【超入門】BluetoothのClassとは？Classと通信距離との関係性は？

2021年12月2日2023年12月1日

こんにちは、ムセンコネクトCEOの水野です。（プロフィール紹介はこちら）

本テーマは動画解説をメインとしておりますが、テキストでの解説もご用意しております。
視聴が難しい方は本ページをスクロールしてご覧ください。

日頃お客様とお話をしていると、BluetoothのClassについて、正しく理解できていない方々がいらっしゃいます。そこで本日はClassに関する基本的な知識と、Classと通信距離との関係性について解説します。

BluetoothのClassとは？

Bluetoothではデバイスの最大送信出力に応じて分類わけが定義されています。これを『Power Class』といい、略して『Class（クラス）』とも呼ばれます。

Classによる分類わけはBluetooth ClassicとBLEで異なり、Bluetoothデバイスがサポートする最大電力設定（単位：mW）、または、送信出力（単位：dBm）に基づき、次のように定義されています。

Bluetooth ClassicのPower Class

Bluetooth ClassicのPower Classは全部で3つに分類されています。

Power Class	送信出力の要件
Class 1	100 mW（+20 dBm）≧ 送信出力 > 2.5 mW（+4 dBm）
Class 2	2.5 mW（+4 dBm）≧ 送信出力 > 1 mW（0 dBm）
Class 3	1 mW（0 dBm） ≧ 送信出力

BLEのPower Class

BLEのPower Classは全部で4つに分類されています。Classicと比較すると、同じPower Classでも送信出力に違いがあります。

Power Class	送信出力の要件
Class 1	100 mW（+20 dBm） ≧ 送信出力 > 10 mW（+10 dBm）
Class 1.5	10 mW（+10 dBm） ≧ 送信出力 > 2.5 mW（+4 dBm）
Class 2	2.5 mW（+4 dBm） ≧ 送信出力 > 1 mW（0 dBm）
Class 3	1 mW（0 dBm） ≧ 送信出力 ≧ 0.01 mW（-20 dBm）

この表に従ってClassを定義する場合、例えば弊社BLEモジュール『LINBLE-Z1』の送信出力は+4 dBmのためClass 2に相当、Long Range対応BLEモジュール『LINBLE-LR1』の送信出力は+8 dBmのためClass 1.5に相当します。参考にはなりますが、Bluetooth Classicとは？BLEとは？その違いについて下記の記事で解説しています。

Classと技適との関係性

一方で、日本でBluetoothデバイスを使用する際には技適（日本の電波法）に準拠する必要があります。現状、日本の電波法にあてはめると、Bluetoothデバイスの送信出力（空中線電力、または伝導電力）は以下の基準内に収めなくてはなりません。

Bluetooth Classic：3 mW/MHz以下（1MHz当たりの電力として規定）
BLE：10 mW以下（全電力として規定）
但し、量産のバラつきで+20%までは許容されているが、意図的に+20%上げた設定値をもたせることは不可

ClassはあくまでもBluetoothのルールであり、実現可能な最大送信出力はデバイスを使用する国や地域の電波法によって異なります。また、Bluetooth ClassicとBLEでも基準が異なるので注意が必要です。

Classと通信距離との関係性は？

お客様とお話していると『Classと通信距離』の関係性について、誤解をされている方がいらっしゃいます。このパートではよくありがちな誤解を例に挙げ、Classと通信距離の関係性について解説します。

よくある誤解①「通信距離ってClass 1は100m、Class 2は10m、Class 3は1mだよね」

まずは、通信距離という言葉について。Classに関する情報の中では『到達距離』と『通信距離』を混同して使用していることがあります。しかしながら、『到達距離』と『通信距離』の意味は大きく異なります。

『到達距離』とは、やり投げのようなイメージで単一方向に対して電波が届く距離を示しています。一方、『通信距離』とはキャッチボールのようなイメージで双方向に対して電波の送受信を繰り返せる距離を示しています。つまり、『到達距離』は送信側の出力が大きければ遠くまで飛ばせるのに対し、『通信距離』は双方の出力が強くなければ距離が伸びません。

さらに『通信距離』は通信仕様や環境、通信要件（データ通信ができるかではなく、接続が維持できるかどうか？など）によっても異なります。

大前提ですが、Bluetooth SIGがClass毎に規定しているのは『送信出力』のみであり、通信距離は定義していません。
つまり単純に「Class1だから100m」「Class2だから10m程度」と言えるわけではなく、『Class 1は100ｍ、Class 2は10m、Class 3は1m』というのは都市伝説的に言われているに過ぎません。

だからこそ重要なのは「実環境での実測」であり、机上での通信距離算出は非常に危険です。

そこで、通信距離に関する実データを基に、机上での通信距離算出が非常に危険な理由をお話していきます。