ワイヤレス IoT ネットワーク プロトコル

以下、モノのインターネット (IoT) プロトコルを順不同で網羅的ではないが幅広くリストアップしています。 IoT ネットワーク プロトコルの比較をお探しの場合は、ここから始めるとよいでしょう。

ただし、最初に注意事項があります。 アプリケーションが何を必要としているかが正確にわかるまで、プロトコルについてそれほど心配する必要はありません。 どのような技術が自分のアプリケーションに適しているかを理解する前に、相互運用性や業界のビッグネームが主導するプロトコルが必要だと判断してしまっては意味がありません。 そこで、私たちからのアドバイスです。 IoT ネットワーク プロトコルを知ることはできますが、何を達成する必要があるかがわかるまでは、どのプロトコルにもこだわらないようにしてください。 デバイス間のファイル転送、ワイヤレススピーカー、およびワイヤレスヘッドセットは、多くの場合、Bluetooth で実現されます。

こちらもご参照ください。 IoT アプリケーションにおける Bluetooth & ZigBee の比較

BLE

BLE は、より少ないデータを使用する低消費電力のデバイス向けに設計された Bluetooth のバージョンです。 消費電力を節約するため、BLEは接続が開始されるとき以外はスリープ状態を維持します。 このため、ウェアラブル フィットネス トラッカーやヘルス モニターに最適です。 Bluetooth と Bluetooth Low Energy の比較。

ZigBee

ZigBee は 2.4 GHz メッシュ型ローカル エリア ネットワーク (LAN) プロトコルです。 もともとビルディングオートメーションおよび制御用に設計されたため、ワイヤレスサーモスタットや照明システムなどは、しばしば ZigBee を使用しています。 ZigBee 対 ZigBee Bluetooth。

Z-Wave

Z-Wave は、サブ GHz メッシュ ネットワーク プロトコルであり、独自のスタックを使用します。 セキュリティ システム、ホーム オートメーション、および照明制御によく使用されます。

以下も参照してください。 Z-Wave Vs. ZigBee

6LoWPAN

6LoWPAN は、低データレートのネットワーク上を移動するために軽量の IP ベース通信を使用しています。 これは、ZigBee のようなオープン IoT ネットワーク プロトコルであり、主にホームおよびビルディング オートメーションに使用されます

参照。 6LoWPAN の範囲。 ユースケース計算

Thread

Thread は、IPv6 および 6LoWPAN プロトコル上に構築されたオープンな標準です。 Google 版 ZigBee と考えることができます。 どちらも 802.15.4 をベースにしているので、Thread と ZigBee で同じチップを使用できます。

WiFi-ah (HaLow)

低データ レート、長距離センサーおよびコントローラー用に特別に設計された 802.11ah は、他の多くの WiFi 対応製品よりもはるかに IoT 中心になっています。

以下も参照してください。 Examing The Future Of WiFi: 802.11ah HaLow, 802.11ad (& Others)

2G (GSM)

2Gは「古い」TDMA（通常）セルラー プロトコルです。 ATM や古いアラーム システムがこれを使用しており、世界のほとんどの地域で段階的に廃止されているか、廃止されつつあります。

3G & 4G

3Gは最初の「高速」セルラーネットワークで、IMT-2000規格に適合する多くの技術を指す名前です。 4Gは、3Gに続く世代の携帯電話規格で、今日、ほとんどの人が携帯電話のデータ通信に使用しているものである。 IoT デバイスに 3G と 4G を使用できますが、アプリケーションには一定の電源が必要か、定期的に充電できる必要があります。

LTE Cat 0、1、& 3

LTEクラスでは、速度が低いほど、使用電力量も少なくなります。 LTE Cat 1および0は、一般的にIoTデバイスに適しています。 (これらについては、この Radio-Electronics の記事で詳しく説明しています。)

LTE-M1

これは、IoT デバイス向けにゼロから構築された最初のセルラー ワイヤレス プロトコルです。 LTE では、キャリアは通常、ベースステーションのハードウェアを変更する必要がなく、アップグレードはすべてソフトウェアで行うことができることを理解しておくとよいでしょう。 企業は必ずしも新しいセルラー ベースステーションを必要とせず、新しいエンドポイント ハードウェアを必要とするだけなので、これはインフラストラクチャのコストに大きく貢献します。

