LPWAとは？通信の種類やメリット・デメリット、活用事例を徹底解説

Wi-Fiや5Gなどさまざまな通信技術がある中で、近年注目されているのが「LPWA」です。しかし、一口にLPWAと言っても、その特性や種類、使い方について正確に理解している方は少ないかもしれません。

本記事では、LPWAの基本的な概念から特性、メリット・デメリット、種類、さらには具体的な活用事例まで、徹底解説します。ご自身のビジネスやプロジェクト、課題に対してどのようにLPWAを活用できるかを知りたい方、LPWAの詳細を学びたい方は、ぜひ参考にしてください。

LPWAとは

LPWA（Low Power Wide Area）は、低消費電力（Low Power）で広範囲（Wide Area）の通信を可能にする無線通信技術の略称で、読み方は「エルピーダブリューエー」です。IoTやM2Mの分野※で、大きなサイズのデータを数kmから数十kmといった広範囲の通信ニーズに応える基盤技術として注目を集めています。

具体的には、遠隔地に設置されたIoTデバイスの監視や操作を目的としたデータ通信に適しており、遠隔地のセンサーデータ収集やデバイス制御などに活用されています。従来の無線PANや無線LANと比較して、より長距離で通信できることが特徴です。

低消費電力と長距離通信の2つの重要な特長を兼ね備えているため、以下のようなシーンで特に有効に活用できます。

• 農業：土壌の湿度・温度センサーで遠隔モニタリング、ビニールハウス内の環境制御
• 物流・運輸：トラック・コンテナの位置情報、倉庫内在庫の管理とトレーサビリティの強化※
• 製造業・工場：機械の振動・温度・稼働時間などを監視し異常を早期検知、環境モニタリング
• インフラ：電力、ガス、水道などの使用量を遠隔で計測するスマートメーター、漏水・ガス漏れ検知
• 都市・自治体：スマート街路灯、ゴミ収集の最適化、河川の水位監視
• ヘルスケア・介護：高齢者見守り、バイタルセンサーデータ送信※

※IoT：モノをインターネットとつなぐ技術・M2M：人の手を介さずに機器同士で通信する技術
※製品の生産から消費までの過程を追跡できる仕組み
※心拍・血圧・体温などを定期的に送信し異常を検知

LPWAが注目される背景

LPWAが注目を集めている背景には、IoTデバイスの普及と、それに伴うデータ通信ニーズの変化があります。あらゆるモノがインターネットに接続されるIoT時代において、LPWAは以下のような役割を担い、重要性も高まっています。

• IoTデバイスの増加：センサーやメーターなどさまざまなデバイスがネットワークに接続され、データの収集・分析が求められている
• 多様な通信ニーズ：従来の通信方式ではカバーできない、低消費電力かつ広範囲な通信を必要とするケースが増加している
• コスト効率の重視：多数のデバイスを運用するため、通信コストの削減が大きな課題となっている

LPWAはこれらのニーズに応えられるため、農業や物流、インフラ監視など多種多様な分野での活用が期待されています。特に産業分野においては、LPWAの長距離通信能力が物流・輸送管理の効率化に貢献しており、導入する企業が増加しています。

LPWAの特徴・メリット

従来の通信方式では難しかった課題を解決できるLPWAは、IoTデバイスの通信方式として注目されています。本章では、LPWAの主な特徴とメリットについて解説します。

低消費電力

LPWAの主な特徴は、非常に低い消費電力により、1つの電池で数年単位の稼働が可能である点です。この特性は、長期間の運用が求められるIoTデバイスにとって大きなメリットとなります。

IoTデバイスは、必ずしも常時電源に接続できるとは限りません。多くはバッテリーで動作するため、消費電力が低いことは重要な要素となります。また、LPWAは少ない電力で長期間の動作が可能であるため、頻繁なバッテリー交換が難しい環境でも利用できるのがメリットです。

長距離通信

LPWAは、低消費電力でありながら数kmから数十kmの長距離通信ができます。広範囲に分散したデバイスをネットワークに接続できることがメリットです。

例えば、スマート農業におけるセンサーネットワークや、都市全体をカバーするスマートシティのインフラなど、広範囲なエリアでのIoT導入に役立ちます。

複数デバイスの同時接続

LPWAは多数のデバイスの同時接続が可能です。スマートシティやスマート農業など、数千から数万台のIoTデバイスが接続されるような環境でも安定した通信を提供できるため、大規模なIoTシステムの構築にも対応できます。

