⼯場向けワイヤレスIoT講習会
座学講習テキスト

更新履歴

バージョン

発⾏⽇

Ver 1.0

2018年12⽉7⽇

Ver 1.1

2019年10⽉25⽇

Ver 1.2

2022年5⽉20⽇

⽬次

1. はじめに ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ P4
2. 無線が解決する課題・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ P10
3. 無線の基礎知識・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ P20
4. ⼯場における無線の特徴・・・・・・・・・・・・・・・・・・ P37
5. ⼯場における無線によるシステム構成例・・・・・・・ P45
6. ⼯場における無線の導⼊⼿順・・・・・・・・・・・・・・ P60
7. 無線の管理・運⽤・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ P69
8. 最新の動向・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ P82
9. 無線のQ&A・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ P86
10.無線の⽤語集・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ P107

1.はじめに

4

はじめに

本書は、総務省における「IoT機器等の適正利⽤のためのICT⼈材育成事業」の⼀環として開催した「⼯場向けIoTワイヤレス講習会」のテキストとなっております。
我が国においては、「未来投資戦略」や「経済財政運営と改⾰の基本⽅針(⾻太の⽅針)」等の閣議決定にも組み込まれているとおり、IoTをはじめとしたICT技術の円滑な社会実装・普及を推進し、⽣産性の向上や⾮連続的なイノベーションの創出へと繋げることが急務となっている状況です。
こうした時代の要請に対応するためには、電波有効利⽤の観点からも、適切なIoT機器等の選定や利⽤に係るリテラシーの向上を図っていくことが不可⽋である旨、情報通信審議会等でも報告されました。
このような背景を鑑み、総務省では受講者のニーズも踏まえ、特定分野向けの体験型講習メ
ニューとして、2018年度から2020年度まで本講習会を実施しました。
本講習会は、⼯場等の製造現場における実務担当者・管理者等を対象とし、IoT機器等の電波利⽤に係る知識及び技術の実践的な習得を⽬指すものです。
講習テキストにおいては、時代に合わせてバージョンアップを重ね、そもそものワイヤレス化・IoT化の意義や、無線の基礎知識、導⼊・運⽤⼿順、活⽤事例、トラブル時の解決⽅法等、現在必要な情報が体系的・網羅的に整理されております。
最後に、本講習テキストが⼗分に活⽤され、電波の適正利⽤等への理解が促進されるとともに、⼯場におけるワイヤレス化・IoT化が加速し、我が国の⽣産性⾰命の実現へと繋がっていくことを期待しております。

5

はじめに

本教材の位置づけ

本教材の対象者• 主に製造業の⽅で、⼯場向けワイヤレスIoTの導⼊を検討⼜は既に導⼊しており、その適正な運⽤⽅法についての知識・スキルを習得したい⽅。

本教材の位置づけ• 対象者が無線に関する知識を深め、⼯場への無線の導⼊を具体的にイメージできるようになるための教材です。

6

はじめに

デジタルトランスフォーメーションとIoT••

通信技術の発達に伴い、IoT(Internet of Things)の活⽤が進むことによって、モノ(Things)の世界のデータをネットワーク経由(Internet)で収集・蓄積することができるようになりました。これらのデータを分析・活⽤することにより、市場での優位性の基準が現実世界からデータへと移転する「デジタルトランスフォーメーション(DX)」が進みつつあります。
今後、DXの流れがさらに加速していくことで、特定の分野、組織内に閉じて部分的に最適化されていたシステムや制度等が、社会全体にとって最適なものへと変貌すると予想されています。
デジタルトランスフォーメーションのイメージ

出典 「情報通信⽩書平成30年版」 総務省(https://www.soumu.go.jp/johotsusintokei/whitepaper/ja/h30/html/nd102200.html)

7

はじめに

IoT活⽤の経済効果••

製造業の分野が最も⼤きく、2030年には最⼤3.32兆ドルに達する予測です。
労働⼈⼝や熟練⼯の不⾜、多品種少量⽣産の拡⼤、製造業のサービス化によるバ
リューチェーンの変化等に対応するため、IoTの導⼊が期待されています。

IoT活⽤による経済効果＠2030年

低め: 1.43兆ドル

0

2

1

⾼め: 3.32兆ドル
34 (兆ドル)

運⽤管理、予知保全等

Factories

病状モニタ＆治療、健康増進等

Human Health

運⽤管理、保全等

Work Sites

交通制御、⾃動運転等

City
Retail Environments

無⼈レジ、リアルタイムパーソナライズド広告等

Outside⾃動運転、防衛運営管理、船舶ナビゲーション等

Home

家事⾃動化、エネルギー管理、安全等

Vehicles

保険、乗⽤⾞・トラック・船舶の状態基準保全等

Offices

組織の再設計、AR利⽤のトレーニング、業務監視等
低く予測した場合⾼く予測した場合

出典 「The Internet of Things: Catching up to an accelerating opportunity」 McKinsey & Company(https://www.mckinsey.com/business-functions/mckinsey-digital/our-insights/iot-value-set-to-acceleratethrough-2030-where-and-how-to-capture-it)

8

はじめに

⼯場における無線利⽤の拡⼤••⼯場における通信は、近年はデジタル系ネットワークが普及してきています。
従来から利⽤されているFieldbus(⼯場等向け有線シリアルネットワーク)に代わり、産業⽤Ethernetと無線の利⽤が拡⼤しています。
特にIoT活⽤の拡⼤による無線の普及の伸びは⼤きく、2015年〜2019年で3倍近くに拡⼤しています。
⼯場⽤通信種類別の市場成⻑＊2015年の規模を1としたときの値、予測値
Wireless

3

2.94倍

2.5

産業⽤
Ethernet
2.14倍

2
1.5

Fieldbus
1.12倍

1
2015

2016

2017

2018

参考 「ニュース」 HMS Networks (https://www.hms-networks.com/ja/news-and-insights)

20199

2.無線が解決する課題

10

無線が解決する課題

事例紹介
No.

事例

①

⼯場⽤Ethernetの無線化②

PLCツールの無線化③

ライン組替の煩雑さ解消④

移動体の活⽤⑤

道をはさんだ建物との通報⑥

無線でのポンプ監視⑦

TPMの改善活動に貢献⑧

断線による故障の回避
11

無線が解決する課題

事例紹介 ①⼯場⽤Ethernetの無線化

12無線が解決する課題

事例紹介 ②PLCツールの無線化

13

無線が解決する課題

事例紹介 ③ライン組替の煩雑さ解消

14

無線が解決する課題

事例紹介 ④移動体の活⽤AGV: Automatic Guided Vehicle

AMR: Autonomous Mobile Robot

15

無線が解決する課題

事例紹介 ⑤道をはさんだ建物との通報

16

無線が解決する課題

事例紹介 ⑥無線でのポンプ監視

17

無線が解決する課題

事例紹介 ⑦TPMの改善活動に貢献

TPM: Total Productive Maintenance18

無線が解決する課題

事例紹介 ⑧断線による故障の回避

19

3.無線の基礎知識

20

無線の基礎知識

電波の有効利⽤••

IoTが活⽤されると膨⼤な数の機器等が電波を利⽤することになります。
そのため、電波の⼲渉等が発⽣しないよう、電波を有効利⽤することが不可⽋です。
背景

IoTによる
電波利⽤の増⼤電波の有効利⽤の
必要性

詳細
•
•
•

•
•
•

多種多様な分野・業種で、膨⼤な数のIoT機器が利⽤され始めています。
IoT機器は、データを有線または無線で送信しますが、無線を利⽤する場合には電波を利⽤したものが、⼤多数となります。
そのため、今後も膨⼤な数のIoT機器による電波の利⽤が増加していくことが⾒込まれます。

利⽤できる周波数は⽤途によって電波関連法令で規定されています。
これは、電波は有限希少な資源であり、電波利⽤の要求があるからといって、無計画に周波数を割り当てると、電波資源が枯渇してしまうからです。
また、電波を利⽤する無線の通信では、同じ周波数の電波を複数の機器が同時に使⽤すると⼲渉してしまい、通信が不安定になったり、速度低下を招いたりすることがあります。

参考 「講習会テキスト IoT機器等の電波利⽤システムの適正利⽤のためのICT⼈材育成事業」 総務省

21

無線の基礎知識

電波と周波数•••「電波」とは周波数 3THz(テラヘルツ) 以下の電磁波と定義されています。
電波法では⽤途によって使⽤できる電波の周波数、強さ、⽬的等を規定しています。
通信や放送のほかに、レーダーのような測位・測定や、電⼦レンジのようなエネルギー伝達にも利⽤されています。

直進性が弱い情報伝送容量が⼩さい

波⻑
周波数

100km
3kHz

10km
30kHz

超⻑波
VLF

直進性が強い情報伝送容量が⼤きい
1km
300kHz

⻑波
LF

100m
3MHz

中波
MF

10m
30MHz

短波
HF

船舶・航空機⽤ビーコン
標準電波
船舶通信
中波放送 (AMラジオ)
船舶・航空機⽤ビーコン
アマチュア無線
船舶・航空機通信短波
放送
アマチュア無線

FM放送
警察無線(コミュニティ放送) 簡易無線
マルチメディア放送 航空管制通信
防災⾏政無線 無線呼出消防無線
アマチュア無線列⾞無線
コードレス電話

1m
300MHz

超短波
VHF

10cm
3GHz

1cm
30GHz

極超短波 マイクロ波
UHF
SHF

携帯電話 (3G, 4G, 5G)
PHS
MCAシステム
タクシー無線
TV放送
防災⾏政無線
移動体衛星通信
列⾞無線
警察無線
簡易無線
レーダー
アマチュア無線
無線LAN (Wi-Fi)
コードレス電話
ISM機器 (Bluetooth等)
スマートメータ (Wi-SUN)

参考 「周波数帯ごとの主な⽤途と電波の特徴」 総務省(https://www.tele.soumu.go.jp/j/adm/freq/search/myuse/summary/)

1mm
300GHz

ミリ波
EHF

0.1mm
3THz

サブミリ波

電波天⽂
衛星通信
簡易無線
加⼊者系無線アクセス
レーダー
携帯電話 (5G)

マイクロ波中継放送番組中継
衛星通信
衛星放送
レーダー
電波天⽂・宇宙研
究

携帯電話 (5G)
無線LAN (Wi-Fi)
加⼊者系無線アクセ
ス
DSRC
ISM機器

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無線の基礎知識

電波の伝わり⽅•

電波の多様な伝わり⽅を理解した上で、無線機器等を使⽤する必要があります。
電波の伝わり⽅⼀覧
名称

補⾜

直進

電波は障害物の無い限り直進し、⾃ら⽅向を変えることはありません。

⾃由空間減衰電波は空間を球状に広がり、距離が離れるほど電⼒が薄まり減衰していきます。

反射

光が鏡等で反射するのと同様に、電波は⾦属のような電気を通しやすい障害物があると反射します。

透過

光がガラスや⽔を透過するのと同様に、⽊やガラス窓、壁等の電気を通しにくい障害物(誘電体)であれば電波はある程度透過します。「誘電率が低い」または「周波数が低い」ほどよく透過します。

回折(かいせつ)

ビルの影や⼭の裏側等、障害物の後ろにも回り込んで伝わります。回折で回り込む度合いは、基本的に「周波数が低い」ほど⼤きくなります。

吸収

電波は反射や透過をする際にエネルギーの⼀部が障害物に吸収されます。したがって反射や透過を繰り返したり、厚みのある障害物を透過したりすると電⼒が減衰していきます。

その他

電波は凹凸の多い障害物や複雑な構造物、降⾬等により散乱し減衰します。また電波が伝わる際には減衰するば
かりではなく、複数の伝搬経路の合成により増幅されることもあります。

反射

透過

回折

23

無線の基礎知識

電波⼲渉・ノイズ・フェージング
•無線通信品質に悪影響を与える代表的な要因として、「⼲渉」「ノイズ」「フェージング」が
あります。

⼲渉

到達する電波のイメージ

通信したい相⼿からの受信電波に、他の通信機からの電波が同じ周波数・同じタイミングで重なると⼲渉になります。強い⼲渉を受けると通信ができなくな
ることがあります。

⼲渉波

反射波

他の無線機

直接波

ノイズ
(雑⾳)

周辺にある機械や受信機⾃体から発⽣するノイズも、通信したい電波の受信を邪魔します。⼲渉と同じく、強いノイズが突発的に発⽣したり、定常的なノイズが複数重なると、通信ができなくなることがあります。

送信機

受信機

ノイズ

同じ電波でもいろいろな経路で受信機まで到達する。それらが合成されると場所により強めあったり弱めあったりする。

フェージングのイメージ

フェージング

受信機は同じ送信機から発射された反射波と直接波の合成波を受信します。
波の⼭と⼭が合成されれば強め合い、⼭と⾕が合成されれば弱め合います。
そのため、送信機からの距離が同じでも受信状態が良い場所と悪い場所が存在することがあります。
また、送受信機や周りのものが動いていると受信状態が変動し、通信の品質が悪くなります。

＋

＋

↓

↓
24

無線の基礎知識

参考)電波⼲渉やノイズを避ける⼿法(例)••

同じ周波数帯、同じ空間、同じ時間に発⽣した電波は相互に⼲渉するノイズになります。
電波⼲渉やノイズを避けるためには、周波数帯、空間、時間をずらすことが効果的です。
••

使⽤する周波数帯を指定するチャネル設定を適切に⾏いましょう。
各チャネルが使⽤する周波数帯が重複していないか確認しましょう。
• 例)2.4GHz帯のWi-Fiで重複しないチャネルは5チャネル以上離れたチャネル

IEEE 802.11 仕様で定められたチャネルと使⽤する周波数帯
周波数帯

空間

(例)1チャネルを使⽤する場合• 周波数帯が重複する2〜5
チャネルは使⽤しない• 周波数帯が重複しない6〜
14チャネルを使⽤する••

電波の発⽣源となる機器から⼗分に距離をとりましょう。
同じ周波数帯を使⽤する機器でも⼗分に距離をとれば電波が減衰し⼲渉しません。
• 例)
機器A

時間

•

機器B

機器C

電波を発⽣する時間を最⼩限に抑えましょう。
25

無線の基礎知識

電波法(1/2)••

電波法は、電波の公平かつ能率的な利⽤を確保することにより、公共の福祉を増進することを⽬的としており、無線局の開設とその運⽤、無線設備を操作する無線従事者、無線設備の技術基準、周波数の割当等について規定しています。
電波の利⽤には原則として、免許⼜は登録が必要ですが、条件を満たした場合には、免許や登録が不要となります。

