ITパスポート 2024年 問84

IoTデバイスの無線を中継して広い範囲を実現する技術はどれか【ITパスポート 解説】

正解の理由

• 「中継」「リレー方式」「繰り返し」はマルチホップの特徴です。
• マルチホップは各ノード（機器）が他のノードへデータを渡すことで、直接届かない遠くまで通信を伸ばせます。

解法ステップ

1. 問題文のキーワードを確認：「中継」「リレー方式」「繰り返し」「広範囲の通信」。
2. 各選択肢の意味を簡単に思い出す。
   • GPS：位置を測る衛星の仕組み（通信の中継ではない）。
   • MIMO：アンテナを複数使って同時にデータを送受信する技術（中継ではない）。
   • キャリアアグリゲーション：複数の周波数帯を束ねて通信速度を上げる技術（中継ではない）。
   • マルチホップ：ノード同士が中継して通信を伸ばす方式（中継そのもの）。
3. 「中継を繰り返す」という説明に合うのはマルチホップだけ。よって エ を選ぶ。

選択肢別の誤答解説

• ア: GPS（Global Positioning System：位置測位システム）
  • 役割は位置情報の受信です。衛星から信号を受けて自分の位置を求めます。無線中継で遠くへ通信をつなぐ技術ではありません。
• イ: MIMO（Multiple Input Multiple Output：多入力多出力）
  • 複数のアンテナを使って通信品質や速度を向上させる技術です。送受信端末自体のアンテナ配置に関する技術で、他の端末がデータを中継する動作とは異なります。
• ウ: キャリアアグリゲーション（Carrier Aggregation：複数の周波数帯を束ねる技術）
  • 主に携帯電話の基地局と端末間で周波数帯を合成して速度を上げる機能です。中継（ノードが他ノードへデータを渡す）を繰り返す方式ではありません。
• エ: マルチホップ（multihop：複数の中継を経て通信する方式）
  • 正しい。IoTデバイス同士が順に中継して、直接届かない場所へ通信を拡げます。メッシュネットワークで使われる基本概念です。

よくある誤解

1. 「MIMOは中継と似ている」と思う誤り
   • 見た目で「複数」が関係するため混同しやすいですが、MIMOは同じ機器内の複数アンテナでの技術であり、他端末を経由する中継ではありません。
2. 「メッシュ = マルチホップ ではない」と考える誤り
   • メッシュネットワークはノードが自由に繋がるネットワーク形態で、通常はマルチホップで通信します。つまりメッシュとマルチホップは密接に関係します（多くの場合一緒に使われます）。
3. 「GPSが通信範囲拡大に使える」と考える誤り
   • GPSは位置情報受信の仕組みであり、無線中継による通信拡大の技術ではありません。

補足コラム

• マルチホップは「メッシュ（mesh）ネットワーク」でよく使われます。代表的な例はZigbee（低消費電力の無線規格）、Bluetooth Mesh、Threadなどのプロトコルです。これらは小さなIoT機器が互いに中継して、家や工場の中を広範にカバーします。
• 長所：通信範囲が延びる、障害時に別経路で到達できる（冗長性）。
• 短所：中継数が増えると遅延が増える、各ノードの消費電力やルーティング管理が必要、セキュリティ管理が複雑になる可能性がある点に注意してください。
• LPWAN（低消費電力広域ネットワーク）にはスター型（端末→ゲートウェイ→サーバ）の設計が多く、必ずしもマルチホップを使うわけではありません。用途によって適切な方式を選びます。

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