他にも、電力やガス、水道などの使用量を計測するスマートメーターや、位置情報の追跡、在庫管理など多くのデバイスを使用する場面でも役立ちます。

LPWAの課題・デメリット

LPWAは多くのメリットがある一方で、いくつかの課題やデメリットも存在します。導入を検討する際には、これらの側面も考慮することが重要です。

• 通信速度が遅い
  LPWAは低消費電力と長距離通信を優先しているため、通信速度は他の通信方式と比較して遅く、大容量データの送受信には適していない
• 遅延が発生しやすい
  データの送受信に時間がかかるため、リアルタイム性が求められる用途には不向き
• 双方向通信が苦手な規格がある
  一部のLPWA規格では、アップリンク（デバイスから基地局への通信）の速度が遅い、または双方向通信自体が難しい場合もある
• セキュリティリスク
  無線通信であるため、セキュリティリスクがある、特に暗号化が弱い規格やセキュリティ対策が不十分なデバイスを使用する場合には注意が必要
• 電波干渉の影響を受けやすい
  アンライセンスバンド（免許不要な周波数帯）を使用する規格は、他の無線機器との電波干渉の影響を受けやすい場合がある
• カバーエリアに地域差がある
  LPWAの基地局は、まだ全国的に十分な数が設置されているとは言えない、また地下や建物の中、山間部、トンネル内など電波の届きにくい場所がある、地域によっては通信が不安定になる、または利用できない場合もある

これらの課題を理解した上で、LPWAの導入を検討することが重要です。例えば、通信速度が遅いデメリットを考慮して、LPWAを活用する用途を限定する、または他の通信方式と組み合わせて使用するなどの対策があります。

LPWAと他通信方式との違い

LPWA以外にも、Wi-FiやBluetooth、携帯電話回線といった通信方式があります。通信方式は、大きく分けて「広域性」「消費電力」「通信速度」「コスト」の4つの要素で比較できます。

LPWAは、他の通信方式と比較して通信速度は遅いものの、圧倒的な低消費電力と広域性が魅力です。バッテリー交換が難しい場所や、広範囲に分散したデバイスの通信を低コストで実現できます。

LPWAの登場によって、これまで通信が難しかった場所やコスト面で導入が難しかった用途でも、IoTデバイスを活用できるようになりました。IoTデバイスの普及を加速させる上で非常に重要な役割を担います。

LPWAの種類

LPWAはその通信方式によって、大きく2つの種類に分類できます。それぞれの特徴を理解することで、用途に最適なLPWAの選択が可能です。

アンライセンスバンド（ノンセルラー）

アンライセンスバンドは、免許不要で利用できる周波数帯を使用した通信モジュールです。ノンセルラーとも呼ばれ、特定小電力無線などの規格が当てはまります。山間部など基地局との接続が難しい電波の弱い場所でも使用しやすいのが特徴です。

自社で基地局を設置・運用できるため、比較的自由にコストを抑えてネットワークを構築できます。ただし、電波干渉の影響を受けやすいデメリットに注意が必要です。

ライセンスバンド（セルラー）

ライセンスバンドは、通信キャリアの免許が必要な周波数帯を使用する通信モジュールで、特定の周波数帯域の利用には通信事業者の許可が必要です。携帯電話回線を利用するため、安定した通信品質が期待できます。都市部に近い市街地や工業地帯などの活用に向いています。

アンライセンスバンドと比較して、電波干渉の影響を受けにくいことがメリットです。一方で、通信キャリアとの契約が必要となり、利用料金が発生することに注意してください。

【比較表付き】主要なLPWA規格の特徴

LPWAにはさまざまな規格が存在し、それぞれに特徴があります。本章では、主要なLPWA規格であるELTRES、LoRaWAN、Sigfox、Wi-SUN、ZETA、NB-IoT、LTE-M（LTE Cat. M1）について、比較表を用いて詳しく解説します。

