電波の世代交代を、
体で覚える。
IoT通信のサポートに携わる技術者のための独習室。移動通信の仕事の本質は「移行」——古い網は沈み、新しい網が立ち上がり、その狭間で機器は動き続ける。本教材では全編を通じて旧方式を夕日色、新方式をティールで示す。色の文法を先に覚えてほしい。
CHAPTER 01移動通信の世代史 ― 1Gから5Gまで
世代（Generation）をクリックして、各時代の「音声・SMS・データ」の運ばれ方を確認せよ。注目すべきは、回線交換（CS）の領土が世代を追うごとに縮み、パケット／IPに置き換わっていく流れである。
3G停波（サンセット）という事件
いま現場で起きている最大の「移行」が3G停波だ。国内外のMNOが順次3G網を終了しており、CS音声・CS-SMSに依存した旧世代IoT端末を積んだ機器は、停波と同時に通信機能を失う。IoT機器は稼働10年超が当たり前——網の寿命より機器の寿命のほうが長い。この非対称こそ、我々の仕事が存在する理由である。停波影響調査では「音声（緊急通報含む）・SMS・データのどれが、どの方式で実装されているか」を国・キャリアごとに一つずつ潰す。
CHAPTER 02ネットワークの骨格
どの世代も構造は同じ三層だ：端末（UE/IoT端末） — 無線アクセス網（RAN） — コア網。世代が変わると、この登場人物の名前が変わる。対応表を頭に叩き込めば、海外MNOとの会議で迷子にならない。
| 役割 | 3G (UMTS) | 4G (EPS) | 5G (5GS) |
|---|---|---|---|
| 基地局 | NodeB | eNodeB | gNB |
| 在圏管理・シグナリング | MSC/VLR・SGSN | MME | AMF |
| ユーザーデータ転送 | GGSN | S-GW／P-GW | UPF |
| 加入者データベース | HLR | HSS | UDM |
| 音声の主役 | MSC（回線交換） | IMS（VoLTE） | IMS（VoNR） |
| SMSの中核 | SMSC（MAP経由） | SMSC（SGs/IMS経由） | SMSF＋SMSC |
実務メモ：会議で相手が「コア側」と言ったら、まずどの世代の話かを確認する癖を。同じ「加入者DB」でも HLR/HSS/UDM では挙動も接続方式も違う。
データ通信を一手ずつ追う ― Attachからパケット疎通まで
「次へ」で一手ずつ進む。音声・SMSより先に、まずデータの土管がどう掘られるかを体で覚える。障害切り分けの主戦場はこの経路である。
CHAPTER 03SIMの解剖学 ― 三つの番号を触って覚える
SIM実務の9割は「どの番号の話をしているか」の整理である。下の番号の各パーツをクリックして構造を確認せよ（番号は教材用の架空例）。
ICCID ― カードの製造番号
IMSI ― 加入者の国際的な背番号
MSISDN ― いわゆる「電話番号」
番号だけでは繋がらない ― 認証鍵 Ki と AKA
SIMの本体は番号ではなく秘密鍵（Ki）である。網と端末は乱数チャレンジを使ったAKA（Authentication and Key Agreement）で「同じKiを持っているか」を照合し、盗聴防止の暗号鍵もここから導出する。Kiは絶対にSIMの外に出ない——ゆえに、プロファイルを書き換えるeSIMの世界では「鍵をどう安全に遠隔搭載するか」が産業の中心課題になった。それが次章のRSPである。
CHAPTER 04eSIM／RSP三規格 ― SGP.02・SGP.22・SGP.32
物理SIMの差し替えができないIoT端末組込チップ（eUICC）では、RSP（Remote SIM Provisioning）＝プロファイルの遠隔書き込みが生命線となる。GSMAの三つの規格ファミリーを、タブで比較せよ。IoT機器の主戦場は歴史的にSGP.02、そして今後はSGP.32への移行が論点である。
実務メモ：eUICC運用規程の確認は、Local MNO → eUICCサプライヤー → IoT端末サプライヤー → 最終確認、のように関係者の順番を設計してから回すこと。順番を間違えると往復が倍になる。
CHAPTER 05音声の移行 ― CSからVoLTE、そしてVoNRへ
音声は「回線交換（CS）で電話網が運ぶもの」から「IMSの上をSIPで流れるデータ」へと正体を変えた。この一点を理解しない限り、VoLTEローミングも緊急通報も語れない。
| 方式 | 仕組み | 位置づけ |
|---|---|---|
| CS音声（2G/3G） | MSCが回線を張る伝統方式 | 停波とともに消滅へ |
