[創刊記念:スペシャルインタビュー 東京大学大学院教授 浅見 徹氏に聞く]

東京電力の仕様見直しと 「新プロトコル群」「デマンドレスポンス」 ─後編─

─スマートメーター「入札延期」の真相と新戦略─
2012/12/01
(土)
SmartGridニューズレター編集部

第2部 ZigBee IPからデマンドレスポンス/クラウドまで

攻勢をかけるIP対応のオープンなZigBee IP

─東電のスマートメーターの仕様は、家庭の内側用のインタフェースと外側用(屋外用)のインタフェースの2種類の通信インタフェースをもっているということになりますか?

浅見:そういう場合もありますが、ケース・バイ・ケースですね。例えば、無線のZigBeeのマルチホップ(バケツリレー方式)で通信する場合は、下位層はIEEE 802.15.4(物理層/MAC層)を用います。この場合、ZigBeeを使用してAルート(屋外)で通信し、同時に同じZigBeeでBルート(屋内)の通信も行うという方法も可能なわけです。一方のBルートの場合はECHONET Liteを使用しますので、プロトコル的には、「ECHONET Lite over 920MHz ZigBee IP」というように、920MHz帯を使用するZigBee IPの上でECHONET Liteを走らせるようなことが考えられます。

─なるほど。

浅見:しかし、スマートメーターとMDMS(検針データ管理システム)を第4世代の高速モバイル網であるLTEでつなぎ、さらにスマートメーターと屋内のHEMSもLTEでつなぐというような不経済なことはしない(LTEの通信料金がかかる)ので、家庭内については、無線LAN(Wi-Fi)でつなぐ、あるいはZigBeeでつなぐというケースも考えられます。また、有線のPLC(電力線通信)やEthernetを使うことも考えられるでしょう。さらに、Bluetooth 4.0やZigBeeモジュールの場合は、電池(直流電池)で駆動できるため、ガスや水道の検針にも向いています。

したがって、例えば東電が東京ガスの検針作業を代行して(本来はガス会社の作業であるが)、東電のほうで各家庭のガスの使用量のデータを集めて、そのデータをガス会社に提供するというようなことも考えられます。

このような背景から、2012年7月25日から全面開放された「920MHz帯」を使用して、電池で10年も動作するZigBee系の通信はガスメーター用に最適ともいえます。また、同様に電源が確保しにくい水道メーターの場合も、東電が代行して水道のデータを収容する場合も、家庭内の水道メーターのZigBeeインタフェースが活躍することも考えられます。

─お話にあったように、ZigBeeもオープン化の波に乗って、従来の独自プロトコルからオープンなIP対応のZigBee IPが策定されつつあり、新しい市場を創ろうとしていますね。

浅見:そうですね。日本のNICT(情報通信研究機構)をはじめ、東京ガスや大阪ガス、東邦ガスなどのガス関係企業などが積極的に推進してきた、新しいスマートメーター用の高速なプロトコル「IEEE 802.15.4g(SUN)/4e」の標準規格が2012年3月に策定されたこともあり、表3に示すように、これをZigBee IPの下位層(MAC層/物理層)に使用する動きが活発化しています。

表3 IEEE 802.15.4g/4eを用いたオープンなZigBee IPの環境

表3  IEEE 802.15.4g/4eを用いたオープンなZigBee IPの環境

(従来のZigBeeとの比較)

この新しいIEEE 802.15.4g/4e規格は、IEEE 802.15.4規格(最大250kbps、通信距離75m)よりも高速(400kbps〜1Mbps)で通信距離も長い(1km以上)うえ、省電力化が図られているため期待されています。なお、IEEE 802.15.4g(SUN)/4e標準規格に基づいて設計されるネットワーク関連製品の相互接続性などを保証するため、2012年1月にはWi-SUN注11アライアンスが設立され、活動を開始しています。

デフォルトになるか!ZigBee IPとIEEE 802.15.4g/4eの組み合わせ

─すでにガス企業やIT企業、電子機器企業などで構成され、エネルギー(ガス、水道、電気)使用量の「見える化」を推進する「NPO法人テレメータリング推進協会」〔平成6(1994)年4月設立〕では、新しいガス検針用のスマートメーターに、IEEE 802.15.4g/4e規格の採用を決定し、実証実験が行われていますね。

浅見:そのような動きを見ていますと、私見ですが、オープンになったZigBee IPとIEEE 802.15.4g/4eの組み合わせを使用したマルチホップ通信は、コストが安くなれば、製品化の時期次第ではスマートメーターのデフォルトになる可能性もあると考えられます。

─なるほど。最近、ZigBeeアライアンスは攻勢をかけていて、2012年8月1日付けの「日本におけるスマートハウス標準化向け検討グループを結成」というプレスリリースで、「日本の家庭向けエネルギー管理用途に920MHz帯の使用を検討する新しい取り組みを発表」注12しました。

浅見:はい。こうなってくると、ZigBee IP環境におけるマルチホップによって、AルートもBルートも面倒を見ることも可能になります。しかもそれを使って、電気使用量のデータだけでなくガスや水道のデータの収集もできるはずです。そうすると、スマートメーターの通信インタフェースを「家庭内向けと家庭外向け」を同じIEEE 802.15.4g/4eにすれば、1つの通信インタフェースカードで済みます。これに対して家庭外(屋外)向けにLTE(あるいはWiMAX)を使うとすると、スマートメーターにはIEEE 802.15.4g/4e(家庭内向け)とLTE(家庭外向け)の2つの通信インタフェースカードが必要になってしまいます。

─それは不経済ですね。しかし、セキュリティ上はプロトコルは違っていたほうが安全という見方もあるようですが。

浅見:そこは、各スマートメーター納入業者の腕の見せどころだと思います。また、ZigBeeマルチホップは、東電の既設の光ファイバのあるところ以外では、ファイバ敷設から設備投資しなければならないため(コンセントレータから東電までの区間)、コスト面で現実的でありません。このため、LTE等の1:N無線が検討されているわけです。値段を下げようとしたら、通信インタフェースカードは1種類のほうが有利なのですが、住宅の密集度や地域の特性によって、(1種類のカードか2種類のカードを)使い分ける必要があります。

なお法的な面から、各メーターの有効期間(寿命)は、計量法施行令〔別表第三(第十二条、第十八条関係)注13〕によって、電力量計とガスメーターは10年、水道メーターは8年ですので、通信インタフェース部も最低10年ぐらいはもたせる必要があります。


▼ 注11
Wi-SUN(ワイサン):Wireless Smart Utility Networks。

▼ 注12
ZigBee Alliance Forms Group Examining Japan’s New Smart Home Recommendations(http://www.zbsigj.org/archives/1612)、「IEEE 802.15.4gをベースにした920MHz帯のZigBeeIP上でのECHONET Liteのアプリケーション動作を評価することになっています。また、日本の920MHz帯に向けたZigBee Smart Energy version 2(編注:SEP 2)の提供も検討します」と明言。

▼ 注13
計量法施行令の別表第三(第十二条、第十八条関係)を参照。http://law.e-gov.go.jp/htmldata/H05/H05SE329.html

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