【ネスペ５問】IoT（ネットワークスペシャリスト）

このNoteでは、ネスペR06～H21からIoT絡みの問題だけを集めました。やはりプロトコル・無線通信規格が多いですね。

今まで、ZigBee, BLE（Bluetooth）が多かったのですが、最近MTQQ, CoAPなど新しい用語も出てきているのが見受けられました。

IoTは急速に発展している分野なので、次から次に新技術が登場します。用語がいつまで出るのか、突然どんな用語が出るのか、正直予測しにいです。

基本用語（ZigBEE, BLE, IEEE802.11）を抑え、新用語（MTQQ, CoAPなど）へと広げていく戦略になります。

このNoteには、私の学生時代の独学合格体験、大学・IT専門学校での授業経験を基に作成しています。少しでも信用して頂けたら嬉しいです。

それでは始めましょう！

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無線規格とプロトコル

IoTは通常のコンピュータと違って、小型だったり屋外だったりと低スペック・省電力が求められます。

通信方式も色々あるのでここで覚えておきましょう。

• BLE：ブルートゥースの発展版。届くのは数十～300m

• LPWA：低電力長距離通信の定番。通信距離は数～数十km

• ZigBee：マイコン無線通信の定番（2.4GHz）。6万台接続できるが、通信距離は30ｍ程度。

これらはITパスポートで頻繁に出題されています。＞【Iパス】IoTの技術用語Note

さらにネスペで出る無線通信規格を追加します。

• Wi-SUNは：920MHz、500ｍまで通信。スマートメータやHEMS（無線通信を用いた家庭内電力の見える化）で使われる。

• 6LoWPANは、「IPv6 over Low-power Wireless Personal Area Networks」で、IPv6に対応した低消費電力の無線通信プロトコル。

IoTに特化した通信プロトコルも追加します。

• MTQQは、機器同士の通信プロトコル。「IoT」「メッセージデータの容量が小さい」「パブリッシュ/サブスクライブモデル」などの言葉に注目。応用情報技術者に出ました。＞APR06春問5NWのNote

• CoAPは、IoTデバイスがWeb通信を行うプロトコル。UDP、通信データが小容量。暗号化や再送機能もあり。

たくさん用語が増えましたが、太字だけは必ず知っておいてください。

問題演習

正答はウ。

ア：「5GHz」が誤り。BLEは2.4GHzを使います。Bluetoothの発展版。低消費電力・頑張っても400mまで。

イ：「920MHz」が誤り。IEEE802.11acは無線LANの規格。5GHzを使います。無線LANは2.4GHzと5GHzを使う規格があり。IEEE802.11b, g, nが2.4GHz、nは2.4GHzと5GHzの両方。他のa, acは5GHz。

ウ：正しい。Wi-SUNは920MHzを使い、500ｍまで通信できます。スマートメータやHEMS（無線通信を用いた家庭内電力の見える化）で使われます。

エ：「最大7個の子ノード」が誤り。ZigBeeは、低い消費電力の無線通信。2.4GHzを使い、6万台を超える子機を接続できますが、250kbpsの低速・通信できる範囲は30mぐらいです。

＞【Iパス】IoTの技術用語Note
＞無線LANのNote

正答はウ。

「IoT」「メッセージデータの容量が小さい」「パブリッシュ/サブスクライブモデル」などの言葉があれば、MQTTと判断。IoT絡みの新用語なので、応用情報技術者にも最近出題されました。＞APR06春問5NWのNote

なお、パブリッシュ/サブスクライブモデルは、送信者からの情報を中継システムが保管し、受信者は興味を中継システムに登録しておき、興味のある情報だけを受け取る方式のこと。

MQTT以外は全て無線通信の規格でした。

• ア：6LoWPANは、「IPv6 over Low-power Wireless Personal Area Networks」で、IPv6に対応した低消費電力の無線通信プロトコル。

• イ：BLEは、Bluetoothの発展版。2.4GHzを使い、低消費電力、頑張っても400mまで。

• エ：Wi-SUNは、920MHzを使い、500ｍまで通信。スマートメータなどで使用。

正答はエ。CoAPは、IoTデバイスのように、機能や性能が限定された機器Web通信を行うプロトコル。

UDPを利用するのでリアルタイム性に優れて、通信データは小容量なので低消費電力と低性能でも使え、暗号化や再送機能もあります。

• ア：UDPを使っているので、リアルタイム性が重要な通信に適しています。信頼性を求めるならTCPですよね。＞TCPとUDPのNote

• イ：「高い信頼性」はUDPではなく、TCP。CoAPはUDPを使っているので不適切。

• ウ：CoAPはテキストベースではなく、バイナリ（2進数のビット表現）なので不適切。

• エ：正しい。「小電力デバイスの通信に向いている」が正しく、「パケット損失が発生しやすく」ても再送処理をしてくれます。

正答はウ。消去法で解くのが良いです。

ZigBee（ジグビー）は、マイコン無線通信の定番（2.4GHz）。6万台接続できるが、通信距離は30ｍ程度。

• ア：「最大七つのスレーブ」が少なすぎます。Bluetoothと思われます。

• イ：「5.8GHz」が誤り。DSRCらしいですが覚えなくてOK。

• エ：「映像や音楽配信」が誤り。「広い周波数帯」よりUWB。

以上より、ア, イ, エがZigbeeではないので消去法で正解します。

DSRCやUWBについてどうしても詳しく知りたい方は、過去問道場さんへ。でも私は覚えなくて良いと判断します。

最後にちょっとおまけ。むかーしからIパス・FEで出ていた技術用語です。

正答はイ。＞【Iパス】IoT特有の技術Note

• PLC：電力線を通信回線としても利用

• PoE：通信回線を電力線としても利用

• ア：「音声データ」よりVoIP。＞VoIPのNote

• ウ：「無線LANの標準規格」よりWi-Fi（ワイファイ）。＞無線LANのNote

• エ：無線LANの暗号化は、WEP, WPA, WPA2, WPA3。＞無線LANのNote

まとめ

お疲れ様でした！

IoTの通信の基礎は3点。

• BLE：ブルートゥースの発展版。届くのは数十～300m

• LPWA：低電力長距離通信の定番。通信距離は数～数十km

• ZigBee：マイコン無線通信の定番（2.4GHz）。6万台接続できるが、通信距離は30ｍ程度。

プロトコルは新用語。

• MTQQは、機器同士の通信プロトコル。メッセージデータの容量が小さく、パブリッシュ/サブスクライブモデル方式。

• CoAPは、IoTデバイスがWeb通信を行うプロトコル。暗号化や再送機能もあり。

IoTに関わらず、従来から出ていた用語。

• PLC：電力線を通信回線としても利用

• PoE：通信回線を電力線としても利用

無線LANは、IEEE802.11b, g, nが2.4GHz、nは2.4GHzと5GHzの両方。＞無線LANのNote（準備中）

APまでの基礎固めが効いてくるテーマでしたね。次は＞ヘッダとデータの構造Note でお会いしましょう。でわでわ。

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