長野日本無線株式会社 セキュアな FG25 サブ GHz SoC を利用して次世代スマート・メーターを開発
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2014 年以降、日本はエネルギーインフラの近代化に積極的に取り組んできました。スマート・メーターは、この政策の重要な部分であり、ユーティリティとリアルタイムで通信し、エネルギー使用量に関するより詳細な情報を消費者に提供する機能など、先人たちよりも高度な機能を提供します。低消費電力、長距離通信機能、安全なネットワーク・プロトコルを備えたワイヤレス・スマート・ユビキタス・ネットワーク（Wi-SUN）は、日本でのスマート・シティ展開の重要なイネーブラーとなっています。Wi-SUN 技術の相互運用性と展開を促進する世界的な非営利団体であるWi-SUN Alliance は、日本で強い存在感を持ち、多くの日本企業が Wi-SUN ソリューションの開発と展開に積極的に参加しています。
長野日本無線(株)は、再生可能エネルギー、エネルギー貯蔵、スマート・グリッド・システムにおける革新的な技術を通じて、この近代化で重要な役割を果たしてきました。同社の使命の一部は、次世代のスマート・メーターやその他 IoT デバイスを開発するメーカーなど、相手先商標製品メーカー（ODM/OEM）を装備することです。この点を念頭に置いて、同社は、開発者とエンドユーザにポジティブなユーザー体験を提供しながら、パフォーマンス要件を実現できるモジュールの作成に着手しました。
課題
2024 年までに日本の従来型メーターの80 ％を置き換えてエネルギー効率を向上させるという日本の野心的な取り組みを支援するため、次世代スマートメーターのメーカーに新機能と性能向上を提供する。
ソリューション
長野日本無線(株)は、Wi-SUN フィールド・エリア・ネットワーク（FAN）1.1に導入された OFDM 変調をサポートする Silicon Labs FG25のサブ GHz SoC を利用して、これらの次世代スマート・メーターの需要を満たすモジュールを開発しています。
その結果
FG25 の MCU/トランシーバー・パッケージの組み合わせは、長野日本無線(株)がお客様のコスト、サイズ、性能要件を実現し、両社の 10 年にわたるパートナーシップを基盤として構築し続けています。
長距離、ミッションクリティカルなプロジェクト向けの FG25 サブ GHz SoC
日本のリングスマート・メータリング政策、ソーラーパネル、EV 充電器などの市場に隣接する他のコネクテッド・デバイスの要件を満たすために、長野日本無線株式会社はいくつかの明確な目的を持っていました。まず、前述のように、Wi-SUN 機能が極めて重要でした。Wi-SUN には長距離通信機能があり、ノード数が少ない広い領域をカバーすることができます。これは、広いエリアにわたって多数のメーターを中央システムに接続する必要があるスマート・メータリングに特に有用です。Wi-SUN はメッシュネットワーク・トポロジーを使用しています。つまり、1 つのノードに障害が発生した場合、ネットワークは自動的に再設定して接続を維持できます。Wi-SUN 認証と性能、セキュリティ、および容易さが相まって、FG25 サブ GHz SoC が長野日本無線株式会社の Wi-SUN モジュールの優先基盤として浮上した理由のいくつかです。最後に、Wi-SUN は、異なるベンダーのデバイスがシームレスに通信できるようにするオープン・スタンダードです。これは、同じシステムで異なるメーカーのメーターが使用されるスマート・メーター・アプリケーションにとって重要です。
Wi-SUN 認証と性能、セキュリティ、そして容易さが相まった、FG25 サブ GHz SoC が、長野日本無線株式会社の Wi-SUN モジュールの優先基盤として浮上した理由のいくつかです。
直交周波数分割多重方式（OFDM）とスマート・メータリング
FG25 のもう 1 つの重要な機能は、直交周波数分割多重化、または OFDM です。これは、限られた帯域幅で大量のデータを送信できるため、スマート・メータリングに適したデジタル変調技術です。スマート・メータリング・アプリケーションでは、より頻繁で正確なデータ収集が可能になり、エネルギー管理の改善につながります。OFDM は電力効率も高く、信号品質を犠牲にすることなく、電池駆動のスマート・メータが低電力レベルでデータを送信できるようにします。これらの第 2 世代スマート・メーターの開発に対する日本のアプローチの一部は、特に OFDM 機能向けに、Wi-SUN FAN 1.1 との互換性があります。FG25 は、OFDM をサポートする Silicon Labs のポートフォリオ初の SoC です。FG25 SoC はデータレートが高いため、何千ものノード数があり得るスマートシティに必要な大規模ネットワークを可能にします。
Wi-SUN とスマート・ユーティリティでのセキュリティにおける強調
個人情報や財務情報、使用パターン、エネルギー消費情報など、収集および送信するデータにより、スマート・メータリング・アプリケーションにとってセキュリティは非常に重要です。適切なセキュリティ対策がなければ、このデータはサイバー攻撃、データ侵害、個人情報の盗難に対して脆弱です。スマート・メーターの開発においてセキュリティが非常に重要であるより実用的な理由は、コンポーネントが電力を供給する上で重要な役割を担っているからです。悪天候、グリッドの過負荷、さらには悪意のある攻撃者でさえも、脆弱なメーターを危険にさらし、停電、グリッドの損傷、安全上の危険を引き起こす可能性があります。セキュリティは、エネルギー業界における顧客の信頼と信頼を維持する上でも重要です。消費者は、データとプライバシーが保護され、電力供給が安全で中断されないことを確信する必要があります。セキュリティの面では、Wi-SUN は 128 ビット AES 暗号化を使用してデバイス間の通信を保護します。また、認証メカニズムと安全なキー管理も含まれており、許可されたデバイスのみがネットワークにアクセスできるようにします。さらに、Wi-SUN は、リプレイ攻撃やパケット・インジェクションなどの一般的なワイヤレス攻撃に耐性があるように設計されています。総括すると、Wi-SUN のセキュリティ機能は、日本の公益事業者ネットワークにおける IoT デバイスの信頼性と安全性の高いプロトコルとなっています。スマート・メータリング、照明、都市、ビル自動化向けに設計された Silicon Labs の新しい EFR32FG25 サブ GHz ワイヤレス SoC の詳細についてご覧ください。