| CSFB | LTE在圏中、発着信の瞬間だけ3G/2Gへ「落ちて」CSで通話（TS 23.272） | VoLTE普及までの橋 |
| VoLTE | IMS上のSIPセッションとして音声を運ぶ。プロファイルはGSMA IR.92 | 現在の主役 |
| SRVCC | VoLTE通話中にLTE圏外へ出る際、通話を切らずCSへハンドオーバー（TS 23.216） | 移行期の安全網 |
| VoNR | 5G NR上のIMS音声。プロファイルはGSMA NG.114 | 次の主役 |
動くシーケンス図：VoLTE発信の流れ（簡略版）
「次へ」で一手ずつ進む。誰が・誰に・何を送るかを口で言えるようになったら合格。
緊急通報とeCall ― 音声移行の最難関
緊急通報（日本の110/119、欧州の112等）は「必ず繋がる」ことが法的要請であり、IMSではIMS緊急セッション（TS 23.167）として特別扱いされる。組込では欧州のeCallが代表例：事故時に車両が自動で112に発信し、位置情報等を含むMSD（Minimum Set of Data、CEN EN 15722）をPSAP（公共安全応答機関）へ届ける。2018年以降のEU新型車に搭載が義務付けられた（EU規則 2015/758）。初期のeCallはCS音声にデータを重畳するインバンドモデム方式（TS 26.267）で、3G停波に伴いIMSベースのNG-eCallへの移行が進む——ここでも「移行」が主戦場である。
CHAPTER 06SMSの移行 ― 四つの運ばれ方
SMSは1980年代生まれの最長老サービスだが、驚くべきことに中身の書式（TPDU）はほぼ不変のまま、運び方だけが世代ごとに変わってきた。M2M/IoT機器ではSMSがIoT端末の遠隔起動（ウェイクアップ）等に今も現役なので、この四方式の区別は必修である。ボタンで切り替えて経路の違いを見よ。
実務メモ：海外MNOと「SMSが届かない」を調査する時、最初の質問は常に「この回線のSMSはどの方式で終端していますか」。方式が分かれば、見るべきノードとログが決まる。
MT-SMS（SGs方式）を一手ずつ追う ― 「届かない」の解剖台
受信SMSは蓄積転送＋呼び出し（ページング）の二段構え。CASE 05の障害はこの流れの中で起きる。VoLTE・データと見比べると、三者の「別の土管」ぶりがよくわかる。
CHAPTER 07国際ローミング ― S8HRとLBO
IoT機器は生まれた国を離れて動く。VoLTE時代のローミングには二つの思想がある。トグルで経路の違いを確認せよ。
実務メモ：S8HRは展開が速い反面、緊急通報や合法傍受など「訪問国の制度」との整合が論点になりやすい。海外MNOとの技術調整で必ず確認する項目リストを自分用に育てておくこと。
CHAPTER 08IoT通信実務 ― 機器と網の間に立つ
登場人物の整理
| プレイヤー | 役割 | 我々との接点 |
|---|---|---|
| 機器メーカー（OEM） | 機器とサービスの責任者 | 通信要件の発生源。仕様確認・量産運用支援 |
| 通信モジュールサプライヤー | 組込通信ユニットの製造 | モデム挙動・AT/ログの一次情報 |
| eUICCサプライヤー | チップSIMとOS | プロファイル仕様・RSP運用規程 |
| ホームMNO／海外MNO | 回線とプロファイルの提供者 | 技術調整・トラブル解析の相手方 |
| IoT回線管理PF（DCP・Jasper等） | 回線の開通・状態・課金の管理画面とAPI | SIMオーダー運用・ステータス確認 |
| PSAP・規制当局 | 緊急通報の受け手／各国ルール | eCall・データ越境等のコンプライアンス |
M2M SIMのライフサイクル
組込SIMは人間のスマホと違い、製造ラインで組み込まれ、船で運ばれ、販売国で開通し、10年以上使われ、廃棄で終わる。工場出荷時のブートストラップ・プロファイル → 販売国MNOプロファイルへの切替（SGP.02のSM-SR/SM-DP経由）→ 商用運用 → 3G停波等のイベント対応、という長い旅である。APNは多くの場合OEM専用の閉域構成で、一般のインターネットとは分離される。
トラブルシューティングの型
実戦での基本形は五段：①事象の一文化（誰が・いつ・どこで・何が・どの範囲）→ ②レイヤ切り分け（電波／アタッチ／認証・SIM／セッション／サービス）→ ③ログの事前精査（会議の前にベンダーログを読み、論点を作っておく）→ ④多国間会議の運営（アポ調整・司会・その場での合意形成・ラップアップ）→ ⑤書面でのタスクフォロー（期限と担当者を必ず文字にする）。技術力と同じくらい、③と⑤の地味さが解決速度を決める。
