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総務省様・文部科学省様 21世紀にふさわしい学校教育の実現に向けた実証研究(2)

概要

「フューチャースクール推進事業」「学びのイノベーション事業」を通じ明らかになったICT環境の課題

政府は、21世紀にふさわしい学校教育の実現に向けた取り組みを進めています。ここでは、総務省「フューチャースクール推進事業」、文部科学省「学びのイノベーション事業」を通じ明らかになったICT環境の課題を整理します。

本実証研究のICT環境
【写真】本実証研究のICT環境

課題

ICT環境と利用上の特性に基づくICT環境の新たな課題

本実証研究で整備したICT環境は、広く一般的に活用され、実績のある技術を適用しています。個々の技術は一般的であるものの、システム全体としては前例のないICT環境であると評価されます。従来にはないICT環境の特性として、児童1人1台のタブレットPC、タブレットPCのバッテリー稼動、無線LANによるネットワーク接続が挙げられます。また、一般的なICT環境と異なる特徴として、これらのICT機器を情報システムの利用を想定した構造ではない普通教室で同時に利用することが挙げられます。ICT環境の利用上の特性として、クラス単位での同時アクセス、紙媒体の教材とデジタル教材との併用が挙げられます。実証研究を通し、ICT環境面の新たな課題として、「電波干渉等による無線ネットワークへの影響軽減」、「バッテリー切れへの事前回避」、「ICT機器の廃熱対策」、「デジタルとアナログの学習成果の融合」の課題が明らかになりました。

そこで、ICT環境全体への影響が大きい、「電波干渉等による無線ネットワークへの影響軽減」について、解決方法と成果を以下に示します。

実証研究の特性に基づく新たな課題
【図1】実証研究の特性に基づく新たな課題

解決策

無線LANのドライバの仕様を踏まえた通信速度等への影響軽減

無線LANのネットワークは、隣接する無線LANのアクセスポイントや外部からの電波等により電波干渉が発生し、通信速度の低下等が生じる可能性があります。本事業では、各教室に設置された無線LANのアクセスポイントで使用する周波数帯を、電波干渉が生じないよう、自動的かつ動的に割り当てています。外部からの電波等による電波干渉が生じた際には、外部からの電波等で使用する周波数帯を除外し、各無線LANのアクセスポイントで使用する周波数帯を自動的に変更しています。

調査の結果、外部からの電波等による電波干渉以外に、タブレットPCの無線LANアクセスを制御するドライバの仕様が、通信速度等に影響を与えることが明らかになりました。一般的にIEEE 802.11a/b/g/nでの無線LANのネットワークでは、2.4GHz帯と5GHz帯の電波帯域を利用しています。本事業では2.4GHz帯を中心に、無線LAN環境を設計していましたが、タブレットPCの無線LANのアクセスを制御するドライバの仕様上は、5GHz帯が優先的に接続されることが明らかになりました。その結果、2.4GHz帯より、5GHz帯に設定された無線LANのアクセスポイントに、タブレットPCからの接続が集中し、全体の通信速度等が悪化することが確認されました。

この結果より、タブレットPCの無線LANのドライバの仕様を踏まえ、5GHz帯を中心に、無線LANのアクセスポイントの設計を見直すことで、通信速度等への影響を軽減することができました。

無線LANのアクセスを制御するドライバの仕様による通信速度等への影響
【図2】無線LANのアクセスを制御するドライバの仕様による通信速度等への影響
(「西日本地域におけるICTを利活用した協働教育等の推進に関する調査研究報告書」より抜粋)

成果

多面的な調査・分析による無線LANネットワークの品質確保

本実証研究では、タブレットPCのドライバの仕様を踏まえ、5GHz帯を中心に、無線LANのアクセスポイントの設計を見直しましたが、5GHz帯を採用する場合、立地環境によっては、衛星からの電波の影響を受け、1分程度使用できない可能性があります。

無線LANネットワークの品質の向上にあたっては、建造物等構造物の形状(木造・鉄筋、広さ等)による無線LANのアクセスポイント同士の電波干渉、周辺の電波環境の特性による外部からの電波等による電波干渉、接続する端末の特性による無線LANのドライバの仕様を多面的に調査・分析し、無線LANのネットワークを設計する必要があることが明らかになりました。また、導入後1か月間程度は、無線LANネットワークの品質が確保されているか、電波干渉状況等をモニタリングする必要があることがわかりました。

今後、これら成果を活用し、校舎の形状や規模等に応じた無線LANネットワークの設定ポイントやチューニング方法を整理し、1人1台環境推進に向けた国のガイドライン等に盛り込んでいくことを提言しております。

無線LANネットワークの品質向上の3要素
【図3】無線LANネットワークの品質向上の3要素

掲載日:2012年7月3日
(公共事業部 シニアコンサルタント 今林 雅俊)


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