LPWAとは
少量のデータを、省電力で遠くまで届ける無線

LPWAとは

LPWAは、Low Power Wide Area の略で、少量のデータを、低い消費電力で、広いエリアに届けるための無線通信の総称です。

IoTデバイスの中には、月に数回しか通信せず、1回に送るデータもごくわずか、という機器があります。従来の3GやLTEは、高速・大容量の通信ができる反面、こうした用途にはオーバースペックで、消費電力も大きくなります。そこで、必要な分だけの性能に絞った方式として登場したのがLPWAです。

LPWAに求められるのは、次の3つです。

• IoTデバイスの製造コストや通信コストを下げる
• 消費電力を下げる（限られた電池で長く動かせる）
• より広いエリアで使える

LPWAの種類

LPWAは、使う周波数の種類で2つに分かれます。

• セルラー系: 携帯電話の基地局のしくみを使う方式です。3GPPが規格化した LTE-M（LTE Cat.M1）と NB-IoT があります。どちらも3GPPのリリース13で規格化されました。
• 非セルラー系: アンライセンスバンド（免許が要らない周波数帯）を使う方式です。国内では主に920MHz帯が使われ、Sigfox・LoRaWAN・ELTRES・ZETA などがあります。

非セルラー系の特徴は、次のように問われます。

• Sigfox: IoTデバイスからSigfoxのクラウドへデータを上げるとき、最大12バイトのペイロードで送ります。
• LoRaWAN: オープンな規格で、自営のネットワークを作ることもできます。
• ELTRES: 端末から上り方向の一方向だけの通信です。GPSなどのGNSSから得た時刻に同期して通信します。
• ZETA: 電池で動く中継器を使い、最大4ホップのメッシュアクセスに対応します。

試験での問われ方

IoTシステム技術検定 中級では、第4章「IoT通信方式」で出ます。もちこ道場の第4章の問題では、LPWAを含む問題が5問あり、次のような問われ方をしています。

• 穴埋め: 「月に数回しか通信せず、データも少ない用途で、3GやLTEがオーバースペックなために登場した方式」にLPWAを選びます。3GPPのリリース13で規格化され、ハンドオーバに対応する方式を答える問題もあります。
• 2つの空欄: 「製造・通信コストの[低減]、消費電力の[低減]、より広いエリア」の組み合わせを選びます。増加を入れた選択肢が外れになります。
• 正しい記述の組み合わせ・不適切な記述を選ぶ: Sigfoxのペイロードは12バイトなのに120バイトとした文や、ELTRESを下り方向とした文など、数字や向きを入れ替えた記述を見抜きます。

第6章（ゲートウェイの選び方）でも、LPWAが問われます。LPWA製品は、通信データが小さく、インターネットへのアクセスが少ない場合に効果を発揮します。大容量・高頻度で効果を発揮するとした文は誤りです。

似た用語との違い

LPWAは、ほかの無線と比べて見分けます。

セルラー系の2つの方式を比べた「LTE-M と NB-IoT の違い」もあわせて読んでください。

覚え方

• 「低・低・広」: コストが低く、消費電力が低く、エリアが広い。この3つを言い換えた文が正しい記述です。
• 分類は、3GPPが決めたものがセルラー系、免許が要らない周波数帯を使うものが非セルラー系と覚えます。

第4章のほかの用語は「第4章 IoT通信方式の要点」にまとめています。