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58-04.IoTネットワークの構成要素

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●このページで解説する内容
・IoTエリアネットワーク:IoTデバイスとゲートウェイから構成されるネットワーク
・ゲートウェイ:IoTエリアネットワークとWANのプロトコルを相互変換する装置
・IoTネットワークの通信方式:無線LAN、BLE、LPWA、5G
・エッジコンピューティング:IoT デバイスの近くにIoTサーバを置く処理形態
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IoTネットワークとは?

IoTネットワーク

IoT(Internet of Things)とはインターネットに接続された機器を指します。IoTにより構成されるネットワークをIoTネットワークと呼びます。

 IoTネットワークは、必要な制御内容応じて、構成装置、通信方式、処理形態を最適に組み合わせて構築します。

・構成装置:IoTデバイス、ゲートウェイ、IoTサーバ
通信方式:無線LAN、BLELPWA5G
・処理形態:エッジコンピューティング、クラウドサーバ

IoTエリアネットワーク

IoTエリアネットワーク

IoTネットワークのうち、IoTデバイスとゲートウェイから構成されるネットワークの部分を特に、IoTエリアネットワークと呼びます。

ゲートウェイ

ゲートウェイは、 IoTエリアネットワークとWANとの通信のルール(プロトコル)の変換をする装置です。

IoTエリアネットワークとWANのプロトコルは異なるため、そのままでは通信できません。したがい、ゲートウェイはIoTエリアネットワークのプロトコルをWANが理解できるプロトコルへ変換します。同様に、WANのプロトコルをIoTエリアネットワークのプロトコルへの変換も行います。

このように、IoTエリアネットワークとWANが相互に通信を可能にするのが、ゲートウェイの役割です。

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IoTネットワークの通信方式

IoTネットワークの通信方式

IoTネットワークにおける通信の方式には、「無線LAN」「BLE」「LPWA」「5G」等があります。

無線LAN

無線LANとは、IEEE802.11で規格化された、2.4GHzと5GHzの周波数帯の電波を利用した通信方式です。

BLE

BLE (Bluetooth Low Energy)は、Bluetooth の拡張子様のひとつです。省電力で通信することができる技術になります。各種センサーやウェアラブル端末での利用を期待されます。

LPWA

LPWA(Low Power Wide Area)とは、省電力広域(最大数十km)の通信が可能な無線ネットワーク技術の総称です。

5G

5Gは、移動体通信規格になります。5Gは、LTE(前移動体通信規格)よりも通信速度が高速、多くの端末が接続でき、通信の遅延も少ない移動体通信規格です。

IoTエリアネットワークの通信方式の比較

IoTネットワークの通信方式の比較

無線LANと比較すると、LPWA通信速度は遅いですが、通信距離が長く、消費電力は少ないです。

IoTデバイスのリアルタイム性が求められる制御(自動運転など)には、高速の5Gが利用が期待されます。

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IoTネットワークの処理形態

IoTネットワークの処理形態

IoTデバイスやIoTエリアネットワークの情報の処理は、IoTサーバが行います。IoTサーバの形態として、「クラウドサーバ」「エッジコンピューティング」があります。

クラウドサーバの場合、負荷が集中し、処理の遅延が発生することが考えられます。この課題に対し、エッジコンピューティングでは IoT デバイスの近くにIoTサーバを配置し、処理速度を落とさず制御を行います。

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【まとめ】IoTネットワークの構成要素

それでは最後におさらいをしておきましょう!

用語説明
IoTエリアネットワークIoTデバイスとゲートウェイから構成されるネットワーク
ゲートウェイIoTデバイスとWANのプロトコル(通信のルール)の変換を行う
BLEBluetoothの拡張仕様で、省電力で通信する技術
※Bluetooth Low Energy
LPWA省電力、広域(最大数十km)の通信が可能な無線ネットワーク技術の総称
※Low Power Wide Area
エッジコンピューティングIoTデバイスの近くにサーバーを配置し、処理を行う技術
5GLTEよりも高速、多くの端末が接続できる移動体通信規格

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