IoTアプリケーションにサブ 1GHz を使う理由


IoT(モノのインターネット)市場において、かつてないほど多くのデバイスがすさまじい勢いでクラウドに接続されています。

ホーム・オートメーションのようなアプリケーションを利用することで、照明を点灯でき、所望の温度を設定し、車道に近づくと直ぐにモバイル・デバイスにあらゆる警報動作の通知を受けられるような、照明、ヒーティング、および警報システムを自宅に備え付けることができます。

今日、いくつもの異なるワイヤレス接続技術を使って、低消費電力デバイスをクラウドにつなげられるようになりました。どのワイヤレス技術が自分のアプリケーションに一番適しているのか、考える必要性があります。

サブ1GHz 帯の通信は、全体の接続にわたる堅牢性を備えつつ、長距離通信および低消費電力を実現するという独自の特長を持っています。

長い到達距離:
周波数を半分にすると、電波の到達距離は2に:周波数が低いほど到達範囲が拡がります。その減衰は、サブ 1GHz のように低い周波数を可能にする波長に比例しますので、高い周波数よりも遠くにまで電波が到達します。

・家全体と周辺地位までをカバー:壁のような物体を突き抜ける減衰は周波数と共に大きくなるので、サブ 1GHz は2.4GHzよりも高い突き抜ける能力があります。しかも、周波数が低いと家の角をうまく回り込めるので、屋内のより広い範囲をカバーできます。

・狭帯域の能力:サブ 1GHz ソリューションは狭帯域モードで動作させることができるので、干渉が起きにくく、リンク割り当てが良くなることで到達距離が延びます。

堅牢性
・混雑する周波数帯の回避 Bluetooth®やZigBee®、Wi-Fi®で混雑する2.4GHz帯と比べると、サブ 1GHz のISM帯(産業・科学・医療用帯域)は、低いデューティ・サイクルの接続にほとんど使われ、互いに干渉しにくくなっています。

・干渉を受けにくい:サブ 1GHz ソリューションは狭帯域モードで動作するので、干渉する可能性が減ります。

・周波数ホッピングTI 15.4-Stack ソフトウェアを使えば、FCC帯域における到達範囲を拡げることができます。周波数ホッピング技術を使ってバンド内の相互干渉に対してもっとしっかり守ることができます。

低い消費電力
他のテクノロジーよりも消費電力が低い: 2.4GHzよりも送信出力を低くしても、サブ 1GHz だと同じ到達距離を達成できます。そのため、サブ 1GHz は、バッテリ電源のアプリケーションに有効的なソリューションになります。例えば、SimpleLink™ サブ 1GHz  『CC1310』ワイヤレス・マイコンは、業界最小の消費電力を提供します。

コイン電池1個で数年間動作:サブ 1GHz は、周囲の妨害電波の少ない環境で動作します。つまり、他の送信機によって受信を乱されにくくなります。その結果、リトライの回数が減り、電池の寿命が延びます。

コイン電池1個で20kmの到達距離を実現:サブ 1GHz  は、すべての家をBluetoothやZigBee、Wi-Fiと比べて簡単なソフトウェアでカバーできる唯一のテクノロジーです。そのため、全体の消費電力を低くできます。

図1:IoTネットワークにおけるサブ1 GHz技術の活用メリット

開発キット情報:
『CC1310』ワイヤレス・マイコン LaunchPad™ 開発キットを注文
TI 15.4-Stack ソフトウェア開発キットをダウンロード

参考情報:
TIのサブ 1 GHzソリューションについて
ブログ記事「低消費電力ノードで完全管理・スケーラブルな長距離ネットワークを構築する方法」(英語)
TIのIoTソリューションについて
ビデオ 「Why Sub-1 GHz?」(英語)
ホワイトペーパー「Frequency hopping for long-range IoT networks」(英語)
『CC1310』 ワイヤレス・マイコンのリファレンス・デザイン
 
+湿度および温度センサ・ノード、1 GHz 以下のスター型ネットワーク用、コイン型電池の 10 年以上の寿命を実現(TIDA-00484
 
+低消費電力 PIR 動作検出器、ワイヤレス・コネクティビティ付、コイン・セル・バッテリで 10 年間作動可能 (TIDA-00489)
 
+エネルギー・ハーベスト周辺光および環境センサ・ノード、1GHz 以下のネットワーク用リファレンス・デザイン (TIDA-00488)

※すべての商標および登録商標はそれぞれの所有者に帰属します。
※上記の記事はこちらのブログ記事(2016年7月27日)より翻訳転載されました。

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