LoRaWANとは｜仕組みとIoT中級で問われる点

LoRaWANは、電池で動く「モノ」を、無線で広い範囲からインターネットにつなぐためのLPWAのネットワーク仕様です。LoRa Allianceは、LoRaWANを電池駆動の機器をインターネットにつなぐLPWAのネットワーク仕様と説明し、郊外で最大15km程度の通信、10年以上の電池寿命、免許不要のISMバンドの利用を特徴に挙げています（2026年9月27日確認）。

日本では、LoRaWANは免許不要の920MHz帯を使うLPWAの1つです。KCCSの整理（2020年5月時点）では、ユーザーがゲートウェイ（親機）を置けば半径数kmの子機と自営の無線ネットワークを作れる方式とされ、ソラコムやセンスウェイなどがサービスを提供しています。

仕様はLoRa Allianceが公開しており、2026年9月時点の基本仕様はTS001-1.0.4「LoRaWAN L2 1.0.4」です。LoRa Allianceは、LoRaWANがITUに承認された国際標準であるとも説明しています。

もっとも混同しやすいのがこの2語です。Semtechは、LoRaをチャープ拡散（CSS）から派生したスペクトラム拡散の変調技術と説明し、「LoRaはSemtechが開発したシリコン（半導体）で、LoRaWANはLoRa Allianceが管理する相互接続のための標準」と区別しています。

LoRaの変調だけを使い、LoRaWANを使わずに独自の通信手順で機器どうしを結ぶことも技術的には可能です。そのため、「LoRa＝LoRaWAN」とする選択肢は誤りと判断できます。

LoRaWANの端末は、下り（サーバから端末へ）のデータをいつ受け取れるかで3つのクラスに分かれます。The Things Network（LoRaWANネットワークを運営するThe Things Industriesの技術資料）では、次のように説明されています。

ポイントは、すべての端末がClass Aに対応しなければならないことです。Class BとCは、Class Aの動きに受信の機会を足した拡張です。「Class Cは電池で10年動かす用途に向く」のような選択肢は、受信を開き続けるという性質と矛盾します。

ネットワークの構成は、LoRa Allianceがスター・オブ・スターズと呼ぶ形です。端末からアプリケーションまで、次の要素がデータを受け渡します。

• 端末（エンドデバイス）：センサなど。LoRaの電波で上りを送る
• ゲートウェイ：受け取った電波をIPのパケットに変え、携帯回線・Wi-Fi・イーサネットなどのバックホールでネットワークサーバへ転送する
• ネットワークサーバ：複数のゲートウェイが同じ電波を受けたときに重複を取り除き（重複排除）、網全体を管理する
• ジョインサーバ：端末の参加（アクティベーション）を助け、鍵を管理する
• アプリケーションサーバ：端末から届いたデータを用途ごとに処理する

LoRaWANの端末はALOHA方式で送信するため、特定のゲートウェイと接続を結ばないのが特徴です。圏内のゲートウェイならどれが受けてもよく、同じ電波を複数のゲートウェイが受けた場合はネットワークサーバが1つにまとめます。携帯電話のような基地局ごとの接続切り替え（ハンドオーバー）を前提にしない設計、と理解しておくと他方式と比べやすくなります。

暗号にはAES-128を使い、網の側で使うネットワークセッション鍵（NwkSKey）と、データ本体を暗号化するアプリケーションセッション鍵（AppSKey）を分けています。データ本体は端末とアプリケーションサーバの間で暗号化されるため、途中のゲートウェイやネットワークサーバは中身を読めません（The Things Networkの説明）。

端末を網に参加させる方法は2つあります。OTAA（Over-The-Air Activation）は参加手続きのたびに新しいセッション鍵を作る方式、ABP（Activation By Personalization）はあらかじめ決めた鍵を書き込んでおく方式です。フレームカウンタで古い通信の再送（リプレイ攻撃）を見分けます。

LoRaWANは、IoTシステム技術検定 中級の出題カテゴリ「センサ／アクチュエータ技術と通信方式（デバイス、ネットワーク、LPWA、プロトコル）」に入ります。公式ページの図では比率が25〜30%です（MCPC公式ページ、2026年9月27日確認）。公式テキスト『IoT技術テキスト 第4版』では第4章「IoT通信方式」に当たる範囲です（章とカテゴリの対応は当サイトの推定）。

LoRaWANだけで何問出るかは公表されていません。4択では、次のような観点が考えられます（当サイトの予想で、実際の出題の再現ではありません）。

• LoRaとLoRaWANの層の違い、LoRa Allianceとの対応
• Class A・B・Cの受信の仕方と消費電力の大小
• ゲートウェイ・ネットワークサーバ・アプリケーションサーバの役割の組合せ
• 免許不要帯を使い、自営網を作れるというLPWAとしての位置づけ

電池で長く動かす設計は、環境の光や振動から電力を得る エナジーハーベスティング と組み合わせて問われることも考えられます。試験の形式は IoT中級の概要 で確認できます。

携帯電話の網を使う方式との違いは NB-IoTとLTE-Mの違い で確認してください。

LoRaWANのClass Aの端末が、サーバからの下りデータを受け取れるタイミングとして、最も適切なものはどれか。

1. 1ビーコンで同期した一定周期の受信枠
2. 2上り送信の直後に開く2回の受信窓
3. 3送信中を除いて常に開いている受信窓
4. 4ゲートウェイが指定した任意の時刻

正解：2。Class Aの端末は、上りを送った直後に短い受信窓を2回開き、そのときだけ下りを受け取ります。受信の機会を最小限にすることで、最も省電力になります。

1はビーコンとピングスロットを使うClass Bの説明です。3は受信窓を開き続けるClass Cの説明です。4のように任意の時刻に受信できる仕組みはClass Aにはなく、下りは端末の送信をきっかけにしか届きません。

LoRaWANのネットワークで、複数のゲートウェイが受信した同じメッセージの重複を取り除く役割を持つものはどれか。

1. 1エンドデバイス
2. 2ゲートウェイ
3. 3ネットワークサーバ
4. 4アプリケーションサーバ

正解：3。端末は特定のゲートウェイに属さないため、同じ電波を複数のゲートウェイが受けることがあります。これらを受け取ったネットワークサーバが1つを残して重複を取り除きます。

1のエンドデバイスはデータを送る側で、受信側の重複は扱いません。2のゲートウェイは受信した電波をIPパケットに変えて転送するだけで、他のゲートウェイの受信状況は知りません。4のアプリケーションサーバは、重複を除いた後のデータを用途ごとに処理する役割です。

LoRaとLoRaWANに関する説明として、最も適切なものはどれか。

1. 1LoRaは携帯電話の周波数を使う3GPPの規格である
2. 2LoRaWANは物理層で使う変調方式そのものの名前である
3. 3LoRaは変調方式、LoRaWANはその上のプロトコル
4. 4LoRaWANは免許が必要な周波数だけで運用される

正解：3。LoRaはチャープ拡散から派生した変調方式（物理層）で、LoRaWANはそれを使うネットワークのプロトコルです。

1は3GPPのNB-IoTやLTE-Mの説明と混同しています。LoRaは免許不要のISMバンドで使われます。2は層が逆で、変調方式はLoRaの側です。4は誤りで、日本のLoRaWANは免許不要の920MHz帯で使われます。

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