免許や登録が不要となる対象

発射する電波が著しく微弱な無線局

市⺠ラジオの無線局

⼩電⼒の特定の⽤途に使⽤する無線局

免許や登録が不要となる条件••

発射する電波が著しく微弱な無線設備で、総務省令で定めるものをいいます。
例えば、模型類の無線遠隔操縦を⾏うラジコン⽤発振器やワイヤレスマイク等が該当します。

•

26.9MHzから27.2MHzまでの周波数帯の電波の中で、総務省令で定める電波の型式及び周波数の電波を使⽤し、かつ、空中線電⼒が0.5W以下で、技術基準適合証明を受けた無線設備のみを使⽤する無線局が該当します。

特定の⽤途及び⽬的の無線局であり、次の条件をすべて満たすものが該当します。
(1) 空中線電⼒が1W以下であること。
(2) 総務省令で定める電波の型式、周波数を使⽤すること。
(3) 呼出符号または呼出信号を⾃動的に送信しまたは受信する機能や混信防⽌機能を持ち、他の無線局の運⽤に妨害を与えないものであること。
(4) 技術基準適合証明を受けた無線設備だけを使⽤するものであること。

出典 「免許及び登録を要しない無線局」 総務省 (http://www.tele.soumu.go.jp/j/adm/proc /free/)26

無線の基礎知識

電波法(2/2)••

技術基準適合証明は、無線設備が電波法に定める技術基準に適合していることを証明するものであり、同証明を受けた無線機器には、「技適マーク」が付されています。
無線機器を利⽤する際には、この「技適マーク」の表⽰を必ず確認してください。
•

概要

注意点

技術基準適合証明は、無線設備が電波法に定める技術基準に適合していることを証明するものであり、同証明を受けた無線機器には、「技適マーク」が付されています。

•

無線機器を利⽤する際には、この「技適マーク」がついていることを必ず確認してください。
• 表⽰の⽅法には、次の3つがあります:
1. 特定無線設備に直接表⽰
2. 設備本体のディスプレイによる表⽰
3. 外部ディスプレイによる表⽰•

外国から輸⼊された無線機器を利⽤しようとする場合には、「技適マーク」がない場合もあり、電波法違反となるおそれがあるため注意が必要です。

参考 「技適マークの表⽰の⽅法」 総務省 (https://www.tele.soumu.go.jp/j/sys/equ/tech/gitekimark/)

技適マーク

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無線の基礎知識

無線局・通信⽅式
無線局の種類や通信⽅式により、通信距離や通信速度が異なるため、使⽤⽤途(ユースケース・アプリケーション)に合った通信⽅式を選定する必要があります。
代表的な無線局・通信⽅式の⼀覧

10G[ 通信速度 (bps) ]•携帯電話 5G

1G
100M

無線LAN

10M
1M

≈

1k

携帯電話 3G/4G

BluetoothRFIDzigbee/Wi-SUN

10

100

[ 通信距離 (m) ]

LPWA

1000

10000
28

無線の基礎知識

無線LAN•

無線LANは⾼速化しており、⼯場でも活⽤が進んでいます。

• 主要な無線LAN規格
通信速度(規格上の最⼤値)
1000Gbps(300Gbps)

60GHz

100Gbps(40Gbps)

2.4GHz/5GHz +6GHz
第4世代

10Gbps

802.11ad

最⼤10Gbps(⼀定の条件下では最⼤20Gbps)

5GHz
802.11ac〜5Gbps
第3世代

1Gbps

2.4GHz/5GHz(600Mbps)

1Gbps

802.11n
第2世代(54Mbps)5GHz
802.11a802.11g(11Mbps)
10Mbps

802.11b2.4GHz第1世代(2Mbps)802.11
1Mbps

2.4GHz802.11be802.11ax

60GHz(6.9Gbps)

100Mbps802.11ay

第5世代

5G

LTE-A

150Mbps112.5Mbps
100Mbps
75MbpsLTE
14Mbps
7.2Mbps
3.6Mbps
HSPA

伝送エリア拡⼤

920MHz802.11ah

1996 1998 2000 2002 2004 2006 2008 2010 2012 2014 2016 2019

Year
2022

2024

参考 「無線インフラ・サービスの動向について」 総務省 (http://www.soumu.go.jp/main_content/000397391.pdf)

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補⾜情報

第5世代移動通信システム(5G)•••5Gとは、4Gを発展させた「超⾼速」だけでなく、「多数接続」、「超低遅延」といった新たな機能を持つ次世代の移動通信システムのことです。
国内の携帯事業者4社は2020年に商⽤5Gサービスを順次開始しています。
4社の計画をあわせると、2023年度末の5G基盤展開率は98.0％となり、⽇本全国の事業可能性のあるエリアほぼ全てに5G基盤が展開される⾒込みです。

超低遅延

超⾼速
現在の移動通信システムより100倍速いブロードバンドサービスを提供⇒2時間の映画を3秒でダウンロード

移動体無線技術の⾼速・⼤容量化路線

2G

3G

4G

5G

超低遅延
利⽤者が遅延(タイムラグ)を意識することなく、リアルタイムに遠隔地のロボット等を操作・制御⇒ロボット等の精緻な操作をリアルタイム通信で実現

多数同時接続ロボットを遠隔制御

多数同時接続
スマホ、PCをはじめ、⾝の回りのあらゆる機器がネットワークに接続⇒⾃宅部屋内の約100個の端末・センサーがネットワークに接続(現⾏技術では、スマホ、PCなど数個)

膨⼤な数のセンサー・端末
カメラ

社
会
的
$
%
&
'
(
)
⼤

スマートメータ―

出典 「平成29年 総務省情報通信審議会新世代モバイル通信システム委員会報告」 総務省(http://www.soumu.go.jp/main_content/000565878.pdf)、「5Gの普及展開に向けた取組」 総務省 (https://www.soumu.go.jp/main_content/000668256.pdf)

30

補⾜情報

5Gネットワークの進化•••

5G導⼊当初は、コストを抑えつつ円滑な導⼊を実現するため、新たな無線技術(NR:
New Radio)に対応した基地局とLTE基地局が連携する、NSA構成のシステムが導⼊されています。
2021年以降、国内の携帯事業者は5Gコアネットワークの導⼊と共にSA(Standalone)構成のNR基地局の運⽤を開始していく予定です。
これにより、既存周波数帯域へのNR導⼊が進展し、超⾼速、多数同時接続、⾼信頼・低遅延などの全ての要求条件に対応した5Gサービスの提供が期待されます。

出典 「新世代モバイル通信システム委員会における5G技術的条件に関する検討状況」 総務省(https://www.soumu.go.jp/main_content/000541989.pdf)

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補⾜情報

ローカル5G•••

ローカル5Gは、地域の企業や⾃治体等の様々な主体が、限定されたエリアでスポット的に柔軟に構築できる5Gシステムのことです。
携帯事業者の5Gサービスと異なり、⾃らの敷地内など限定されたエリアにおいて安定して5G通信を利⽤できる、他の場所の通信障害や災害などの影響を受けにくい、といった特徴があります。
Wi-Fiと⽐較して、無線局免許に基づく安定的な利⽤が可能です。

出典 「令和3年度 総務省情報通信施策の概要」 総務省 (https://www.soumu.go.jp/main_content/000720302.pdf)

32

無線の基礎知識

無線LAN•

無線LANは⾼速化しており、⼯場でも活⽤が進んでいます。

• 主要な無線LAN規格
無線LAN規格

周波数帯

最⼤通信速度

無線LAN規格

周波数帯

最⼤通信速度IEEE 802.11b

2.4GHz

11MbpsIEEE 802.11ah

920MHz3.3MbpsIEEE 802.11a

5GHz

54MbpsIEEE 802.11ay

60GHz

176GbpsIEEE 802.11g

2.4GHz54MbpsIEEE 802.11be

46GbpsIEEE 802.11n

2.4GHz/5GHz

600Mbps

2.4GHz/
5GHz/
6GHz

IEEE 802.11ac

5GHz

6.93Gbps

IEEE 802.11ax

2.4GHz/5GHz

9.6GbpsIEEE 802.11ad

60GHz

6.8Gbps• 2.4GHz帯及び5GHz帯無線LANの⽐較
2.4GHz帯
隣接チャネル間⼲渉

5.2GHz帯 (W52)

⼲渉あり

5.3GHz帯 (W53)

5.6GHz帯 (W56)

⼲渉なし

○

電波特性

遮蔽物に強い遮蔽物に弱いISMバンド上に割り当てられており、無線LAN以外の製品においても利⽤されている。無線LAN以外の機器も⼲渉源となり得る。

無線LAN専⽤に提供されているため、通信は⽐較的安定。
但し、5.3GHz帯、5.6GHz帯はレーダーと共⽤のため、
DFSというレーダー検知/レーダー回避の機能が必要。

周波数の特徴△ (条件付き)

×

○

屋外利⽤

33

無線の基礎知識

無線LAN以外の無線規格•

IoTでは無線LAN以外にも、ネットワーク設計が無くとも使⽤可能な携帯電話回線や、通信速度は遅いが低消費電⼒が特徴の無線規格も多数活⽤されています。

• IoTで活⽤されている無線LAN以外の無線規格
携帯電話(3G, 4G)

Bluetooth

関連する
団体や規格

RFID

zigbee

Wi-SUN

3GPP

Bluetooth SIG
IEEE802.15.1

ISO/IEC

CSA
IEEE802.15.4

Wi-SUN Alliance
IEEE802.15.4g
IEEE802.15.4e

最⼤
通信速度
(理論値)

下り 1Gbps
上り 500Mbps

2Mbps

数kbyte250kbps

300kbps

周波数帯(⽇本国内)

800MHz帯
1.5GHz帯
2GHz帯 等

2.4GHz帯

13.56MHz帯
900MHz帯
2.4GHz帯

主に 2.4GHz帯

920MHz帯特徴

MNO・MVNO各社がサービス提供。キャリア網とのVPN接続による閉域網の構築でセキュリティ確保が可能。

スマートフォン等に実装され、バイタルをはじめとした⼈周辺のセンサ等からのデータ収集等で多様されている。周波数ホッピングにより耐⼲渉が強い。マル
チホップ通信に対応した仕様も存在。

⾮接触ICカードやNFCに⽤いられている技術。タグに電池を持たない電磁誘導⽅式と、電池を持つ電波⽅式がある。物品管理に活⽤。

通信経路を⾃動的に構 ⽤途に応じた複数の仕様築するマルチホップ通信に が存在。Wi-SUN FAN対応。センサネットワークに はマルチホップ通信に対応。
適している。
スマートメーターを中⼼に世界中で導⼊。

参考 3GPP (http://www.3gpp.org/)、Bluetooth SIG (https://www.bluetooth.com/)、CSA (https://csa-iot.org/)、
Wi-SUN Alliance (https://www.wi-sun.org/)34

無線の基礎知識

無線LAN以外の無線規格: LPWA(Low Power Wide Area)•

低消費電⼒(電池で最⼤10年)、⻑距離伝送(都市部: 数km)、低レート(<数⼗kbps)の通信で、広域のセンサーデータ収集を中⼼に活⽤が検討されています。
活⽤のメリット
低消費電⼒により、電池交換等の機器メンテナンスの頻度が抑えられ保守を効率化できる
⻑距離伝送により、1台の基地局で広範囲のデバイスが収容でき運⽤コストが下げられる
無線局免許を必要としない周波数帯で運⽤できるため、独⾃ネットワークの構築が可能、通信コストも不要

関連する
団体や規格
最⼤
通信速度
(理論値)
周波数帯
(⽇本国内)

特徴

SigfoxLoRaWAN

Cat-M1

ELTRESZETAUNISOnet

EnOceanSigfox独⾃LoRa Alliance

3GPP

Sony独⾃ZETA Alliance

SONAS独⾃EnOcean Alliance

50kbps

1Mbps

80bps

50kbps250kbps

125kbps

920MHz帯

LTEの⼀部のBand

920MHz帯

2.4GHz帯

920MHz帯

携帯電話標準化仕様で規定されたIoT向け通信で通信キャリアが提供。
標準的な携帯電話技術と⽐較して、バッテリー
寿命の⻑期化と通信範
囲の拡⼤が可能。

⾒通し100km以上の⻑距離通信や、時速100km以上の⾼速移動体に対応。

利⽤できる経路を全て利⽤するフラッディング型マル
チホップ通信に対応。マイクロ秒オーダーの時刻同期が可能。

発電技術と組み合わせ、電池レスでの利⽤を想定した省電⼒。数百m程
度までの通信距離。

上り 100bps
下り 600bps
920MHz帯

低速だが⻑距離が特徴の通信規格。数km〜
郊外では10数kmの通信が特徴。昨今様々な分野で活⽤が⾒込まれている通信規格。

920MHz帯
429MHz帯
10km程度までの⻑距
離通信。通信経路を⾃動的に構築するマルチホップ通信に対応。低遅延版と⼤容量版の仕様が存在。

参考 「LPWAに関する無線システムの動向について」 総務省 (http://www.soumu.go.jp/main_content/000543715.pdf)、
Sigfox (http://www.sigfox.com/)、LoRa Alliance (https://lora-alliance.org/)、3GPP (http://www.3gpp.org/)、
ELTRES (https://eltres-iot.jp/)、ZETA Alliance (https://zeta-alliance.org/)、UNISONet(https://www.sonas.co.jp/technology/unisonet/)、EnOcean Alliance (https://www.enocean-alliance.org/)35

無線の基礎知識

無線の周波数(チャネル)の割り当て⽅法•

無線の周波数(チャネル)を割り当てる際には、チャネル配置を確認し、使⽤する機器・システム間で⼲渉しない周波数(チャネル)を選択します。

2.4GHz帯無線LANチャネル配置
1ch

2ch

3ch

4ch

5ch

6ch

7ch

8ch

9ch

10ch 11ch 12ch 13ch

14ch

5MHz

2412

2437

2462

2484

IEEE802.11b/gで⼲渉しない割り当ては、1ch、6ch、11ch、14chとなります(14chはIEEE802.11bのみ対応、⽇本国内のみ使⽤可能)

帯域幅20MHz

5GHz帯無線LANチャネル配置

チャネルボンディング※1を⽤いた場合の帯域幅: 2チャネル分40MHz: 4チャネル分80MHz

36ch

40ch

44ch

48ch

52ch

56ch

60ch

64ch

5180

5200

5220

5240

5260

5280

5300

5320

100ch

104ch

108ch

112ch

116ch

120ch

124ch

128ch

132ch

136ch

140ch

144ch

5500

5520

5540

5560

5580

5600

5620

5640

5660

5680

5700

5720

5.2GHz帯 (W52)

5.3GHz帯 (W53)

5.6GHz帯 (W56)※1 複数チャネルを束ねて⽤いることにより通信速度を⾼める技術。IEEE802.11n/ac /ax等の規格で利⽤可能。

36

4.⼯場における無線の特徴

37

⼯場における無線の特徴

⼯場における無線の特徴•

⼯場において無線の利活⽤を進めていくためには、(1)ダイナミックな無線環境の変化、(2)多様な無線環境、(3)異種システムの混在を考慮する必要があります。
項⽬(1) ダイナミックな
無線環境の変化⼯場における
無線の特徴