※通信速度は、通信事業者で異なります。

各規格の詳細については、以下の各項目で解説します。

ELTRES

ELTRESは、ソニー独自のLPWA規格です。

複数の波形を合成して感度を高める技術や、誤り訂正符号を活用したデータ補正機能を搭載しています。加えて独自のアルゴリズムを活用して、通信の障害要素を除去することで、100km以上の長距離伝送を可能としていることが特徴です。通信が困難な山間部や海上などのエリアでも、安定した通信が可能になります。

物流追跡、見守りサービス、インフラ設備の遠隔監視など、幅広い分野で活用されています。

参考：ソニーネットワークコミュニケーションズ株式会社「ELTRES」

LoRaWAN

LoRaWANは、アメリカのセムテック社が提供するLPWAサービスです。LoRaの変調方式を活用した、ネットワークの規格となります。

オープンな規格、ネットワーク構築に柔軟性があるため、世界中で利用されていることが特徴です。また、他のLPWAと比較してバッテリー寿命が長いこと、都市部以外の広範囲をカバーしていることも特徴のひとつです。スマート農業やスマートシティなどの市場で多く活用されています。

参考：セムテック・ジャパン合同会社「LPWAを牽引する「LoRa」の概要と利用動向」

Sigfox

Sigfoxは、フランスのSIGFOX社が提供するLPWAサービスです。基地局を設置できるのは1つの国あたり1社だけで、日本では京セラコミュニケーションシステム株式会社がネットワーク事業者として活動しています。サービス自体は国内のさまざまな企業から提供中です。

主に、低データレートで長距離通信を必要とする用途に適しています。例えば、スマートメーター、インフラ監視や農業のモニタリング、物流業界などに利用されることが多いです。

参考：京セラコミュニケーションシステム株式会社「Sigfox通信技術解説資料」

Wi-SUN

Wi-SUNは、日本のスマートメーター向けの通信規格として開発されたLPWAサービスです。京都大学・シリコンラボなど日米8社が合同で、スマートシティやスマートユーティリティといったIoTネットワークアプリケーションや製品を推進し、スマートメーターの普及を促進しています。

スマートメーター向けであるため、遠距離ではなく近距離の無線通信に適しているサービスです。

参考：Wi-SUN Alliance

ZETA

ZETAは、中国のZiFiSense社が開発したLPWAサービスです。超狭帯域技術により、複数のデバイス間での通信を可能にし、さらに複数の中継器を利用することで広範囲な通信を実現します。この技術により、効率的かつ広域なネットワーク構築を可能とするのが特徴です。

山間部やトンネルなど電波の弱い場所、河川や橋などのインフラ監視などで活用されています。また、介護施設の入居者がどこにいるか、子どもの登下校時に安全に帰っているかなど、見守りシステムの構築も可能です。

参考：ZETA Alliance

NB-IoT

NB-IoTは携帯電話網を利用するライセンスバンドのひとつです。Softbankや楽天モバイルなどのキャリアが対応しています。

広いエリアで少量のデータ通信をカバーできることが特徴で、スマートメーターやセンサー、機械の管理、貨物の追跡などで活用されています。低速ではあるものの、低価格・省エネに特化していることがポイントです。

参考：総務省「eMTC及びNB-IoTの技術概要・共用検討」

LTE-M（LTE Cat. M1）

LTE-Mは携帯電話網を利用するライセンスバンドで、NB-IoTよりも高速通信・長距離通信なことが特徴です。docomoやau、Softbankの他、さまざまなMVNO※が対応しています。

物流管理やスマートメーターのモニタリングでの活用に加え、心拍数などのバイタルデータのモニタリングで健康状態を確認する医療分野でも活躍しています。

※MVNO：主に格安スマホや格安SIMを提供する仮想移動体通信事業者のこと

【業種別】LPWAの活用事例

LPWAはその低消費電力、長距離通信という特性から、さまざまな業種での活用が期待されています。ここでは、具体的な活用事例を業種別に見ていきましょう。

農業：倉庫の温湿度データの収集

株式会社山本忠信商店は、倉庫における温湿度管理の自動化と品質管理の徹底を目指していました。しかし、倉庫にインターネット通信環境のない場所があるため、モバイル回線やLPWAを活用した温湿度センサーを設置しました。LoRaWANでデータを収集し、モバイル閉域網を介して業務管理システムに転送する仕組みです。

