN 誕生の背景
 ・LoRaとLoRaWANの違い
 ・LoRaアライアンスのプロフィールと最新動向 など
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
 ・LoRaWANのプロトコル構成
 ・LoRaWANの物理層①:変調方式 など
4.LoRaWANのネットワーク構成と通信の仕組み
5.LoRaWANにおける暗号化とセキュリティ
 ・ネットワークセッションキー(NwkSKey)
 ・アプリケーションセッションキー(AppSKey)
6.LoRaWANの導入事例:
   街灯の遠隔管理システム「inteliLIGHT」
7.LoRaWANシステムを実現する各種機器と実証例
 ・LoRaWANに対応する半導体チップ/モジュール
 ・LoRaWANシステムを実現する各種の機器

<6>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
1.IEEE 802.11ah:ブランド名はWi-Fi HaLow
 ・日本では920MHz帯(サブギガ帯)を使用
 ・IEEE 802.11ahのユースケース(用途)
2.IEEE 802.11ah規格のプロフィール
 ・IEEE 802.11ah規格の主な仕様
 ・IEEE 802.11ahとWi-SUNの違いと共存 など
3.IEEE 802.11ah規格で使用される周波数帯
 ・802.11ahで使用する900MHz帯の状況
 ・802.11ahのチャネルバンド幅の構成 など
4.省電力化を重視したIEEE 802.11ah規格の特徴
5.IEEE 802.11ah準拠の半導体チップや評価ボードも登場
6.2017~2018年にIEEE 802.11ah準拠の製品

■発行年月■
2017年3月

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http://www.ssk21.co.jp/repo/re_R_R03S0233.html