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無線通信 ~ Bluetoothとは ~

や個人が複数台のパソコンを所有することは珍しくもなく、また、デジカメやプリンタ等のデバイスも種類が増えてきて、多くの人があることに悩まされています。

それはケーブルの問題です。一般的なパソコン1台にしても、本体と接続するのに、ディスプレイ、マウス、キーボードのケーブルを差し込まなければなりません。さらにその他のデバイスが加わるのですから、ある程度レイアウトも固定されてしまうし、簡単に移動することもできません。

また、それらを交互に付けたり外したりしなければならないこともしばしばあります。そのうえ、コネクタの形状が異なったりケーブルの種類が異なったりと、大変面倒です。これではとても効率的とは言えませんし、何より無機質なケーブルは見栄えが良くありません。

そこで、ケーブルを使わずに「無線」でデバイスを接続してケーブルレス化を図る人も増えてきました。こうした無線通信技術の中でも特に普及しているのが、

Bluetooth(ブルートゥース)

という規格です。Bluetoothは、1998年に通信業界とコンピュータ業界から、エリクソン、ノキア、IBM、インテル、東芝の5社が中心となってBluetooth SIG(Special Interest Group)が設立され、提唱されました。

Bluetoothという名前は、10世紀頃にデンマークの統一を果たした「ハーラル青歯王」に由来し、様々な無線通信規格を融合したいという意味合いが込められています。

そのねらいどおり、今ではノートパソコンや携帯電話、カーナビ、家庭用ゲーム機など、様々な機器にBluetoothが搭載され、Bluetoothによる無線通信が広く普及し始めています。

ただ、注意が必要なのは、Bluetoothはコンピュータ同士を無線で接続する無線LANの規格ではなく、デバイス同士が通信するネットワーク「PAN」の規格になります。

PAN(パン)は「Personal Area Network」の略で、LANよりも狭い範囲のネットワーク、つまり近距離無線通信の規格になります。そして、Bluetoothなどの無線によるPANを「WPAN」と言います。WPANは「Wireless Personal Area Network」の略で、無線PANと呼ばれます。

LANPANは、IEEE(アイ トリプル イー)という米国の電子技術団体の「802委員会」によって規格が標準化されており、LANについてはIEEEの802.11小委員会、PANについては802.15小委員会によって規定されています。(IEEEについては、インターフェースとは を、無線LANについては、無線LANの規格とセキュリティー を参照してください)

さて、これまでPANにおける無線通信技術としては、通信機能を機器に内蔵したり、赤外線を利用するなどの手段が一般的でした。

しかし、通信機能を内蔵するとコストが高くなってしまい、赤外線通信では赤外線のポートとポートを向き合わせなければならないというデメリットがありました。そのうえ、製造メーカーが異なると使えないこともしばしばです。

こうした問題も、Bluetoothによって解決するのです。

Bluetoothの特徴は、免許申請や使用登録が不要な2.4Ghz帯の電波を利用して、最大で3Mbpsの通信が可能であるということと、

異なるメーカーの機器同士でも通信が可能で、ユーザーが無線規格を気にする必要がない

ということが大きな特徴になります。つまり、Bluetoothに対応している製品であれば、何でも通信が可能になるということです。

また、赤外線通信のように1対1の通信だけでなく、1対多のような複数の機器との接続にも対応しています。これは、同時接続の場合、最大で1対7の8台まで接続できる、Piconet(ピコネット)と呼ばれる機能によって実現しています。(Bluetoothによって構築されたPANをピコネットと言います)

かつ、機器同士を向かい合わせる必要もなく、機器と機器の間に障害物があっても通信することが可能 です。これによって、ワイヤレスのマウスやキーボードを実現することができ、他にはゲーム機のコントローラ(Wii等)、カーナビ、イヤホンなど様々なワイヤレス製品が誕生しています。

イヤホンなどは、プレーヤー本体は鞄の中に入れておけますし、コントローラやリモコンでは、テレビ等にそれを向ける必要もないのです。

さらに、必要な時だけ接続するという方式のため、消費電力が小さく製造コストを低く抑えることができ、バッテリーで動作するモバイル機器に適しているという特徴があります。

ただし、Bluetoothは、短距離での無線通信に特化しているため、電波は半径1m~100m程度の間に制限されており、高速大容量通信というわけではありません。

もっとも、モバイル機器の制御には十分であり、逆に短距離に限定することで消費電力が小さく抑えられているという側面もあります。

Bluetoothには、電波強度を規定した「Class(クラス)」と呼ばれるカテゴリがあり、各機器は用途に合わせて、このクラスに分類されています。例えば、マウスやキーボードはパソコン本体から100mも離れて使わないので、Class1は搭載されていません。

Bluetoothのクラス
クラス 電波強度 到達距離
Class1 100mW 100m
Class2 2.5mW 10m
Class3 1mW 1m

さて、Bluetoothはその特性上、様々なデバイスの通信に使用されています。ユーザーがいくら無線規格意識する必要がないとは言っても、機器同士はやはり、それぞれ策定されたプロトコルに従って通信しています。(プロトコルについて詳しくは、プロトコルとは を参照してください)

なぜなら、従来の通信技術のように単に伝送経路を確立してデータが転送できるだけでは、混在する様々なデバイスを制御することができないからです。したがって機器に合わせてプロトコルを策定しておく必要があるのです。

このBluetoothのプロトコルを機器に合わせて標準化したものを、

Bluetoothプロファイル

と言います。Bluetooth対応機種であっても、利用する機器の双方が適切なプロファイルに対応していなければ通信することはできません。

つまり、通信しようとする機器同士が同じプロファイルを持っている場合に、そのプロファイルの機能を利用した通信を行うことができるというわけです。Bluetooth SIGによって、機器の種類ごとにプロファイルが策定されています。

例えば、プリンタで印刷するためのプロファイルや、マウスやキーボード等を無線接続するためのプロファイル、画像を転送するためのプロファイルなど様々なプロファイルが策定されています。(詳しくは外部サイト Bluetoothプロファイルの一覧 を参照してください)

こうして、Bluetoothを搭載した製品の数は飛躍的に増えてきています。特に携帯電話にBluetoothが搭載されて、携帯電話の機能とサービスはさらに充実してきました。

ハンズフリーで通話するケーブルレスのヘッドセットや音楽用のワイヤレスイヤホンといったことにとどまらず、携帯電話が様々な機器のリモコンとして使えたり、腕時計と連動して、10m以上離れると接続が途切れるため、それを時計の振動で教えてくれる置き忘れ防止機能といった便利な機能も誕生しています。

もっとも、携帯電話がそういった機能のプロファイルをサポートしている必要がありますが、今後、携帯電話を含め、いろいろな機器やメディアと連携し、Bluetoothはさらに便利なサービスを生み出して行くことでしょう。

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更新履歴

2009年7月28日
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2009年7月28日
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2014年5月22日
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参考文献・ウェブサイト

当ページの作成にあたり、以下の文献およびウェブサイトを参考にさせていただきました。

文献
図解入門 インターネットのしくみ
Bluetoothとは?|無線化.com
http://www.musenka.com/info/bluetooth/index.html

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