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シリアル・近距離無線インタフェース

低頻約 16 分入出力デバイス

概要

本ユニットでは、機器をつなぐシリアル接続と近距離無線インタフェースを学びます。有線のUSB、ケーブル不要のBluetooth、ICタグを読むRFID、かざして通信するNFC、赤外線方式のIrDAを取り上げます。身近な接続方式として出題され、各方式の特徴と通信距離・伝送媒体による使い分けの理解が問われます。

用語5

USB

周辺機器を接続する最も普及した汎用シリアルインタフェースの規格。

USB(Universal Serial Bus)は、パソコンとマウス・キーボード・プリンタ・USBメモリなど多様な周辺機器を1種類のコネクタで接続できる有線インタフェースです。データを1本の信号線で順番に送るシリアル方式を採用しています。 電源を入れたまま抜き差しできるホットプラグや、接続するだけで使える機能、機器への給電(バスパワー)に対応します。ハブを使えば1ポートから多数の機器を数珠つなぎにでき、最大127台まで接続できます。試験では、これらの特徴や、無線ではなく有線である点が問われます。

たとえどの店でも使える共通の電源プラグのようなもの。形をUSBに合わせておけば、機器の種類を問わず差し込むだけでつながります。

記憶フックUSBといえばホットプラグ対応の汎用シリアル接続

Bluetooth

数メートル程度の機器間を電波でつなぐ近距離無線通信規格。

Bluetooth(ブルートゥース)は、2.4GHz帯の電波を使い、数メートルから10メートル程度の近距離で機器どうしをケーブルなしで接続する無線規格です。ワイヤレスイヤホン、マウス、キーボード、スマートフォンと車載機器の接続などに使われます。 消費電力が小さく、機器を1対1で組み合わせて使う「ペアリング」で接続します。試験では、ケーブルレスである点や、数センチでかざして使うNFC、より遠くまで届く無線LAN(Wi-Fi)との通信距離の違いが問われます。

たとえ近くにいる人どうしの内緒話のようなもの。一度顔を覚え合う(ペアリング)と、それ以降はケーブルなしで気軽にやり取りできます。

記憶フックBluetoothといえば数メートルの近距離無線でケーブルレス接続

数センチ

数メートル〜10m

NFC

Bluetooth

無線LAN(Wi-Fi)

通信距離 短い→長い

RFID

電波でICタグの情報を非接触で読み書きする自動認識技術。

RFID(Radio Frequency IDentification)は、ICチップとアンテナを内蔵したタグ(ICタグ)に電波を当て、記録された情報を非接触で読み書きする技術です。商品の在庫管理、交通系ICカード、入退室管理などに使われます。 バーコードと違い、タグが箱の中にあっても読め、複数のタグを一括で読み取れるのが特徴です。電池を持たないタグはリーダーからの電波で動作します。試験では、非接触で自動認識する仕組みである点と、この技術を基盤に近接通信へ発展させたNFCとの関係が問われます。

たとえ改札にICカードをかざすと一瞬で情報が読まれる仕組みのようなもの。直接触れたり線でつないだりしなくても、電波越しに札の中身を読み取ります。

記憶フックRFIDといえば電波でICタグを非接触読み取り

NFC

数センチの近接でかざして通信するRFID系の近距離無線規格。

NFC(Near Field Communication)は、RFIDの技術を基盤に発展した、約10センチ以内の至近距離で機器やカードをかざして通信する規格です。交通系ICカード、おサイフケータイ、スマートフォンの電子マネー決済などに使われます。 かざすだけで通信が成立し、近づけないと通信できないため、意図しない通信が起きにくいのが特徴です。試験では、RFIDを基盤とすること、Bluetoothより通信距離がごく短い(数センチ)点、電子決済など身近な用途が問われます。

たとえ電子マネーの支払いでスマホを読み取り機にちょんと触れる動作のようなもの。ぴったり近づけたときだけ反応する、ごく近距離専用のやり取りです。

記憶フックNFCといえば数センチかざして使う近接無線

IrDA

赤外線を使って機器間で近距離データ通信を行う規格。

IrDA(Infrared Data Association)は、電波ではなく赤外線を使って近距離でデータをやり取りする無線インタフェース規格です。かつての携帯電話どうしのアドレス交換など、近距離の機器間データ通信に使われました。 赤外線は光の一種のため、機器どうしを向かい合わせ、間に遮るものがない見通しの状態で通信する必要があります。試験では、本ユニットで唯一の赤外線方式である点と、赤外線は見通し通信が必要なのに対し、電波を使う方式(Bluetooth・RFID・NFC)は遮蔽物にある程度強いという伝送媒体の違いが問われます。

たとえ懐中電灯の光を相手に向けて合図する遊びのようなもの。まっすぐ向き合わせ、間に物がないときだけ光(赤外線)が届いて伝わります。

記憶フックIrDAといえば赤外線を使う見通し通信

まとめ

要点

  • USBは周辺機器を1種類のコネクタでつなぐ汎用シリアル接続で、ホットプラグや給電(バスパワー)に対応し、ハブで最大127台まで接続できる。
  • 近距離無線は電波方式(Bluetooth・RFID・NFC)と赤外線方式(IrDA)に大別され、伝送媒体が異なる。
  • 通信距離はNFCが数センチ、Bluetoothが数メートルと異なり、用途で使い分ける。
  • NFCはRFIDの技術を基盤にした近接通信規格で、電子マネーやICカードに使われる。
  • IrDAは唯一の赤外線方式で、見通し通信が必要な点が遮蔽物にある程度強い電波方式と異なる。

記憶フック一覧

  • USB: USBといえばホットプラグ対応の汎用シリアル接続
  • Bluetooth: Bluetoothといえば数メートルの近距離無線でケーブルレス接続
  • RFID: RFIDといえば電波でICタグを非接触読み取り
  • NFC: NFCといえば数センチかざして使う近接無線
  • IrDA: IrDAといえば赤外線を使う見通し通信

関連の過去問演習は今後のアップデートで追加予定です。