ルーター・ゲートウェイ・モデム － それぞれの役割と選び方

ルーター・ゲートウェイ・モデムは、いずれもネットワーク接続に欠かせない機器です。類似する機能を持っているものの、それぞれ役割が異なるのが特徴で、これらの機器を適切に使い分けることが、ネットワーク全体の効率と安定性、そしてコストを大きく左右します。

たとえば、都市全体に分散設置された水道メーターのネットワークを構築すると考えてみましょう。このネットワークは各メーターから、中央プラットフォームへデータを送信し、ローカルネットワーク内で情報を共有する、という仕組みになっています。ネットワーク機能の一部は地下に設置されているため、通信環境に制限があるのも特徴です。こうした環境では、用途に応じて異なる役割を担う3種類の機器を組み合わせて運用する必要があります。

モデムとは？

前述の水道メーターに関する、最初の課題は、各メーターをインターネットに接続することです ― これを担うのがモデムです。

ただし、このモデムの役割は接続の確立に限られ、ネットワークトラフィックの制御や複数デバイスの接続、セキュリティ機能などは備えていません。

このシンプルな構成は、コスト面にメリットがあります。モデムは接続機器の中でも、比較的導入しやすい価格帯で販売されています。一方で、通信は主にUSB経由で行われるため、接続先のデバイスには対応するドライバーのインストールが必要です。

また、扱うデータ量や設置環境によって、適したモデムの種類は異なります。

NB-IoTモデムによる遠隔監視

多くの遠隔監視用途では、長期間にわたり少量のデータを送信するデバイスが使われています。こうした環境では、LTE-MやNB-IoTといった低消費電力のモバイル技術により、消費電力と通信量を抑えながら安定した接続を維持できます。

どちらも低消費電力のIoT用途向けに設計されていますが、適した用途は異なります。LTE-Mは高い通信速度と低遅延が特長で、アセット追跡などのモバイル用途や、頻繁なデータ通信を必要とするケースに適しています。一方、NB-IoTは通信速度を抑える代わりに、電波の届きやすさと広い通信範囲を重視しており、地下設備や遠隔インフラなど、通信環境が厳しい場所に設置された固定デバイスに適しています。

テルトニカの産業用USBモデム「TRM250」はこれらの技術に対応しており、厳しい環境でもセンサーやメーターなどの監視機器から安定したデータ送信を可能にします。

5Gモデムで実現する大容量データ通信

一部のIoT環境では、大量のデータを高速かつ低遅延で送信する必要があります。5Gは、こうした用途に求められる帯域幅と低遅延を備えており、高解像度映像を遠隔監視センターへ送信する監視システムなどに適しています。テルトニカの5Gモデム「TRM500」は最大3.4Gbpsの通信速度に対応し、既存の4Gおよび3Gネットワークとの互換性も備えているのが特徴です。これで高負荷なデバイスでも、効率的なデータ通信が可能です。

ルーターとは？

メーターをインターネットに接続しただけでは運用は成り立ちません。モバイル回線を複数の機器で共有し、ローカル制御ユニットと連携しながら、通信の安全性も確保する必要があります。こうした役割を担うのがルーターです。

モデムはデバイスをインターネットに接続する役割を担います。一方、ルーターはその接続をネットワーク内で共有し、複数のデバイス間でデータの流れを制御します。さらに、異なるシステム同士の通信も可能にします。ルーターは幅広い用途に対応するため、イーサネットポートやWi-Fi、モバイル接続などのインターフェースに加え、ファイアウォールやVPNといったセキュリティ機能も備えています。

輸送システムに求められる高信頼な接続

現代の輸送システムでは、監視や乗客向け情報の提供、車内サービスのために、継続的なデータ通信が欠かせません。さらに、車両や鉄道環境では振動や移動に加え、厳しい安全基準への対応も求められるため、一般的なネットワーク機器では十分に対応できない場合があります。

テルトニカの5Gルーター「ATRM50」は、こうした環境に対応した設計で、高速な5G接続と堅牢なハードウェアを備えています。M12ギガビットイーサネットポートとM12電源コネクタにより、振動や移動の多い環境でも安定した接続を維持します。また、EN 45545-2やEN 50155といった鉄道規格にも準拠しています。

eSIMルーターで実現する大規模IoTの効率化

複数の地域やモバイルネットワークにまたがるIoT環境では、物理SIMカードの管理が大きな負担になります。その場合、SGP.22アーキテクチャに基づくeSIM機能により、複数の通信事業者プロファイルを保存し、遠隔から管理できます。これにより、大規模環境でも接続管理を効率化することができます。

この機能は、4G LTE、Wi-Fi、イーサネットポート（2つ）を搭載したコンパクトな産業用eSIMルーター「RUT241」で利用できます。

PoE+対応産業用ルーターによる電力供給

IoT導入の計画段階では、配線はあまり重視されないことがあります。しかし実際の設置では、カメラやアクセスポイント、センサーのすべてに、データ接続に加えて電源も必要になります。その結果、配線が増え、設置作業の手間やコストも大きくなる場合があります。

