ITパスポート 令和6年度 問84：networkに関する問題

答えは d「マルチホップ」 です。

遠くまで声を届けたいとき、一人では届かなくても、何人かが順番に「次の人へ伝言リレー」していけば遠くまで届きますよね。これと同じで、機器どうしが電波を次々とバケツリレーのように中継して、遠くまで通信できるようにする技術がマルチホップです。

👉 覚え方：「ホップ＝ピョンと跳ぶ」。何度も跳んで（中継して）遠くへ届ける。

ほかの選択肢：a GPS＝今いる場所を知るしくみ／b MIMO＝複数のアンテナで通信を速くする技術／c キャリアアグリゲーション＝複数の電波の帯をまとめて速くする技術。

なぜこれが正解か

正解は d マルチホップ。マルチホップは、IoTデバイス同士が無線通信を順次中継（ホップ）してバケツリレー方式でデータを運ぶことで、1台の電波到達範囲を超えた広範囲の通信を実現する技術。各デバイスが中継局を兼ねるため、基地局から遠い機器のデータも届けられる。

各選択肢の解説

• a GPS：人工衛星からの信号で位置を測定する測位システム。通信中継とは無関係。
• b MIMO：複数アンテナで同時に送受信し通信速度・品質を高める技術。
• c 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を高速化する技術（主に携帯通信）。

覚え方・ひっかけ注意

「ホップ＝1回の中継。マルチホップ＝多段中継でリレー」と覚える。MIMOやキャリアアグリゲーションは"速くする"技術、マルチホップは"遠くへ届ける"技術、と目的で区別すると混同しない。

理論的背景

マルチホップ通信（Multi-hop Networking）はメッシュネットワークトポロジを基盤とする通信方式であり、各ノードがルーターとして機能して隣接ノードへのパケット中継を繰り返すことで、単一の無線送受信範囲を超えた広範囲カバレッジを実現する。IEEE 802.11sはメッシュネットワーキングの標準規格として無線LAN（Wi-Fi）へのマルチホップ適用を定義している。IoTエリアネットワーク（LAN、エリア内近距離）でのマルチホップ実装には、Zigbee（IEEE 802.15.4）・Z-Wave・Thread・Bluetooth Mesh等が使用される。Zigbeeのネットワーク構成はコーディネーター（1台）・ルーター（中継ノード）・エンドデバイス（センサー等）の3役割で構成され、ルーターが自律的にパケット転送経路を決定するAdHocルーティング（AODVやOLSRプロトコル等）を実装する。大規模IoTシステムでは数百〜数千ノードの中継チェーンが構成されることがある。

実務での使われ方

マルチホップ技術は通信インフラが未整備なエリアや、電源・設置コストを抑えたいIoT展開シナリオで威力を発揮する。農業IoT（フィールドセンシング：土壌水分・温度・病害虫検知）では畑全体にセンサーを広域配置し、最寄りの中継ノードを経由してゲートウェイへデータを集める。スマートグリッド（電力網の分散制御）では変電所・スマートメーター間のマルチホップ通信でデータ収集を効率化。災害時の緊急通信ネットワーク（Public Safety Mesh Network）では基地局依存なしに端末間メッシュで通信を維持できる。LPWAN（Low Power Wide Area Network）分野ではLoRaWAN（単一ホップ・スター型）とマルチホップの組み合わせによるカバレッジ最適化も研究されている。

試験での位置づけ

IoTネットワーク技術はITパスポートのシラバス ver.6.0以降で重要度が高まったテーマ。マルチホップは「リレー方式でIoTデバイスが中継することで広範囲通信を実現」という定義の識別が問われる。選択肢の3語（GPS・MIMO・キャリアアグリゲーション）はいずれもモバイル通信の重要技術であり、それぞれの機能をマルチホップと誤答しないよう区別することが必要。近年の出題傾向では5G・IoT・エッジコンピューティングの組み合わせ問題が増加しており、通信技術の用語を体系的に整理することが求められる。基本情報技術者（FE）ではメッシュネットワークのルーティングプロトコル（OSPF・BGP等の有線版との比較）・アドホックネットワークのセキュリティ（認証なしのノード参入リスク・中間者攻撃）まで問われる。

選択肢の発展補足

選択肢aのGPS（Global Positioning System）は衛星からの電波到達時間差で地上の位置座標（緯度・経度・高度）を計算するシステムで、通信を中継する機能はない。IoTデバイスの位置情報取得に使われるが、GPSはデータ送受信のためのネットワークではなく「測位のための受信インフラ」。選択肢bのMIMO（Multiple Input Multiple Output）はアンテナを多重化して空間多重伝送することで通信速度・信頼性を向上させる技術であり、Wi-Fi 4（802.11n）から標準化されWi-Fi 6（802.11ax）でのMU-MIMO（Multi-User MIMO）まで発展している。通信エリア拡大ではなく単一リンクの高速化・信頼性向上が目的。選択肢cのキャリアアグリゲーション（CA：Carrier Aggregation）はLTE-Advanced・5Gで複数の周波数帯（コンポーネントキャリア）を束ねて高速通信を実現する技術で、IEEE 802.11ac（Wi-Fi 5）のチャネルボンディングに相当する概念。マルチホップが「距離を伸ばす」技術であるのに対し、MIMOとCAは「速度を上げる」技術という対比で整理するとわかりやすい。