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SORACOM Conference Discovery 2017 | A2. LoRaWAN最新動向

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ゲストスピーカー
スカパーJSAT株式会社 衛星技術本部 サービス技術部 部長代行 内山 浩氏

スピーカー
株式会社ソラコム 事業開発マネージャー 大槻 健セッション概要
2017年2月より正式にサービス開始したSORACOMのLoRaWAN対応。本セッションでは、LoRaWANに関する最新動向や、ご利用事例、LoRaデバイスなどをご紹介します。

Published in: Technology
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SORACOM Conference Discovery 2017 | A2. LoRaWAN最新動向

  1. 1. 2017 July 5th LoRaWAN最新動向 株式会社ソラコム 事業開発マネージャー 大槻 健
  2. 2. Platinum Gold Silver Thanks to our Sponsors LPWA
  3. 3. 本日のハッシュタグ #discovery2017 @SORACOM_PR https://www.facebook.com/soracom.jp/
  4. 4. 大槻 健 株式会社ソラコム 事業開発マネージャー [経歴] 国内通信キャリアにて携帯電話/SIMカードエンジニアとして 10年超勤務しベアラプロトコル、SIMの開発・仕様策定に従事 現在は株式会社ソラコムにてGlobal SIMの開発及び LPWA等の新規通信規格の事業/技術開発を推進中 自己紹介
  5. 5. LoRaWANとは
  6. 6. LoRaWANは、LPWA(Low Power Wide Area)と呼ばれる無線通信規 格の1つで低消費電力・長距離伝送が特徴 その特徴により、セルラー通信と並んで、IoT用途において注目 されている LoRaWANの技術仕様は、 LoRa Allianceにより公開され、 グローバルかつオープンな通信方式 ソラコムはLoRa Allianceメンバーとして2017年2月より 日本におけるLoRaWAN商用サービスを展開中 LoRaWANとは?
  7. 7. LoRaWAN仕様解説
  8. 8. LoRaWAN Specification (Physical) #LoRaWAN specification AS 923
  9. 9. LoRaWANの物理層(変調方式 1) LoRa変調=スペクトル拡散通信の一種であるチャープ拡散方式を利用 DSと同様拡散率を変更することでプロセスゲイン得る #LoRa Alliance
  10. 10. • SF(Spreading Factor): 7-10を使用 数字が大きい方がProcess Gainが高い ⇒ データレートは遅くなる 伝搬距離(Process Gain)とデータレートはトレードオフ • BW(帯域幅):125kHz, 250kHz, 500kHzを規定 ⇒日本では125kHzのみを使用 • 実際の運用は? DR=2(SF=10, 125kHz)で運用した場合、 1送信時のPayload sizeは11 Byte DR=5(SF=7, 125kHz)で運用した場合、 1送信時のPayload sizeは242 Byte LoRaWANの物理層(変調方式 2) #LoRaWAN specification
  11. 11. 特定小電力無線局(20mW)規定 *ARIB T108 キャリアセンス(LBT): >5ms 送信時間制限: <4s 休止時間: 50ms 総和制限: なし キャリアセンス(LBT): >128μs 送信時間制限: 200~400ms 休止時間: 送信時間の10倍 総和制限: 1時間あたりの送信時間総和 <360s (10%) CH24 CH32 CH33 CH38 CH39 CH61CH33 CH38 日本ではCH24(920.6MHz)~61(928.0MHz)が対象 LoRa Device/Gatewayは8~16個のCHを利用 アサイン周波数CHは事業者次第
  12. 12. LoRaWAN Specification (Class) #LoRaWAN specification
  13. 13. Classは3種類 ClassA・ClassB・ClassCの順番にLoRaデバイスが開放する受信用の無線Slot間隔は広 がっていく(開放時間が短いほど省電力) Class Usage 特徴 A • 全デバイスサポートの基本Class • 1 Uplinkに対して、特定時間軸でDownlinkを受信 • バッテリ駆動を想定 Latencyは大きいが、消 費電力低 B • ビーコン送信Class • Class Aに加えて、Network主導のDownlink送信が可能 唯一のDownlinkトリガオ プション C • デバイスは受信スロットを常に解放 • 常時給電デバイス駆動を想定 Latencyは小さいが、消 費電力大
  14. 14. LoRaWAN Class A (主に利用するClass) デバイスから上りのデータを受信した後のみNetworkは下りのデータを送信 デバイスはデータ送信後、一定時間だけ受信装置(Rx1orRX2)をOpenすることで 消費電流を抑制 Rx1 Rx2 RxDelay1 RxDelay2
  15. 15. Network Architecture LoRaWAN Network server LoRaWAN Gateway LoRaWAN Device Application server DeviceはGatewayと呼ばれる基地局と無線通信を行い、Gatewayは上位の LoRaWAN MAC FrameをNetwork Serverまで中継 MAC Layer [AES-ENCRYPTED-Integrity] w/NtwsKey Application Layer [AES-ENCRYPTED-Ciphering] w/Appskey
  16. 16. Why SORACOM -> LoRaWAN?