詳細•

レイアウト変更や新規ラインの導⼊等で数カ⽉〜数年オーダーで無線環境が変化するため、固定的な無線システムの運⽤に限界がある。

•

⼯場は業種、⼯場の規模、建屋の壁・床の材質・設備等による電波の遮蔽・反射、⽴地条件による外来波の到来、または設備起因のノイズの有無により、無線環境の状態が異なる。

•

⼯場ではシステムごとに個別最適化された個々の設備や、個々の⼯程ごとに段階的に異種の無線システムが導⼊されることが⼀般的であり、システム全体の最適化が⾏われにくい。
また、グローバルで使いやすい2.4GHz帯から混雑する傾向がある。

(2) 多様な無線環境(3) 異種システムの混在•

出典 「情報通信機構研究報告(Vol 63 No.2 2017)」 国⽴研究開発法⼈情報通信研究機構(http://www.nict.go.jp/publication/shuppan/kihou-journal/houkoku63-2/book/html5.html#page=39)38

⼯場における無線の特徴

⼯場で無線の使⽤状況を把握する⽅法(1/3)•

無線の使⽤状況を把握するためのツールには、スペクトラムアナライザやパケットキャプ
チャ等があります。
【概要】
電波の波形や強さを測定するツール。
スペクトラムアナライザ

パケットキャプチャ

【主な利⽤シーン】• 無線機器が使⽤している周波数の状況確認• 受信強度の確認• 通信可能エリアの確認【概要】
ネットワーク上のパケットを取得するソフトウェア。PC等にインストールした上で計測したいネットワークに接続して使⽤する。
【主な利⽤シーン】• 無線に関する障害が発⽣した際の原因特定(例: 無線が繋がらない場合 等)

出典 「通信やノイズの⽀援・調査」 オムロンフィールドエンジニアリング株式会社(https://www.omron-fe.co.jp/solution/fa/visit_noise.html)

39

⼯場における無線の特徴

⼯場で無線の使⽤状況を把握する⽅法(2/3)•

測定した無線の使⽤状況に関するグラフの読み取り⽅は以下の通りです。
以下のグラフはスペクトラムアナライザで測定し、表⽰タイプ「Color by Utilization」で表⽰しています。

3

4

1 信号強度2 チャネル番号、もしくは周波数(MHz)
3 無線LANのSSID名
4 表⽰⾊

弱/低/少

強/⾼/多

表⽰タイプによって電波の強度、電波の密度、電波の頻度を表⽰しています
表⽰タイプ

概要

測定⽅法

Color by
Amplitude[dBm]

受信した電波が強いほど⾚くなる。使⽤頻
度が⾼くても電波が弱ければ⻘くなる。

受信した電波の強さを測定

強度Color by
Density[%]

受信した電波が同じ周波数と同じ強度に存在するほど⾚くなる。同じ周波数であっても強度が異なれば密度は薄まり⻘くなる。

受信した電波が同じ周波数、同じ強度で存在する割合を密度として
測定

密度Color by
Utilization[%]

使⽤頻度が⾼い周波数ほど⾚くなる。強
単位時刻内毎に信号が存在した
い電波であっても瞬間的であれば⻘くなる。 時間を頻度として測定

頻度

出典 「製造現場における多種無線通信-製造現場における無線通信の課題-」 板⾕聡⼦ ほか(https://jglobal.jst.go.jp/detail?JGLOBAL_ID=201702227329304987&rel=0)

測定内容

40

⼯場における無線の特徴

⼯場で無線の使⽤状況を把握する⽅法(3/3)•

表⽰タイプによってグラフの⾒え⽅が変化する様⼦を以下に⽰します。
Color by Amplitude
電波の強い場所が⾚くなります。

Color by Density
点の密度が⾼い場所が⾚くなります。

Color by Utilization
使⽤頻度が⾼い場所が⾚くなります。

41

⼯場における無線の特徴

電波環境の変化(1/3)•

電波環境は固定的でなく、ラインの動きや配置換え、無線の新規導⼊等により変化します。
以下のグラフでは、2015年7⽉には測定されていなかった電波が、新規システムの導⼊により2015年12⽉には測定されたことを⽰しています。(表⽰タイプ「Color by Amplitude」で表⽰)

新規システムの導⼊による電波環境の変化(例)

2015年
7⽉

試⾏利⽤

2015年
12⽉

新規システム

出典 「製造現場における多種無線通信-製造現場における無線通信の課題-」 板⾕聡⼦ ほか(https://jglobal.jst.go.jp/detail?JGLOBAL_ID=201702227329304987&rel=0)

本番稼働

他の無線の導⼊による波形の変化

42

⼯場における無線の特徴

電波環境の変化(2/3)•

外部からの電波が⼯場の中の電波環境に影響を与える場合もあります。

外部からの電波による、⼯場の中の電波環境の変化(例)
居住区域に近い位置にある⼯場におけるスペクトラムアナライザのスナップショット(2.4GHz)(表⽰タイプ「Color by Utilization」で表⽰)

⼯場の外の電波⼯場で使⽤
出典 「製造現場における多種無線通信-製造現場における無線通信の課題-」 板⾕聡⼦ ほか(https://jglobal.jst.go.jp/detail?JGLOBAL_ID=201702227329304987&rel=0)43

⼯場における無線の特徴

電波環境の変化(3/3)•

既存の無線通信機と新規に導⼊する無線通信機が同じ周波数で混在する場合は、相互に悪影響を及ぼす場合があるので注意が必要です。

Wi-Fiを⽤いたシステムとそれ以外の無線通信規格を⽤いたシステムが異なる周波数で共存する例※ 同じ周波数で混在すると問題が発⽣する可能性があります

Wi-Fiを⽤いた
システム
44

Wi-Fi以外の無線通信規格を⽤いたシステム出典 「Wired/Wireless Use Cases and Communication Requirements for Flexible Factories IoT Bridged
Network」 IEEE (https://mentor.ieee.org/802.1/dcn/17/1-18-0025-05-ICne.pdf)

44

5.⼯場における無線によるシステム構成例

45

⼯場における無線によるシステム構成例

無線ユースケース(特徴)•

⼯場における無線の活⽤においては、データサイズやデータ⽣成頻度、通信する機器の数(ノード数)を考慮したうえで無線⽅式と機器を選定することが必要です。
代表的な無線ユースケースと無線としての特徴

出典 「製造現場における無線ユースケースと通信要件(要約版)第1.0版、2017年3⽉31⽇」 国⽴研究開発法⼈情報通信研究機構

46

⼯場における無線によるシステム構成例

無線ユースケース(許容遅延)••

⼯場におけるユースケースごとに、許容される遅延の程度は異なります。
そのため、許容遅延を考慮したうえで、無線⽅式や機器を選定する必要があります。
代表的な無線ユースケースの許容遅延

出典 「製造現場における無線ユースケースと通信要件(要約版)第1.0版、2017年3⽉31⽇」 国⽴研究開発法⼈情報通信研究機構

47

⼯場における無線によるシステム構成例

⼯場における主な無線規格⼀覧
無線規格

周波数帯

速度(規格上)実効距離(⽬安)IEEE 802.11b/g/n(Wi-Fi)

2.4 GHz

1〜600 Mbps

40 m

IEEE 802.11a/n(Wi-Fi)5 GHz

6〜600 Mbps

30 m

IEEE 802.11ac(Wi-Fi 4)

5 GHz

6.93 Gbps

30 m

IEEE 802.11ax(Wi-Fi 6)

2.4 GHz
5 GHz

9.6 Gbps

30〜40 mBluetooth 2.1

2.4 GHz

3 Mbps5m

Bluetooth 4.0(Bluetooth Low Energy)

2.4 GHz1 Mbps5m

Bluetooth 5.0(Bluetooth Low Energy)

2.4 GHz

125・500 kbps
1・2 Mbps

10 m

IEEE 802.15.4(zigbee)

2.4 GHz250 kbps

50 m

IEEE 802.15.4g/e(Wi-SUN)920 MHz50〜400 kbps

500 m
48

⼯場における無線によるシステム構成例

⼯場タイプ別事例 ①⾦属加⼯現場での無線利⽤シーン••

移動監視や予防保全では既存の⼯作機械に無線センサを後付けします。
モノや⼈の管理では無線により位置情報を把握します。
⾦属加⼯現場での無線利⽤イメージ(例)出典 「製造現場における無線ユースケースと通信要件(要約版)第1.0版、2017年3⽉31⽇」 国⽴研究開発法⼈情報通信研究機構

49

⼯場における無線によるシステム構成例

⼯場タイプ別事例 ②機械組⽴⼯場での無線利⽤シーン•••

溶接、塗装ラインでは無線センサにより環境を管理します。
組⽴ラインでは、⼯具やセンサから無線でデータを収集します。
AGV稼働の管理にも無線を活⽤します。
機械組⽴⼯場での無線利⽤イメージ(例)出典 「製造現場における無線ユースケースと通信要件(要約版)第1.0版、2017年3⽉31⽇」 国⽴研究開発法⼈情報通信研究機構

50

⼯場における無線によるシステム構成例

個別システム例 ①AGVの呼び出し・⾏先指⽰システム•

無線を導⼊することで、PCを⽤いたAGVの呼び出し・⾏先指⽰が可能となります。

現場の課題

•
•

AGVとのデータ通信を⾏いたいが、移動体のため配線が不可能。
光通信も検討したが、ホコリの影響や光軸ズレが⼼配。

解決⽅法(例)•

地上局、移動体、分岐・合流切り替え盤を無線で制御。

無線導⼊の
メリット

•
•

配線⼯数・配線費⽤の低減が可能。
⼯場のレイアウトフリーの実現。

PCでAGVの呼び出し・
⾏先を指⽰

PLC

920MHz帯
特定⼩電⼒無線2.4GHz/5GHz帯の無線LAN 等

IDタグ
(位置情報)
無線LAN(親)で無線通信の送受信

事務所・管理室

AGV

⼯場

51

⼯場における無線によるシステム構成例

個別システム例 ②回転体のスリップリングレス化•

無線を導⼊することで、回転体のモニタリングやデータ収集が可能となります。

•

充填機等の回転体に対して、回転時の状況モニタやデータ収集をしたいが、配線するにはス
リップリング等が必要。
スリップリングは⼤容量データの収集には適さず、消耗品の定期交換も必要。

解決⽅法(例)•

回転時の状況モニタやデータ収集等、⼤容量データを無線で取得。

無線導⼊の
メリット

•
•
•

回転体のあらゆるデータを収集可能。
配線⼯数・配線費⽤の低減が可能。
消耗品の定期交換も不要。

現場の課題

•

PCで回転体のデータを収集
2.4GHz/
5GHz帯の無線LAN 等

回転時の状況モニタ、データを送信

制御盤内の
PLC

回転体
無線LAN(親)で無線通信の受信事務所・管理室

回転体内の無線LAN(⼦)

回転体内のPLC

⼯場

52

⼯場における無線によるシステム構成例

個別システム例 ③⼯場内の無線LAN化•

無線を導⼊することで、⼯場の情報を事務所等でも確認可能となります。

現場の課題

•
•

⼯場の情報を事務所で共有したい。
ネットワーク化をしたいが配線⼯事に費⽤がかかる。

解決⽅法(例)•

無線機なら社内インフラのEthernetをそのまま接続可能。

無線導⼊の
メリット

•
•
•

事務所等で⼯場の情報を確認できる環境を構築可能。
配線⼯数、配線費⽤の低減が可能。
⼯場のレイアウトフリーを実現。

⽣産管理⽤PCで⼯場の情報を確認

社内インフラのEthernetの活⽤

2.4GHz/
5GHz帯の無線LAN 等

⽣産ラインA

無線の送信
機械内部のPLCで⽣産機械を制御
⽣産ラインB

無線LAN(親)で無線通信の受信事務所・管理室⼯場

53

⼯場における無線によるシステム構成例

個別システム例 ④無線バーコードリーダーシステム••

無線を導⼊することで、バーコードリーダの使⽤可能数を増やすことが可能です。
また、バーコードリーダ読み取りに関連する作業範囲の拡⼤が可能です。
現場の課題

•
•

有線のバーコードリーダを使⽤しているが作業範囲が限定される。
台数増加時に容易にバーコードリーダシステムを構築したい。

解決⽅法(例)•

無線機アクセスポイント(親機)を使⽤した無線バーコードリーダ(⼦機)との接続。

無線導⼊の
メリット

•
•

バーコードリーダを⽤いた読み取りに関連する作業効率の向上。
⼯場のレイアウトフリーを実現。

⽣産管理⽤PCでバーコード
リーダ読み取り情報を収集

無線通信によるバーコードリーダ関連の作業可能範囲
2.4GHz/
5GHz帯の無線LAN 等

Ethernetの活⽤無線LAN(親)で無線通信の受信事務所・管理室⼯場

54

⼯場における無線によるシステム構成例

個別システム例 ⑤クリーンルームのフルリモート監視•

無線を導⼊することで、クリーンルームの定期計測、異常対応作業の効率化が可能とな
ります。
現場の課題

•
•

クリーンルームでの定期計測、異常対応による事務所とクリーンルームの往復が増加。
出⼊りのたびに専⽤作業着の着脱、エアシャワーを浴びるのが⼿間。

解決⽅法(例)•

無線機によるクリーンルームのフルリモート監視。

無線導⼊の
メリット

•
•

事務所でのデータロギング、警報状態確認が可能。
ガラスは電波を透過するため、壁⾯の⽳あけが不要。

2.4GHz/
5GHz帯の無線LAN 等
管理⽤PCで警報状態を確認

無線機(⼦)で無線通信を送信

PLC
スレーブで取得情報を⼊⼒
Bluetooth等

事務所でのデータロギング

※壁⾯の
⽳あけ不要

温度センサ等による計測 等

無線LAN(親)で無線通信を受信

事務所

ガラス

クリーンルーム55

⼯場における無線によるシステム構成例

個別システム例 ⑥セル⽣産⽅式の省配線システム•

無線を導⼊することで、セル⽣産⽅式における配線ミス、コネクタジョイントミスの撲滅が可能となります。
現場の課題

•
•

セル⽣産では多品種少量⽣産が主流であり、段取り替えに時間がかかる。
配線の引き回しにも注意が必要。

解決⽅法(例)•

部品、治具棚のI/O情報を無線機に集約する。

無線導⼊の
メリット

•
•
•

電源再投⼊でのスピーディな⽴ち上がりが可能。
配線ミス、コネクタジョイントミスの撲滅が可能。
⼯場のレイアウトフリーを実現。

部品棚のI/O情報を無線LAN(親)に送信

作業指⽰⽤PC
作業棚

制御盤PLC

2.4GHz/
5GHz帯の無線LAN

部品棚のI/O情報を
無線LAN(親)に送信

無線LAN(親)部品棚1

治具棚のI/O情報を
無線LAN(親)に送信
治具棚

部品棚2

⼯場

56

⼯場における無線によるシステム構成例

個別システム例 ⑦TPM活動現場情報収集システム•

無線を導⼊することで、TPM活動の効率化が可能となります。

現場の課題

•
•

TPM活動のために⼯場に様々な仕掛けが必要となり、煩雑な配線となっている。
レイアウト変更があると配線の引き直し⼯数が膨⼤になる。

解決⽅法(例)•

無線機によるシグナルタワー状態のリアルタイム収集。

無線導⼊の
メリット

•
•
•

配線⼯数・配線費⽤の低減が可能。
保全員への迅速な呼び出しが可能。
⼯場のレイアウトフリーを実現。

管理⽤PCでシグナルタワー
状態のリアルタイム収集

制御盤PLC

無線LAN(親)で無線通信の受信事務所・管理室

無線LAN(親)にシグナルタワー状態の情報を送信2.4GHz/
5GHz帯の無線LAN

無線LAN(⼦)
無線LAN(⼦)
無線LAN(⼦)⼯場57

⼯場における無線によるシステム構成例

個別システム例 ⑧部品ピッキング指⽰の表⽰•

無線を導⼊することで、部品ピッキング作業における作業効率の向上、作業ミスの撲滅が可能となります。
現場の課題

•
•

部品ピッキングは作業者の品番暗記であり、作業のムラが発⽣し、ミスの危険性もある。
有線のピッキング確認システムでは、棚内での部品の置き場所が変わるたびに配線の引き直しが必要となり、都度⼯数と費⽤がかかる。

