【IoT用語集】IoTゲートウェイとは?

はじめに

IoTゲートウェイとは、IoTサービスに利用されるデバイスをインターネットやアプリケーションに接続する機器を指します。インターネット接続でのルーターのような役割をする機器です。IoT機器のインターネットへの接続を仲介します。

IoTサービスは、デバイスからデータを取得してクラウドサービスにデータを蓄積・分析解析等行いモノやサービスの付加価値を高めるソリューションを提供することができます。

モノとモノを直接につなぐのではなく、ゲートウェイを介した接続にするとソリューション提供の幅が広がり、より多くのデバイスを接続できる効果が生じます。

技術的特徴 マルチプロトコル対応

IoT機器は、いったんゲートウェイ機器に通信で接続されます。複数の通信プロトコルで取得したデータを通信経路に乗せると通信プロトコルが異なる機器・クラウドを含むサーバでも読み込みが可能になり、サービスの幅を広げることができます。

現在IoTゲートウェイに利用されている無線方式には、Wi-fi、Bluetooth、920Mhz帯無線(IEEE 802.14.g)、ZigBee(IEEE802.15.4)などのタイプがあります。有線イーサネットの利用も行われることもありますが、主流としては無線方式の通信です。

効用

モノのインターネットは、2020年には200億台のデバイス、将来的に500億台のIoT機器をインターネットにつなぐことができる技術と考えられています。機器と機器を機器間通信で結ぶことも可能ですが、デバイスの小型化・デバイスの省コスト化には通信機能は最小限のもので対応することが必要となります。

IoTゲートウェイの利用は、機器間通信を最小限に抑えるソリューション設計のカギになります。マルチプロトコル対応ですのでプロトコルの限界を気にせず、ベンダーが異なるデバイスをつなぐことも可能です。

IoTゲートウエイの用例

ゲートウェイ機器には、専用の機器とスマートフォン・タブレットのようにアプリケーションのゲートウェイ機能に依存する機器があります。その双方をIoTゲートウェイと呼びます。

双方を組み合わせて利用することも普通にみられます。また、ゲートウェイに通信機器以外の機能をもたせたものも含めて「ゲートウェイ」と呼ぶことも一般的です。たとえばセンサ機能を持たせたり、アプリケーションソフトウェアと総称して「ゲートウェイ」と呼んだりするような例もあります。

IoTデバイスには小型で持ち運びができるもの、すえ付けて利用するものなどさまざまな形態があります。

「通勤中にスマートフォンでエアコン・炊飯器・洗濯機のスイッチを遠隔でオンにする」という例を考えるとき、据え付け型のものは家庭用ゲートウェイまではBLEなどの近距離通信をつかい、ゲートウェイからは4G式のスマートフォンの通信を使って通信を行うことができれば効率よく、低コストで通信することができます。

そして、家庭用ゲートウェイは、各家電の電気消費量を監視しクラウドサービスに記録すると言った具合です。また、ゲートウェイが「マルチプロトコル対応」であることは、IoTデバイスの通信規格が多種であるのに対応しているものです。

IoTゲートウェイの構成要素

先ほど通信機能以外にもIoTゲートウェイには構成要素があることに言及しましたが、
なかでも注目されるのはセンサとセキュリティの機能です。センサとセキュリティは、モノのインターネットの弱点をカバーすることができるからです。

たとえば、

  • センサ・・・通信パケット量を抑え、過度に通信に依存することを避けることができ、通信コストおよび通信機器の開発コストを抑えることができる
  • セキュリティ・・・冗長化設計の一部として使う、セキュリティゲートウェイを多階層化したり、アクセス制限の機能を持たせたりするなどして、セキュリティの強化を図るファイアーウォール機能を持たせる等、様々な設計が考えられます。

IoTは、「エコシステム」により1個でも多くのデバイスをつなげることが課題となってきました。しかしながら、つなぐことによるデメリットは、セキュリティと通信資源の枯渇といえます。ゲートウェイの開発段階・ユーザーへのサービスでの上手な利用が、IoTのデメリットを減らすものと考えられるのです。

さらに近時では、ゲートウェイにデータの処理の機能を持たせ、サーバ側のデータ処理の負担を軽減しより早い速度でデータ処理・検索することを可能にするため「エッジゲートウェイ」と呼ばれるエッジコンピューティングを可能にするゲートウェイも登場しています。

このように多機能・高付加価値なゲートウェイが企業のデータ利用のカギになると目されているのに対し、家電・スマートデバイスを手軽に家庭でつなぐことのできるIoTゲートウェイは、ダウンサイジングと省コスト化が急激に進んでいます。二極がともに日進月歩の状況にあります。

まとめ

IoTゲートウェイはモノのインターネットの課題である多くのIoT機器をできる限り、つなぐ技術のカギになるデバイスです。

また、モノのインターネットの次の課題であるより多くのデータ処理・セキュリティに関してもキャスティングボードを握るデバイスと言えるでしょう。ベンダー各社の取り組みに注目が集まっています。

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