市場に関する一般的な質問

Bluetooth®メッシュ・ネットワーキングとは？

ブルートゥース®メッシュネットワーキングは、多対多（m:m）のデバイス通信を可能にし、大規模なデバイスネットワークの構築に最適化されています。数十台、数百台、数千台のデバイスが互いに通信する必要がある制御監視やオートメーション・ソリューションに最適です。

ブルートゥース® メッシュ・ネットワーキングはどこで利用できますか？

ブルートゥース®メッシュ・ネットワーキングは、幅広い市場で利用されています。特に業務用照明ソリューションなどのビルオートメーション市場や、複数の市場にわたるセンサーネットワークソリューションで大きな動きが見られます。数十台、数百台、数千台のデバイスが互いに通信する必要のあるIoTソリューションに最適です。

メッシュネットワーキングをサポートしているBluetoothコア仕様のバージョンは？ブルートゥース® 技術を使用している既存の製品をアップグレードできますか？

メッシュネットワーキングはブルートゥース® LE 動作し、コア仕様バージョン4.0以降と互換性があります。Bluetoothの仕様では、アップグレードが可能です。アップグレードが可能なように設計された製品だけが、現場でメッシュ・ネットワーキングをサポートするように拡張することができます。アップグレード可能かどうかは、Bluetoothチップで利用可能なメモリ量など、いくつかの要因によって決まります。ただし、最終的にこの判断を下すには、お使いのデバイスや製品メーカーに確認する必要があります。

ブルートゥース® メッシュ・ネットワーキングを選ぶ理由は？  

ブルートゥース® メッシュネットワーキングは、数百または数千のデバイスが相互に通信する必要がある制御、監視、オートメーションシステムに最適です。Bluetooth Mesh Networkingは、導入の容易さ、パフォーマンス、セキュリティが最重要視される商業・産業環境の厳しい要件を満たすように設計されています。ネットワーク化された照明制御は、Bluetooth Meshテクノロジーを急速に採用したユースケースの1つです。

• 配備の容易さ
  • スマートフォンやタブレットの100%に搭載されているブルートゥース® テクノロジーにより、設置業者はブルートゥース® メッシュネットワーク上のノードと直接通信するコミッショニングアプリを使用することができ、システムの設置や運用をサポートするための専門的なエンジニアリングの専門知識やインターネット、クラウドプラットフォームが不要になります。さらに、リモートプロビジョニング機能により、新しいデバイスの追加や既存のデバイスの変更がさらに簡単になります。
• 信頼性と拡張性の高いパフォーマンス
  • ブルートゥース®メッシュ・ネットワーキングは、大規模なワイヤレス・ネットワークの導入を念頭に置いて特別に設計されました。ブルートゥース® メッシュ・ネットワーキングは、3つの主な特長により、他のワイヤレス・ネットワーキング技術と一線を画し、設置業者、ビル管理者、エンドユーザーが必要とする耐障害性を商用および産業用設備に提供します。
    • ブルートゥース® メッシュ・ネットワーキングに基づく制御システムは、インテリジェンスがすべてのエンド・デバイスに分散されるため、集中型コントローラを必要としません。分散型制御アーキテクチャにより、システムの規模、信頼性、パフォーマンスが大幅に向上し、コストも削減できます。
    • 独自のパブリッシュ/サブスクライブ・メッセージ・アドレッシング・アプローチにより、ネットワーク上のメッセージング・トラフィックが大幅に削減され、ネットワーク・スケールとパフォーマンスが向上します。
    • ブルートゥース®メッシュネットワーキングは、メッセージ中継に複数のオプションを提供します。マネージドフラッドは、マルチホップでの信頼性の高いマルチパスメッセージングを提供します。Directed Forwardingはスケーラビリティを向上させ、最も複雑で大規模なメッシュネットワークにおけるメッセージング効率を改善します。
  • マルチレベル・セキュリティの義務化
    • ブルートゥース®メッシュ・ネットワーキングは、セキュリティを最優先に設計されており、既知のあらゆる攻撃から保護する産業グレードのセキュリティを提供します。
      • 機器のネットワーク全体と様々な機器のグループをカバーする包括的なセキュリティが必須である。
      • セキュリティとネットワークデバイスのプライバシーをさらに強化するための追加機能が利用可能です。
      • ブルートゥース® セキュリティ・アーキテクチャは公開されており、一般公開されています。

ブルートゥース® メッシュ・ネットワーキング製品を構築するには何が必要ですか？

ブルートゥース® メッシュネットワーキング製品を構築するには、互換性のあるハード ウェアとソフトウェアが必要です。ブルートゥース® メッシュ・ネットワーキングには、GAPブロードキャスターとオブザーバーの役割をサポートするBluetooth LE 4.xまたは5.0スタックが必要です。

