LPWAN LoRa/Sigfox/NB-IoT 2009-2026（エルピーワン低消費電力広域）
Low Power Wide Area Network LPWAN 2009-2026。LoRaWAN (LoRa Alliance 2015・Semtech LoRa Chirp Spread Spectrum・868MHz EU+915MHz US+923MHz JP・Class A/B/C・15km Rural+5km Urban+0.3-50kbps・LoRaWAN 1.1+1.0.4)・Sigfox (Sigfox SA 2010 France→破産2022→Unabiz買収・192/200/300bps・最大140 message/day)・NB-IoT Narrowband IoT (3GPP Release 13 2016・Cat-NB1/NB2 200kHz・LTE基盤)・LTE-M Cat-M1/M2 (3GPP Release 13 2016・1.4MHz/5MHz BW・~1Mbps)・Wi-SUN Field Area Network (IEEE 802.15.4g・920MHz JP+869MHz EU+902MHz US・スマートメータ標準)・MIOTY (Fraunhofer FZI Germany Telegram Splitting・物理層独自)・Zenseio MJOLNIR・Weightless・RPMA Random Phase Multiple Access (Ingenu)・LoRaWAN+NB-IoT+LTE-M+Wi-SUN規格四強・¥¥¥¥-¥¥¥¥¥¥/Module・¥0-¥¥¥¥/Year/Device、2026年LoRaWAN+LTE-M+NB-IoT+Wi-SUN主流 (Sigfox衰退)。
概要
LPWAN（Low Power Wide Area Network）は、電力消費を抑えつつ広域通信を実現する無線技術群である。2009年にLoRaが登場し、以降Sigfox、NB‑IoT、LTE‑M、Wi‑SUNといった規格が並行して発展した。2025‑2026年に入ってからは、LoRaWAN、NB‑IoT、LTE‑M、Wi‑SUNの4大規格が主流となり、Sigfoxは市場シェアを大幅に減少させた。各規格は、周波数帯、データレート、電力消費、通信距離といった特性が異なるため、用途に応じた選択が重要である。
主な特徴・仕組み
| 規格 | 周波数帯 | データレート | 通信距離 | 典型的な電力消費 | 主要用途 |
|---|---|---|---|---|---|
| LoRaWAN | 868 MHz EU / 915 MHz US / 923 MHz JP | 0.3 kbps – 50 kbps | 15 km（農村） / 5 km（都市） | 0.1 mA（スリープ） / 10 mA（送信） | センサーネットワーク、スマートメーター |
| Sigfox | 868 MHz EU / 915 MHz US | 192 bps – 300 bps | 10 km | 0.05 mA | 低頻度の位置情報、状態報告 |
| NB‑IoT | 700 MHz / 800 MHz / 900 MHz | 20 kbps – 250 kbps | 5 km | 0.5 mA | 大規模IoT、産業制御 |
| LTE‑M | 700 MHz / 800 MHz / 900 MHz | 100 kbps – 1 Mbps | 5 km | 1 mA | モバイルデバイス、車載 |
| Wi‑SUN | 920 MHz JP / 869 MHz EU / 902 MHz US | 250 kbps | 1 km | 2 mA | スマートグリッド、産業ネットワーク |
- LoRa は Chirp Spread Spectrum（CSS）を採用し、ノイズ耐性が高い。LoRaWANはネットワーク層を追加し、エンドポイントとゲートウェイ間の認証・暗号化を実装。
- Sigfox は超低データレートで、1日あたり最大140メッセージの送信制限がある。
- NB‑IoT と LTE‑M は3GPP標準に基づき、既存のLTEインフラを再利用。NB‑IoTは狭帯域（200 kHz）で、深部カバレッジが強い。
- Wi‑SUN はIEEE 802.15.4gに準拠し、メッシュネットワークを構築。電力はLoRaより高いが、データレートが高い。
具体例・対応製品
| 製品名 | 型番 | 対応規格 | 主要スペック | 価格帯 |
|---|---|---|---|---|
| Semtech SX1276 | SX1276 | LoRa | 0.3 kbps – 50 kbps, 868 MHz, 14 dBm | ¥3,000 |
| Murata LoRaWAN RAK831 | RAK831 | LoRaWAN | 15 km, 0.1 mAスリープ | ¥5,000 |
