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  • 2023/10/02 掲載

バックスキャッタ通信とは?ワイヤレス電力伝送とは?Wi-Fi HaLowなど、IoTの「最新技術」5選

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あらゆるものがつながるIoT(Internet of Things)が当たり前の時代になったが、Wi-FiやLPWAはじめ、現在IoTで利用される技術ではサービスの高度化に向けて、通信速度・距離・コストなどでいくつかの課題を抱えている。そこで続々と新しい技術が登場しているが、あらゆる場面で万能な技術はなく、各種の技術の「選定眼」が求められる。PwCコンサルティングのシンクタンク、PwC Intelligence ディレクターの小林峰司氏が既存のIoT技術の課題、IoTで注目の新技術「空間伝送型ワイヤレス電力伝送」「バックスキャッタ通信」「ローカル5G」「Wi-Fi HaLow」「衛星・HAPS通信」の5つと各技術の最新の活用事例について解説する。

執筆:フリーライター 岡崎勝己

執筆:フリーライター 岡崎勝己

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次世代無線技術の中でも注目を集めている5つの技術(後ほど詳しく解説します)
(出典:PwC コンサルティング)

現行の無線技術はIoTの推進で“力不足”も

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PwCコンサルティング
ディレクター
小林 峰司氏
NTTコミュニケーションズ (NTT Com)、米国Verizonにて、情報通信業界での15年以上のグローバルビジネスにおける実務経験を経てPwCコンサルティング合同会社に移籍。通信業界向けアドバイザリー業務に加え、PwC Intelligence(シンクタンク部門)の創設メンバーとして、テクノロジー分野をリードする。
 世の中のあらゆるモノが通信を行い、従来では考えられなかったサービスを実現するIoTの世界が現実のものとなりつつある。そこで鍵を握るのが、物理的な制約のない、より手軽なデータのやり取りを可能とする無線技術だ。

 だが、各種の先行事例から、現行技術の“限界”も明らかとなっている。「現在、用いられているのは主にWi-FiやLPWA(Low Power Wide Area)、4G LTEです」と説明するのは、日本や米国の大手通信事業者で15年以上にわたりグローバルビジネスに携わり、無線通信技術に精通するPwCコンサルティング ディレクターの小林峰司氏だ。

 挙げられる課題として、まず、Wi-Fiは広く普及している弊害として電波干渉が多く、4G LTEは音声通話網とネットワークを共用するため、通信が安定性に欠ける点やコストだ。また、LPWAは省電力かつ最大数kmの通信が可能な一方で、通信速度の遅さが用途開拓における“縛り”となる。

「データを単にかき集めるだけなら現行技術でも可能です。ただ、より高度なサービスを目指すとなれば、技術的な要件面で力不足と言わざるを得ません」(小林氏)

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図:これまでのIoTにおける課題と次世代IoT
(出典:PwC コンサルティング)

 とはいえ、これらの技術課題を踏まえたIoT向けの次世代無線通信技術の開発は、産官学で以前から進められ、すでに実用化に至っているものも存在するという。その中で5つの技術に注目したい。

IoT向け次世代無線技術とは?

(1)空間伝送型ワイヤレス電力伝送
 1つ目が空間伝送型ワイヤレス電力伝送だ。空間伝送型ワイヤレス電力伝送とは、電波を利用して数十メートルもの長距離給電を可能とする技術。直流電流で増幅した電波をアンテナで受信し、整流回路で直流電力に変換して電力を取り出す。マイクロ波やミリ波などを用いる。

 メリットは、従来の非放射型の方式では電力の伝送距離が1メートル未満であるのに対し、数十メートルもの伝送が可能になる点だ。

 一方で、生体の安全性を考慮する必要があり、人体などの障害物を検知し、回避したルートで送電する必要がある。

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空間伝送型ワイヤレス電力伝送の技術概要と特徴
(出典:PwC コンサルティング)

 2022年には電波法に関する総務省令にて、一定の要件を満たす屋内での利用について、920MHz帯、2.4GHz帯、5.7GHz帯の構内無線局の制度整備が行われ、マイクロ波を利用した空間伝送型ワイヤレス電力伝送が国内で利用可能となった。また、2023年にはIEEE Standardにて国際標準化に向けた議論が開始されるなど、まさにこれからという技術と言える。

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空間伝送型ワイヤレス電力伝送の法整備・標準化動向など
(出典:PwC コンサルティング)

 具体的な利用イメージとしては、インフラ点検での省人化、スマートファクトリーでの断線時ダウンタイム削減、スマートビルディングでのメンテナンスコスト削減、ドローンでのバッテリー削減・軽量化など幅広い。

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空間伝送型ワイヤレス電力伝送のユースケース・事例
(出典:PwC コンサルティング)

 なお、ワイヤレス電力伝送方式は複数の伝送方式があり、スマホなどのワイヤレス給電は、コイルに電流を流して生じる磁界の力を電力に変換する別技術となる。

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ワイヤレス電力伝送の方式一覧。それぞれにメリットとデメリットがある
(出典:PwC コンサルティング)
【次ページ】IoT社会の実現で待ち受ける「最大のハードル」とは

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