とことこロゴス
IEEE 802.15.4
少量のデータを低い消費電力でやり取りする無線ネットワーク向けのIEEE規格である。物理層とデータリンク層のMAC副層を定め、ZigBeeやThreadなどの通信の基盤として使われる。
イマシルちゃんの解説
温度センサが測定結果をときどき送るだけなら、動画を送るほどの通信速度は必要ないよね。
それよりも、小さな電池で長く使えることが大切になるんだ。
IEEE 802.15.4は、そんな機器の無線通信の土台を定めた規格だよ。
電波の送受信を扱う物理層を定めているの。
データのまとまりであるフレームの送受信や、無線の使い方を扱うMAC副層も定めているよ。
ただし、機器どうしでどんな仕事をするかまで全部決めるわけではないよ。
その上にZigBeeなどの仕様を組み合わせて、センサの情報収集や照明の操作といった用途に使うんだ。
無線の基本部分を共通化しながら、用途に合う通信を作れるんだよ。
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より深い解説
規格が決めている範囲
IEEE 802.15.4は、LR-WPAN（Low-Rate Wireless Personal Area Network）向けの規格である。主にOSI参照モデルの物理層とデータリンク層のMAC副層について、通信の方法を定める。
| 層 | 担当すること |
|---|---|
| 物理層（PHY） | 電波の送受信、使用する周波数や変調など |
| MAC副層 | 無線の使用方法、フレームの送受信など |
| 上位層 | ネットワークの形成やアプリケーションの通信などを、別の仕様で定める |
代表的な性質
使える周波数帯や速度は、規格の版と採用する物理層の方式、利用する地域によって異なる。
ZigBeeなどとの関係
| 技術 | IEEE 802.15.4との関係 |
|---|---|
| ZigBee | IEEE 802.15.4のPHYとMACを使い、ネットワーク層などを追加する |
| Thread | IEEE 802.15.4を使うIPv6ベースのネットワーク技術 |
| 6LoWPAN | 小さなフレームしか送れないリンクでIPv6を利用するための適応技術 |
| BLE | IEEE 802.15.4とは異なる無線方式 |
たとえばZigBeeは、IEEE 802.15.4が定める無線通信の仕組みを利用する。しかし、IEEE 802.15.4を使う機器がすべてZigBee対応になるわけではない。上位の通信方法も一致して初めて、互いに必要な通信ができる。