CHAPTER 09プロファイルの解剖学 ― SIMの「中身」はこう作られる
SIMカードやeUICCの物理チップは、ただの金庫にすぎない。通信事業者の加入者としての人格——番号・鍵・アプリ・規則——はすべてプロファイルというデータの束が担う。障害調査で「SIMが悪い」と言うとき、実際に疑っているのはこの束の中身である。各層をクリックして分解せよ。
↑ 層を選択すると、中身と実務の勘所が展開される。
プロファイルは「どう作られる」か ― 記述形式の標準化
かつてプロファイルの中身の表現はSIMベンダーごとの方言だった。eSIM時代にこれを共通化したのがTCA（Trusted Connectivity Alliance、旧SIMalliance）の eUICC Profile Package：Interoperable Format——プロファイルをASN.1/DERで機械可読に記述する「共通言語」である。MNOが論理内容（どのファイルに何を入れるか）を決め、記述形式はTCA共通、暗号化して運ぶ器はGSMA RSP（SGP.02/22/32）のBPP（Bound Profile Package）、工場と鍵管理の安全はGSMA SAS認定——「中身はMNO、言語はTCA、輸送はGSMA」という三層分担を覚えれば全体が見通せる。
CHAPTER 10受け渡しの実務 ― Input File / Output File とチップメーカー
SIMの発注は「物の売買」ではなく「秘密の共同製造」である。MNOとSIMベンダー（チップメーカー）の間を、Input File（発注データ）とOutput File（納品データ）が往復し、その中身がそのままHSS/AuCと在庫システムに流れ込む。この往復を「次へ」で一手ずつ追え。
ファイルに載る主役たち ― クリック辞典
Input/Outputに載る各項目をクリックで展開。「MNOごとに何が違うか」まで頭に入れば、他社案件でも初日から会話ができる。
↑ 項目を選択せよ。
架空Output Fileを読む ― フィールドをクリック
以下は完全な架空レコードである（実在の番号・鍵とは無関係）。各フィールドをクリックして読解せよ。
↑ フィールドを選択せよ。
CHAPTER 11番号情報の旅 ― SIMごとのMSISDNをサービスサーバーへ
IoTサービスの裏側では、ICCID（カード）・IMSI（加入者）・MSISDN（電話番号）の三点対応表が、SIM在庫からサービスサーバーまで旅をする。この対応表が一行でもズレると「SMSウェイクアップが届かない」「知らない番号から通信が来る」が起きる。旅程を一手ずつ追え。
CHAPTER 12回線管理プラットフォーム（CMP） ― コアネットワークとの位置付け
CMP（Connectivity Management Platform）は、大量のIoT回線のライフサイクル——開通・休止・プラン変更・使用量監視——をAPIと管理画面で操作する層である。コアネットワークが「土管と関所」なら、CMPは「営業所の窓口」。五つの層をクリックして、どこで何が起きるかを掴め。
↑ 層を選択せよ。
コア vs CMP ― 責任分界を切り替えて見る
CHAPTER 13IPプール・IPv6・DNSフィルタ ― データ土管の「住所」と「関所」
接続が張れたあとの世界を設計するのが本章である。MNOは機器群にどの住所（IP）を、どれだけ（プール）、どの版で（v4/v6）配り、どこへの通信を許すか（DNSフィルタ）を決める。ここはMNOとIoTメーカー（OEM）の要求が正面衝突する交差点でもある。
① IPプールの設計と拡大 ― クリック解剖
↑ 論点を選択せよ。
② IPv6対応・完全版 ― MNOに「v6必須」と言われたOEMは何をするか
3GPPのIPv6は固定回線と流儀が違う。ベアラごとに/64プレフィクスが一つ配られ、アドレスは端末がSLAACで自作する——この一点を知らないと検証計画のすべてがズレる。「次へ」で流れを掴め。
③ DNSフィルタリング ― 「行き先」を名前で縛る関所
↑ 通信先の例をクリックして、関所の判定と理由を見よ。
CHAPTER 14eCall / PSAP 深掘り ― 失敗が許されない通話
本章は本教材でいちばん背筋の伸びる章である。緊急通報はCHAPTER 05「音声の移行」の縮図——ただし、こちらは失敗が許されない側の縮図だ。制度・データ・技術の三層で解剖する。
① 制度地図 ― 三つの世界
↑ 地域を選択せよ。
② MSD ― 140バイトに命を載せる
