衛星×LPWAと低消費電力で“地球上どこでもIoT”を実現

Extreme IoTでは、LPWA基地局のバックホールとしてイリジウム衛星通信サービスを活用している。イリジウムは、地上780kmの位置に配置された66機の周回衛星による通信サービス。空が見渡せる場所であれば、基本的に地球上どこでも通信が可能だ。エイビットは、米イリジウム社の正規パートナーとなり、登録電気通信事業者として自ら衛星通信サービスの提供を開始した。

昨今はStarlinkに代表される低軌道衛星が世界中を席巻しているが、イリジウムの長所は消費電力の低さにあると都竹氏は説明する。電源確保が難しい場所で稼働する前提のExtreme IoTは、太陽光パネル等とバッテリーという独立電源で運用できるよう設計されており、イリジウムはこの条件を満たす。一方、Starlinkは常時数十ワットを消費するため、独立電源での運用はほぼ不可能だ。

もちろん、独立電源による稼働には、LPWA自体の消費電力が小さいことも大きく貢献している。Extreme IoTには2タイプあり、その1つの海洋IoT向けのタイプでは消費電力をより抑えるため、ネットワークサーバーが不要なプライベートLoRaでセンサーデバイスと衛星ゲートウェイ間の通信を行う。

Extreme IoTの構成機器。左から、海洋向け太陽光パネル付き衛星IoTゲートウェイ（プロトタイプ）、可搬型衛星IoTゲートウェイ、ミリ波水位計

海洋IoTタイプのExtreme IoTについては現在、システムの耐環境性能と海洋データの取得、分析について知見を得るため、東京大学生産技術研究所 林昌奎研究室と共同研究を行っている。神奈川・平塚沖に設置された実験タワーに潮位センサーを設置し、約1km離れた地上局に置いた衛星IoTゲートウェイとLoRaで通信。衛星IoTゲートウェイはイリジウムを用いてデータをクラウドにアップロードする。

この実験は離島の周辺海域のモニタリングを想定して進められている。潮位や波高を計測することで、その変化が温暖化などの地球環境の変化とどのように関係しているかを解明できる可能性があるほか、潮位の上昇などの安全保障上の問題解決にもつながるという。さらには、洋上建設現場の監視や、風力発電施設のモニタリングなどにもユースケースは広がる（図表）。

図表　Extreme IoTによる海洋IoTのユースケース

センサーにも技術革新がある。実験で使用する潮位センサーは河川用水位計を改良したものだが、測定にはミリ波を用いている。従来の超音波式では、超音波を発射するためにラッパ型の開口部を設ける必要があり、虫の侵入やクモの巣が測定の妨げになったり故障の原因になったりすることがあった。ミリ波での測定が可能になったことで密閉した箱形になり、メンテナンスフリー化を実現。また、草木や砂利などの干渉物があっても正確な測定が可能となった。さらに低消費電力性能も向上し、内蔵電池で数年間稼働する。

見通しの悪い山間部で活用する場合には、Extreme IoTのもう1タイプである920MHzマルチホップ無線タイプが適している。これにはエイビットが遠隔検針で培ってきた技術を利用し、センサーデバイス間の通信が可能であるため広範囲のセンサーネットワークを構築できる。取得したデータは山頂などに設置した衛星IoTゲートウェイに集約して送信する。

Extreme IoTのイリジウム採用理由には実装のしやすさもある。イリジウムはAWSを利用したデータ処理が可能となっており、AWS運用経験の豊富なエイビットにとって連携は容易だったという。

Extreme IoTでは今後、カメラ画像データの送信や、自社開発したアセットトラッカーを利用し位置情報やバイタルデータの取得、災害現場やBCP対策にも活用を広げていく予定だ。「これまではあきらめていた場所でのIoT通信を提供できます」と都竹氏。Extreme IoTがIoTの活躍シーンを大きく広げていく。

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