その結果、1時間に1回のペースで自動的に温湿度データを収集できるようになり、従業員の巡回作業が不要になりました。特に、従業員が常駐していない外部倉庫の温度も取得できるようになったことは大きなメリットだそうです。

参考：株式会社インターネットイニシアティブ「豆類の温度・湿度管理をIoTで自動化 LoRaWAN®を活用し、倉庫の温湿度データを収集する仕組みを構築」

物流：貨物運搬業務の効率化

東京国際エアカーゴターミナル株式会社は、羽田空港での国際航空貨物取扱業務において、搬送機器の管理に課題を抱えていました。広大なエリアでのドーリー捜索に時間がかかり、出発遅延のリスクや年次点検の負担、追加購入の判断が難しいといった問題が生じていました。

搬送機器にSigfoxを活用したデバイスを装着した結果、マップから特定の搬送機器を探し、指示を受けた担当者が効率的に探索する運用ができるようになっています。1日約2時間かかっていた探索時間が約10分に短縮したそうです。また、搬送機器の稼働率も把握可能となり、余剰購入も防いでいます。

参考：京セラコミュニケーションシステム株式会社「東京国際エアカーゴターミナル株式会社様ドーリーの位置管理で羽田空港の貨物運搬を効率化」

インフラ：積雪・雨量・水位の可視化

人口減少や少子高齢化が進む中、富山県射水市では住民サービスの向上と地域経済の活性化が重要な課題となっています。特に、災害に対する安全・安心の確保は喫緊の課題であり、観測システムの構築が求められていました。しかし、従来の携帯電話網を利用した観測システムは、高額なため導入が困難だったそうです。

そこで、ELTRESの実証実験が行われ、電源確保が難しい山間部や携帯電話の電波が届きにくい場所でも活用できることが確認されました。実証実験では、消雪装置の稼働状況や除雪個所の積雪状況、雨水幹線やため池の水位と雨量などを遠隔監視したのです。その結果、射水市内30カ所の情報をいつでもどこでもパソコンで簡単にモニタリングできるシステムが構築され、利便性が向上しました。

今後は気象庁の降雨データとの連携や、雨量水位観測を多面化しゲリラ豪雨時の浸水状況を迅速に把握し対応できるよう検討を進めるそうです。

参考：ソニーネットワークコミュニケーションズ株式会社「富山県射水市 まちのインフラ及び積雪・雨量・水位のみえる化」

LPガス：検針作業を自動化

東洋計器株式会社では、従来行われている検針業務の検針員不足や負担が課題となっており、自動化が求められていました。ガス・水道メーターの情報を遠隔で取得するテレメタリングサービスを提供しているものの、従来のテレメタリングサービスは通信エリアに制限があり、普及が進んでいない状況だったそうです。

そこで、低消費電力・広いエリアカバレッジを持つLPWAを採用しました。従来の通信方式での課題がすべて解決された上、全戸導入が可能なテレメタリングサービスの開発にも貢献しました。従業員を検針作業から解放し、より生産性の高い業務への配置転換を進めています。

参考：KDDI株式会社「LPガス業界が待ち望んだ100%自動検針を達成。LPWAでガス事業者さまの業務改革を後押し。」

自治体：避難所の開錠と避難者数の把握を自動化

熊本県御船町では、災害発生時における迅速な避難所の開設と避難者数の把握が課題となっていました。特に、中山間地域では人口減少による鍵管理者の担い手不足や、発災直後の道路状況悪化により職員の避難所へのアクセスが難しいことなどが、避難活動がスムーズに行えない要因となっていました。また、断線や混信によって避難者数を把握することが難しく、災害対策本部は的確な対応も困難になっていたそうです。

そこで、LPWAの技術を活用し、遠隔操作による避難所の開錠と避難者数の自動通報システムを導入しました。具体的には、避難所のキーボックスを遠隔操作で開錠・施錠できるようにし、避難者自ら鍵を取り出して避難所を開錠・施錠できる仕組みです。また、避難所にセンサーを設置し、避難者数をリアルタイムで災害対策本部に通知するシステムも導入しました。