BluetoothBluetooth LE上でBluetooth Mesh Networkingを使用するには、Bluetooth Mesh Networkingソリューション・プロバイダーの認定SDKを使用することをお勧めします。

ブルートゥース® メッシュネットワーキングのスマートフォン用アプリケーションを構築するには何が必要ですか？

Bluetooth Mesh Networking 製品で使用するスマートフォンやタブレットのアプリケーショ ンを開発する場合、お使いのモバイル OS が Mesh Profile 仕様で定義されたBluetooth LE アドバタイジング・パケットに関する要件を満たす適切な API を提供している場合は、アドバタイジング・ベアラを使用する必要があります。広告ベアラは、すべての場合において優先ベアラです。アドバタイジング・ベアラを使用できない場合、Bluetooth Mesh プロキシー・プロトコルを使用し、プロキシー・ノード経由でメッシュ・ネットワークとの通信を可能にすることができます。プロキシ・プロトコルは、標準のBluetooth Low Energy GAPおよびGATT APIの上に実装することができます。

ブルートゥース® メッシュ・ネットワーキングを使って、家中のスピーカーに音楽をストリーミングできますか？

いいえ、Bluetooth Mesh Networkingは、多数のBluetoothデバイス間で小さなメッセージを交換するために最適化されており、メディアストリーミングには適していません。

メッシュは、音楽を聴くなど、近くで操作している他のBluetoothワイヤレス機器に影響を与えますか？

いいえ、メッシュネットワークの中や近くにいても、音楽を聴いたり、アクティビティ・トラッカーを同期させたり、スマートウォッチの通知を見たりすることはできます。

ブルートゥース® メッシュネットワーキングはどうなっているのか？ ブルートゥース® NLCはどうなっているのでしょうか？

ブルートゥース® メッシュネットワーキングは、数百台、数千台のデバイスが相互に通信する必要がある制御、監視、オートメーションシステムに最も理想的なメッシュネットワーキング技術です。ブルートゥース®メッシュネットワーキングは、パフォーマンス、信頼性、セキュリティが最も重要視される商業・産業環境の厳しい要件を満たします。ブルートゥース® NLCは、ブルートゥース® メッシュ・ネットワーキングをベースに、ワイヤレス照明制御のためのフルスタック規格を提供します。

メッセージリレーに関する質問

ブルートゥース® メッシュネットワーキングは、なぜフラッドベースのメッセージリレー方式を採用しているのですか？

メッセージリレーに対するマネージドフラッドアプローチは、シンプルで信頼性が高く、スケーラブルなメッシュネットワークを実現するための要件を最もよく満たしている。

マネージドフラッドメッセージングでは、複雑なルーティングテーブルの作成と管理は必要ない。テーブルが自動的に生成されるルーティング・ソリューションでも、ネットワークの大幅な中断が発生する可能性がある。

マネージドフラッドメッセージングは本質的にマルチパスであり、メッセージが意図した宛先に確実に到達する。また、本質的にピアツーピアであり、すべてのノードが互いに直接通信することができます。中央のハブやルーティングノードがないため、単一障害点がありません。

ほとんどのメッシュ・ネットワークの実装では、メッセージング・トラフィックのかなりの割合がマルチキャストです。例えば、建物内の1つの照明スイッチが数十または数百の照明を制御するような場合です。Bluetooth Mesh Networkingのマネージドフラッドメッセージングアプローチは、パブリッシュ/サブスクライブグループメッセージングモデルと組み合わせることで、大規模ネットワーク向けの極めて効率的なメッセージングを高いパフォーマンスでサポートします。

フラッドベースのメッシュネットワークはすべて電力効率が悪いのか？

いいえ、単純なフラッドベースのメッシュネットワークでは、そのようなケースもあり得ますが、Bluetooth®テクノロジーは、主電源ノードのみがメッセージリレーとして機能するマネージドフラッドアプローチを実装しています。バッテリー駆動のセンサーなどの低電力ノードは、メッセージリレーを担当しません。Bluetooth®メッシュ・ネットワークでは、コイン電池を搭載した低電力ノードは何年も動作することができます。

ブルートゥース® メッシュネットワーキングは、マルチキャスト・メッセージングをどのように扱うのですか？

Bluetooth®Mesh Networkingは、パブリッシュ/サブスクライブ・グループ・メッセージング・アプローチを使用してマルチキャスト通信を処理します。

アドレス空間の半分はグループ・アドレスに割り当てられ、メッセージはグループ・アドレスに送信できる。各ノードは、グループ・アドレスのセットを購読し、グループ・アドレスのセットにメッセージを発行するように設定できる。

