IoTにおける通信方式を知る
IoTシステム技術検定基礎を受験するにあたって、過去問や問題集がなく、一問一答を作りながら勉強すれば一石二鳥！と思い立ち上げました。
是非ご参考にしてください。
使い方はこちら↓
使用している本は公式の参考書となっている
「IoT技術テキスト 基礎編 改訂3版 MCPC IoTシステム技術検定［基礎］対応」
です。
IoT通信方式の概要
家庭内や工場内のような狭い範囲でIoTデバイスを接続するネットワークの総称
IoTエリアネットワーク
都市などの広い範囲で接続するネットワークの総称
広域通信網(WAN:Wide Area Network)
赤外光による光無線データ通信を規格化している団体、また規格の名称
IrDA(Infrared Data Association)
おおむね1～10mの範囲を接続する通信網
PAN(Personal Area Network)
おおむね10～100ｍの範囲を接続する通信網
LAN(Local Area Network)
電力線通信。敷設済みの電灯線を通信路に使う通信
PLC(Power Line Communication)
IoTエリアネットワーク(有線)とは
最もよく使われている有線LANで使用されている規格の１つ
Ethernet
複数の機器が同時に通信をした際に衝突が発生すると送信時間を変えて再送を行う通信方式
CSMA/CD
光ファイバで主に家庭向けにインターネット接続サービスを行う通信方式
FTTH
1本の光ファイバを光カプラを使って分岐させ、複数の加入者宅まで光ケーブルを引き込み、ONUを設置して利用するシステム
PON
IoTエリアネットワーク(無線)とは
スマートフォンなどに標準的に搭載されており、波数は無線LANでも使用数2.4GHz帯になっている
Bluetooth
Appleが2013年にiBeaconに採用して注目を集めた通信方式。低消費電力であるため、ボタン電池1つで数年連続で動作させることもできる
BLE(Bluetooth Low Energy)
バケツリレー式にデータを中継し、メッシュネットワークを作れる近距離無線通信規格
ZigBee
自動メータ検針のために策定された無線規格。マルチホップ通信技術が搭載されている。
Wi-SUN(Wireless-Smart Utility Network)
データ通信を実現するための機能(プロトコル)を階層的に分割したモデルにおける第3層
ネットワーク層
デンマークのZensys(ゼンシス)が開発した技術を基に標準化された無線規格、各社の互換性の確保が行われている。周波数帯は900MHz
Z-Wave
通信距離が10cm程度の近距離無線通信の規格。交通系ICカードなどに用いられる。
NFC(Near Field Communication)
データ通信を実現するための機能(プロトコル)を階層的に分割したモデルにおける第1層。コネクタの形状などを定義
物理層
データ通信を実現するための機能(プロトコル)を階層的に分割したモデルにおける第2層。通信回線へのアクセス制御等を行う
MAC層
TDD-LTE方式に準拠したLTEベースの自営無線システムを組めるような通信規格
sXGP
無線LANによる通信
無線LANの技術標準は～により作成されている
IEEE(米国電気電子学会) ※IEEE 802.11シリーズとして標準化
メーカー間の相互接続を保証する目的で認証機関として～が立ち上げられた
Wi-Fi Alliance
無線LANの周波数帯は～GHz帯と～GHz帯に分かれる
2.4GHz、5GHz
電波干渉を受けやすい周波数帯はどちらか
2.4GHz帯（802.11b、g、n）
電波干渉は少なく高速だが、通信距離が短くなる周波数帯はどちらか
5GHz帯（802.11a、n、ac）
1kmまでの長距離通信、高速、大容量な無線通信を小電力でできることが特徴のIoTに適した規格
IEEE802.11ah
移動しながら使えるように接続するAPを切り替えながら通信する機能
ローミング機能
現地での電波状況の調査
サイトサーベイ
省エネ通信方式とは
IoTデバイスからIoTゲートウェイまでのネットワーク構成のこと(どのように機器が接続されるかを表す用語)
ネットワークトポロジ
省エネ化するのに工夫できる点を２点
平均消費電力を下げる、１回の送信時間を短くする
CPU能力が低かったり、メモリ容量が低いなどの制約された環境下でも効率的に通信できるように設計されたアプリケーションプロトコル
CoAP(Constrained Application Protocol)