解決⽅法(例)•

無線機で部品ピッキング指⽰の送信。

無線導⼊の
メリット

•
•
•

配線⼯数・配線費⽤の低減が可能。
作業者の作業効率の向上、作業ミスの撲滅が可能。
⼯場のレイアウトフリーを実現。

PC

部品棚

RFID 等

無線LAN(⼦)

2.4GHz/
5GHz帯の
無線LAN
PLC

無線LAN(親)でピッキング指⽰を送信

事務所・管理室

ランプでピッキング位置をお知らせ

⼯場58

⼯場における無線によるシステム構成例

個別システム例 ⑨⼯場内建物間の信号伝送•

無線を導⼊することで、⼯場内建物間の装置監視を効率的に実施できるようになりま
す。
現場の課題

•
•

⼯場内の建物をまたぐ装置監視を⼈間が⾏っており、定期的な⾒回り、監視が必要。
そのため、装置の稼働率低下や監視担当員の業務効率の低下が発⽣。

解決⽅法(例)•

無線機により、装置の状態(正常・異常)を無線通信で把握。

無線導⼊の
メリット

•
•

配線⼯数、配線費⽤の低減。
装置の稼働率、監視担当員の業務効率の向上。

表⽰灯を使⽤し、装置の状態を監視担当員に伝える

無線LAN(親)で装置の状態を無線で受信

2.4GHz/
5GHz帯の無線LAN

無線LAN(⼦)で装置の状態を送信

事務所・管理室装置の停⽌ 等
※5GHz帯の屋外で利⽤可能な周波数帯は5.6GHz帯(5470-5730MHz)のみ

⼯場

59

6.⼯場における無線の導⼊⼿順

60

⼯場における無線の導⼊⼿順

無線の導⼊の概要
現場に無線を導⼊する際には3つの⼿順があります。
特に、事前調査と導⼊時のテストが重要となります。
無線は環境の変化による影響を受けるため、ある程度の期間にわたる事前調査とテストの実施を推奨します。

•••

現場に無線を導⼊する際の3つの⼿順
事前調査

導⼊作業

導⼊時のテスト

事前調査① 現場での位置関係の確認••

無線機の設置場所
無線機での通信経路

導⼊時のテスト
現場での通信品質の確認••

受信信号強度(RSSI)
パケットエラー率(PER)② 現場での無線環境確認••

⼯場に導⼊済みの無線⼯場周辺で利⽤されている無線③ 模擬的な無線実験
61

⼯場における無線の導⼊⼿順

事前調査 ①現場での位置関係の確認
•

事前調査

導⼊時の
テスト

事前調査における位置関係の確認では、無線の設置場所と通信経路を検討します。

現場に向かう前の事前準備•

導⼊作業

フロアマップ上で無線機の設置場所と無線での通信経路を検討
設置場所□ 周囲に電波に影響を与える障害物が無い□ アンテナを⽴てられる□ アンテナは⾼い位置に設置できる現場での実施事項•

フロアマップ上での検討通りの設
置場所、通信経路を確保できるか確認•

現場での実際の状況を考慮し、最終的な位置関係を決定□ 電源を確保できる
通信経路□ 経路上に障害物が無い※⾦属の塊や網は経路を遮断□ 経路上に⼈の往来が無い□ 経路は⾼い位置にある

設置場所
通信経路
62

⼯場における無線の導⼊⼿順

事前調査 ②現場での無線環境の確認
•

事前調査

導⼊時の
テスト

事前調査における無線環境の確認では、⼯場に導⼊済みの無線システムや、無線環境を調査した上で、使⽤する周波数(チャネル)を決定します。
現場での実施事項

現場に向かう前の事前準備•

導⼊作業

⼯場に導⼊済みの無線システムを確認(既存の※管理記録等を参照)※管理記録については、次ページ•

スペクトラムアナライザで無線機の設置予定場所での無線環境を確認•

現場での実際の状況を確認し、使⽤する周波数(チャネル)を決定(参考)スペクトラムアナライザを⽤いた無線環境の確認
⼯場に導⼊済みの無線 ← 管理記録通りの周波数で動いているか周辺で利⽤されている無線

周辺で利⽤されている無線63

⼯場における無線の導⼊⼿順

事前調査 ②現場での無線環境の確認
•

事前調査

導⼊作業

導⼊時の
テスト

管理記録には、機器名、台数、無線関連情報、通信関連情報、設置場所、管理部⾨、管理者名等を記録します。

管理記録(例)
管理
機器名
No

無線関連情報台数

無線仕様

通信関連情報周波数帯 チャネル 周波数[Hz][ch] [MHz]

頻度

データ量

設置場所

管理部⾨ 管理者

⽣産
⽥中M
管理部

2.4G

1

2412

常時

第3⼯場
2MB/sec
第2組み⽴て(1台ごと)
ライン

1

監視カメラ

3

IEEE802
.11g

2

環境
センサー

50

独⾃

920M

60

927.9

1回/時

0.1kB/h(1台ごと)

第2⼯場
全フロア

総務部 佐藤M

3

プレス機

1

ノイズ

2.4G

－

－

プレス加⼯
時

－

第1⼯場
北側

プレス加⼯
鈴⽊M
部

・・

・・・

・・・

・・・

・・・

・・・

・・・

・・・

・・・

・・・

64

⼯場における無線の導⼊⼿順

事前調査 ③模擬的な通信実験
•

事前調査

導⼊作業

導⼊時の
テスト

事前調査における模擬的な通信実験では、現場での無線の通信品質を考慮したうえで、変動を含めて許容可能なら無線を導⼊します。
現場に向かう前の事前準備

現場での実施事項

通信⽅法、無線機の性能の机上検討• 送受信したいデータ量、無線機の通信速度を確認し、⽐較と選定

実験機を導⼊予定位置に設置して送受信を試⾏し、通信品質を確認• 現場での実際の状況にあわせて使⽤する周波数(チャネル)を再確認• 現場での実際の通信品質を確認し、変動を含
め許容可能なら導⼊

導⼊予定の無線機、または同等の通信を⾏う無線機の準備• 使⽤する周波数で、送受信したいデータを実際に送受信できる無線機が理想通信実験における確認事項

理想

後述の「導⼊時のテスト」と同様の評価を、ある程度の期間実施• 評価項⽬: RSSIおよびPER (詳細後述)
• 期間: 環境の周期的な変化が⼀巡する
期間以上

最低限

許容範囲のエラー率で送受信ができることを確認
65

⼯場における無線の導⼊⼿順

導⼊作業
•
•

事前調査

•

導⼊時の
テスト

予め、無線機の設定を完了した上で、導⼊想定位置に無線機を設置します。
疎通が確認できない場合は、疎通可能な位置を探ります。
現場での実施事項

現場に向かう前の事前準備•

導⼊作業

電波が確実に届く範囲で無線機の設定を完了し、疎通を確認
設定ミスが無いことを予め確認することで、現場での負担を軽減

疎通確認済みの無線機を想定位置に設置し、
疎通を確認

•

現場で疎通しない場合の対応(例) インフラストラクチャモードのWi-Fi 無線機を利⽤する場合の事前準備••

親機(アクセスポイント)と⼦機(クライアン
ト)に同じチャネルとSSIDを設定
クライアントからアクセスポイントにpingコマ
ンドでデータ送信し受信を確認•

事前調査で送受信ができており、設定ミスが無いことが確認できている場合、事前調
査から導⼊までに環境が変化し、電波が届いていない可能性あり•

無線機の設置位置を近付ける等の調整を⾏い、疎通可能な位置を探る

66

⼯場における無線の導⼊⼿順

導⼊時のテスト

事前調査

導⼊作業

導⼊時の
テスト

無線環境の周期的な変動が⼀巡する間、実際のデータを送受信し、RSSIとPERの値の変動が許容範囲であれば合格とみなします。
(製品付属のツール等を⽤いて実⾏します※具体的な⼿順等は製品マニュアル等を参照)
•

確認対象

RSSI

PER

定義

確認ポイント

受信信号強度
受信機が受け取った
電波の強さ•

無線環境の周期的な変動が⼀巡する期間、RSSIの値が無線機の仕様で定められている最低受信感度に対して余裕があることパケットエラー率
送信データが受信されない割合•

無線環境の周期的な変動が⼀巡する期間、PERの値が無線機の利⽤⽬的に対し許容範囲内であること

グラフ例

67

⼯場における無線の導⼊⼿順

導⼊時のテスト(参考)

事前調査

導⼊作業

導⼊時の
テスト

RSSIのグラフ(例)
RSSIのグラフ(例)の解説• ⻘: 固定局、オレンジ: 移動局• 周囲で⼈の動きあり。
• -40dBm〜-30dBmと、RSSI
的には⼗分な強さがあり、変動も少ない。

PERのグラフ(例)の解説• 横軸はパケット番号を⽰している。
• パケットロスが発⽣する度に、縦線が引かれる。
• 線の密度が⾼い程、⾼頻度にパケットロスが⽣じている。

loss

PERのグラフ(例)687.無線の管理・運⽤

69

無線の管理・運⽤

無線管理の概要•

⼯場において適切に無線を管理するためには、予め理解しておくべきことと、決めておくべ
きことがあります。
項⽬

実施事項
管理⽬的

予め理解しておくべきこと
管理⽅針

管理対象

決めておくべきこと

管理実施者
管理⽅法

70

無線の管理・運⽤無線の管理⽬的•

無線管理の⽬的は、⼯場で使⽤する無線通信において、⽤途に適した通信品質を保ち、
通信品質劣化に起因したトラブルを避けることです。
無線を管理することで、以下が可能となります。
使⽤中の無線周波数とその使⽤機器が把握できます

無線の使⽤状況を把握し、周波数を割り当てることで⼲渉を避けます

⼲渉を避けることで、⽤途に適した速度や品質での通信が可能となります

通信品質劣化に起因したトラブルを避けることが可能となります71

無線の管理・運⽤無線の管理⽅針•

無線の管理⽅針として、無線の周波数とその使⽤機器を⼯場全体で管理する必要があります。
無線の管理⽅針のポイント
電波を放出する機器を、すべて管理する。
無線の周波数とその使⽤機器を⼯場全体で管理敷地内で使⽤する機器を、すべて管理する。

管理部⾨により、⼀元的に管理する。

(参考)部⾨・ライン単位で無線を管理している場合(※⼯場全体で管理していない場合)

部⾨・ライン単位で無線を管理する

他部⾨・他ラインで使⽤している無線を把握できない近接した場所・機器で、同じ無線周波数を使⽤することで電波⼲渉が発⽣

通信品質が低下する
可能性あり

72

無線の管理・運⽤無線の管理実施者と管理⽅法•

無線の管理は⼯場の通信・制御ネットワーク全体を管理する部⾨が担当し、管理する際には機器の使⽤状況を⽂書に残す必要があります。
無線の管理実施者と管理⽅法
管理実施者

⼯場の通信・制御ネットワーク全体を管理する部⾨が担当

管理⽅法

機器の使⽤状況を⽂書に残し、定期的に更新

使⽤機器と周波数等を帳票で管理
イベント発⽣時や定期的に帳票を更新

⽂書管理のポイント

管理表を作成し、以下の内容を記⼊。
• 無線通信機器の使⽤周波数• 電波を発する製造機器と出す周波数• 新たに導⼊する無線通信機・製造機器• 機器の個数• 設置場所• 管理者 等

更新のポイント•

イベントとは、無線通信機器・製造機器の新規追加や、無線通信機器や製造機器の移動、⼯場のレイアウト変更等を指す。

•

定期的な棚卸は、1年に1、2回実施。
73

無線の管理・運⽤(参考)無線機器の使⽤状況の管理⽅法••

⽂書(=帳票)は、⼯場全体で使⽤します。
⽂書には機器名、台数、無線関連情報、通信関連情報、設置場所、管理部⾨、管理者名等を記録します。
機器の使⽤状況の管理⽂書の例(例) ※再掲

管理
機器名
No

無線関連情報台数

無線仕様

通信関連情報周波数帯 チャネル 周波数[Hz][ch] [MHz]

頻度

データ量

設置場所

管理部⾨ 管理者

⽣産
⽥中M
管理部

2.4G

1

2412

常時

第3⼯場
2MB/sec
第2組み⽴て(1台ごと)
ライン

1

監視カメラ

3

IEEE802
.11g

2

環境
センサー

50

独⾃

920M

60

927.9

1回/時

0.1kB/h(1台ごと)

第2⼯場
全フロア

総務部 佐藤M

3

プレス機

1

ノイズ

2.4G

－

－

プレス加⼯
時

－

第1⼯場
北側

プレス加⼯
鈴⽊M
部

・・

・・・

・・・

・・・

・・・

・・・

・・・

・・・

・・・

・・・

74

無線の管理・運⽤

無線のトラブル①•

問題発⽣状況から、問題の原因・対処⽅法を考えてみましょう。

新たな無線通信機器の導⼊状況• Aラインでは、作業に無線LAN(IEEE802.11a)を使⽤したタブレットを導⼊していました。

問題発⽣• あるとき、サーバーとの通信速度が遅くなり、作業に時間がかかるとの苦情がでました。

この状況における、問題の原因・対処⽅法を考えてみましょう
75

無線の管理・運⽤

無線のトラブル①•

本ケースにおいては、以下のような対処⽅法が考えられます。
概要

詳細
•

問題の原因

新たに追加した無線通信機器による無線通信の混雑が原因でした。

1

対処⽅法

2

•

BラインにAラインと同じ無線LANのチャネルを使⽤した無線通信機器が導⼊され、その無線通信機
器は監視カメラデータを常時送信しており、帯域が圧迫されていました。
また、⼯場全体で無線を管理しておらず、無線機
器導⼊時に限られた期間のみの観察に基づいて、
⼀⾒使⽤していないように⾒える無線LANチャネルを設定していました。