| Quectel BC95 | BC95 | NB‑IoT | 250 kbps, 0.5 mA, 10 km | ¥4,500 |
| Sierra Wireless EM7565 | EM7565 | LTE‑M / NB‑IoT | 1 Mbps, 1 mA, 5 km | ¥6,000 |
| Murata WSN‑01 | WSN‑01 | Wi‑SUN | 250 kbps, 2 mA, 1 km | ¥5,500 |
| Fraunhofer MIOTY 2.0 | MIOTY‑2.0 | MIOTY | 1 Mbps, 1.5 mA, 5 km | ¥7,000 |
| Zenseio MJOLNIR | MJOLNIR‑1 | Weightless‑W | 200 kbps, 1 mA, 10 km | ¥6,500 |
| Ingenu RPMA | RPMA‑1 | RPMA | 200 kbps, 1 mA, 15 km | ¥6,200 |
| u‑Blox SARA‑R410M | SARA‑R410M | NB‑IoT | 250 kbps, 0.6 mA, 10 km | ¥5,800 |
| Murata WSN‑02 | WSN‑02 | Wi‑SUN | 250 kbps, 2 mA, 1 km | ¥5,700 |
数値スペック（例示）
- LoRa: 14 dBm送信パワー、0.1 mAスリープ電流、15 km農村カバレッジ
- NB‑IoT: 20 kbpsアップリンク、250 kbpsダウンリンク、0.5 mAスリープ
- LTE‑M: 1.4 MHz帯域、1 Mbps最大データレート、1 mAスリープ
- Wi‑SUN: 920 MHz帯域、250 kbps、2 mAスリープ
- Sigfox: 192 bps、最大140メッセージ/日、0.05 mAスリープ
選び方・注意点
- 通信距離とカバレッジ
- 農村部や遠隔地ではLoRaやNB‑IoTが有利。都市部ではLTE‑Mが高速通信を実現。
- データレート要件
- 位置情報やセンサーデータの頻度が低い場合はSigfox。リアルタイム制御が必要ならLTE‑M。
- 電力消費とバッテリー寿命
- 5 年以上のバッテリー寿命が必要ならLoRaやNB‑IoT。
- 既存インフラとの互換性
- LTEベースのネットワークを持つ場合はLTE‑M/NB‑IoTを選択。
- 規格の将来性
- 2025年以降はLoRaWAN 1.2、NB‑IoT Cat‑NB3が登場予定。Wi‑SUNはスマートメータ標準として安定。
関連用語との違い
- LPWAN vs. NB‑IoT
- LPWANは複数規格を総称する言葉。NB‑IoTは3GPP標準で、LTEインフラを利用。
- LoRaWAN vs. Sigfox
- LoRaWANはオープンなプロトコルでネットワーク制御が可能。Sigfoxはプロプライエタリで、サービスプロバイダが管理。
- Wi‑SUN vs. LoRaWAN
- Wi‑SUNはIEEE 802.15.4gに準拠し、メッシュネットワークを重視。LoRaWANは星型ネットワークが主流。
よくある質問 (FAQ)
Q1. LoRaとNB‑IoTのどちらが長距離通信に適していますか？
A1. LoRaは最大15 km（農村）を実現できる一方、NB‑IoTは5 km程度で深部カバレッジが強い。地形や障害物の有無で選択が変わる。
Q2. Sigfoxはまだ利用できますか？
A2. 2025年時点でSigfoxはサービスが縮小中。残存するプロバイダは限定的で、メッセージ数制限が厳しい。長期的には他規格へ移行が推奨される。
Q3. 低電力で高データレートを両立できる規格はありますか？
A3. LTE‑Mは1 Mbpsまでのデータレートを提供しつつ、1 mA程度の電力消費で実現。NB‑IoTはデータレートは低いが、電力はさらに抑えられる。
まとめ
2009年から2026年にかけて、LoRa、Sigfox、NB‑IoT、LTE‑M、Wi‑SUNといったLPWAN規格が並行して発展。2025‑2026年の市場ではLoRaWAN、NB‑IoT、LTE‑M、Wi‑SUNが主流となり、Sigfoxは縮小。各規格は周波数帯、データレート、通信距離、電力消費といった特性が異なるため、用途に応じた選択が不可欠。製品例としてSemtech SX1276、Murata RAK831、Quectel BC95、Sierra Wireless EM7565、Murata WSN‑01などが代表的で、価格は数千円から数万円程度。将来性を考慮すると、LoRaWAN 1.2やNB‑IoT Cat‑NB3、Wi‑SUNのメッシュ機能が注目される。選択時は通信距離、データレート、電力、既存インフラとの互換性、規格の将来性を総合的に評価することが重要である。