例えば、照明スイッチは「点灯」メッセージを「廊下グループ」に発行することができ、その廊下に沿ったすべての照明は、同じ「廊下グループ」アドレスにサブスクライブされる。しかし、照明は、「1階グループ」、「全灯グループ」、「非常口ルート」グループなど、他のグループにもサブスクライブされているかもしれない。

Bluetooth®メッシュ・ネットワーキングは、128ビットUUIDを宛先アドレスとして機能させることで、グループアドレスを拡張する仮想アドレスもサポートしています。UUIDをチェックするオーバーヘッドを減らすために、ラベルUUIDのハッシュが使用されます。各ハッシュ値は何百万もの異なるラベルUUIDを表し、潜在的な仮想アドレスの数を増やします。

プロビジョニングに関する質問

プロビジョニングとは何か？

プロビジョニングは、指定されたメッシュネットワークにデバイスを追加するプロセスである。これはデバイスをネットワーク上のノードにするもので、セキュリティキーの配布や、追加されるデバイスの固有IDの作成も含まれる。

リモート・プロビジョニングとは何ですか？

リモート・プロビジョニングは、Bluetooth®Meshネットワーク上での新しいデバイスのプロビジョニングを容易にし、設置者の貴重な時間とコストを節約します。新しいリモートプロビジョニング機能は、プロビジョニングメッセージがプロビジョニングされていないリモートのデバイスに到達するまでに1ホップ以上かかることで、メッシュネットワーク上でプロビジョニングを実行する機能を追加します。

リモートプロビジョニング機能は、Bluetooth®Meshネットワークのライフサイクルにおける重要なイベントの処理を自動化する手順も提供します。例えば、ネットワークが最初に作成された後、すべてのデバイスのデバイスキーが再生成されることにより、所有権が安全に移転されます。

プロビジョニング・データをバックアップし、それを復元することはできますか？

はい、プロビジョニング・データをバックアップすることができます。これは仕様で定義されているわけではないので、好きなバックアップ・メカニズムを使うことができる。

建築に関する一般的な質問

ノードとは何か？

ノードとは、Bluetooth®Meshネットワーク上のプロビジョニングされたデバイスのことです。

1つのネットワークにいくつのノードを持つことができますか？

仕様では最大32,000ノードのプロビジョニングが可能だが、実世界でこの数字がすぐに達成されるとは考えていない。しかし、すでに1,000ノードをはるかに超える代表的なネットワークを目にしており、これは現在市場に出回っている他の低消費電力メッシュ技術よりもはるかに大きい。

ブルートゥース® メッシュネットワークには、異なるタイプのノードが必要ですか？

いいえ、Bluetooth®メッシュ・ネットワーキング特有の、ネットワーク内のすべてのノードは分散型であり、互いに直接通話することができます。

中央集中型のハブやルーティング・ノードがないため、単一障害点がない。しかし、バッテリー駆動のセンサーのような低電力ノードに対応するため、一部のノードだけがメッセージ中継機能を実行する。

一部のノードは、低電力ノードへのメッセージングをサポートするための追加機能を担っています。これにより、低電力ノードはネットワークの一部にとどまることができますが、何らかの情報を報告する必要が生じるまで、一度に数時間から数日間スリープすることができます。その結果、コイン電池を使用する低電力ノードは何年も動作することができます。

モデルとプロパティとは？

Bluetoothは、Bluetooth Meshネットワーク上のノードが他のノードと相互作用できるように、そのノードが何であり、何をするのかを開発者が記述するための、シンプルかつ強力なアプローチを採用しました。このアプローチは、モデルと呼ばれる一連のビルディング・ブロックに基づいています。モデルは、定義された機能と動作を持つ機能のコレクションで構成されます。モデルには、ジェネリック、センサー、タイミング、ライティングの4つのクラスがあります。ジェネリック・モデルは基本的なビルディング・ブロックで、単純なオン／オフの状態を持つ機能など、デバイスの標準的な機能を定義します。ジェネリックモデルを組み合わせたり、プロパティを使用して拡張することができます。プロパティは、モデルに追加のコンテキストと価値を提供します。