•

Bラインに導⼊した無線通信機器が使⽤する無線LANのチャネルを変更しました。

•

使⽤する無線LANチャネルを⼀覧表で管理し、無線通信機器導⼊時には⼀覧表を確認の上、使⽤量が少ないチャネルを選択するように、運⽤⽅法を変更しました。
76

無線の管理・運⽤

無線のトラブル②•

問題発⽣状況から、問題の原因・対処⽅法を考えてみましょう。
無線機器の設置変更

状況• ⽣産効率を上げるためにDラインを、Cラインと同じ建屋内(となり)に移動しまし
た。

問題発⽣

• 移動後、Cラインから無線LAN(IEEE802.11a)を使⽤した内線電話が切れるようになったとの苦情が出ました。

この状況における、問題の原因・対処⽅法を考えてみましょう
77

無線の管理・運⽤

無線のトラブル②•

本ケースにおいては、以下のような対処⽅法が考えられます。
概要

問題の原因

無線LANアクセスポイン
トを近距離に設置し、さらにチャネルも隣接していたことが原因でした。

1

対処⽅法

詳細・補⾜

•

無線LAN機器によっては、近距離で使⽤すると隣接チャネルの通信と⼲渉する場合があります。

•

Dラインの無線LAN(IEEE802.11a)アクセスポイントのチャネルを、Cラインのチャネルと2チャネル以上離れたチャネルに設定しなおしました。

•

無線LAN(IEEE802.11a)アクセスポイント間の距離を離しました。

278

無線の管理・運⽤

無線のトラブル③•

問題発⽣状況から、問題の原因・対処⽅法を考えてみましょう。
新たなアンテナの設置〈アンテナ配置のイメージ図〉
天井)• 粉塵から守るため、無線LANのアクセス
ポイントを⾦属のケースに収納しました。
• また、アクセスポイントは、天井の⾼い位
置に、アンテナの先端を下に向けて設置しました。(右図参照)

防
%
⾦ 塵
保
属&
'護

(

状況

AP

無線⼦機
床

問題発⽣

• 無線LANの途切れや通信ができない現象が発⽣し、定期的に届くはずのデー
タが⼀部⽋落するなどの苦情が出ました。

この状況における、問題の原因・対処⽅法を考えてみましょう
79無線の管理・運⽤

無線のトラブル③•

本ケースにおいては、以下のような対処⽅法が考えられます。
概要
•

問題の原因

•

⾦属でできた防塵保護ケースにより電波が遮蔽されている事が原因でした。
また、アンテナが真下に向いていたことにより、真下にある機器へ電波が届きにくくなっていたことが原因でした。

詳細・補⾜

•

⼀部のアンテナでは、先端が向いている⽅向の電波が弱くなります。

〈アンテナ配置のイメージ図(変更後)〉

1•

アンテナの向きを、⼦機の⽅向に電波が届きやすいよう変更しました。

天井
AP

防
塵
樹%
脂&
'保
護

)

防塵保護ケースを、電波を通しやすい樹脂素材に変更しました。

(

•

対処⽅法

2

無線⼦機
床

80

無線の管理・運⽤製造現場における無線通信トラブル対策事例集•

製造現場への無線通信の導⼊の参考となるよう、無線通信に関するトラブルの事例と、その対策をまとめた⽂書を、2019年10⽉に情報通信研究機構(NICT)が発⾏し公開しています。

•

ダウンロードURL https://www2.nict.go.jp/wireless/ffpj-case.html

818.最新の動向

82

最新の動向(参考)FFPA (Flexible Factory Partner Alliance)•

複数の無線システムが混在する環境下での安定した通信を実現する協調制御技術の規格策定と標準化、および普及の促進を通じ、製造現場のIoT化を推進するために2017年7⽉に設⽴された⾮営利の任意団体です。
名称

フレキシブルファクトリパートナーアライアンス(FFPA)会⻑

アンドレアス・デンゲル(ドイツ⼈⼯知能研究センター)

会員

国⽴研究開発法⼈情報通信研究機構(NICT)
オムロン株式会社
株式会社国際電気通信基礎技術研究所(ATR)
⽇本電気株式会社(NEC)
富⼠通株式会社
サンリツオートメイション株式会社
村⽥機械株式会社
シーメンス株式会社
⼀般財団法⼈テレコムエンジニアリングセンター(TELEC)

活動

製造現場での情報通信技術の利活⽤に関する情報交換を⾏うユーザーグループ(VoC Community)を運営しています。
参加希望の⽅は、ホームページをご覧ください(“FFPA”で検索)。

web

http://www.ffp-a.org/

Emailinfo@ﬀp-a.org

概要

83

最新の動向SRF無線通信プラットフォーム•

無線リソース(周波数、時間、空間)を制御し、アプリケーションの要求通信品質に従って複数のシステムを協調させることにより、異種システムの収容を可能とします。
(FFPAで規格策定済、NICTが中⼼となり実⼯場にて効果を実証)
SRF無線通信プラットフォーム

現在
協調しない独⽴した無線システム

衝突

協調制御

衝突

ライン停⽌
ＱｏＳの劣化

ＱｏＳレベルの保持

SRF無線プラットフォームの技術仕様(Ver.1.1)は、FFPAのウェブサイト(https://www.ffp-a.org/contact-spec/)からダウンロードすることができます。

84最新の動向IEEE802.11(新しい無線LAN規格)•

現在策定中または最近策定された無線LAN規格としては、IEEE 802.11be、IEEE
802.11ay等があります。
無線LAN規格周波数帯

詳細IEEE 802.11be 2.4GHz
(策定中)
/5GHz
/6GHz

•
•
•

最⼤スループットは少なくとも30Gbpsを⽬指している。
2019年から標準化作業を開始。現時点で詳細要件は検討中であるが、2024年に標準化作業完了予定。

IEEE 802.11ay•

IEEE 802.11adの更なる⾼速化を⽬的として定められた規格であり、標準化が進められている。
5GHz帯/2.4GHz帯のWi-Fiに既にある機能として、チャネルボンディン
グとMIMO機能を付与。
スループット20〜40Gbpsを⽬指している。

(2021年3⽉策定完)60GHz

IEEE 802.11axが使⽤する2.4GHz/5GHz帯に加え、新たに6GHz帯に対応する⾒込み。
※ただし、6GHz帯の使⽤可否は各国の規制状況等による。

••

出典 「Wi-Fiのすべて 無線LAN⽩書2018」 ⼩林忠男監修 無線LANビジネス推進連絡会 編、「IEEE 802.11be - Extremely HighThroughput: The Next Generation of Wi-Fi Technology Beyond 802.11ax」 David Lopez-Perez 他、「P802.11be Standard for Information technology--Telecommunications and information exchange between systems Local andmetropolitan area networks--Specific requirements - Part 11: Wireless LAN Medium Access Control (MAC) andPhysical Layer (PHY) Specifications Amendment: Enhancements for Extremely High Throughput (EHT)」 IEEE、Standard Association (https://standards.ieee.org/project/802_11be.html)
85

9.無線のQ&A

86

無線のQ&A
Question

ページ

Question

ページ

P88,

無線機からアンテナを別のものに付け替えて使⽤できます
か︖

P98,

ノイズとは何ですか︖ノイズとはどんなものから出るのですか︖ P88,

アンテナの周辺に⾦属があると通信に影響がありますか︖

P98,

電波が送信されてから相⼿に届くまで何秒くらいかかります
か︖

P89,

無線機器がデータ化けして誤ったデータを出⼒することは無い P99,
ですか︖

電波はアンテナからどのように出ていますか︖

P89,

無線にはセキュリティの問題はないのですか︖

P99,

無線機器が混信する場合の対策にはどのような⼿段があり
ますか︖

P100,

電波とは何ですか︖アンテナからは何が出るのですか︖

電波が出て⾏かない/通らないようにする⽅法はありますか︖ P90,
障害物による電波の減衰はどれくらいありますか︖

P90,

無線機器を制御⽤にも使⽤できますか︖

P100,

使い⽅によって法的に罰せられることがありますか︖

P91,

データ通信中に、無線が途切れることはありませんか︖

P101,

無線機器の通信距離はどれくらいですか︖

P91,

切れない、遅れない無線は実現できますか︖

P101,

アンテナの設置⾼さによって通信距離は変化しますか︖

P92,

無線が他のシステムの電波に影響を与えたり受けたりすること P102,
はありますか︖

アンテナの設置⽅向によって通信距離は変化しますか︖

P92,

無線の利⽤による他の機器への影響はありますか︖

P102,

通信距離を伸ばすことはできますか︖

P93,

無線は天候による影響を受けますか︖

P103,

無線機器の⼀般的な耐⽤年数を教えてください。

P93,

無線機器導⼊後にどのようなメンテナンスが必要ですか︖

P103,

防⽔対応の無線機はありますか︖

P94,

現場の電波環境を確認できますか︖

P104,

無線機器は屋外でも使⽤できますか︖

P94,

無線機器を動かせる台数に上限はありますか︖

P104,

無線機同⼠の通信状態を確認できますか?

P95,

他社の無線機器と通信できますか︖

P105,

無線機器はそのまま海外で使えますか︖

P105,

家庭やオフィスで利⽤される無線機器を⼯場においても利⽤ P95,
できますか︖産業⽤の無線機器とはなにが違うのですか︖
無線機器はノイズに弱いのですか︖

P96,

⼩エリア簡易無線の免許申請⽅法を教えてください。

P106,

無線機器は⼯場環境の外来ノイズの影響を受けますか︖

P97,

無線電波は⼈体への影響がありますか︖

P106,

87

無線のQ&A

電波とは何ですか︖アンテナからは何が出るのですか︖••••「電波」とは周波数 3THz(テラヘルツ) 以下の電磁波のことです。
アンテナからは電磁波が放射されています。
アンテナ上で時間変動する電流により、磁界の変化が発⽣し、その磁界の変化により電界の変化が発⽣します。
更に、電界の変化が磁界の変化を発⽣させ、以降、磁界と電界の変化が交互に発⽣することで空間を伝搬していきます。

ノイズとは何ですか︖ノイズとはどんなものから出るのですか︖•••

雑⾳や不要な漏洩電磁波のことです。
この資料では、特に無線通信を妨害する可能性のある電磁ノイズのことを指しています。
⼯場等の製造現場では、動⼒を伴う機器、電源、溶接機等から無線に影響を与えるノイズが発⽣するケースがあります。

88

無線のQ&A

電波が送信されてから相⼿に届くまで何秒くらいかかりますか︖••

電波は光の速さと同じなので瞬時に相⼿に届きます。
しかし、受信機の内部での処理時間があるため、データとして出⼒されるまでには時間がかかります。

電波はアンテナからどのように出ていますか︖•••

アンテナの種類や形状によって異なります。
アンテナの放射パターンは指向性と無指向性に⼤別されます。
アンテナを設置するときは放射パターンを考慮する必要が有ります。
【半波⻑ダイポールアンテナの場合】
無指向性と8の字のパターンが⾒えます。

8の字【指向性アンテナの場合】
特定⽅向へ絞られたビームが放射されるため、その⽅向への利得(感度)が上昇し通信距離が⻑くなります。また、
不必要な⽅向からのノイズを拾わないため、ノイズ耐性も上がります。

無指向性

89

無線のQ&A

電波が出て⾏かない/通らないようにする⽅法はありますか︖••

⾦属の壁によって、ある程度は電波を遮蔽できます。
但し、電波は天井や隙間を反射・回折しながら通ることがあり、完全に遮蔽することは困難です。

障害物による電波の減衰はどれくらいありますか︖••••

障害物の材質により異なります。
⼀般的に、⾦属はほとんど透過しません。
コンクリートは電波の減衰が⼤きいです。
ガラスについては、ワイヤ⼊りガラスでは電波の減衰が⼤きいですが、透明ガラスでは電波の減衰は⽐較的⼩さくなります。
材料による電波損失の計算例(dB)

2.4GHz5GHz

ガラス(厚さ10mm)

1.3〜3.6

1.3〜1.6

コンクリート(厚さ7.5cm)

5.9

11.5

モルタル(厚さ7.5cm)

6.3

12.1

天井材(厚さ9mm)

0.14

0.33

出典 「電波伝搬の実際」 電⼦情報通信学会(NTTアドバンステクノロジ株式会社)90

無線のQ&A

電波は使い⽅によって法的に罰せられることがありますか︖•••

法的に罰せられることがあります。
有限の資源である電波の利⽤に関しては、各国が法律や規則を定めており、それらに違反した場合、罰せられることがあります。
⽇本では電波法令で定めている技術基準に適合している無線機であることを証明する技適マークを無線機に付与していますが、技適マークを付与された無線機であっても、改造を施した場合、技適マークの効⼒は失われ、違法になり罰せられることがあります。

無線機器の通信距離はどれくらいですか︖••

無線局の種類や通信⽅式、設置環境(設置位置、⾒通し、障害物等)により異なります。
電波は障害物の材質により影響を受け、ガラス、プラスチック等は透過、コンクリート壁、⽯膏ボード、モルタル等は減衰、⾦属体には反射します。
無線局の種類と通信距離
無線局の種類

微弱無線

無線LAN

スペクトラム拡散無線

特定⼩電⼒無線

⼩エリア無線

通信距離
(⽬安)

10m

屋内: 40m以上

屋内: 60m以上
屋外: 300m以上

屋内: 100m以上
屋外: 300m以上

郊外: 1km以上
屋外: 3km以上※いずれの距離も⾒通し有り、中継器無しの場合
91

無線のQ&A

アンテナの設置⾼さによって通信距離は変化しますか︖•••

変化します。
低い位置に設置すると通信距離は短くなり、⾼い位置に設置すると通信距離は⻑くなる傾向があります。
使⽤する無線通信の周波数と、通信距離から、フレネルゾーン(※)を算出することで設置すべき⾼さを決めることができます。

アンテナの設置⽅向によって通信距離は変化しますか︖•••

変化します。
良好な通信を⾏うためには、送信アンテナの偏波と受信アンテナの偏波を合わせる必要が有ります。
送受信アンテナが同じ場合、同じ⽅向を向けて設置します。偏波が90度違うと通信距離が短くなります。