  17. 17. 2016年5月にLoRaWAN事業への参入発表 ◯数Km LoRa Module LoRa Gateway ◯免許不要 (920MHz利用) ◯乾電池で数年稼働 ◯安価なModule ☓通信速度は遅い Low PowerなのにWide Areaという相反する特徴
  18. 18. 全国十数か所にて実証実験を実施
  19. 19. SORACOM AirのLoRaWAN対応 インターネット 3G/LTE 基地局 LoRaWAN ゲートウェイ セルラー デバイス LoRaWAN デバイス LoRaWAN(長距離) SORACOM Air for セルラー SORACOM Air for LoRaWAN 注) SORACOM AirにAir Typeという概念が追加
  20. 20. デバイス管理、取得データのサーバー連携、収集に対応 インターネット LoRa ゲートウェイ LoRa デバイス LoRaWAN(長距離) LoRaデバイスを Webコンソールで管理 SORACOM Funnel SORACOM Beam アプリサービス連携 サーバー/ク ラウド AWS/ Azure SORACOM Harvest データの収集 & 可視化
  21. 21. SORACOMのユーザーコンソールから LoRaゲートウェイ、デバイスを購入可能に LoRaゲートウェイ LoRaデバイス ¥7980¥69800 コンソールから1台レベルで 購入可能に
  22. 22. •APIによるDevice, Gatewayの管理に 対応 API対応
  23. 23. 所有モデル <プライベートネット ワーク> 共有サービス モデル A社所有の ゲートウェイ B社設置の ゲートウェイ (ソラコム所有) B社所有の デバイス C社所有の デバイス 開発者D氏の デバイス A社所有の デバイス A社所有の デバイス LTE/3G ユニークな2つのサービスモデル (所有モデルと共有サービスモデル)
  24. 24. 所有モデル vs 共有サービスモデル 所有モデル 共有サービスモデル ゲートウェイ 所有者 お客様 ソラコム 契約期間 任意 1年(自動更新) 設置場所 任意 設置場所の申請が必要 設置場所の公開 不要 必要 共有利用 専有(共有設定も可能) 必要 利用可能時間 任意(停止可能) 常時稼働(24/365) 初期費用 69,800円(購入費用) 24,800円(登録費用) 月額費用 39,800円(2台目以降29,800円) ゲートウェイ通信料込(3G/LTE) 月間費用と同額のソラコムサービス料込 9,980円 ゲートウェイ通信料込(3G/LTE) 月間費用と同額のソラコムサービス料込 特徴 専有設定が可能(Private利用) 好きな期間だけ共有も可能 利用期間や利用場所が自由に決められる 費用が安価 常時接続状態の維持が必要 設置場所の公開が必要
  25. 25. • SORACOM管理の特別なLoRa Network Set • 誰もがゲートウェイを 追加できて • 誰もがデバイスを 繋げられる 皆様と共に作るみんなの IoTのためのネットワーク! SORACOM LoRa Space (共用可能なLoRa Gateway)
  26. 26. SORACOM LoRa Spaceの拡充 • 所有モデルに加え、共有サービスモデ ルも順調に増加中 • ゲートウェイ圏内であれば誰でも簡単 にLoRaWANの検証が可能に • GPSを利用した簡易測定機能も無料で ご提供中
  27. 27. 分散型多目的市民ダム あまみずタンクに取り付けた eTape 3つのeTapeからの水位を 10分ごとに LoRa Shiled経由で送信 Harvesting から取り出したデータ 福岡工業大学 森山聡之 熊本高専 森下功啓 崇城大学 和泉信生 あまみず社会研究会;上水道下水道対応の スマートウオータだけでなく都市の水循環や洪水抑止を目指す あめにわ憩いセンター@樋井川.福岡市 共有GW利用例:福岡工業大学様
  28. 28. ウフル様 × 伊那市様 LoRaWANハッカソン 次回は8/26,27 に開催決定!