取り組みの結果、避難所に来たときに鍵の管理者不在でも開錠できるため、迅速な避難所と備蓄倉庫の開設が可能になりました。また、センサーにより避難者数がリアルタイムで災害対策本部に通知されることで、災害対策本部は状況を迅速に把握し、的確な指示を出すこともできています。さらに、供給する物資数の把握により、効率的に施策が実施できるなど、住民の安心と安全を守ることに役立っています。

参考：総務省「ＬＰＷＡ網を活用した避難所開設の迅速化と状況把握」

その他：高齢者や子どもの見守り

埼玉県では、単身で居住する高齢者の遠方の家族による安否確認や見守りが難しいことを課題に感じていたそうです。見守りサービスを導入しやすい体制を整え、見守る側の負担を軽減するために、LPWAを活用した見守りサービスの実証実験が行われました。

実験では、単身高齢者の住居の冷蔵庫やドアなどにデバイスを設置し、ドア開閉検知センサーを通じて高齢者の活動を家族のメールへ安否状況として通知する仕組みを構築しました。

サービス利用者からは「単身で居住する高齢者の活動をメールで確認でき、安心できる」という声が寄せられています。

参考：埼玉県「IoT・LPWAに関する事例紹介　事例 高齢者の見守り（ドア開閉検知）」

SMSの活用でLPWAの利便性が向上｜国内初の経済産業省認定サービス「SMAPS」の活用を

LPWAの活用は多岐にわたりますが、SMSの送信にも応用できます。

SMS配信サービスの中でおすすめしたいのが、国内初の経済産業省認定サービス「SMAPS」です。SMAPSでは、通知・本人認証・決済までをワンストップで提供しています。また、「SMSを送った時間」「開封した時間」などが管理画面でチェックできるなど、幅広い機能も搭載しています。

【関連NEWS】経済産業省及び法務省より新事業活動実施者として認定されたことをお知らせします。

【SMAPS活用事例：LPガス】LPWAとSMAPSの活用により年間で5,000時間、7,000万円のコスト削減を見込む

LPガスやガス器具の販売を手がけるカニエJAPAN株式会社（愛知県海部郡）は、SMS送信サービスを導入することで経費削減と業務効率化に成功しています。

同社では、直接顧客宅を訪問してガスの使用量を検針し、結果をポスティングしていました。この手間を大幅に削減するためにLPWAの技術を使って遠隔で検針する方法に切り替えています。

しかし、10万人の顧客すべてに検針結果を郵送するには膨大なコストがかかるため、コスト削減が大きな課題となりました。そこでSMS送信サービスを導入した結果、顧客の反応は想像以上に良好で、一回の案内で検針結果のSMS送信について6割以上の顧客から承諾を得られたのです。

現在、利用率90％を目標としており、実現すると年間で5,000時間の業務削減と、7,000万円のコスト削減が実現すると見込んでいます。

【インタビュー】インフラ事業者として確実に届けたい情報をSMSで。コスト削減の先に見据える「ゆとりある働き方」の実現へ

LPWAとSMSの活用でさらに利便性の高いサービスを提供したい方は、ぜひ一度お問い合わせください。

SMS配信サービス 「SMAPS」はこちら

【関連記事】SMS送信サービス導入をサポート！選び方や失敗しないポイントを解説

LPWAで業務効率化やコスト削減を目指そう

IoTデバイスの普及に伴い、LPWAを導入することは、企業のDXを推進し競争力を高めるための重要な手段のひとつとなっています。今後もさらに広がるIoT化に対応するためにも、LPWAの導入は非常に有効的になっていくでしょう。

ただし、LPWAの活用で業務効率化やコスト削減、利便性の向上を実現するには、適切な体制を構築する必要があります。SMS配信サービス「SMAPS」を活用すれば、LPWAの導入で郵送業務やコストの削減、顧客満足度の向上が可能になります。

「SMSで具体的にどのようなことができる？」「LPWAとSMSを活用してみたい」という方はぜひ一度お問い合わせください。

SMS配信サービス 「SMAPS」はこちら