適切な設置⽅向○※ フレネルゾーン: ⽤語集参照

不適切な設置⽅向×92無線のQ&A

通信距離を伸ばすことはできますか︖•••

アンテナを指向性があるものに変えることで、通信距離を伸ばすことができます。
通信機器メーカーが提供するアンテナの中から、利得の⾼いアンテナや、指向性アンテナを使⽤すること
で通信距離伸ばすことができます。
但し、技術適合を取得したアンテナ以外を購⼊し、接続することは電波法上違法となります。

無線機器の⼀般的な耐⽤年数を教えてください。
•

使⽤環境や初期不良の有無に依存しますが、製造現場向けの機器では10年を⽬安とした事例が存
在します。

93

無線のQ&A

防⽔対応の無線機はありますか︖•••

防⽔対応の無線機はあります。
屋外での使⽤等を想定した無線機も市場には存在しています。
アンテナのみ防⽔に対応した製品や、無線機本体を含む全体を防⽔ケースに格納した製品等、様々な製品が存在します。

無線機器は屋外でも使⽤できますか︖
•
•

•
•
•

使⽤できます。ただし、制限されている場合もあります。
無線LANの場合、以下のチャネルは屋外で使⽤できません。
5GHzのW52帯域(36〜48チャネル) ※条件付きで使⽤可能。詳しくは下記リンク参照
5GHzのW53帯域(52〜64チャネル)
⾬がかからないように樹脂製のBOXに⼊れてください。
樹脂製ケースの場合、電波を透過するので減衰しません。ただし、樹脂製ケースに銀⾊塗装はしないでください。塗装にアルミ粉が含まれているため、電波が透過しにくくなります。
防⽔仕様のアンテナ、ケーブルを使⽤可能(技適取得済み)であれば、アンテナを外に設置することが可能です。
屋外設置の例
樹脂製のケース等

参考 「無線LANの屋外利⽤について」 総務省(https://www.tele.soumu.go.jp/j/sys/others/wlan_outdoor/)
94

無線のQ&A

無線機同⼠の通信状態を確認できますか?
••

ツール等を⽤いて確認できます。
送達確認を⾏うためのPingコマンドを使って到達状況を確認することができます。

家庭やオフィスで利⽤される無線機器を⼯場においても利⽤できますか︖産業⽤の無線機
器とはなにが違うのですか︖••

家庭やオフィスで利⽤される無線機器でも利⽤は可能です。
産業⽤の無線機器については、無線通信の機能は変わりませんが、⾼温多湿の場所だったり、粉塵が多い場所等過酷な環境におかれることを想定して、⾼温対策や粉塵対策が取られています。

95

無線のQ&A

無線機器はノイズに弱いのですか︖
•
•
•
•
•

電源に由来するノイズの影響に関しては、有線機器と無線機器とで⼤きな差はありません。
データ信号の⼊出⼒に由来するノイズに関しては、有線機器と無線機器とで異なる特徴があります。
有線機器の場合、ケーブルを引き回すため、ケーブルに誘導ノイズが乗りやすく、⼀般に⼊出⼒信号線にはフィルタを取り付けないため、幅広い周波数のノイズの影響を受けることになります。
無線機器の場合、データの送受信に使⽤する周波数帯にノイズが存在する場合、当該ノイズの影響を受けることになります。
但し、使⽤する周波数帯の幅は狭い範囲に限定されるため、当該範囲に乗るノイズは限定的になります。

96

無線のQ&A

無線機器は⼯場環境の外来ノイズの影響を受けますか︖••

製品、使⽤環境により、機器が受けるノイズ等の影響度合いが変わりますので、実際の環境でテストを⾏ってから使⽤してください。
特定⼩電⼒無線局、微弱無線局の場合
ü モータ、ディスプレイからノイズがでることがありますが、1m程度離せば、影響が減ります。
無線機器が影響を受けるノイズの範囲
機器影響を受ける範囲

機器

影響を受ける範囲

飲料⽤⾃動販売機

影響なし

ガソリンエンジン

影響なし

コピー機

家庭⽤コードレス電話

エアコン室外機

携帯電話(800MHz)

10cm以内CB無線機(27MHz)

インバータ蛍光灯

20cm以内エンジン式草刈機

通常の蛍光灯20cm以内ディーゼルエンジン

電気ドリル

30cm以内PHS

ノートパソコン

50cm以内タイマ・カウンタ

感電式⾍取り灯

50cm以内掃除機

電⼦レンジ

80cm以内••注: 個々の機器の形式により影響が異なります。

SS無線局の場合
ü 同じ周波数帯を利⽤する無線LANの影響が⼀番⼤きいと考えられます。使⽤する周波数が重ならないように周波数チャネルを設定してください。

出典 「無線導⼊の⼿引き」 オムロン株式会社

97

無線のQ&A

無線機からアンテナを別のものに付け替えて使⽤できますか︖••

電波関連の法令に違反する可能性があります。
技適はアンテナやケーブルを含めて承認されたものです。指定のもの以外を使⽤すると違法になる可能性があります。機器ごとに指定されているアンテナを使⽤して下さい。

アンテナの周辺に⾦属があると通信に影響がありますか︖••

影響があります。
⾦属は電波を反射するため、アンテナの周辺に⾦属体があると特定の⽅向に電波が弱くなります。

98

無線のQ&A

無線機器がデータ化けして誤ったデータを出⼒することは無いですか︖•••

ありません。
通信パケットごとにエラーチェックコードが付加されており、誤りの検出と再送が⾏われています。
ノイズ等の影響でデータ化けが起きたとしても、エラーチェックによってそのデータは破棄されます。

無線にはセキュリティの問題はないのですか︖••

正しくセキュリティ対策をしておくことが必要です。
セキュリティの設定が無効になっていたり、脆弱性が⾒つかっているセキュリティ機能を使い続けると、セキュリティ上の問題が⽣じます。

99

無線のQ&A

無線機器が混信する場合の対策にはどのような⼿段がありますか︖••

使⽤周波数に他の機器の電波があると通信が⽌まります。
空きチャネルを設定して混信を回避してください。

無線機器を制御⽤にも使⽤できますか︖•••

条件や実装⽅法によってはできます。
無線通信では単発の通信で100%のデータ到達を保証することができません。
制御信号の遅延がある程度許容されるのであれば、再送等により冗⻑性を向上することで制御に利⽤
できます。

100

無線のQ&A

データ通信中に、無線が途切れることはありませんか︖••

無線が途切れることはあります。
ものや⼈の移動により遮蔽されて途切れることや、反射体となっていたものの移動により途切れることがあります。

切れない、遅れない無線は実現できますか︖••

絶対に切れない、遅れない無線を実現するのは困難です。
しかし、⽤途に応じて適切な機器の選定、配置や設定をすることで切断や遅延の発⽣を限りなく抑えることは可能です。

101

無線のQ&A

無線が他のシステムの電波に影響を与えたり受けたりすることはありますか︖
•
•

あります。
同⼀または隣接の周波数を利⽤しているシステムについては、お互いの通信が衝突し通信できなくなる場合があります。

無線の利⽤による他の機器への影響はありますか︖••

無線機器を含めた電気機器から放出された電磁波は、エミッションレベルが電波法(EMC適合)で定められた限度値以内であれば、他の機器を誤動作させることは基本的にありません。
⼈命や財産に⼤きな影響が予測される等、特に安全性が要求される⽤途でご使⽤の場合、事前に無線機器製造ベンダーへの確認が必要です。

102

無線のQ&A

無線通信は天候による影響を受けますか︖•••

⼀般的には、微弱無線局、特定⼩電⼒無線局、SS無線局、無線LANの通信が雷以外の天候による影響を受けることはありません。
電波が天候により影響をうけるのは、酸素(O2)と⽔蒸気(H2O)による吸収です。⾬についていえば、豪⾬の状態で数GHz以上の周波数、普通の⾬の状態で10GHz以上(BS放送等)の周波数が影響を受けるといわれます。
天候の影響で壁や地⾯等の⽔分量に変動があり、電波の反射環境に影響が出る可能性はあります。

無線機器導⼊後にどのようなメンテナンスが必要ですか︖••

製品によりますが、適切な設置・設定をしてあれば無線機器⾃体には定期的なメンテナンスを必要とす
るものは少ないです。
本編の「無線の管理・運⽤」にもあるように、電波環境に影響する周辺の構造物の配置変更や、同じ周波数帯や近い周波数チャネルを使⽤する他の無線機器の導⼊、対象無線機器⾃体の設置場所変更や増設がある場合には、導⼊時に⾏ったのと同様のチャネルやアンテナ設定の変更が必要になることがあります。

103

無線のQ&A

現場の電波環境を確認できますか︖•••

確認できます。
無線通信機器に電波環境測定ツール(アプリケーション)が付属している場合、ツールにより電波環境を確認できます。
または、別途⽤意した簡易スペクトラムアナライザ等を使⽤することで、現場での電波環境を確認できます。

無線機器を動かせる台数に上限はありますか︖•••

無線機器が通信する(電波を発信する)時間や回数により、動かせる台数は変わります。
無線も有限な資源であるため、周波数を効果的に使⽤できる台数に上限があります。台数の上限は、環境や通信の状況により変動します。
無線LAN アクセスポイントによっては、メーカにより接続できる最⼤クライアント数が決められている製品もあります。

104

無線のQ&A

他社の無線機器と通信できますか︖••••

無線規格によって他社の無線機器と相互通信できるものとできないものがあります。
無線LAN(IEEE802.11)やBluetooth(IEEE802.15.1)の様な認証団体が存在する無線規格は、他社の無線機器と相互接続運⽤(interoperability)が可能です。
⼀⽅、920MHz帯の通信(IEEE802.15.4)は、ベンダー独⾃のプロトコルを⽤いて他社の機器と接続が出来ないものも多数存在します。
不明な場合は、製造ベンダーへのお問合せをお勧めします。

無線機器はそのまま海外で使えますか︖••

海外で無線機器を使⽤する場合、使⽤周波数や送信出⼒といった各国の電波法令で定めている技
術基準に適合している必要があります。
⽇本で使⽤する場合は基本的には技術基準適合証明(通称“技適”と呼ばれる)が取得された無線機が使⽤できます。

105

無線のQ&A

⼩エリア簡易無線の免許申請⽅法を教えてください。
•••

簡易無線局は申請者の簡易な事務⼜は個⼈的⽤務を⾏うためにのみ使⽤できます。
初めてデジタル簡易無線免許局、簡易業務⽤無線機、⼩エリア(新簡易)無線機をご使⽤の際には"新設"の免許申請⼿続きが必要です。
申請書類を全国陸上無線協会に提出、総務省総合通信局より免許状を受け取ります。

無線電波は⼈体への影響がありますか︖••

電波法の技術適合を得ている無線通信機器が送信する電波は、⼈体に対する影響がないとされています。
詳細は総務省HPを参照ください。http://www.soumu.go.jp/soutsu/tokai/denpa/jintai/

106

10.無線の⽤語集

107無線の⽤語集
⽤語

ページ

⽤語

ページ

⽤語

ページ

⽤語

ページ

Bluetooth

P109,

UWB

P119,

相互変調

P129,

ビット誤り率(BER: Bit
P140,
error rate)

BSSID

P109,

Wi-Fi

P120,

ダイバーシティ

P130,

フレネルゾーン

P140,

DFS

P110,

WirelessHART

P120,

単向⽅式

P130,

プロトコル

P141,

DSSS

P110,

Wi-SUN

P121,

単信⽅式(半⼆重)

P131,

変調・復調

P141,

IEEE

P111,

zigbee

P121,

通信速度

P131,

マルチパスフェージング P142,

IPアドレス

P111,

誤り制御

P122,

通信⽅式

P132,

無線通信

P142,

ISA100.11a

P112,

誤り訂正符号

P122,

電波

P132,

無線LAN

P143,

ISMバンド

P112,

暗号化⽅式

P123,

電波⼲渉

P133,

ローミング

P143,

ITU

P113,

アンテナ

P123,

電波法

P133,

5G(第5世代通信⽅
P144,
式)

LPWA

P113,

技術基準適合証明

P124,

透過

P134,

SA、NSA構成(⽅式) P144,

LTE

P114,

空中線電⼒

P124,

同報通信⽅式P134,

CU,DU,RU,5GC

P145,

MACアドレス

P115,

サブネットマスク

P125,

特定⼩電⼒無線局

P135,

Sub6,mmWave

P145,

MNO

P115,

シャドウイング

P125,

トランスペアレントモード P135,

MEC

P146,

MU-MIMO

P116,

周波数チャネル

P126,

ノイズ(雑⾳)

P136,

SSB

P147,

MVNO

P116,

周波数ホッピング

P126,

バイナリデータ

P136,

RSRP

P147,

NFC

P117,

受信レベル

P127,

パケット

P137,

RSSI

P148,

OFDM

P117,

⼩エリア簡易無線

P127,

パケットロス

P137,

RSRQ

P148,

RTS/CTS

P118,

ステルスモード

P128,

反射

P138,

SNR

P149,

SSID

P118,

スペクトル拡散⽅式

P128,

ハンドオーバー

P138,

SINR

P149,

TCP/IP

P119,

スマートローミング

P129,

微弱無線

P139,

108

無線の⽤語集

Bluetooth•••Bluetoothは2.4GHz帯の免許不要なISMバンドを使⽤した無線通信⽅式の1つ。
国際的な業界団体であるBluetooth SIGが仕様の策定と普及の促進に取り組んでおり、各種市場
における接続⽤件を満たす製品を開発できるよう、ワイヤレスオーディオ等のデータストリーミングを⾏うア
プリケーションに最適化したBluetooth Basic Rate/Enhanced Data Rate (BR/EDR)と、低消費電⼒でのデータ転送に最適化したBluetooth Low Energy (LE)の、2つの⽅式に対応しています。
既に全世界のスマートフォンやタブレット等で幅広く普及しており、製造現場においても活⽤が期待され
ています。

BSSID
•
•
•

Basic Service Set-IDentifierの略。
無線LANをMAC層で識別するためのIDです。
無線ユニットのAP間通信機能で使⽤しています。

109

無線の⽤語集

DFS (Dynamic Frequency Selection)
•
•
•

•

5GHz帯には、気象レーダーのように、Wi-Fi以外の⽤途で使われている周波数があり、レーダー等の電波を検知したら通信チャネルを切り替えなければなりません。
この切り替えを⾏うのがDFSです。
5GHz帯の無線のうち、以下のチャネルが該当します。 (⽇本の場合。国によって異なります。)– W53 : ch 52 - 64
– W56 : ch 100 – 140
切り替えの際、⼀時的に通信が途絶えるので、これらのチャネルを使う場合には気をつける必要がありま
す。

