ITパスポート 2022年 問92

IoTエリアネットワークの通信などに利用されるBLEに関する記述【ITパスポート 解説】

正解の理由

解法ステップ

1. 問題文のキーワードを見つける：「BLE」「Bluetooth4.0」「低消費電力」「IoT」。
2. BLEの目的を思い出す：名前に「Low Energy（低消費電力）」が入っていることから省電力が特長。
3. 各選択肢をひとつずつ当てはめる：
   • Wi‑Fiアクセスポイントと直接通信するか？（いいえ）
   • ボタン電池で長時間動くか？（はい）
   • Bluetooth 3.0以前と互換か？（基本的には互換性がない）
   • 赤外線を使うか？（いいえ、無線（2.4GHz帯）を使う）
4. 消去法とキーワードでイを選ぶ。

選択肢別の誤答解説

• ア: 「Wi-Fiのアクセスポイントとも通信ができるようになった。」
  • 誤り。Wi‑Fi（無線LANの技術）とBLEは別の無線規格です。BLEはWi‑Fiアクセスポイント（AP：アクセスポイントは無線LANの親機）と直接通信する仕組みを持ちません。スマホなどを仲介してインターネットに接続することはありますが、直接Wi‑Fiとやり取りするわけではありません。
• イ: （正解）「一般的なボタン電池で、半年から数年間の連続動作が可能なほどに低消費電力である。」
  • 正しい。BLEは短いパケット送受信と長いスリープを繰り返すことで平均消費電力を非常に低く抑えます。実装や使用条件によりますが、数か月〜数年の電池寿命は現実的です。
• ウ: 「従来の規格であるBluetooth3.0以前と互換性がある。」
  • 誤り。Bluetooth 4.0で導入されたBLEは「Classic Bluetooth（従来のBR/EDR：Basic Rate/Enhanced Data Rate）」とはプロトコルが異なります。両方式を同時にサポートする「デュアルモード」機器はありますが、BLE自体は旧仕様と直接置き換え可能な互換性はありません。
• エ: 「デバイスとの通信には、赤外線も使用できる。」
  • 誤り。BLEは2.4GHzの無線電波を使う規格です。赤外線（IR：光を用いる通信）は別の方式で、BLEが赤外線を通信手段として使うことはありません。

よくある誤解

1. 「BLEは単にBluetoothの低速版だ」
   • 誤解。BLEは目的が異なります。低消費電力で断続的に小さなデータを送る用途に最適化されています。速度や連続ストリーミングに適したClassic Bluetoothとは設計思想が違います。
2. 「すべてのBluetooth機器と互換性がある」
   • 誤解。Classic Bluetooth（BR/EDR）とはプロトコルが異なるため、単独のBLEデバイスはClassic機器と直接通信できません（ただし、両方を備えたデバイスは両方使えます）。
3. 「BLEはWi‑Fiと同じだからネットにそのまま繋がる」
   • 誤解。BLEは低消費電力の近距離無線で、インターネット接続には別の装置（スマホやゲートウェイ）が必要になることが多いです。

補足コラム

• 電池寿命の簡単な目安計算：ボタン電池（例：CR2032）の容量を約220 mAhとすると、平均消費電流が0.05 mA（50 μA）の場合、理論上の持続時間は $$T=\frac{容量(mAh)}{平均消費電流(mA)}=\frac{220}{0.05}=4400\text{ 時間}\approx 183\text{ 日}$$ 平均消費電流がさらに低ければ年単位の駆動も可能です。実際の電池寿命は送受信頻度、電波条件、温度、機器の回路設計などで変わります。
• BLEの発展：Bluetooth 4.0で導入された後、4.1/4.2や5.0などで機能強化（通信距離の延長、高速化、パケット容量の増加など）が行われています。ビーコンやワイヤレスセンサー、スマートウォッチなど、IoT分野で広く使われています。
• ビーコン（Beacon）とは：位置通知などを行う小型のBLE送信機で、商業施設のクーポン配布や屋内ナビに利用されます。

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