PoE+を活用すれば、こうした課題を解消できます。1本のケーブルでデータと電源を同時に供給できるためです。PoE+対応イーサネットポート4つと安定した4G接続を備えたPoE+ルーター「RUT951」なら、1本のケーブルで接続機器を運用できます。

デュアル5Gルーターで実現する安定した接続

一時的なイベント会場や遠隔の建設現場では、インターネット接続をモバイルネットワークに頼るケースが多く見られます。こうした環境では、接続が一つでも途切れると、全体の通信に影響が及びます。5Gモデムを2つ使用することで、複数のモバイルネットワークを通じた接続を維持でき、通信断のリスクを抑えられます。こうした冗長構成は「RUTM52」に採用されており、デュアルSIMやeSIM、マルチWAN機能により、トラフィックの分散やネットワークの自動切り替えに対応します。

5G・Wi-Fi 7ルーターで実現する高速で安定したインターネット接続

一部の地域では、光回線やケーブルブロードバンドの導入が難しく、安定したインターネット接続を確保できない場合があります。こうした環境では、5Gなどのモバイル技術が、固定インフラに依存せずに高速な通信を提供する有効な選択肢となります。

テルトニカ初のWi-Fi 7対応コンシューマールーター「Altos」は、5G接続と次世代Wi-Fi 7により、家庭でも高速かつ安定したインターネット環境を実現します。また、RutOSおよび「RMS（リモート・マネジメント・システム」に対応しており、高度なネットワーク管理機能も利用できます。

IoTゲートウェイとは？

水道メーターの例では、一部の機器で通信方式と外部ネットワークをつなぐ専用の機器が必要になります。これがゲートウェイです。異なる言語を話す人同士の間に入る通訳のように、ゲートウェイは異なる通信技術をつなぐ役割を担います。これがなければ、システム同士は通信できません。

テルトニカのゲートウェイは、異なる通信技術間でデータを変換または中継し、このギャップを解消します。これにより、産業機器を外部ネットワークやクラウドに接続できます。

LTEゲートウェイで実現する既存設備のアップグレード

多くの産業機器や制御システムは、もともとインターネット接続を前提として設計されていないため、リモート監視やデータ送信が困難です。このような場合、既存設備を最新のネットワークへ接続するための追加デバイスが必要になります。LTEゲートウェイ「TRB140」はこうした役割を担い、コンパクトな筐体でLTE Cat 4接続に対応しています。ギガビット・イーサネット・インターフェースとカスタマイズ可能なLinux環境により、レガシーシステムを最新のネットワークへ統合できます。

NB-IoTゲートウェイによるアクセス困難な場所でのリモート監視

インフラや環境監視システムは、地下施設や遠隔地など、安定した通信が難しい場所で稼働するケースが多くあります。NB-IoTはこうした環境向けに設計されており、長距離通信と高い電波到達性を備えています。

ゲートウェイ「TRB256」はNB-IoT接続に対応しており、厳しい環境でも、センサーやメーターなどの監視機器から、データを安定して送信できます。また、RS232、RS485、デジタル入出力、イーサネットなどのインターフェースにより、産業機器との統合にも対応しています。

産業用5Gゲートウェイで実現する大容量データ通信

一部のシステムでは、大量のデータを迅速に遠隔プラットフォームへ送信する必要があります。産業用カメラや決済端末、自動化機器などはリアルタイムで動作するため、低速なネットワークでは処理が追いつかない場合があります。

こうした用途には、十分な帯域幅を持つ5Gが適しています。この課題に対応するのが5Gゲートウェイ「TRB501」です。2.5Gbpsイーサネットポートとキャリアアグリゲーションにより、高速かつ安定したデータ通信を実現します。

IoTプロジェクトに最適な接続機器の選び方

水道メーターのネットワークでは、状況に応じて3つすべてのデバイスが必要になる場合があります。モデムは各メーターをインターネットに接続し、ルーターはネットワーク内のデータの流れを管理し、ゲートウェイは単独では接続できない既存設備をつなぎます。実際のIoT環境でも同様です。使用するデバイスは異なっても、基本となる考え方は変わりません。どのように接続するか、どのように管理するか、そして異なるシステムをどのようにつなぐかが重要です。

単にインターネット接続ができればよい場合は、モデムで十分です。複数のデバイスを同一ネットワーク上で接続・管理する必要がある場合は、ルーターが必要になります。既存設備がIP通信に対応していない場合は、ゲートウェイが必要です。多くの導入では、これらを組み合わせて使用します。

テルトニカ製デバイスの選定でお悩みの際は、当社チームが最適な構成をご提案します。製品ラインアップをご覧いただくか、お気軽にお問い合わせください。