DSSS
•
•

Direct Sequence Spread Spectrumの略。
DSSSは無線通信でデータを送信する際に⾏われるスペクトラム拡散という変調⽅式の1つです。

110

無線の⽤語集

IEEE
•
•
•

Institute of Electrical and Electronics Engineers の略。
⽶国に本部を持つ電気・電⼦技術に関する学会です。
電気通信関連の仕様の標準化にかかわる団体で、例えば無線LANの IEEE 802.11 等様々な規格を策定しています。

IPアドレス••••

IPでネットワーク上の機器を識別するために指定するネットワーク層における識別⽤の番号です。
論理アドレスとも呼ばれます。
IPアドレスは、IPv4では32bit、IPv6では128bitの数値で表現されます。
インターネットに接続できるグローバルアドレスと、接続できないローカルアドレスに分かれていて、グローバ
ルアドレスは所定の機関から割り当てをしてもらう必要があります。

111

無線の⽤語集

ISA100.11a••

ISA100.11aはISA100委員会で標準化された⼯業⽤無線規格です。
ISA100.11aはIEEE 802.15.4-2006規格をベースとしており、2.4GHz帯で動作し、250kbpsの通信速度を実現しています。

出典 「⼯業⽤無線規格ISA100.11aとその実⽤」 ISA⽇本⽀部 年次総会記念講演会

ISMバンド•

産業・科学・医学⽤の機器に⽤いられている周波数帯ということから、これらの頭⽂字をとって「ISM バンド」(Industrial, Scientific and Medical band)と呼ばれています。

112

無線の⽤語集

ITU••International Telecommunication Union(国際電気通信連合)の略。
電気通信に関する国際標準の策定を⽬的とした、国際連合の組織です。

LPWA
•
•

Low Power Wide Areaの略。
転送速度は低速ですが、少ない消費電⼒で数km〜数⼗kmもの広域距離の転送を可能とする通信⽅式です。

113

無線の⽤語集

LTE••Long Term Evolutionの略。携帯電話の通信規格の1つで、世代の⻑期的進化・発展を⽬指して国際的な標準化団体である3GPPで標準化が進められたものです。
近年では、以下のような、LTEと互換性のある無線システムや、LTE⽅式を応⽤した無線システムも登場しています。
⽅式

周波数
帯

免
許

運⽤者

⽤途

sXGP

1.9GHz不要

⼀般ユーザ

汎⽤。主に構内電話。

PS-LTE(900MHz帯⾃営⽤
移動通信システムの⾼度化)

900MHz必要

公共機関(消防等)

公共安全無線

地域BWAシステム(⾼度化システム)

2.5GHz必
要

地域⾏政

地域公共サービス

MulteFire5GHz
不(2.4GHz、 要
他)

⼀般ユーザ

汎⽤。主にオフィスビルや事業所の構内ネット
ワーク。MulteFire 1.1ではIoT向け機能(⼩電⼒・広帯域)が追加。

114

無線の⽤語集

MACアドレス•••

個々のEthernet機器や無線LANカードに設定されている物理アドレスです。
このアドレスは、各ノードを識別するために世界中で重複しない独⾃の番号が割り当てられています。
Ethernet機器や無線LANカードでは、このアドレスを元にしてフレームの送受信をしています。

MNO
•
•

Mobile Network Operatorの略。
移動通信サービスを提供する電気通信事業を営む者であって、当該移動通信サービスに係る無線局を⾃ら開設・運⽤している者のことです。

出典 「電気通信紛争処理⽤語集」 総務省(https://www.soumu.go.jp/main_sosiki/hunso/case/houkoku/pdf/y_20_12.pdf)
115

無線の⽤語集

MU-MIMO••

マルチユーザーMIMO(Multi User MIMO)の略。
同⼀基地局配下の複数端末が同時刻に同周波数を共⽤することで、周波数利⽤効率を上げる空間多重技術です。

出典 「広帯域移動無線アクセスシステムの⾼度化のための特定基地局の開設計画の認定に係る審査結果 〜2,625MHzを超え
2,650MHz以下の周波数を使⽤する特定基地局〜」 総合通信基盤局(http://www.soumu.go.jp/main_content/000240663.pdf)

MVNO
•
•

Mobile Virtual Network Operatorの略。
MNOの提供する電気通信役務としての移動通信サービスを利⽤して、⼜はMNOと接続して、移動通信サービスを提供する電気通信事業者であって、当該移動通信サービスに係る無線局を⾃ら開設(開設された無線局に係る免許⼈等の地位の承継を含む。)・運⽤していない者のこと。

出典 「電気通信紛争処理⽤語集」 総務省(https://www.soumu.go.jp/main_sosiki/hunso/case/houkoku/pdf/y_20_12.pdf)
116

無線の⽤語集

NFC•••

Near Field Communicationの略。
近距離無線通信のことです。
⾮接触型IC(アイシー)カード技術⽅式とも呼ばれています。

出典 「情報通信⽤語集」 総務省 (http://www.soumu.go.jp/hakusho-kids/word/)

OFDM(Orthogonal Frequency-Division Multiplexing)••••

直交周波数分割多重⽅式とも呼ばれるデジタル変調⽅式です。
多数の搬送波に分割して変調するデジタル変調⽅式です。
搬送波1本当たりの変調速度が遅いために、反射妨害に強い特徴があります。
搬送波の変調⽅式はQPSK、16QAM、64QAM 等を使⽤します。

出典 「有線テレビジョン放送事業⽤固定局における地上デジタル放送の伝送に関する調査検討-参考資料」 四国総合通信局(http://www.soumu.go.jp/soutsu/shikoku/chosa/chideji_densou/pdf/chap01_1.pdf)
117

無線の⽤語集

RTS/CTS••••

無線LANにおいて通信衝突を回避するための通信制御⽅式です。
データを送信したい端末はRTSフレームをアクセスポイントへ送信します。
受信したアクセスポイントは、データ通信が⾏われることをCTSフレームを使って配下の端末に通知します。
CTSフレームを受信した端末は、通知された期間データ送信を停⽌し、通信衝突を回避します。

SSID
•
•

Service Set-IDentifierの略。
無線LANで、複数のネットワークグループを通信可能なエリア内に形成するときの識別⽤の名前です。

118

無線の⽤語集

TCP/IP••

Windows等、主要なOSでサポートする、現在最も普及したインターネットの基本プロトコルです。
SMTP、FTP等はこのプロトコルを利⽤しています。

UWB
•
•

Ultra Wide Bandの略。
500MHzから数GHzの広い周波数の帯域を使⽤した無線通信⽅式の1つです。

119

無線の⽤語集

Wi-Fi•

無線LANに関する登録商標であり、Wi-Fi Alliance(アメリカ合衆国に本拠を置く業界団体)によって、国際標準規格であるIEEE 802.11規格を使⽤したデバイス間の相互接続が認められたことを⽰す名称です。

Wireless HART••••

HART(有線規格)を無線通信に拡張した規格です。
このため、HARTで使⽤していたソフトウェアをそのまま使⽤することが可能です。
無線周波数は2.4GHz帯を使⽤します。
ネットワークは複数経路を持つため、通信経路上に障害が発⽣した場合でも、通信が可能です。

120

無線の⽤語集

Wi-SUN•••••

Wireless Smart Ubiquitous Networkの略。
Sub-GHz帯の免許不要なISMバンドを使⽤した無線通信⽅式の1つです。
国際的な業界団体であるWi-SUN Allianceが仕様の策定と普及の促進に取り組んでいます。
⽇本では920MHz帯を利⽤したWi-SUN HAN (Home Area Network)が全ての電⼒会社のス
マートメータ―で採⽤されており、既に全国に普及しています。
標準化された技術をベースとしたマルチホップメッシュネットワークを実現するWi-SUN FAN (Field
Area Network)の仕様策定が進められており、製造現場での活⽤が期待されています。

zigbee•••センサーネットワークに適した無線通信規格の1つです。
転送可能距離が短く、転送速度も低速ですが、⼀⽅で消費電⼒が少なく、低コストという特徴があります。
zigbeeの名称はzigzag+beeで、ミツバチがジグザグに⾶び回り情報を伝達する様にちなんで名づけられました。

121

無線の⽤語集

誤り制御••

伝送路で⽣じる誤りを、誤り訂正符号や誤り検出符号等を⽤いて低減し、回線の信頼性を⾼める⼿法です。
誤り制御技術として、ARQやFEC等があります。
– ARQ(Automatic Repeat request)• 誤り部分を再送して訂正する⾃動再送要求⽅式– FEC(Forward Error Correction)• 送信側から符号化による冗⻑データを付加し、受信側で誤りを訂正する前⽅誤り訂正

出典 「次世代GISの実⽤化に向けた情報通信技術の研究開発 成果報告書」 三菱電機株式会社、株式会社NTTドコモ、株式会社パス
コ (http://www.soumu.go.jp/menu_seisaku/ictseisaku/ictR-D/pdf/060315_1.pdf)

誤り訂正符号•••

データの誤り検出だけではなく、誤りの訂正まで可能な符号です。
ノイズ等でデータの⼀部が化けても、誤り訂正符号によって修復が可能になります。
但し、誤り訂正符号の訂正能⼒を超える量のデータ化けが発⽣すると、修復できなくなります。

122

無線の⽤語集

暗号化⽅式••

無線LANアクセスポイントと⼦機間の無線通信区間を、送受信されるデータを暗号化する際に使⽤する⽅式です。
暗号化⽅式には、WEP/WPA/WPA2/WPA3等があります。

アンテナ
•
•
•

⽇本語では空中線とも呼ばれ、空間に電波として電⼒を放射し、⼜は空間を伝搬している電波を吸収して電⼒を得る装置のこと。
電波の周波数や⽤途により、様々な形状や⼤きさがあります。
⼩型化の技術進歩により、現在では無線局に内蔵されている場合も多いです。

出典 「電気通信紛争処理⽤語集」 総務省(https://www.soumu.go.jp/main_sosiki/hunso/case/houkoku/pdf/y_20_12.pdf)
123

無線の⽤語集

技術基準適合証明••

無線設備が電波法に定める技術基準に適合していることを事前に確認し、証明する制度です。
この証明を受けた無線設備のみ使⽤して免許申請を⾏う場合には、予備免許や落成検査が省略される等の簡易な免許⼿続きの適⽤が可能となるほか、設備によっては免許不要の措置がとられる等のメリットがあります。

•

詳細は総務省HPを参照ください。(http://www.tele.soumu.go.jp/j/sys/equ/tech/)

出典 「制度の概要」 総務省 (http://www.tele.soumu.go.jp/j/sys/equ/tech/)

空中線電⼒
•
•

無線の送信機からアンテナに供給される電波の電⼒のこと。
実際に空間に出る電波の強さ(実効輻射電⼒ effective radiation power: ERP)は、給電線損
失やアンテナ利得によって変わります。

124

無線の⽤語集

サブネットマスク••

1つのアドレスをネットワークアドレスとホストアドレスに区別するために使⽤します。
例えば、IPアドレス: 192.168.0.1、サブネットマスク: 255.255.255.0 であったとします。2進数で表現すると次のようになります。

11111111.11111111.11111111.00000000 (255.255.255.0)
11000000.10101000.00000000.00000001 (192.168.0.1)
ネットワークアドレス•••

ホストアドレス

IPアドレスのうち、サブネットマスクのビットが1になっている部分をネットワークアドレス、0になっている部分
をホストアドレスとして扱います。
ネットワークアドレスが同じ端末同⼠は、直接通信することが出来ます。
ネットワークアドレスが異なる場合は、ルーターで中継する必要があります。

シャドウイング•

送信機と受信機の間に吸収、反射、散乱、回折といった信号電⼒を減衰させる障害物が⼊り、この影
響で電波が遮られる事象のこと。

出典 「ワイヤレス通信⼯学」 熊澤 弘之、⼩園 茂、⼤友 功
125

無線の⽤語集

周波数チャネル•

通信⽅式で定義されたデータ通信に使う周波数幅、もしくは通信⽅式で利⽤が規定されている周波数帯においてデータ通信に使う周波数幅の1単位を表します。

周波数ホッピング••

スペクトル拡散⽅式の1つ。
情報信号を変調した電波の周波数を⾼速で変化させて広く拡散する⽅式です。

126

無線の⽤語集

受信レベル
•
•
•

無線機器の受信機における受信した電波の強さのこと。
電波の強さを⽰す値の1つとして、RSSI: Received Signal Strength Indication(Indicator)が⽤いられており、数値が⾼いほど受信レベルが良好となります。
但し、無線には⼲渉の影響があるため、受信レベルが良い環境のすべての無線通信品質が良好となるとは限りませんので注意が必要です。

⼩エリア簡易無線••••

無線従事者を必要としない簡易無線のうち、350MHz帯で空中線電⼒1W以下の無線のこと。
イベント会場や⼯事現場等、半径2〜3km程度のエリアにおいて通信を⾏うことのできる無線であり、最⼤20波の周波数を使⽤できることから複数のグループに分かれた通信が可能です。
⾳声通信の他、データ伝送も可能です。
使⽤に際しては、免許申請が必要です。

127

無線の⽤語集

ステルスモード••

無線LANにおいて、ブロードキャストされるビーコンにSSIDを含まない、あるいはSSIDを空にしたプロー
ブ要求フレーム(ANY接続)に対してSSIDを応答しない機能のこと。
セキュリティ対策の1つとして、アクセスポイントが⾃動的に検出されないようにするために使⽤されます。

スペクトル拡散⽅式
•
•
•
•
•
•
•

電波に情報信号を乗せることを変調といい、電波は変調されると、ある程度の周波数の幅をもつようになりますが、⼀般のラジオ等に使われる変調⽅式では、この幅は情報信号の周波数幅と同じ程度です。
⼀⽅、スペクトル拡散⽅式では情報信号の周波数幅に⽐べて⾮常に広く(数⼗倍〜数千倍)なっています。
周波数(スペクトル)を広く拡散するのでスペクトル拡散(Spread Spectrum=SS)と呼ばれます。
このように広く拡散することで、①耐ノイズ性の向上、②データの秘匿性の向上、といった効果があります。
拡散する⽅式は⼤きく分けて2つあります。
1つは情報信号を変調した後さらに拡散変調と呼ばれる広く拡散するための変調をかける⽅式で、直接拡散⽅式(DS)と呼ばれます。
2つめは情報信号を変調した電波の周波数を⾼速で変化させて広く拡散する⽅式で、周波数ホッピン
グ⽅式(FH)と呼ばれます。

128

無線の⽤語集

スマートローミング••

現在通信中のアクセスポイントとの通信を維持したまま、より電波状況が良いアクセスポイントをスキャン
し、接続先を切り替えること。
短い時間で接続の切り替えを⾏うことが可能です。

相互変調•

希望波信号を受信しているときにおいて、2以上の強⼒な妨害波が到来し、それが、受信機の⾮直線性により、受信機内部に希望波信号周波数⼜は受信機の中間周波数と等しい周波数を発⽣させ、希望波信号の受信を妨害する現象のこと。

