IoT 検定を独学で合格する方法 (4. ネットワーク)

ネットワーク分野は、既存技術の一般的な話と IoT を支える技術に分類されます。IoT を支える技術を中心に抑えておきましょう。

 IoTに用いられるさまざまなネットワーク
計測 WSN (Wireless Sensor Networks)
家庭 HAN (Home Area Network) : Wi-SUN
制御 CAN (Controller Area Network)
人体 BAN (Body Area Network)
近隣 PAN (Personal Area Network)  : IEEE 802.15.4
構内 LAN (Local Area Network)
都市 MAN (Metropolitan Area Network)
世界 WAN (Wide Area Network)

 

データ送信プロトコル

MQTT: Message Queueing Telemetry Transport の略。TCP/IPネットワークで利用できる通信プロトコルで、HTTPよりもシンプルで軽量です。 MQTTは固定長ヘッダーが最小2バイトとオーバーヘッドが少なく、またプロコトルも単純です。そのため、HTTPのヘッダサイズ 50バイト以上に比べると、通信量やCPU負荷、電力消費量が 90%以上も軽減されます。まさに、M2M (Machine to Machine)やIoT(Internet of Things)を実現するのに適したプロトコルですね。 IoTの要。

ブローカー (Broker)
サブスクライバー (Subcriber) :メッセージを受信するクライアント (サーバー側)
パブリッシャー (Publisher)   :メッセージを送信するクライアント (デバイス側)

MQTTの例

MQTTの例

WAN(インターネット接続)

Wifi: 無線LANの規格 (IEEE 802.11) のひとつ。基本的に免許不要です。

IEEE 802.11a: 5GHzを使用し、最大リンク速度54Mbps
IEEE 802.11b: 2.4GHz帯を使用し、最大リンク速度11Mbps
IEEE 802.11n: 2.4GHzと5GHzに互換性を持つ。

LTE: Long Term Evolution の略。携帯電話の通信規格です。第3世代携帯電話 (3G) と、第4世代携帯電話 (4G) との間の中間過渡期な技術です。

VPN: Virtual Private Networkの略。インターネット(WAN: Wide Area Network)に跨って、プライベートネットワーク(LAN: Local Area Network)を拡張する技術、およびそのネットワークです。セキュリティ面で非常に重宝されています。

PAN(Personal Area Network)

IEEE802.15.1派とIEEE802.15.1派に分かれています。IEEE 802.15.4は短距離無線ネットワーク規格です。低速な反面、低コスト・低消費電力で、高い信頼性とセキュリティを持つことを特徴としており、IoT技術を支えています。

Bluetooth 2.4GHz帯を用い,数mから数十m程度を最高24Mbpsで無線接続 (PCや携帯電話の周辺機器)する。 IEEE802.15.1
BLE Bluetooth Low Energy の略: バージョン4.0で従来よりも大幅な省電力化され、ボタン電池1つでも数年の寿命を実現。ただし、Bluetooth 3.0以前の規格とは互換性がありません IEEE802.15.1
ZigBee センサーネットワークとの接続が主目的なので、転送可能距離が短く転送速度も非常に低速。代わりに、安価で消費電力が少ない。 IEEE 802.15.4
Wi-SUN Wireless Smart Utility Network の略: 920MHz帯を用い,通信距離500mで数百Kbps程度の省電力無線通信。Smart Utility Networkとは、ガスや電気、水道のメーターに端末機を搭載し無線通信を使って、効率的に検針データを収集する無線通信システムのこと。東京電力の ECHONET Liteが有名。 IEEE802.15.4g及び4e
6LoWPAN IPv6 over Low power Wireless Personal Area Networks の略: IPv6アドレスを持つ低消費電力でオープンなワイヤレス・メッシュ・ネットワーク IEEE802.15.4

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