セキュリティに関する質問

ブルートゥース® メッシュ・ネットワークのセキュリティはどうなっていますか？

Bluetooth®メッシュ・ネットワーキングは、セキュリティへのアプローチも含め、真の商用グレードのソリューションです。

• ネットワークに追加されたデバイスは、実績のあるセキュリティ・アルゴリズムを使ってプロビジョニングされる。256ビットの楕円曲線と帯域外認証を使用して、安全にデバイスを追加します。
• すべての通信は、128ビットの鍵を使用したAES-CCMで保護される必要がある。すべてのメッシュ・メッセージは暗号化され、認証される。
• 暗号化と認証は、ネットワーク層とアプリケーション層の2つの層で適用される。ネットワーク内のすべてのノードは、ネットワーク・レイヤでメッセージの内容を読むことなく中継することができる。これらのコンテンツは別のアプリケーション・キーで保護され、真のエンド・ツー・エンドのセキュリティを提供する。
• 各メッセージの認証は最低64ビットだが、長いメッセージでは1088ビットまで可能だ。
• モデルは、異なるセキュリティ認証情報を持つ異なるユーザーを考慮した仕様で構成されています。これにより、メンテナンス担当者は、従業員との対話を可能にしながら、ネットワーク・コンフィギュレーションを完全に制御できる。
• リプレイ攻撃は、送信されるすべてのメッセージに新しいシーケンス番号を義務付けることで防ぐことができる。
• デバイスは、定義されたキー更新手順を使用することで、メッシュネットワーク内でブラックリストに載せることができる。プロビジョニング中、各デバイスは、プロビジョナーだけが知っていて更新できる一意のデバイス・キーを計算する。
• メッセージは、送信されるすべてのパケットを難読化し、プライバシーをリフレッシュすることで身元を保護する。つまり、メッシュ・デバイスを持ち歩きながら歩いても、メッシュ・パケットを盗聴されることはない。
• Bluetooth®Mesh Networking 証明書ベースのプロビジョニングは、デバイスのプロビジョニングプロセスに証明書を追加することで、セキュリティを向上させ、デバイスの一括オンボーディングを可能にします。

ブルートゥース® メッシュ・ネットワーキングは、どのようなセキュリティ攻撃を防ぐように設計されていますか？

• ブルートフォース攻撃は、128ビットの鍵を使用し、パケットごとに最低64ビットの認証を行うことで防ぐことができる。
• リプレイ攻撃は、送信されたすべてのパケットの新しいシーケンス番号を使用し、受信したすべてのパケットでそれらをチェックすることによって防止される。
• 帯域外認証によるプロビジョニング時に、ECDH暗号を使用して中間者攻撃を防止する。
• ゴミ箱攻撃は、キー・リフレッシュ手順を使って防止され、残っているすべてのデバイスのキーを許可し、取り外された／壊れたデバイスをブラックリストに登録する。万が一、捨てられたデバイスを分解されたとしても、セキュリティ情報が漏れることはない。
• 物理的に安全でない場所にあるデバイスには、物理的に安全な場所にあるデバイスとは別のキーを持たせることで、物理的に安全でないデバイスの攻撃を防ぐ。これにより、誰かがドアベルを攻撃し、ドアのロックを解除するメッセージを送信することを防ぐことができる。
• 来訪者攻撃は、ゲストや来訪者に、別の鍵セットを使ってネットワークへの一時的かつ限定的なアクセスを与えることで防いでいる。これらのゲスト・キーには有効期限がある。

ブルートゥース® メッシュ・ネットワークを使用する際、プライバシーは失われますか？

いいえ、すべてのメッシュ・パケットは、ユーザーの身元を保護するために難読化されています。送信元アドレスや宛先アドレスなどの識別値がないため、メッシュ・パケットを盗聴している攻撃者は、どのデバイスがそのメッセージを送信したかを特定できません。メッセージが中継されるたびに、この難読化された情報は変更され、メッセージ・フローを追跡する能力は失われます。

隣近所にもブルートゥース® メッシュネットワークがある場合はどうなりますか？

各メッシュ・パケットには、そのメッシュ・パケットがどのネットワークに属するかを示す小さな識別子が含まれています。あるメッシュ・ネットワークのデバイスは、別のメッシュ・ネットワークからのメッシュ・パケットを解読したり認証したりすることはできず、それらのメッセージを中継することもありません。各メッシュ・ネットワークは完全に分離されています。

信頼性に関する質問

ブルートゥース® メッシュネットワークのノードが停止した場合、どうすれば分かりますか？

Bluetooth®Meshネットワーク上のノードはハートビートメッセージを送信します。さらに、デバイスが障害情報を送信するための必須Healthモデルがあります。例えば、デバイスがオーバーヒートした場合、"overheating fault "メッセージを送信します。

ノードが壊れた場合、トラフィックに影響はありますか？

いいえ、機能しなくなったメッセージを中継するノードがネットワークを止めることはありません。フラッドメッセージリレーは、メッセージが同時に複数のルートを通じて送信されるため、本質的に自己修復的なネットワークを作り出します。