出典 「地域振興⽤周波数の有効利⽤のための技術的条件に関する調査検討会」 東北総合通信局 無線通信部企画調整課(http://www.soumu.go.jp/main_content/000406326.pdf)
129

無線の⽤語集

ダイバーシティ•••

無線機器の2本のアンテナのうち、受信状態の良好な⽅を使って受信することが可能です。
このような受信⽅法をダイバーシティ受信と呼びます。
マルチパスフェージング対策として有効で、無線通信の安定性が向上します。

単向⽅式
•
•

送信機から受信機への⼀⽅向のみの通信⽅式のこと。
受信確認/リトライは不可能です。
受信機

送信機

単向⽅式のイメージ図

130無線の⽤語集

単信⽅式(半⼆重)•••

同⼀の周波数を使⽤して、送受信を切り替えて通信する⽅式のこと。
送信しながら受信する、もしくは、受信しながら送信することはできません。
⾝近な例ではトランシーバが挙げられます。

通信速度
•
•
•
•
•

1秒間にどれだけデータを送信できるかを⽰す指標のこと。
単位はbps (bit per second)で表されます。
約1,000bps=1k(キロ)bps、約1,000,000bps=1M(メガ)bps、
約1,000,000,000bps=1G(ギガ)bpsというように単位表記されることが多いです。
5GHz帯のWi-Fi規格であるIEEE 802.11acでは最⼤6.93Gbpsをサポートしています。
但し、この数値は理論値であり、データに対して宛先等のヘッダー情報が必要であったり、通信の衝突回避を避けるための待ち合わせ時間があるため、実際の通信速度は理論値よりも低下します。

出典 「「通信速度」ってなに︖どのくらいの速度が必要なの︖」 エヌ・ティ・ティ・コミュニケーションズ株式会社(https://www.ntt.com/personal/services/mobile/one/hajimete/startguide/05.html)
131

無線の⽤語集

通信⽅式•

端末間においてデータを送受信する場合のやり取りの仕⽅を定義したものです。

電波••

周波数が3THz以下の電磁波のこと。
詳細は本資料の「無線の基礎知識」をご覧ください。

132

無線の⽤語集

電波⼲渉
•
•
•
•

2つ以上の電波が同じ地点に到達して重なり、お互いに強めあったり弱めあったりする現象のこと。
特に他の無線局からの妨害等通信系に混⼊する妨害現象を指します。
例えば、2.4GHz帯の無線は、同⼀周波数帯を使⽤する電⼦レンジの電磁波から⼲渉の影響をうけます。
更に無線LANでは、送信前に他の無線機が電波を発している場合、通信衝突を避けるため、送信タ
イミングを遅らせる仕組みがあり、同⼀エリア/システムに多数の通信機器を設置した場合、伝送待ち時
間(遅延)が拡⼤する事による通信速度低下も⼲渉の1つといわれます。

電波法
•
•

電波の公平かつ能率的な利⽤を確保することによって、公共の福祉を増進することを⽬的とする⽇本の法律です。
電波の利⽤に関して基本的な事柄について定めた法律であり、無線局の免許、無線設備の条件、無線設備を操作するもの(無線従事者)の条件等について定めたもので、この規則に基づいて、利⽤できる電波の周波数、強さ、⽬的等が規定されています。

133

無線の⽤語集透過•••

電波が物体を通り抜けること。光がガラス等で透過するのと同様に電波も透過します。
⾦属製のものは電波を透過しません。
紙やガラス等は、「誘電率が低い」または「周波数が低い」ほど良く透過します。例として、5GHz帯(WiFiなど)の電波は紙やガラスを透過します。⼀⽅、28GHz帯(⼀部の5G通信システム)の電波は紙を透過しますが、ガラスに対しては反射が多く⼀部透過もします。

同報通信⽅式•••

特定の2つ以上の受信機に対して同時に、同⼀内容の通報を⾏う⽅式のこと。
受信確認は不可能です。
IPネットワークにおける、ブロードキャスト送信、マルチキャスト送信等が代表的な例です。

134

無線の⽤語集

特定⼩電⼒無線局•

以下の条件を満たす無線設備のことを特定⼩電⼒無線局と呼びます。
– 空中線電⼒が0.01W以下である無線局のうち総務省令で定めるもの– 電波法第4条の2第1項の規定により指定された呼出符号⼜は呼出名称信号を⾃動的に送受し、⼜は受信する機能その他総務省令で定める機能を有するもの– 電波法第4条第2号に規定する適合表⽰無線設備のみを使⽤するもの– 総務⼤⾂が別に告⽰する⽤途、電波の形式及び周波数並びに空中線電⼒に適合するもの

出典 「特定⼩電⼒無線局」 近畿総合通信局(http://www.soumu.go.jp/soutsu/kinki/dempa/radio/bijaku/tokusyou.html)

トランスペアレントモード•

既存の有線接続のシステム(アプリケーション)をそのまま無線化でき、無線機の独⾃コマンドを使⽤せずに⾏う通信⼿順のこと。

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無線の⽤語集

ノイズ(雑⾳)•

不必要な電波や電気雑⾳のこと。

出典 「電磁障害」 東海総合通信局 (https://www.soumu.go.jp/soutsu/tokai/denpa/denzi_syougai/index.html)

バイナリデータ••

テキスト形式(⽂字データ)以外のデータ形式全般のこと。
バイナリ形式のデータをバイナリデータと呼びます。

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無線の⽤語集

パケット
•
•
•

「⼩包」という意味。
ネットワーク上を流れるひとかたまりのデータのこと。
プロトコルヘッダ、送受信アドレス、データ本体、エラー検出コード等が含まれています。

パケットロス•

無線通信の過程でパケットが失われ、期待される受信先に届かないこと。

137

無線の⽤語集反射•••

光が鏡等で反射するのと同様に電波も反射します。
⾦属製のものは電波を良く反射します。
紙やガラス等は、「誘電率が⾼い」または「周波数が⾼い」ほどよく反射します。例として、5GHz帯(WiFiなど)の電波は紙やガラスを透過します。⼀⽅、28GHz帯(⼀部の5G通信システム)の電波は紙を透過しますが、ガラスに対しては反射が多く⼀部透過もします。

ハンドオーバー•

携帯電話等の移動局が通信する基地局を移動中に切り替えること。

138

無線の⽤語集

微弱無線••

著しく微弱な電波しか発しない無線装置は免許の申請や届出が必要ありません。
おもちゃのトランシーバ等では微弱無線が使⽤されていますが、電波が弱いために遠距離の通信は⾏えません。

出典 「微弱無線局の規定」 総務省 (http://www.tele.soumu.go.jp/j/ref/material/rule/)、「技適︖ 微弱無線︖ 今さら聞けない電波法規の基礎知識」 岡⽥ 信孝 (https://thinkit.co.jp/article/9947)
139無線の⽤語集

ビット誤り率 (BER: Bit error rate)•

復調したデジタル信号の誤りビット数をカウントし、全ビット数に占める誤りビット数の割合を表した指標。

出典 「地デジ⽤語集」 東海総合通信局 (http://www.soumu.go.jp/soutsu/tokai/housou/digital/yougo/yougo.html)

フレネルゾーン•••

電波はアンテナ間を結んだ線に対し、回転楕円体の形状で空間を広がり伝搬します。
この空間をフレネルゾーンと呼びます。
この回転楕円体の短軸(フレネル半径)の60％以内に地⾯や障害物があると、電波は減衰します。
フレネルゾーン

電波

送信アンテナ

受信アンテナフレネル半径 r[m]距離 d1[m]フレネルゾーン: 電波伝搬経路の束が占める空間
波⻑λと距離d1d2から求められる
フレネル半径: r [m] =

λ [m]

d1×d2
d1＋d2

距離 d2[m]フレネル半径計算例
920MHz帯 : 2.9m (d1: 50m、d2: 50m)
2.4GHz帯 : 1.8m (d1: 50m、d2: 50m)
5GHz帯
: 1.2m (d1: 50m、d2: 50m)
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無線の⽤語集

プロトコル••

通信規約のこと。
具体的には、コンピュータ、通信端末、通信網等の機械と機械とが相互に通信するために、情報の表
現⼿段、情報の意味内容、通信⼿段等を定めた種々の約束ごとをプロトコルと呼びます。

変調・復調
•
•
•
•

通信において情報を電波等の通信媒体にのせて送ることができるように変換することを変調と呼びます。
逆に、受信した電波等の通信媒体から情報を取り出すことを復調と呼びます。
電波で情報を送る場合、搬送波(キャリア)と呼ばれる⼀定の周波数の電波を様々に変化させることが変調にあたります。
周波数変調(FM: Frequency Modulation)、振幅変調(AM: Amplitude Modulation)、位相変調(PM: Phase Modulation)等の⽅法があります。

141

無線の⽤語集

マルチパスフェージング
••無線通信で届く電波の強度が、複数の経路を経て到達することにより変動すること。
無線局の移動や時間経過により、障害物や⼤気中の電離層による反射等が変化し、時間差をもって到達した電波の⼲渉に変化が発⽣することで起きます。

出典 「⽤語集(地域振興⽤周波数の有効利⽤のための技術的条件に関する調査検討会報告書)」 総務省(http://www.soumu.go.jp/main_content/000406326.pdf)

無線通信•

物理的な配線無しで、2地点間をデータ通信すること。

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無線の⽤語集

無線LAN
•
•
•

無線を使って構築されるLAN (Local Area Network)のこと。
通信⽅式は、2.4GHz帯を⽤いるIEEE 802.11b(最⼤伝送速度11Mbps)や、5.2GHz帯を⽤いるIEEE 802.11a(最⼤伝送速度54Mbps)等があります。
IEEE 802.11諸規格に準拠した機器で構成されるネットワークのことを指す場合が多くなっています。

出典 「ICT⽤語集」 東海総合通信局 (https://www.soumu.go.jp/soutsu/tokai/tool/yougo/yougo.html#kana_mu)、「平成28年度情報通信⽩書 ⽤語解説」 総務省(http://www.soumu.go.jp/johotsusintokei/whitepaper/ja/h28/html/nd300000.html)

ローミング
•
•

無線⼦機が現在接続している無線親機から他の無線親機へ接続先を変更する機能のこと。
ローミングにより移動しながら、無線通信を継続することが可能です。

出典 「802.11⾼速無線LAN教科書」 守倉 正博 (監修)、久保⽥ 周治 (監修)143

無線の⽤語集

5G(第5世代通信⽅式)•••

新たに規格化・実⽤化が進⾏している次世代の無線通信システム・⽅式のこと。
携帯電話の世代の進⾏が第1世代から第4世代まであり、その次の無線通信システムであることから
5G(5 th Generation)と呼ばれています。
その中で、各地域や個々のアプリケーションに合わせて利⽤者が主体的に構築が利⽤可能な「ローカル
5G」が注⽬されています。

SA、NSA構成(⽅式)•••

5Gネットワークのシステム構成(⽅式)のこと。
現在、「SA(スタンドアロン)」と「NSA(ノンスタンドアロン)」の2種類があり、現在、NSAが先⾏しています。
NSAは、5G基地局と、その他4G等の基地局を使ったコアネットワークで構築したもので、SAは、5G基地局のみでコアネットワークを構築したものになります。今後、SA⽅式も本格的に普及する⾒込みです。

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無線の⽤語集

CU,DU,RU,5GC
5G基地局のコアネットワークを構成する機器の名称のこと。
– CU: Central Unit
– DU: Distributed Unit
– RU: Radio Unit
– 5GC: 5G Core
※利⽤する基地局によっては統合や仮想化されているものがあります。
•

Sub6,mmWave••

5G向けに割り当てられている無線帯域の略称です。
⽇本国内では、5Gに3.7GHz帯や4.5GHz帯の「Sub6」と、28GHz帯の「ミリ波(mmWave)」と呼ばれる2種の周波数帯域が割り当てられています。

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無線の⽤語集

MEC••

マルチアクセスエッジコンピューティングの略で、5G基地局やユーザ装置側に配置する装置(サーバ)です。
個々のアプリケーションで取り扱われるデータの保存や分析する等の前処理を⾏うことで、クラウドやサーバ等への負担や通信量を抑制すると共に多台数や低遅延の実現に寄与します。

出典 「802.11⾼速無線LAN教科書」 守倉 正博 (監修)、久保⽥ 周治 (監修)146

無線の⽤語集

SSB•

Synchronization Signal Blockの略で、5G基地局からの同期信号のことです。

RSRP•

Reference Signal Received Powerの略で、特定の5G基地局からの信号強度のことです。

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無線の⽤語集

RSSI•

Received Signal Strength Indicatorの略で、使⽤帯域全体の信号強度を⽰します。

RSRQ•

Reference Signal Received Qualityの略で、受信信号の品質を⽰します。

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無線の⽤語集

SNR•

Signal-Noise Ratioの略で、受信した信号とノイズの⽐を⽰したものです。

SINR•

Signal to Interference and Noise Ratioの略で、SNRに⼲渉要素(Interference)を加えた
値です。

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本教材(Ver.1.2)の作成について•

本教材(Ver.1.2)の協⼒にあたっては、Flexible Factory Projectの協⼒企業がこれまでの知⾒と⽂献調査などを基に編纂に協⼒しました。

【本教材の編纂協⼒】
国⽴研究開発法⼈情報通信研究機構
株式会社国際電気通信基礎技術研究所
オムロン株式会社
⽇本電気株式会社
富⼠通株式会社
サンリツオートメイション株式会社
村⽥機械株式会社
株式会社構造計画研究所
サイレックス・テクノロジー株式会社
株式会社NTTドコモ
PwCコンサルティング合同会社

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本教材の取り扱いについて
1. 本テキストは、総務省「IoT機器等の電波利⽤システムの適正利⽤のためのICT⼈材育成事業 ⼯
場向けワイヤレスIoT講習会」におけるテキストとして作成したものをベースに編纂されています。
2. 企業・団体等における各種教育・研修等において活⽤頂く際には、以下の点にご留意頂けますようお願いします。
•

本テキストを引⽤する場合には、出典を明⽰すること。

•

本テキストを編集・加⼯して利⽤する場合には、その旨、明⽰すること。その際、あたかも総務省が作成したかのような態様で公表・利⽤しないこと。

•

本テキストを⽤いて各種教育・研修等を⾏う場合には、⾮営利⼜は適正な対価での実施とし、不当な対価は得ないこと。

•

その他、公序良俗に反する使⽤はしないこと。

3. 本テキストを営利⽬的で第三者に提供・販売することは禁じます。
4. 本テキストをウェブサイト等へ無断で転載することは禁じます。
5. 本テキストの内容やその変更、提供の中断、終了等に関して⽣じたいかなるトラブル・損害等についても総務省はその責を負いません。

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