  29. 29. SORACOM LoRaWAN Updates -Product-
  30. 30. 2017年2月に国内初、LoRaWAN商用サービスを開 始 インターネット LoRaWAN ゲートウェイ LoRaWAN デバイス LoRaWAN LoRaWANデバイスを Webコンソールで管理 アプリサービス連携 SORACOM Funnel SORACOM Beam サーバー/ク ラウド AWS/ Azure SORACOM Harvest データの収集 & 可視化 リファレンスモデルとして エイビット社製品を投入
  31. 31. デバイス拡充:5月にLoRaデバイスのオープン化を発表 Multitech mdot Multitech xdot BVMLRS923N52S Coming soon LT-100 ST LoRaWAN Discovery Kit 相互接続試験実施中 Ready!
  32. 32. STマイクロエレクトロニクス様 LoRa Discovery KitのIOTが完了 LoRaWAN評価ボード第2弾 ・村田製作所製LoRaモジュール搭載 (LoRaWAN v1.0.2, Class A/C, AS923対 応) ・ARM mbed対応 ・Arduino UNO rev.3 PINコンパチブル ・GPIO ・環境センシングボード等複数センサ連携可 ・背面に単四電池ボックス付Arduno / mbed 2種類の評価ボードが利用可能に
  33. 33. LoRaWAN ゲートウェイ LT-100 LoRaWAN SORACOM Beam GISupply様 GPS tracker(LT-100)のIOTが完了 SORACOM ゲートウェイ/LoRaプラットフォームとの相互接続試験が完 了 SORACOM Beamとインテグレーションすることで、 GPS取得データをGI Supply様アプリ連携(Ezfinder)も可能に
  34. 34. GISupply様 Ezfinder 電源を入れるだけで自動的にGPSデータを可視化
  35. 35. LoRaWAN ゲートウェイ LT-100 LoRaWAN SORACOM Beam Raw DataもApplicationもサポートへ SORACOM Funnel SORACOM Beam サーバー/ク ラウド AWS/Azure SORACOM Harvest データの収集& 可視化 お客様のサーバー・クラウド への直接連携も可能に
  36. 36. SORACOM Partner Space(SPS) デバイス パートナー ソリューション パートナー インテグレーション パートナー 申請パートナー 350社超 認定済パートナー 74社 ネットワーク パートナー
  37. 37. デバイス(22社) ソリューション(41社) インテグレーション (8社) ネットワーク (3社) SPS認定済パートナー (2017/7/5 現在)
  38. 38. ソラコム認定デバイス – 80種類以上 ゲートウェイ ルーター 通信モジュール モバイル/ドングル 車載デバイス カメラ/特殊デバイス
  39. 39. LoRaWAN デバイス LoRaWAN ゲートウェイ LoRaWAN ネットワークサーバー LoRaWANデバイスパートナー様・認定デバイス募集中 モジュール =RF + MCU + LoRaWAN RFIC エンドデバイス =LoRaWANモジュール + 各種センサ モジュール、デバイス双方での製品認定を開始 所定の条件を満たしたものから随時認定中
  40. 40. ゲートウェイ拡充:屋外向けLoRaゲートウェイを発売 仏Kerlink社 Wirnet iBTS Compact 923 • 屋外向けLoRaWAN Gateway(IP66) • AS923対応 • 16CH対応 • Geolocation対応 • 3G&LTE Module搭載 • PoE給電対応 • 技術適合取得済
  41. 41. SORACOM LoRaWAN Updates -Service-
  42. 42. [お客様の声1] SORACOM FunnelはAWS/Azure以外は 対応しないの?
  43. 43. サービス拡充(1) FunnelのGCP及び各種パートナー様対応 AWS API AWS API Azure API SORACOM Funnel エンドポイント Amazon Kinesis Streams Amazon Kinesis Firehose Microsoft Azure EventHubs AWS API AWS IoT カスタムAPI パートナー様の クラウドサービス SPSパートナー様によって 開発されるアダプター SORACOMが開発して提供 ロジック Azure API Google Cloud Platform Cloud Pub/sub
  44. 44. [お客様の声2] LoRaWANで送るバイナリデータのデコードに わざわざ処理インスタンスを立ち上げるのが面倒だ
  45. 45. サービス拡充(2) バイナリパーサー バイナリデータ送信 1. データをパース 2. データ処理 (デコード、四則演算) SORACOM Platform SORACOM Beam/Funnel/Harvest カスタムフォーマットを追加して送信 LoRaWAN デバイス オリジナルデータ(JSON) カスタムデータ(JSON)
  46. 46. [お客様の声3] セルラーが完全に圏外のエリアでは どうやって使えばいいの?
