ウェアラブル端末の6つの通信規格


ウェアラブルデバイスを設計する段階で、通信規格の選択は製品の性格を決める非常に重要な要素となります。
それぞれの細かい技術的な要素や知識を持つまで必要は無いと思いますが、
簡単な特徴ぐらいは抑えておく必要があります。

今回は非常に簡易ですが、6つの一般的な通信規格の特徴について検討してみたいと思います。

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■Near Field Communication (NFC)
NFCは消費電力が低いという点ではウェアラブルに最適です。
特長としてデータ通信量は極小で、通信距離は接触に近いほど近距離(数cm)で行われます。
またNFCはアクティブとパッシブの2つのモードがあり、パッシブには電源が不要となります。
消費電力量に関しては、パッシブタグと通信する時はBLEよりも高いですが同等と考えても良いでしょう。

もし長い距離でのデータ通信が必要な場合は、別の通信規格を採用すべきです。

 

■Bluetooth Low Energy(BLE)
昨今のほとんどのウェアラブルにはBLE(正式にはBluetooth Smart)が採用されています。
背景としてはやはり低コストで採用しやすい規格であり、消費電力も低いことが要因として考えられます。
消費電力においてはコイン電池で状況次第ですが数カ月~数年使用することも可能です。

しかし、データのスループットには制限があります。
といっても、殆どのウェアラブルはそこまでのデータ通信量が要求されないのが現状です。

BLEチップは小さくウェアラブルにも最適ですし、100Mの通信距離の実現も可能です。
BLEを使用するにはホストとのペアリングが必要で、殆どの場合がスマホ(とApp)との接続になります。

もしウェアラブルにおいて、より大きなデータ通信と頻度が必要な場合(例えばオーディオやビデオストリーミング等で)は、
BLEは候補から外れてしまうでしょう。

 

■ANT
ANTの通信規格はスポーツ関係のウェアラブルには非常に良い選択肢となるでしょう。
実際、心拍数のモニタリングや自転車の走行距離やスピードなどの測定等のセグメントでは多用されているのが現状です。
ほぼ業界標準と言っても良いでしょう。

センサーと他のノードは通信距離の中においてマスターかスレーブで駆動します。
それぞれのノードは互いに送受信が可能で中継器としてネットワークを広げることも可能ですし、
長期による低電力のスリープモードで消費電力を極端に抑えたネットワーク構成も可能です。

 

■Bluetooth Classic
初期よりBluetooth Classic(もちろん元はシンプルに「Bluetooth」と呼ばれていました)は、
近距離無線通信のソリューションとして非常に多く採用されてきました。
今日に限って言えばスマートフォンでのヘッドセットや車のマルチメディアシステムとしてのスピーカー等は
既に業界標準となっています。

BLEと比較するとBluetooth Classicはより高い帯域幅を使用し、その分消費電力が必要となります。
ネットワークトポロジ―は制限があり、より大きなセンサーネットワークには不向きと言えます。

 

■Wi-Fi
もしあなたが考えているウェアラブルが大きなデータ通信で極力ラグを抑えて設計する場合(動画ストリーミング等)は、
Wi-Fiが最適な選択となるでしょう。
しかし代償として要求される電力が大きい為に日々の充電は不可欠となるでしょうが…

Wi-Fiを使用すれば、ウェアラブルはWi-Fiアクセスポイントを経由して直接インターネットと繋がることが可能です。
例えばGoogle GlassはWi-Fiを使用しており、グラフィックを高レートで通信することで高いユーザーエクスペリエンスを実現していますが、ディスプレイと高いCPUの負荷により要求される電力量は大きく、ユーザーに頻繁に充電することが要求されます。この様な頻繁に充電が必要な状況は顧客満足に影響を与えてしまいます。

 

■Cellular
モバイル通信は、ユーザーのスマートフォンなどの中継を経ずに直接クラウドにアクセスできるという事になります。
しかし、今日のモバイル通信は小さなデバイスには不向きです。
それは消費電力も高く物理的なサイズも大きいからです。
将来的には技術の革新でウェアラブルに搭載するに十分な選択肢になり得ますが、今は未だと言えます。

 

The best of worlds?

幾つかのウェアラブルデバイスはそれぞれの特徴を活かし補完し合うために、
違う通信規格を組み合わせて搭載されています。
例えばApple WatchはBluetooth Classic、BLE、Wi-Fiとモバイルペイメント用にNFCも搭載されています。

その様なソリューションとしてANTとBLEとNFCを1つのSoCとして提供しているのがNordicとなります。
(RaytacはNordicソリューションを採用したBLEモジュールを提供しています)

以上の様に、ウェアラブルの設計において何を優先させるか?
(サイズ?消費電力?ユーザーエクスペリエンス?コスト?等々)を決めてから、
最適な無線通信規格を検討・選択する事が必要となりますね。

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