Z-Wave Long Range: ホーム・オートメーションのゲームチェンジャー

Z-Wave Long Range（Z-Wave LR ）は、ほとんどの 2.4 GHz 技術がレンジの要求を満たす課題を抱えており、サブ GHz の技術が限られた出力電力に直面しているスマートホーム技術の領域におけるゲームチェンジャーです。Z-Wave LR は Z-Wave アライアンスが開発した技術で、Z-Wave の下位互換性と相互運用性を維持しながら、最大 +30 dBm の送信電力、大規模なネットワークノードサポート、および最大 10 年のコイン型電池寿命を可能にすることで、Z-Wave ワイヤレス IoT メッシュプロトコルの機能を大幅に強化します。

Z-Wave LR は、新しい接続の時代をもたらす進化的なワイヤレス技術で、規制要件を満たしながら、より広い範囲（DSSS OQPSK 経由）を提供できる既存の変調を活用して Z-Wave ダイナスティの到達範囲を拡大します。Z-Wave LR は、拡張ワイヤレスカバレッジ、スケーラビリティの向上、最適化されたバッテリ寿命、IoT ネットワークのための堅牢なセキュリティを提供するように設計されているため、大きなメリットを提供します。

Silicon Labs の Z-Wave LR を選ぶ理由

拡張された範囲

Z-Wave LR は、Z-Wave デバイス間の伝送範囲を拡大し、+ 20dBm の出力電力で Silicon Labs EFR32ZG23 デバイスを使用すると、最大 1.5 マイルを達成しました。この拡張範囲により、ネットワーク・リピータやルータが不要になり、完全にホームまたはビルのエリア・カバレッジを提供します。Z-Wave ネットワークの新たな可能性を自宅を超えて、ホテルやマルチ住居ユニット (MDU) などの大規模な施設に開放し、庭の端に展開された IoT デバイスも簡単に登録して機能を強化します。

最適化されたバッテリー寿命

Z-Wave LR は、ノイズフロアと追加の干渉要因に関する情報を考慮した後、実用範囲のニーズに基づいて電流ドローを最適化します。この動的送信電力制御は、電力を無駄にすることなく、バッテリー寿命を延ばし、コイン型電池で最長 10 年までのセンサーのユースケースを実現します。

スケーラビリティの向上

インストールされているスマートホームデバイスの平均的な数が増加するにつれ、ネットワーク上の負担も増加します。Z-Wave LR は、現在、単一の IoT でスケーラビリティを向上させています。Z-Wave LR は、現在、単一の IoT でスケーラビリティを高め、この上昇傾向をサポートしています。

後方適合性

Z-Wave 認証は旧版互換性が義務付けられています。これは、20 年以上前から市販されている一番最初の Z-Wave デバイスでも、最新の Z-Wave デバイスとネットワーク上で意図した通りの性能を今でも発揮できることを意味します。この機能を使用するには、長距離をサポートするエンドノードとゲートウェイ/コントローラの両方が必要です。

• ZG23 や ZG28 などのデバイスは、相互運用可能で下位互換性があるように設計されています。他の Z-Wave デバイスと同じ Z-Wave Plus V2 認証プログラムを経るため、既存の Z-Wave ネットワーク内にインストールできます。これらのデバイスは、以前にインストールされたすべての Z-Wave デバイスで動作するように設計されています。

相互運用性とセキュリティ

Z-Wave LR デバイスは、Z-Wave の セキュリティ 2（S2）フレームワークは、エンドツーエンドの暗号化とスマートホームデバイスやコントローラのための最も優れたセキュリティを提供します。これにより、S2 Z-Wave デバイスのホームが確実に安全になります。すべての Z-Wave Long Range ベースのデバイスは、インクルージョン方法として SmartStart のみをサポートし、S2 認証は許可された最低クラスのキーです。

Z-Wave 認証は、Z-Wave LR デバイスを含む Z-Wave エコシステムのすべての製品が、タイプ、ブランド、メーカー、バージョンに関係なく、他のすべての製品と動作するように設計されています。この相互運用性は、既存の Z-Wave ネットワーク内にインストールできる Z-Wave LR デバイスにも及んでいます。