MSD（Minimum Set of Data）は事故情報の最小データセット（EN 15722、140バイト）。中身は：フォーマット版数／メッセージID／制御ビット（自動・手動の別、テストコールの別）／車両識別（VIN）／推進種別（ガソリン・EV等：救助隊の感電・火災対応が変わる）／タイムスタンプ／現在位置と直近位置・進行方向（トンネル・高速の上下線判定に効く）／乗員数（任意）等。140バイトは「劣悪な電波でも確実に届く」ための制約であり、この小ささこそが設計思想である。
③ CS eCall と NG-eCall ― 音声の移行の縮図
回線交換の112音声通話の音声チャネルにMSDをインバンドモデムで変調して流す（TS 26.267系）。「電話にFAXを同居させる」執念の技術。3G停波でこの土台自体が消えていく。
IMS緊急セッション（TS 23.167）として確立し、MSDはSIPシグナリングに載せて送る。VoLTE/5G時代の正道。PSAP側のIP対応と移行期の相互接続が論点。
④ 動くシーケンス ― トリガから救助、コールバックまで
CHAPTER 15ATコマンド実践 ― 黒画面の素振り
モジュールと会話する共通言語がATコマンド（3GPP TS 27.007）である。下のシミュレーターでシナリオを選び、コマンドを叩け。応答の読み方と「次の一手」を道場が併走解説する。新人の素振り用——手が覚えるまで繰り返せ。
切り分けの黄金律 ― 六段を下から順に
①電源とAT応答（会話できるか）→ ②SIM認識（AT+CPIN? / AT+CIMI）→ ③電波（AT+CSQ）→ ④登録（AT+CEREG?＋拒否理由）→ ⑤ベアラとIP（AT+CGPADDR）→ ⑥上位疎通（ping/TLS）。上の段の異常は、下の段が健全であって初めて意味を持つ。飛ばした段の数だけ、調査はやり直しになる。
+CEREG ステータス早見
| 値 | 状態 | 次の一手 |
|---|---|---|
| 0 | 未登録・探索もしていない | SIM認識と無線設定を疑う |
| 1 | 登録済（自網） | 正常。次の段（ベアラ）へ |
| 2 | 未登録・探索中 | 電波・バンド設定・時間経過を観察 |
| 3 | 登録拒否 | 拒否cause（下表）の特定へ進む |
| 4 | 不明 | 圏外相当。アンテナ・場所 |
| 5 | 登録済（ローミング） | 正常。国際案件ではむしろ期待値 |
代表的Reject Cause（TS 24.301 / 24.008）
| Cause | 意味 | 典型犯人 |
|---|---|---|
| #2 | IMSI unknown in HSS | HSS未投入・解約済（CH10の投入漏れ） |
| #3 / #6 | Illegal UE / ME | 認証失敗・IMEIブロック |
| #7 | EPS services not allowed | 契約種別とサービスの不一致 |
| #11 | PLMN not allowed | ローミング協定・許可国リスト外 |
| #13 | Forbidden TA | 地域規制・TAC単位の制限 |
| #15 | No suitable cells in TA | 在圏許可なし（ログ演習CASE 01） |
| #27 | Unknown APN（ESM） | APN設定ミス（ログ演習CASE 02） |
CHAPTER 163GPP読解入門 ― 仕様書という言語
この業界の「原典」は3GPP仕様書である。読めれば、伝聞ではなく一次情報で戦える。まずシリーズ番号＝図書館の棚という感覚を作る。棚をクリックせよ。
① 棚の地図 ― シリーズ番号
↑ 棚を選択せよ。本教材で登場した仕様がどの棚の住人か分かる。
② 仕様番号の解剖 ― 「TS 23.401 V17.4.0」をパーツごとにクリック
CHAPTER 03の番号解剖と同じ操作系である。学びは接続する。
↑ パーツを選択せよ。
③ shall / should / may ― 法律用語として読む
| 語 | 意味 | 会議での戦術価値 |
|---|---|---|
| shall | 義務。やらなければ非準拠 | 「shall違反です」は場を一撃で決める最強札。乱発すれば信用を失う |
| should | 推奨。外すなら合理的理由が要る | 「should止まりですよね」は相手の要求を値切る防御札 |
| may | 任意。実装依存 | 「mayなので実装依存です」の一言に、IMS実装差異の多くが棲んでいる。相互接続障害の巣 |
CHAPTER 17位置・通信観測の基礎 ― LTE/5Gとローミング
通信網は「人を直接追う」のではなく、加入者・端末・セッション・在圏情報を管理する。その結果として、適法な権限と事業者の正規手続きの下では、位置情報の提供やLawful Interception（LI：合法的傍受）を支える技術体系が成立する。本章では、公開規格の範囲でネットワーク技術者が知るべき構造だけを扱う。
