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OTA（Over The Air）技術とは？仕組みやメリットデメリット、活用事例を徹底解説



IoT機器の普及により、様々な「モノ」がインターネットに接続して利用されるようになりました。しかしインターネットに接続されることは、サイバー攻撃のターゲットになる可能性もあるということです。

その対策としてIoT機器のソフトウェアのアップデートを無線で行う「OTA（Over The Air）技術」が注目されています。この記事ではOTA（Over The Air）技術の仕組みとメリット、デメリット、さらに活用事例まで詳しく解説します。

OTA（Over The Air）技術とは

OTA（Over The Air）技術とは、データその送受信を無線通信で行うための技術です。OTAを活用することで、IoT機器やスマートフォンなどに対する、ソフトウェアやファームウェアのアップデートのプログラムを無線経由で送受信可能です。またこのようなソフトウェアアップデートのためのOTAを「SOTA（Software Updates Over The Air）」と呼び、ファームウェアのアップデートのためのOTAを「FOTA（Firmware update Over The Air）」と呼ぶこともあります。

自動車などの複雑なハードウェアを搭載している機器は、コンピュータにより精密な制御が行われており、そのためには様々な部品でソフトウェアが組み込まれています。最近では自動車の自動運転やコネクテッド機能のように、高度な機能を持つソフトウェアを搭載する機器も多く、このソフトウェアの欠陥が人命の危機に直結する可能性も低くありません。

そのためソフトウェアのバグ修正や、セキュリティパッチの適用は迅速に行われなければなりません。その手段の一つとして、OTA技術を活用したソフトウェアの更新の普及が期待されています。

OTA（Over The Air）技術の仕組み

様々な家電製品やデバイスがインターネットに接続されることで、それまでには考えられなかった機能が搭載されるようになりました。例えば自宅にある家電製品に対してインターネットを使って外部から電源のオンオフができるようになったことや、自宅に置かれているスマートスピーカーなどもIoTの賜物と言えるでしょう。

これまで、インターネットに接続されていない機器のソフトウェアの更新は、メーカーから配布されているCD-ROMなどを使い、通信用のケーブルをつないで更新する方法が一般的でした。古い機器の中には、ファームウェア自体はインターネットからダウンロードできても、ファームウェアの適用には有線ケーブルが必要なものも少なくなかったです。

しかしOTA技術の仕組みは、これまでのソフトウェアの更新方法とは全く異なります。

OTA技術では、USBケーブルなどの有線を使って機器を接続することなく、インターネットから直接ソフトウェアをダウンロードできます。ソフトウェアを配布したいメーカーは、データセンターにソフトウェアを登録して、そのデータセンターから各機器に無線でソフトウェアを配布するのがOTAの仕組みです。

OTA（Over The Air）技術のメリット

OTA技術のメリットとして、デバイスに対するソフトウェアのアップデートを迅速に適用できる点があげられます。

自動車に自動運転の機能が備わるなど、IoT機器の高度化が進んでいる現在では、機械内部のあらゆる場所でソフトウェアが搭載されています。物理的な操作が求められるハードウェアのアップデートとは異なり、ソフトウェアの実体はコンピュータで動作するプログラムです。つまりデータとしてIoT機器の内部に取り入れる方法があれれば、あとはプログラム的な処理でアップデートすることが可能です。

物理的な部品の集まりで動作していた機器が、ソフトウェアによる制御に移り変わることで、これまでになかった高度で複雑な機能を持たせられるようになり、新機能の追加や品質の向上を目的とした頻繁なアップデートが必要になったこともOTA技術の推進を後押ししています。

さらにOTA技術によるソフトウェアの更新は、機器が存在している場所に関係ありません。そのためメーカーにとってもユーザーにとっても、ソフトウェア更新にかかる負担は少なく済みます。

OTA（Over The Air）技術のデメリット

OTA技術を活用するためには、機器がインターネットに接続される必要があります。インターネット接続となると、無視できないのがサイバー攻撃です。

OTA技術により配信されるソフトウェアは、OTAセンターから送信されます。しかしサイバー攻撃により、OTAセンターとIoT機器の間の通信データが改ざんされたり、偽のソフトウェアが配信されたりするリスクが発生します。さらにOTA技術によるソフトウェアのアップデート中は無防備になることも多く、特にこのタイミングでのサイバー攻撃には気をつけなければなりません。

OTA技術にとって、サイバー攻撃の脅威にさらされることは最大のデメリットであり、避けることはできません。人による手を借りずに自動でのソフトウェアの更新が可能になるからこそ、OTA技術には堅牢なセキュリティ対策が求められるのです。

OTA（Over The Air）技術の活用例

OTA技術の活用例として、スマートフォンとコネクテッドカーの2つを紹介します。

スマートフォン

スマートフォンはIoT機器というより、インターネットに接続した電話と捉えている人も多いでしょう。Wi-Fi接続が使えない環境は、キャリア回線が有効になるため、基本的には常時インターネットに接続されています。AppleのiOSやGoogleのAndroidなど、スマートフォンにはOSが搭載されており、さらに様々なスマホアプリがインストールされています。

OSやスマホアプリの新しいバージョンがリリースされると、各端末に通知が入りアップデートが行われます。今でこそ当たり前に思える環境ですが、ソフトウェアのアップデートにOTA技術が活用されている事例としては、スマートフォンはかかせないトピックです。

コネクテッドカー

コネクテッドカーとはICT 端末として機能する自動車のことです。様々なセンサーが搭載されており、周囲の環境を把握して得られたデータをネットワーク経由で集積・分類することで、自動運転や自動ブレーキなど、これまでになかった機能を提供できる自動車をさします。

従来、自動車に搭載されているソフトウェアの更新には、自動車の所有者がディーラーに連絡して、自動車を持ち込んで更新してもらうことが当たり前でした。このような方法では、リリースされたソフトウェアが自動車に適用されるまでにタイムラグが発生するだけでなく、ディーラーまで自動車を持ち込む手間が必要なため非効率でした。

しかしOTA技術の導入により、自動車へのソフトウェアの更新方法が一新しました。自動車メーカーはまず、ソフトウェアの更新データを作成すると、そのデータをOTAセンターと呼ばれるデータセンター登録します。その後、OTAセンターからソフトウェアの更新データを、自動車に対して無線で配信し、自動車は受信した更新データを使って自動更新します。

まとめ

IoT機器の要となる無線通信がOTA技術によって支えられていることを紹介しました。今後はスマートフォンや自動車に限らず様々なIoT機器が登場し、OTA技術によって活用されていくと思われます。OTAはシンプルに無線で接続できるだけの技術ではなく、万全なセキュリティ対策も求められます。

OTA技術の開発には、このような点も踏まえながら開発を進めることが必要です。

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