  47. 47. LoRaWAN ゲートウェイ LoRaWAN デバイス LoRaWAN 山岳地域を中心セルラー自体が圏外なエリアは依然多い セルラー圏外エリアにおいて如何に接続を確保するか? LoRaWAN ネットワークサーバー セルラー SORACOM LoRaWANのバックホールはセルラー網
  48. 48. SORACOM LoRa & 衛星通信 共同実証実験 2017年7月5日 スカパーJSAT 株式会社 2017/07/05
  49. 49. 2017/07/05
  50. 50. 2017/07/05 衛星通信の特徴 50
  51. 51. 2017/07/05 51
  52. 52. 2017/07/05 52 屋内装置 アンテナ
  53. 53. 2017/07/05 SORACOM Air for LoRaWAN 53
  54. 54. 2017/07/05 実証実験構成 スカパーJSAT 通信衛星 インターネット 54 可搬アンテナ スカパーJSAT 横浜衛星管制センター (YSCC) 屋内装置 SORACOM様 SORACOM様 LoRa ゲートウェ イ
  55. 55. 2017/07/05 55 2017/06/13 宮崎県 立花ダム
  56. 56. 2017/07/05 56 LoRa 基地局 2017/06/20 山梨県 瑞牆山荘
  57. 57. 2017/07/05 SORACOM meets SKY Perfect JSAT 57 新たな価値 既存の技術 新たな技術 アイデア デザイン思考 熱意
  58. 58. 宮崎県西都市:立花ダム(QTNet様ご協力) 立花ダム管理事務所(GW)を拠点に環境センサ設置 予定ポイント周辺で測定を実施 約3.5km (高低差200m)
  59. 59. 山梨県北荘市:瑞牆山荘(博報堂アイスタジオ様ご協力) 瑞牆山荘(GW)を拠点に登山道沿のトラッキングを実施 約2.1km (高低差800m)
  60. 60. • 衛星経由(往復72000km)によるデータ遅延の影響も懸 念されたが、Uplink/Downlink通信共に成功 • セルラー圏外地域へのLoRaWAN展開ソリューションの 1つとして継続的にビジネス、技術検討 LoRaWAN (SORACOM)×衛星 (スカパーJSAT様) LoRaWAN ゲートウェイ LoRaWAN デバイス LoRaWAN 衛星
  61. 61. 今後の課題・展望 • デバイス、ゲートウェイの相互接続性 • ローミング、周波数アサインの事業者間協議 • 複数LPWA規格への対応
  62. 62. デバイス、ゲートウェイの相互接続性 LoRaWAN デバイス LoRaWAN ゲートウェイ LoRaWAN ネットワークサーバー デバイスについてはLoRa AllianceでCertificationがあるが、 ゲートウェイ&ネットワークサーバーについては現状規定なし LoRaWAN spec v1.1にて策定予定
  63. 63. 周波数アサインの事業者間協議 キャリアセンス(LBT): >5ms 送信時間制限: <4s 休止時間: 50ms 総和制限: なし キャリアセンス(LBT): >128μs 送信時間制限: 200~400ms 休止時間: 送信時間の10倍 総和制限: 1時間あたりの送信時間総和 <360s (10%) CH24 CH32 CH33 CH38 CH39 CH61CH33 CH38 [LoRaWAN AS923仕様] JOINで利用するCHは 37,38 (923.2/923.4MHz) どの事業者がどの周波数を利用するのか関係者間協議が必要
  64. 64. ソラコムプラットフォームは複数の規格に対応 インターネット 3G/LTE 基地局 LoRaWAN ゲートウェイ セルラー デバイス LoRaWAN デバイス LoRaWAN(長距離) SORACOM Air for セルラー SORACOM Air for LoRaWAN Sigfox デバイス Sigfox 基地局 Sigfox Cloud SORACOM Air for Sigfox
  65. 65. 《 株式会社ソラコムのビジョン 》 世界中のヒトとモノをつなげ 共鳴する社会へ

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