LTE Attachを一手ずつ追う
「次へ」で一手ずつ進む。UE → RAN → MME → HSS → Gatewayの役割分担を口で説明できれば、4Gコアの見通しが一気によくなる。
4G ↔ 5G ノード対応をクリック比較
役割をクリックすると、4Gと5Gで「何が同じで、何が変わったか」を表示する。
位置情報の精度は一段ではない
| レベル | 代表情報・方式 | 理解のポイント |
|---|---|---|
| 在圏エリア | TAI / Tracking Area | Idle時はセル単位を常時把握しているとは限らない。 |
| Serving Cell | ECGI / NR Cell Identity | 接続中のセルは分かるが、基地局位置＝端末位置ではない。 |
| 無線測位 | E-CID、OTDOA、UL/DL-TDOA、Multi-RTT等 | 複数の無線測定値を用いる。精度は環境・実装・端末対応に依存。 |
| 衛星測位連携 | A-GNSS等 | 良好な条件では高精度になり得るが、常時同じ精度ではない。 |
IdleとConnected ― 「常時ピンポイント追跡」ではない
LTEのUEがECM-IDLEなら、MMEが常に現在セルを保持しているという理解は誤りである。基本はTracking Area単位で管理し、着信等ではPagingを行い、UEが応答してConnectedになることでServing Cellが具体化する。移動中のConnected UEではMeasurement ReportやHandoverによりServing Cellが変化するため、ネットワークのmobility情報は移動経路を理解する材料になり得る。
Lawful Interception ― IRIとCCを分ける
| 区分 | 意味 | イメージ |
|---|---|---|
| IRI | Intercept Related Information | 通信に関連する識別・時刻・セッション・位置関連情報等。 |
| CC | Content of Communication | 対象サービスにおける通信内容。 |
重要なのは、ネットワークがIPパケットを運べることと、アプリケーションの平文を読めることは別問題だという点である。E2EEされたアプリ通信では、MNOが転送経路を提供していても、そのことだけでアプリ内コンテンツを平文取得できるわけではない。
海外ローミング：S8HR / LBOを切り替えて観測点を見る
| 観測対象 | VPLMN | HPLMN |
|---|---|---|
| 現地RAN・Serving Cell | 直接扱う | 通常は限定的 |
| 加入者プロファイル | 必要範囲を受領 | 中心的に管理 |
| Home Routed IP Session | 訪問側経路を担当 | H-PGW等がセッションを担当 |
| Home IMSのサービス情報 | 構成依存 | Home IMS構成なら中心的 |
したがって海外ローミングでは、Radio/Mobility、Subscriber Identity、IP Session、IMS Serviceの観測点が同じ事業者に集中しないことがある。IoT機器ではさらに、Radio MNO、IMSI発行主体、IoT CMP、サービスBackendが分離し、機器シリアル → 通信モジュール → ICCID → IMSI → Session → Visited PLMNというIdentity Resolutionが実務上の核心になる。
障害切り分けシミュレーター ― 症状から調査経路を組み立てる
現場では「ノードから考える」のではなく、まず症状からレイヤを切る。症状を選び、表示される確認結果をたどって調査方針を組み立てる。
ノード実務辞典 ― 何を持ち、どのログを見て、どこを疑うか
通信障害対応は「ノード名を知っている」だけでは足りない。そのノードが何を知っているか、どのインターフェースを持つか、障害時に何を確認するかまで一体で覚える。
CHAPTER 19実戦演習 — ログ・トリアージ道場正解 0 / 6
本物の切り分けは、きれいな解説からではなく雑多なログの中から「一行」を見つけるところから始まる。 以下は実際の障害パターンを規格ベースで再構成した架空ログである（識別子はすべてダミー）。 最も怪しい行をクリックせよ。外れた行にも「なぜ違うか」を答える。
CHAPTER 18用語集
CHAPTER 20理解度チェック ― 基礎10問
全問回答後に「理解度を確認」を押せ。7問以上を基礎理解の目安とする。
