LPWAとは
少量のデータを、省電力で広いエリアへ送る通信

LPWAとは

LPWAは、Low Power（低電力）とWide Area（広域）の頭文字をとった名前で、IoTのために作られた規格のうち、省電力で広い範囲をカバーできるものの総称です。

インフラの監視のように、広い場所に置いた多数のセンサから、少量のデータを集めたい場面があります。スマートフォンなどが使うセルラー網は広域で通信できますが、毎月の通信料金がかかり、消費する電力も大きくなります。無線LANは高速ですが、届くのは100m程度までです。そこで、速度は低くてよいかわりに、安く・省電力で・遠くまで届く方式として作られたのがLPWAです。

LPWAのしくみと種類

LPWAの方式は、まず免許が要るか、要らないかで分けます。

免許不要の方式

• Sigfox: フランスの企業がグローバルに展開しているサービスです。1回に送れるのは12バイト、速度は100bpsと、極めて低速です。そのかわり低コストで、数年間の電池駆動ができます。1日に送れる回数にも上限があります。
• LoRaWAN: LoRa Allianceが策定したオープンな規格で、利用者が自分で網を作ることもできます。ゲートウェイが多数の端末のデータをまとめて受け、ネットワークサーバへ送るので、端末1台あたりの通信費用を安くできます。
• ELTRES: ソニーが発表した、国内発の独自規格です。高速で動く物にも対応し、GNSS（衛星測位）を標準で備えているのが特徴です。
• ZETA: 英国の企業が開発した規格です。端末とゲートウェイを1対1で結ぶ形（スター型）のほか、最大4ホップまで中継するメッシュ構成にも対応します。

免許が必要な方式

携帯電話事業者が、LTEの網を使って提供する方式です。LTE Cat.1、LTE Cat.M1（3GPPが規定）、NB-IoTがあります。NB-IoTは、通信できる範囲（カバレッジ）が従来のLTEより20dB高いとされています。

LPWAの注意点

LPWAは、広い地域に通信の場を用意するためのものです。1台の基地局（ゲートウェイ）が遠くの端末まで受け持てれば、設置する基地局は少なくて済みます。ただし、1つの基地局が受け持つ面積が広すぎると、端末が増えたときにアクセスが集中して、通信できなくなるおそれがあります。また、方式ごとに、一度に送れるデータ量や、1日に送れる回数などの制限があるため、用途に合わせて選びます。

試験での問われ方

IoTシステム技術検定 基礎では、第5章「IoTにおける通信方式を知る」で出ます。もちこ道場の第5章の問題では、LPWAを含む問題が10問あります（第2章にも5問）。

• 穴埋め（4問）: 「インフラ監視などで、通信料金が安く省電力な広域通信方式への要求に応える、IoT用途に特化した通信システムの総称」の空欄にLPWAを選びます。方式では、「1回12バイト・100bps」のSigfox、「国内発・高速移動体対応・GNSS標準搭載」のELTRESを選びます。ゲートウェイを答える問題には、LPWAが外れの選択肢として並びます。
• 組み合わせ（3問）: 「フランスの企業が展開する方式」と「オープンな規格で自営網も作れる方式」の名前の組み合わせ、免許不要の方式と免許が必要な方式の組み合わせ、Sigfoxの「12バイト・140回」の数字の組み合わせを選びます。
• 誤った記述を選ぶ（3問）: 「LTE Cat.1・LTE Cat.M1・NB-IoTは免許不要」「Sigfoxは高速で大容量」「全方式でマルチホップ通信が義務」のように、事実を入れ替えた記述を見抜きます。

似た用語との違い

LPWAの周りには、届く範囲や速度の違う通信が並びます。まず、LPWAを他の通信と比べます。

次に、LPWAの方式どうしです。

覚え方

• 「低い電力（Low Power）で、広い範囲（Wide Area）」。名前のとおりです。通信は低速で少量、そのかわり安く・長持ちです。
• 免許が必要なのは、LTEの名前が付く方式（LTE Cat.1・LTE Cat.M1・NB-IoT）です。携帯電話事業者の網を使うからだと考えると、免許不要の4つと分けやすくなります。
• 数字や特徴は一言ずつ。Sigfoxは「12バイト・100bps」、ELTRESは「ソニー・GNSS」、ZETAは「4ホップ」です。

第5章のほかの用語は「第5章 IoTにおける通信方式を知るの要点」にまとめています。