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無線LAN

読み：むせんらん　／　英語表記：wireless LAN

端末とネットワークの接続などに無線通信を用いるLANである。広く使われる方式はIEEE 802.11シリーズで規定され、アクセスポイントを介する構成などがある。インターネット接続そのものを意味する言葉ではない。

イマシルちゃんの解説

無線LANは、パソコンやスマートフォンなどを電波でつなぐLANだよ。
一般的には、無線の通信を中継するアクセスポイントに端末を接続するんだ。
端末までLANケーブルを引かなくても、同じネットワークのプリンタやサーバとやり取りできるの。
そのネットワークが外部へつながっていれば、インターネットも利用できるよ。

ただ、同じ周波数を使う機器が一斉に送ると、信号が重なって正しく届かないことがあるんだ。
そのため送信のタイミングを調整して、電波を分け合って使うよ。
また電波は周囲にも届くので、利用者の確認や暗号化と組み合わせて通信を守るんだ。

より深い解説

定義

無線LANは、電波を使ってデータリンク層までの通信を行うLANである。規格はIEEEの802.11シリーズで定められている。Wi-Fiは、業界団体Wi-Fi Allianceが相互接続性を認証した機器に付ける名称で、現在は世代を「Wi-Fi 6」のような番号でも呼ぶ。

主な規格

規格呼び名周波数帯最大の伝送速度（規格上）
IEEE 802.11b2.4GHz帯11Mbit/s
IEEE 802.11a5GHz帯54Mbit/s
IEEE 802.11g2.4GHz帯54Mbit/s
IEEE 802.11nWi-Fi 42.4GHz帯、5GHz帯600Mbit/s
IEEE 802.11acWi-Fi 55GHz帯約6.9Gbit/s
IEEE 802.11axWi-Fi 6 / 6E2.4GHz帯、5GHz帯（6Eは6GHz帯も）約9.6Gbit/s
IEEE 802.11beWi-Fi 72.4GHz帯、5GHz帯、6GHz帯約46Gbit/s

構成

用語意味
アクセスポイント（AP）無線の端末を束ね、有線のネットワークにつなぐ機器
インフラストラクチャモード端末がアクセスポイントを介して通信する、一般的な使い方
アドホックモードアクセスポイントを使わず、端末同士が直接通信する
SSIDネットワークを識別する名前

アクセス制御：CSMA/CA

有線のイーサネット（半二重）は、衝突を検知するCSMA/CDを使っていた。無線では、送信しながら衝突を検知するのが難しいため、衝突をできるだけ避けるCSMA/CA（Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance）を使う。

  1. 送信する前に、電波が使われていないかを確かめる（キャリアセンス）
  2. 空いていても、すぐには送らず、決められた時間とランダムな待ち時間（バックオフ）だけ待ってから送る
  3. 受信側は、正しく受け取れたらACKを返す。ACKが来なければ再送する

隠れ端末問題

アクセスポイントからは両方が見えるのに、端末同士は遠くて互いの電波が届かない場合、両者が同時に送信して衝突してしまう。これを隠れ端末問題という。送信前にRTS（送信要求）とCTS（送信許可）をやり取りし、ほかの端末に待ってもらうことで軽減できる。

セキュリティ

電波は壁を越えて届くため、通信の暗号化と利用者の認証が欠かせない。暗号化の方式はWEP、WPA、WPA2、WPA3と発展してきており、現在はWPA2以降、できればWPA3を使う。企業では、IEEE 802.1XとRADIUSサーバによる利用者ごとの認証と組み合わせることが多い。

周波数・変調・チャネル幅を区別する

無線LANの規格を比べるときは、使う帯域、変調の方式、アンテナを使う技術、チャネル幅を別々に確認する。同じ周波数帯を使う規格でも、伝送方式や速度は同じとは限らない。

規格基本的な特徴
IEEE 802.11a5GHz帯でOFDMを使う
IEEE 802.11b2.4GHz帯でDSSSやCCKを使う
IEEE 802.11g2.4GHz帯でOFDMなどを使い、従来方式との共存も扱う
IEEE 802.11nMIMOを利用し、20MHzと40MHzのチャネル幅を扱う

MIMOは複数のアンテナを利用する技術であり、単にチャネルを広げることとは異なる。また、40MHzでの動作には両端の対応と周囲の利用状況などの条件があり、常に広い幅で動くとは限らない。

実際の試験ではここに出る！全16問

ネットワークスペシャリスト

午前Ⅱ
午後Ⅰ

テクニカルエンジニア（ネットワーク）

午前

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