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ユースケースの代表的な例と、セルラーIoT技術の応用例

適切な接続技術を選択するには、消費電力、通信範囲、スループット、遅延など、アプリケーションの具体的な要件と、利用可能なネットワークの強みを照らし合わせて検討する必要があります。

あらゆるシナリオに最適な単一の技術というものは存在しませんが、NB-IoT、LTE-M、LTE Cat-1、LTE Cat-4/4+、5G RedCap、NTNを適切に組み合わせることで、現在、堅牢なIoTソリューションを構築し、将来に向けて進化させることができます。

NTN（Non-Terrestrial Networks）は、衛星を利用したIoT接続を提供し、地上ネットワークのカバー範囲を超えて、遠隔地やアクセスが困難な場所まで通信エリアを拡大します。

代表的なIoT用ユースケースと最適なセルラー通信技術（比較表）

IoTアプリケーションごとに、超低消費電力や長時間のバッテリー駆動から、高スループットや低遅延に至るまで、独自の接続要件があります。以下の表では、一般的なIoTアプリケーションに通常最も適した技術をまとめており、ご自身のユースケースに適した選択肢を素早く比較するのに役立ちます。

ユースケース主要なIoT接続技術に対応しています。
ユースケース NB-IoT LTE-M Cat-1 Cat-4/4+ 5G NSA 5G SA 5G RedCap サテライト（NTN）
スマートメーター
資産追跡
産業オートメーション
コネクテッドカー
映像監視
スマート農業
ウェアラブルデバイス
緊急対応

セルラーIoT技術に関する詳細なユースケースの推奨事項

IoTアプリケーションごとに優先順位は異なります。以下のガイダンスでは、代表的なユースケースに最適な接続技術について、代替技術や新興の選択肢も含めて紹介します：

スマートメータリングと環境センシング

こうした用途のデバイスは、屋内の奥深くや遠隔地から少量のデータパケットを確実に送信しつつ、単一のバッテリーで数年間にわたって稼働し続ける必要があることがよくあります。

  • 最適な用途：NB-IoT — その超狭帯域設計により、最長のバッテリー寿命と優れた建物内透過性を実現します。
  • 代替案：LTE-M — 消費電力は若干多くなりますが、利用可能な地域が広く、グローバルローミングもより簡単です。
  • フォールバック：LTE Cat-1 — 確立されたローミングインフラにより、LPWAネットワークが利用できない場合でもサービスの継続性が確保されます。

2017年の登場以来、3GPPで標準化されたLPWA技術（すなわち、NB-IoTおよびLTE-M）は着実な成長を遂げてきたものの、世界的な普及状況にはばらつきが見られる。

資産追跡

追跡デバイスは、位置情報の更新、センサーの測定値、および時折送信されるコマンドについて、通信範囲、機動性、そして適度なスループットのバランスをとらなければならない。

  • NB-IoTの制限事項：都市部における固定型または移動性の低いトラッカーには有効ですが、遅延が大きく、アップリンク容量も限られているため、移動中のリアルタイム追跡にはあまり適していません。
  • 現在の最適な選択肢：LTE-MまたはLTE Cat-1 — より高いデータ転送速度、低遅延、およびセル間のシームレスなハンドオーバーを実現します。
    新たな選択肢：5G RedCap — 5G SA（スタンドアロン）コアの展開に伴い、次世代トラッカー向けに、低遅延で中程度の帯域幅を提供するようになります。
  • 通信範囲の拡大：NTN — 陸上ネットワークが利用できない僻地や海上ルートにある資産に最適です。

産業用オートメーション

工場の生産現場や製造ラインでは、極めて低い遅延、最小限のジッター、そして高い信頼性が求められます。

  • 現在の最適な選択肢：LTE Cat-4/4+ および 5G NSA（非スタンドアロン）— リアルタイム制御に適した高いスループットと低遅延を実現します。
  • 将来を見据えた技術：5G SA — 遅延をさらに低減し、ネットワークスライシングやエッジコンピューティングなどの機能を実現することで、極めて信頼性の高いパフォーマンスを提供します。

コネクテッドカー

コネクティビティのニーズは、基本的なテレマティクスから、先進運転支援システムや車載エンターテインメントに至るまで多岐にわたります。

基本機能：LTE-MまたはLTE Cat-1 — 車両状態の監視、ジオフェンシング、無線アップデートに適しています。
高帯域幅・低遅延のニーズ：LTE Cat-4/4+、5G NSA、5G SA、5G RedCap — HDマップのダウンロード、先進運転支援システム（ADAS）、ライブ動画ストリーミングに適しています。
フェイルオーバー：NTN — 地上ネットワークのカバレッジが途切れた場合、特に遠隔地や国境を越える移動時にも接続を維持します。

3GPPリリース17で定義された5G RedCapは、中規模のIoTニーズに対応するよう設計されていますが、スタンドアロン型5Gネットワークが普及するまでは、その利用可能性は依然として限定的です。

映像監視

連続的な動画配信と分析には、安定したスループットとジッターの最小化が求められます。

標準画質：LTE Cat-1 — 単一カメラによる低解像度の映像配信に対応します。
高画質またはマルチカメラ構成：LTE Cat-4/4+、5G NSA、5G SA — より高い帯域幅要件に対応します。
中間層向けの新たな選択肢：5G RedCap — ベーシックなソリューションとハイエンドなソリューションの間を埋め、デバイスの複雑さを軽減します。

