LoRaとはワン?

LoRaWANは、無線のバッテリー駆動デバイス向けに開発された低消費電力広域ネットワーク（LPWAN）仕様です。LoRa-Allianceによると、LoRaはすでに数百万台のセンサーに導入されています。この仕様の基盤となる主要コンポーネントには、双方向通信、モビリティ、そして位置情報サービスなどがあります。

LoRaWANが他のネットワーク仕様と異なる点の一つは、スター型アーキテクチャを採用していることです。スター型アーキテクチャでは、中央ノードに他のすべてのノードが接続され、ゲートウェイはエンドデバイスとバックエンドの中央ネットワークサーバー間のメッセージを中継する透過的なブリッジとして機能します。ゲートウェイは標準IP接続を介してネットワークサーバーに接続され、エンドデバイスは1つまたは複数のゲートウェイとシングルホップの無線通信で接続します。すべてのエンドポイント通信は双方向で、マルチキャストをサポートしているため、無線によるソフトウェアアップグレードが可能です。LoRaWAN仕様を策定した非営利団体であるLoRa-Allianceによると、これはバッテリー寿命の延長と長距離接続の実現に役立ちます。

LoRa対応のゲートウェイまたはベースステーション1台で、都市全体または数百平方キロメートルをカバーできます。もちろん、通信範囲は設置場所の環境によって異なりますが、LoRaとLoRaWANは、通信範囲を決定する主な要因であるリンクバジェットが、他のどの標準化された通信技術よりも優れていると主張しています。

エンドポイントクラス

LoRaWANには、幅広いアプリケーションに反映される多様なニーズに対応するため、複数の異なるクラスのエンドポイントデバイスが用意されています。LoRaWANのウェブサイトによると、これらのデバイスには以下が含まれます。

• 双方向エンドデバイス（クラスA）クラスAのエンドデバイスは双方向通信を可能にします。各エンドデバイスのアップリンク送信の後に、2つの短いダウンリンク受信ウィンドウが続きます。エンドデバイスによってスケジュールされる送信スロットは、自身の通信ニーズに基づいて決定され、ランダムな時間基準（ALOHA型プロトコル）に基づいてわずかに変動します。このクラスAの動作は、エンドデバイスがアップリンク送信を送信した直後にサーバーからのダウンリンク通信のみを必要とするアプリケーションにとって、最も消費電力の少ないエンドデバイスシステムです。それ以外の時間にサーバーからダウンリンク通信を行う場合は、次にスケジュールされたアップリンクまで待機する必要があります。
• スケジュールされた受信スロットを備えた双方向エンドデバイス（クラス B）クラスAのランダム受信ウィンドウに加えて、クラスBデバイスはスケジュールされた時間に追加の受信ウィンドウを開きます。エンドデバイスがスケジュールされた時間に受信ウィンドウを開くために、ゲートウェイから時刻同期されたビーコンを受信します。これにより、サーバーはエンドデバイスがいつリッスンしているかを知ることができます。
• 最大受信スロットを備えた双方向エンドデバイス（クラスC）クラス C のエンドデバイスには、受信ウィンドウがほぼ継続的に開いており、送信時のみ閉じられます。