カバレッジの拡大

Z-Wave LR デバイスは、ヤードを超えてワイヤレスカバレッジを提供することができ、Z-Wave 800 デバイスの使用時に Z-Wave デバイス間の伝送範囲を最大1.5マイルまで増加させることで、ネットワークリピーターまたはメッシュの必要性を排除します。このレンジの拡大により、Z-Wave ネットワークは、自宅を超えて、長距離、高性能、低消費電力、デバイスセキュリティの向上が不可欠であるホテルやマルチ住居ユニット（MDU）などのより大きなプロパティに拡張することができます。

Z-Wave LR の電力効率

Z-Wave LR は、電力効率を維持しながら、Z-Wave ネットワークの範囲を拡張するように設計されています。これは、バッテリー電源に依存することが多いスマートホームデバイスの重要な要件です。さらに、Z-Wave LR をサポートする Z-Wave 800シリーズは、低消費電力向けにさらに最適化されており、コイン型電池で最大で 10 年間デバイスを稼働できます。

Z-Wave LR がこれを実現する方法は次のとおりです。

動的送信電力制御： Z-Wave LR は、ノイズフロアと追加の干渉要因に関する情報を考慮した後、実用範囲のニーズに基づいて電流ドローを最適化します。これは、電力を無駄にせずに、バッテリーの寿命を拡張することを意味します。

低消費電力機能と電源管理： Z-Wave デバイスは低消費電力と電力管理に重点を置いており、IoT ネットワークのバッテリー駆動デバイスにとって非常に重要です。製造された LR デバイスは、長時間のスリープ時間など、SDK の高度な電力管理技術を使用できます。非アクティブ状態のとき、デバイスは省エネのために低電力スリープモードに入ることができます。データの送受信のために定期的に目覚め、応答性を維持しながらエネルギー消費を最小限に抑えます。

最適化された通信プロトコル： Z-Wave LR は、低消費電力用に特別に最適化された通信プロトコルを利用しています。このプロトコルは、デバイスが互いに、また中央コントローラとどのように通信するかを規定し、パフォーマンスや信頼性を犠牲にすることなく、エネルギー資源の効率的な使用を保証します。

トポロジーの利点をスタートする： Z-Wave（LR）はスター・ネットワーク・トポロジーをサポートします。スター・ネットワークでは、すべてのノード（デバイス）が中央ハブまたはゲートウェイに直接接続します。これは、中央ハブだけでなく、ノードが複数の他のノードに接続できるメッシュネットワークとは異なります。

ただし、Z-Wave LR は、メッシュネットワーク・トポロジーをサポートする、より広範な Z-Wave エコシステム内で機能するように設計されています。つまり、個々の Z-Wave LR デバイスはスターネットワークで動作しますが、より広範な Z-Wave メッシュネットワークの一部になることができます。

Z-Wave LR のターゲットとなるアプリケーション

ホーム・オートメーション： Z-Wave LR はホーム・オートメーションのアプリケーションに最適です。リピータを必要とせずに、住宅や建物のエリアを完全にカバーし、ヤードの最後に配備された IoT デバイスの登録を容易にします。

大きなプロパティ： Z-Wave LR の拡張範囲は、自宅を超えて、ホテルやマルチ住居ユニット（MDU）などのより大きなプロパティに Z-Wave ネットワークの新たな可能性を解き放ちます。

バッテリー駆動装置のバッテリー： Z-Wave LR は、実用範囲要件に基づいて電流のドローを最適化し、バッテリー寿命を延ばします。これにより、コイン型電池で最大 10 年動作する一般的なセンサーのユースケースに適しています。

商用利用： Z-Wave LR は、堅牢でスケーラブルな Z-Wave ワイヤレス接続を商業ユースケースや空港、スタジアム、アリーナなどの大規模な公共施設ネットワークに拡張できます。

Z-Wave LR は、大規模なスマートビル展開のための魅力的なソリューションを提供します。広範囲の接続、エネルギー効率の高い操作、幅広いスマートデバイスやシステムとのシームレスな統合を提供します。Z-Wave LR 技術を活用することで、ビル管理者は、エネルギー使用量を最適化し、運用コストを削減しながら、より効率的で快適で安全な居住者環境を構築できます。

Z-Wave の確立された道を選択した方も、Z-Wave LR の未知の海へと進出する方も、その目標は同じ、スマートホームをつくることです。技術が進化するにつれて、これらの 2 つのウェーブに関わる空想はいずれも、スマートホームの歴史の肯定に永遠に絡み合うでしょう。