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あけましておめでとうございます。CX事業本部Delivery部のakkyです。 今年もIoT関係の記事を書いていきたいと思いますので、よろしくお願いします!
さて、Armadillo-IoT A6EというIoTゲートウェイを入手したので、このデバイスについてご紹介していこうと思います。
まずはA6Eに搭載されているLTE Cat.M1モジュールについてです。
LTE Cat.M1はLPWAの一種で、最高通信速度はドコモ回線では上り375kbps、下り300kbpsです。(上り/下り1Mbpsは規格上設定できる最大速度です) 直接インターネットに接続でき、TCP/IPでそのまま通信できるため、既存のアプリケーションを変更せずに使えるのがメリットです。
・・・と、こういったスペックの説明に関してはネットでいくらでも出てくるのですが、実際のところはどうなのでしょうか? 今回はLTE Cat.M1の通信速度を測定してみましたので、ご紹介します。
注意事項:無線かつインターネット通信ですので、通信場所や時間、機種によって実際の通信速度は異なります。あくまで一例としてご覧ください。
ハードウェア
アットマークテクノ製 Armadillo-IoT A6E
- CPU Arm Cortex-A7 528MHz
- RAM 512MB
- Cat.M1モデル
SIMはSoracom plan-D300を使用。
モデムのサスペンド、Power Save Mode、eDRXはすべて無効に設定。
設置場所はクラスメソッド岩本町オフィスです。平日13~16時に実験しました。
下り速度
speedtest-cli
まず、speedtest-cliを使ってみましたが、エラーになってしまいました。途中までは進行するので、速度が遅すぎるとタイムアウトしてしまうようです。(Podmanで動かしました)
Speedtest by Ookla
Server: IPA CyberLab 400G - Tokyo (id: 48463)
ISP: SORACOM.
Idle Latency: 87.15 ms (jitter: 35.48ms, low: 63.49ms, high: 130.08ms)
Download: FAILED
wget
気を取り直して、wgetコマンドでcloudfrontから画像をダウンロードした場合の速度を測ってみます。
--2023-01-05 06:52:21-- https://devio2023-media.developers.io/wp-content/uploads/2022/10/DSC_0687_1200x630-960x480.jpg
Resolving d1tlzifd8jdoy4.cloudfront.net (d1tlzifd8jdoy4.cloudfront.net)... xxx.xxx.xxx.xxx, xxx.xxx.xxx.xxx, xxx.xxx.xxx.xxx, ...
Connecting to d1tlzifd8jdoy4.cloudfront.net (d1tlzifd8jdoy4.cloudfront.net)|xxx.xxx.xxx.xxx|:443... connected.
HTTP request sent, awaiting response... 200 OK
Length: 382038 (373K) [image/jpeg]
Saving to: 'DSC_0687_1200x630-960x480.jpg'
0K .......... .......... .......... .......... .......... 13% 16.6K 19s
50K .......... .......... .......... .......... .......... 26% 13.6K 18s
100K .......... .......... .......... .......... .......... 40% 17.4K 14s
150K .......... .......... .......... .......... .......... 53% 19.1K 11s
200K .......... .......... .......... .......... .......... 67% 18.4K 7s
250K .......... .......... .......... .......... .......... 80% 18.1K 4s
300K .......... .......... .......... .......... .......... 93% 18.7K 1s
350K .......... .......... ... 100% 21.8K=21s
2023-01-05 06:52:44 (17.4 KB/s) - 'DSC_0687_1200x630-960x480.jpg' saved [382038/382038]
おおむね、16~18KB/sの速度が出ているようです。これは128~144kbpsとなるので、300kbpsのスペックと比べて40~50%程度の下り速度を得られました。
iperf3
EC2でm6i.largeインスタンスを立ててiperf3をサーバモードで立ち上げ、接続しました。リージョンはap-northeast-1です。
armadillo:~# iperf3 -c ec2-XXX-XXX-XXX-XXX.ap-northeast-1.compute.amazonaws.com -V -R
iperf 3.11
Linux armadillo 5.10.149-1-at #2-Alpine Mon Oct 24 00:41:49 UTC 2022 armv7l
Control connection MSS 1326
Time: Thu, 05 Jan 2023 06:37:34 UTC
Connecting to host ec2-XXX-XXX-XXX-XXX.ap-northeast-1.compute.amazonaws.com, port 5201
Reverse mode, remote host ec2-XXX-XXX-XXX-XXX.ap-northeast-1.compute.amazonaws.com is sending
Cookie: XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX
TCP MSS: 1326 (default)
[ 5] local XXX.XXX.XXX.XXX port 42070 connected to XXX.XXX.XXX.XXX port 5201
Starting Test: protocol: TCP, 1 streams, 131072 byte blocks, omitting 0 seconds, 10 second test, tos 0
[ ID] Interval Transfer Bitrate
[ 5] 0.00-1.07 sec 12.9 KBytes 99.1 Kbits/sec
[ 5] 1.07-2.00 sec 10.4 KBytes 91.2 Kbits/sec
[ 5] 2.00-3.00 sec 18.1 KBytes 149 Kbits/sec
[ 5] 3.00-4.00 sec 15.5 KBytes 127 Kbits/sec
[ 5] 4.00-5.00 sec 12.9 KBytes 106 Kbits/sec
[ 5] 5.00-6.00 sec 11.7 KBytes 95.5 Kbits/sec
[ 5] 6.00-7.00 sec 11.7 KBytes 95.5 Kbits/sec
[ 5] 7.00-8.00 sec 12.9 KBytes 106 Kbits/sec
[ 5] 8.00-9.00 sec 15.5 KBytes 127 Kbits/sec
[ 5] 9.00-10.00 sec 15.5 KBytes 127 Kbits/sec
- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
Test Complete. Summary Results:
[ ID] Interval Transfer Bitrate Retr
[ 5] 0.00-10.09 sec 295 KBytes 240 Kbits/sec 1 sender
[ 5] 0.00-10.00 sec 137 KBytes 112 Kbits/sec receiver
snd_tcp_congestion cubic
rcv_tcp_congestion cubic
iperf Done.