以下も参照してください。 LTE-M & 2 よく知るべき他の 3GPP IoT テクノロジー

NB-IoT

NB-IoT (Narrowband IoT) は、低電力デバイス向けのセルラー M2M に取り組むもう 1 つの方法です。 旧Neul版のWeightless-Wと同様のDSSS変調をベースにしている。 Huawei、Ericsson、Qualcomm は、このプロトコルの積極的な支持者であり、このプロトコルをまとめることに関与しています。 高スループットのために設計されており、おそらく IoT に関して 3G や 4G と同じ問題に直面するでしょう。

NFC

近距離通信は、まさにその名のとおり、非常に近い通信に使用される IoT ネットワーク プロトコルです。 食料品の代金を支払うためにカード リーダーに携帯電話をかざすとき、おそらく NFC を使用しています。

RFID

無線周波数識別には、アクティブとパッシブの 2 種類があります。 このプロトコルは、電池のないデバイスが信号を送信できるように特別に設計されました。 ほとんどのシステムでは、RFID システムの片側に電力が供給され、磁界が発生し、チップに電流が誘導されます。 これにより、無線で何度もデータを送信するのに十分な電力を持つシステムができあがる。 このため、RFIDタグは出荷や追跡の目的で使用されます。

SigFox

SigFoxは、グローバルなIoTネットワーク事業者です。 一方向にDBPSK（Differential binary phase-shift keying）、もう一方にGFSK（Gaussian frequency shift keying）を使用している。 SigFoxとそのパートナーは、（携帯電話会社のように）タワーにアンテナを設置し、駐車センサーや水道メーターなどのデバイスからデータ送信を受信します。

こちらもご覧ください。 SigFox とは？

LoRaWAN

LoRaWAN は、単一のオペレータによる大規模な公共ネットワーク向けに設計されたメディア アクセス制御 (MAC) レイヤ プロトコルです。 セムテックのLoRa変調を基礎PHYとして構築されていますが、LoRaとLoRaWANは別物であり、しばしば（誤って）混同されていることに注意する必要があります。

Ingenu

Ingenu は、DSSS (Direct Sequence Spread Spectrum) を使用し、CDMA (Code Division Multiple Access) セルラー プロトコルに似た RPMA (random phase multiple access) というものを作りました。 IoTが流行る前、Ingenu（当時OnRamp）は電力メーターから小電力の情報を収集するメーターインフラを販売していた。 現在はブランドを変更し、（SigFoxのように）この分野でより幅広いプレーヤーになろうとしています。

Weightless-N

Weightless-N は、SigFoxによく似た超狭帯域システムです。 完全なエンド・ツー・エンドの密閉型システムではなく、パートナーのネットワークで構成されています。

Weightless-P

Weightless-Pは最新のWeightless技術であり、狭い周波数チャネルでBPSK（差動2値位相シフトキーイング）を使用し、センサーデータのアップリンク用としています。 これは双方向の機能とサービス品質の階層を提供するもので、私たちは非常に重要だと考えています。

Weightless-W

Weightless-Wは、TVホワイトスペース（TVWS）スペクトラムで動作するように設計されたオープンスタンダードです。 TVWS を使用すると、他に使用されていない良好な超高周波 (UHF) スペクトラムを利用できるので、理論的には魅力的ですが、実際にはかなり困難な場合があります

以下も参照してください。 ウェイトレスとは何か。

ANT & ANT+

Samsung のデバイスをお持ちなら、おそらく同社のプロトコルが組み込まれた無線機をお持ちだと思います。 ANT & ANT+ は、BLE システムの別のタイプのようで、既存のハードウェアをピギーバックしてネットワークを作成するように設計されています。 多くのデバイスにANTまたはANT+互換チップが搭載されており、これらの無線機が世の中にたくさん追加されれば、それらをメッシュとして一緒に使うことができるというものです。

DigiMesh

DigiMesh は、多数の独自メッシュ システムの 1 つです。 このホワイトペーパーでは、ZigBeeとの違いについて説明しています。

MiWi

MiWiはMicrochip社独自のネットワーク・プロトコルです。 これは、短距離ネットワーク用に作成され、顧客が製品の市場投入までの時間を短縮できるように設計されています。

EnOcean

EnOceanは、超低消費電力のエネルギーハーベスティング アプリケーション向けに特別に設計されたプロトコルです。 したがって、そのアプリケーションは、ビルディングオートメーション、スマートホーム、およびワイヤレス照明制御が中心となっています。

Dash7

Dash7は、オープンソースの無線ネットワークプロトコルで、米国国防総省と巨大なRFID契約を締結しています。

WirelessHART

WirelessHARTは、HART通信プロトコルに基づいて構築されており、同社が「業界初の国際オープン無線通信規格」と考えているものである。

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