スマート農業

農場や遠隔監視ステーションには、広範囲のカバー範囲と長いバッテリー寿命が求められます。

  • 最適な用途：NB-IoTおよびLTE-M — 樹木が密生した場所でも優れた通信範囲を確保し、土壌水分センサー、気象観測所、家畜追跡装置などのデバイスに極めて低い消費電力を実現します。
  • 通信範囲の拡大：NTN — 地上波サービスが届かない地域の空白を埋め、精密農業のための継続的なデータ通信を確保します。

3GPPで定義されているNTN（非地上波ネットワーク）は、衛星を利用して、IoTの通信範囲を地上波基地局の範囲を超えて拡大するものです。

ウェアラブルデバイス

個人の健康管理デバイスから労働者の安全確保のための機器に至るまで、ウェアラブル機器は、広範囲な通信範囲を維持しつつ、効率的に動作する必要があります。

  • 最適な用途：LTE-Mおよび LTE Cat-1 — いずれも広範なローミング対応、信頼性の高い屋内カバレッジ、および定期的なデータバーストの処理が可能です。
  • 今後の選択肢：5G RedCap — バッテリー寿命を犠牲にすることなく、適度な帯域幅とシンプルなデバイス構造を必要とする端末に最適です。

緊急対応

災害復旧時や危険な環境下では、あらゆる状況下で信頼性の高い接続性が確保されなければなりません。

  • 最適な用途：LTE Cat-4/4+、5G NSA、5G SA、および5G RedCap — ライブ映像配信、状況認識、リアルタイムデータ共有に必要なスループットと低遅延を実現します。
  • バックアップ：NTN — 地上インフラが損傷したり利用できなくなったりした場合でも、通信を確保します。

セルラーIoT技術に関する詳細なガイダンスについては、当社の「IoTコネクティビティガイド」および「コネクティビティ・インフォグラフィック」をご参照ください。これらでは、NB-IoT、LTE-M、LTE Cat-1、LTE Cat-4/4+、5G RedCap、NTNを並べて比較し、一般的なユースケース、カバレッジ、スループット、消費電力を解説しています。

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すでに利用可能なものに焦点を当て、接続性を実際のビジネスニーズに合わせることで、企業は過度な期待を避け、長期的に活用できるIoTソリューションを構築することができます。 ヨナス・カールソン　Telenor IoTプロダクトマネージャー

要点：適切なセルラーIoT技術の選定

  • 実績のあるネットワークから始めましょう：LTE Cat-1 やLTE-Mといった信頼性の高い技術を活用し、現在の通信エリアの確保とサービスの継続性を保証します。
  • テクノロジーを実際のニーズに合わせる：アプリケーションの要件を満たす最もシンプルなソリューションを選びましょう。最新の機能を時期尚早に追い求めることは避けましょう。
  • レガシーシステムの段階的廃止に向けた計画を立てる： 2G/3Gへの依存状況を調査し、段階的な移行戦略を策定する。
  • 柔軟性を考慮した設計：モジュール式のハードウェアとSIM管理を活用し、OTAアップデートやネットワークのフォールバックに対応する。
  • 本格展開前のパイロット運用：本格的な導入に先立ち、管理された環境下で新しい接続技術をテストする。

セルラーIoTの導入に関する詳細については、GSMAの「モバイルIoT」関連資料をご覧ください。

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当社の専門家が共同執筆しました

IoTプロダクトマネージャーのヨナス・カールソンは、技術および営業の分野で30年以上の経験を持つ、通信業界のベテランです。ソリューションマネージャーやテクニカルプロダクトマネージャーを経て、過去9年間はプロダクトマネージャーとして活躍してきたヨナスは、通信ビジネスに対する独自の360°の視野を持っています。Telenor IoTでは、顧客のニーズに応えるための新しいネットワーク技術の統合に注力しており、スウェーデンのカールスクルーナに設立された「Telenor IoTテストラボ」の開発において中心的な役割を果たしました。この施設は、世界中のIoTデバイスのテストと検証を可能にするものです。

よくある質問

NB-IoTは、超長時間のバッテリー駆動と屋内深部での通信カバレッジに最適です。ローミング時やより広範な利用環境が必要な場合は、LTE-Mを代替手段として利用でき、LPWAネットワークが利用できない場合は、LTE Cat-1がフォールバックとして機能します。

NB-IoTは、少量のデータ通信、低消費電力、広範囲のカバレッジに最適化されていますが、遅延が大きく、アップリンクの帯域幅が限られているため、移動するデバイスにはあまり適していません。一方、LTE-Mは、より高いスループット、低い遅延、シームレスなローミングに対応しているため、資産追跡などのモバイルアプリケーションに適しています。

5G RedCapは、適度な帯域幅、低遅延、そして比較的シンプルなデバイスといった、中程度のIoTニーズに対応するよう設計されています。しかし、5Gスタンドアロン（SA）ネットワークを必要とするため、現時点では導入が初期段階にあることから、利用可能範囲は依然として限られています。5G SAのカバー範囲が拡大するにつれ、RedCapは2020年代後半にかけてより有力な選択肢となるでしょう。

NTN（Non-Terrestrial Networks）とは、衛星を利用したIoT通信を指します。これは地上ネットワークのカバー範囲を超えて通信を可能にするものであり、遠隔地や海上・航空ルートでの利用、また緊急時のフェイルオーバーとして有用です。

LTE Cat-1およびLTE-Mは、世界中で広く導入・サポートされているため、現時点では有力な選択肢となっています。これらはすぐに利用可能であり、企業は5G RedCapやNTNがより成熟し、コスト効率が高まるのを注視しつつ、その導入に向けた準備を進めることができます。

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当社のIoT専門家が、NB-IoT、LTE-M、LTE Cat-1、5G RedCap、NTNなどの選択肢の評価を支援し、お客様の用途に最適なソリューションをご提案いたします。

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