ダストコンソーシアムが推進する低消費電力のセンサネットワーク（無線メッシュネットワーク）
DUST
セルラー網の仕組み
半径数km程度の区画ごとに基地局を配置してユーザーの移動に合わせて追跡接続する無線通信方式
セルラー
移動中にも継続的に利用するため無線基地局を切り替える動作のこと
ハンドオーバ
LTE無線上のパケット通信によって音声サービスを提供するもの
VoLTE(ボルテ) Voice over LTEの略称
5Gの特徴1つ目
超高速・大容量通信(eMBB)
5Gの特徴2つ目
超高信頼・低遅延通信(uRLLC)
5Gの特徴3つ目
超大量デバイス接続(mMTC)
現在の5Gは5Gと4Gが連動して動作する～方式が一般的になっている
ノンスタンドアロン方式(NSA)
5Gで新たに使用される周波数帯
3.7GHz/4.5GHz帯(Sub6)、28GHz帯(ミリ波)
5Gは周波数帯が高く、直進性が強い。Massive MIMOアンテナを用いる～という新しい技術が使われる
ビームフォーミング
アクセス通信速度が5Gの10倍、コア通信速度は現在の100倍、超低遅延は10分の1、同時接続は10倍のように5Gを高度化を定めたもの
Beyond 5G
省エネ広域通信方式とは
IoTのために企画化された省エネ広域通信方式のシステムの総称
LPWA
免許不要な省エネ広域通信方式4つ
LoRaWAN、Sigfox、ELTRES、ZETA
3G(WCDMA)、4G((LTE)、5Gなどの移動通信システムの国際標準化プロジェクト
3GPP(Third Generation Partnership Project)
免許が必要な省エネ広域通信方式
LTE Cat.1、LTE Cat.M1、NB-IoT
拡張MTC(Cat.M1の別名)。マシンタイプ通信。3GPPにおけるM2Mの表現
eMTC(enhanced Machine Type Communications)
電波の特性
電波の周波数が高いほど通信距離が～になる
短くなる
電波の周波数が高いほど壁などの障害物を～になる
透過しにくくなる
電波の周波数が高いほど建物の裏側に～になる
回り込みにくくなる（直進しやすくなる）
電波の周波数が高いほど高速伝送に適し、またアンテナの大きさは～できる
小さくできる
電波に関する法律
電波法
移動体通信事業者は～から免許を受け、割り当てられた周波数帯を使って無線通信を行うことができる
総務省
無線タグシステム
RFID
発射する電波が著しく微弱な無線局
微弱無線局
総務省が指定する周波数、方式、特定の用途や目的でつかい、技術基準適合証明を受けている小電力無線局。
特定小電力無線局
総務省が指定する周波数を使用し、送信電力が10mW以下でデータ通信を行う無線局
小電力データ通信システム
有資格者による操作を必要としない簡易な無線局で技術基準適合証明を受けている無線局。
簡易無線局
電波法令で定める技術基準に適合している無線機につけられる技術基準適合証明マーク
IoTプロトコルとは
2015年1月に発行されたM2M・IoTの国際標準化組織
oneM2M
Webサーバとクライアントでやりとりをするときのプロトコル
HTTP(Hyper Text Transfer Protocol)
Webアーキテクチャの１つで特定のURLにHTTPを用いてアクセスするプロトコル
REST(Representational State Transfer)
インターネット技術の標準化機関IETFでIoT通信向けに標準化されたWeb転送プロトコル
CoAP
IBMとEurotech(ユーロテック)のメンバーにより1999年に考案されたプロトコル。IoTに適したシンプルで軽量なプロトコル
MQTT(Message Queuing Telemetry Transport)
メッセージを発行する～
パブリッシャー
購読者である～
サブスクライバー
両社の仲介役
ブローカー
発行するデータがどのようなものか認識するために～という情報を付加する
トピック
一般社団法人エコーネットコンソーシアムが2000年に策定したスマートハウス向けの標準規格
ECHONET
IPベースでECHONETを現実に即したものとして仕様策定されたもの
ECHONET Lite
3GPP Release 15で規定化された通信規格でIPを使わずNB-IoTの制御信号にデータを乗せることで通信する方式
NIDD(Non-IP Data Delivery)
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