何度か測定したところ、40-140kbps程度の速度が得られました。下りはスペック通り苦手なようです。ユースケース的にも、あまり重視されないところではあります。
iperf2
iperf2でも、iperf3とあまり変化ありませんでした。
# iperf -c ec2-XXX-XXX-XXX-XXX.ap-northeast-1.compute.amazonaws.com -p 5
201 -R
------------------------------------------------------------
Client connecting to ec2-XXX-XXX-XXX-XXX.ap-northeast-1.compute.amazonaws.com, TCP port 5201
TCP window size: 16.0 KByte (default)
------------------------------------------------------------
[ 1] local XXX.XXX.XXX.XXX port 39798 connected with XXX.XXX.XXX.XXX port 5201 (reverse)
[ ID] Interval Transfer Bandwidth
[ *1] 0.00-12.02 sec 210 KBytes 143 Kbits/sec
上り速度
speedtest-cliが使えればいいのですが、無理だったのでiperf3で測定します。
armadillo:~# iperf3 -c ec2-XXX-XXX-XXX-XXX.ap-northeast-1.compute.amazonaws.com -V
iperf 3.11
Linux armadillo 5.10.149-1-at #2-Alpine Mon Oct 24 00:41:49 UTC 2022 armv7l
Control connection MSS 1326
Time: Sat, 01 Jan 2000 00:26:26 UTC
Connecting to host ec2-XXX-XXX-XXX-XXX.ap-northeast-1.compute.amazonaws.com, port 5201
Cookie: XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX
TCP MSS: 1326 (default)
[ 5] local XXX.XXX.XXX.XXX port 50030 connected to XXX.XXX.XXX.XXX port 5201
Starting Test: protocol: TCP, 1 streams, 131072 byte blocks, omitting 0 seconds, 10 second test, tos 0
[ ID] Interval Transfer Bitrate Retr Cwnd
[ 5] 0.00-1.00 sec 104 KBytes 848 Kbits/sec 0 31.1 KBytes
[ 5] 1.00-2.00 sec 0.00 Bytes 0.00 bits/sec 0 31.1 KBytes
[ 5] 2.00-3.00 sec 37.6 KBytes 308 Kbits/sec 0 33.7 KBytes
[ 5] 3.00-4.00 sec 63.5 KBytes 520 Kbits/sec 0 37.6 KBytes
[ 5] 4.00-5.00 sec 0.00 Bytes 0.00 bits/sec 2 44.0 KBytes
[ 5] 5.00-6.00 sec 0.00 Bytes 0.00 bits/sec 5 28.5 KBytes
[ 5] 6.00-7.00 sec 59.6 KBytes 488 Kbits/sec 4 32.4 KBytes
[ 5] 7.00-8.00 sec 71.2 KBytes 584 Kbits/sec 0 25.9 KBytes
[ 5] 8.00-9.00 sec 0.00 Bytes 0.00 bits/sec 0 23.3 KBytes
[ 5] 9.00-10.00 sec 0.00 Bytes 0.00 bits/sec 0 25.9 KBytes
- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
Test Complete. Summary Results:
[ ID] Interval Transfer Bitrate Retr
[ 5] 0.00-10.00 sec 335 KBytes 275 Kbits/sec 11 sender
[ 5] 0.00-11.04 sec 264 KBytes 196 Kbits/sec receiver
CPU Utilization: local/sender 1.6% (0.3%u/1.3%s), remote/receiver 0.0% (0.0%u/0.0%s)
snd_tcp_congestion cubic
rcv_tcp_congestion cubic
iperf Done.
上りは190kbps程度でした。スペック値の50%程度の速度が出ていますが、たまにパケットが通らない期間があるのが気になります。
iperf2
iperf3とほとんど違いはありません。通信速度が遅いので、ソフトウェアによる違いはないといっていいでしょう。
# iperf -c ec2-XXX-XXX-XXX-XXX.ap-northeast-1.compute.amazonaws.com -p 5
201
------------------------------------------------------------
Client connecting to ec2-XXX-XXX-XXX-XXX.ap-northeast-1.compute.amazonaws.com, TCP port 5201
TCP window size: 16.0 KByte (default)
------------------------------------------------------------
[ 1] local XXX.XXX.XXX.XXX port 32834 connected with XXX.XXX.XXX.XXX port 5201
[ ID] Interval Transfer Bandwidth
[ 1] 0.00-13.89 sec 333 KBytes 196 Kbits/sec
まとめ
LTE Cat.M1の通信速度を測定してみました。
スペック上結構遅いので、ほぼそのままの値で通信できるかと予想していましたが、やはり難しいですね。 通信速度のばらつきが大きく(特に下り)、手元で何度か測定しただけでも大きく変化したので、次回以降は時間帯ごとに自動で測定する仕組みなどを考えてみたいと思います。
とはいえ、大容量のデータ通信には向きませんが、小容量のデータ(他のLPWAよりは断然速い通信速度)の定期的な通信には使えそうな通信速度が得られ、なおかつLTE通信が可能な場所であれば通信できるとされているので、テレメーター用途にはぴったりかもしれません。
参考資料
- (お知らせ)IoTサービス向け通信方式「LTE-M」を提供開始 -新たなLPWA通信方式による、更なるIoT拡大へ-<2018年9月26日> https://www.docomo.ne.jp/info/news_release/2018/09/26_00.html