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無線LANとは
無線LANとWi-Fiの違い
無線LAN
無線LANとは、電波による無線通信を利用して、パソコン・スマートフォン・タブレット端末など、複数の機器間でデータの送受信を行う構内ネットワーク（LAN：Local Area Network）のことを指します。一般的にはIEEE 802.11規格に準じた製品で構成されるネットワークのことを、無線LANと呼んでいます。
Wi-Fi
無線LAN製品の普及促進を図ることを目的としたアメリカの業界団体「Wi-Fi Alliance」が定義したブランド名のことをいいます。Wi-Fi Allianceが定める相互接続性認証試験に合格した製品のみ、Wi-Fiと呼ぶことができ、「Wi-Fi CERTIFIED」のロゴマークの使用が許可されます。
技術基準適合証明（技適）
電波法の技術基準に適合することを証明する制度であり、通称「技適」と呼ばれます。この証明がないと、日本国内において電波を発信することができません。 一般に使用する無線機の殆どに特定無線設備の技術基準適合証明等のマーク（技適マーク）が付いています。技適マークが付いていない無線機は、「免許を受けられない／違法になる」恐れがあるため、無線機を購入・使用する際は注意が必要です。
無線LANの知識 - 基礎編 -
無線LANの規格
標準規格
IEEEが策定している無線LANの標準規格が「IEEE 802.11」です。さらに各規格は「IEEE 802.11a」のように末尾のアルファベットで区別され、現在までに30以上の規格が制定されています。
規格の種類
伝送規格として、11b / 11a / 11g / 11n / 11ac / 11ax / 11beが定義されています。
| 規格 | 周波数（帯） | 速度（最大） |
|---|---|---|
| IEEE802.11b | 2.4GHz | 11Mbps |
| IEEE802.11a | 5GHz | 54Mbps |
| IEEE802.11g | 2.4GHz | 54Mbps |
| IEEE802.11n（Wi-Fi 4） | 2.4GHz/5GHz | 600Mbps |
| IEEE802.11ac（Wi-Fi 5） | 5GHz | 6.9Gbps |
| IEEE802.11ax（Wi-Fi 6） | 2.4GHz/5GHz | 9.6Gbps |
| IEEE802.11ax（Wi-Fi6E） | 2.4GHz/5GHz/6GHz | 9.6Gbps |
| IEEE802.11be（Wi-Fi7） | 2.4GHz/5GHz/6GHz | 46Gbps |
出るにつれて
高速化している
3つの帯域（2.4GHz帯と5GHz帯と6GHz帯）
2.4GHz帯と5GHz帯と6GHz帯
無線LANで使われている帯域は、2.4GHz帯（802. 11b/g/n）、5GHz帯（802.11a/n/ac/ax）、6GHz帯（802.11ax/be）の3つです。具体的には、これらの周波数帯の中からさらに22MHz程度の帯域幅をもつ「チャンネル（ch）」を使って、相手と通信します。
| 帯域 | メリット | デメリット |
|---|---|---|
| 2.4GHz帯 |
|
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| 5GHz帯 |
|
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| 6GHz帯 |
|
※一般的にVLP（Very Low Power）モードでの利用であれば屋外利用可能。ただし、出力が非常に低いため広範囲の通信には向いていません |
ほとんどの無線LAN機器はこの2.4GHz帯に対応しています。1～13チャンネルまで選択が可能で、日本国内で802.11bのみ、14チャンネルも利用可能です。一つの通信で使用する帯域幅が22MHzほどあるため、約4チャンネル強を占有します。そのため、電波干渉無しで通信できるのは実質3チャンネルまでとなります。Wi-Fiのほかにも、Bluetoothやコードレス電話、電子レンジなど、さまざまな機器が同じ周波数帯に同居しているため、電波干渉を引き起こしてしまうことがあります。
5GHz帯は、W52（36,40,44,48ch）、W53（52,56,60,64ch）およびW56(100,104,108…140ch）の計19チャンネルで選択が可能です。家電製品などに使われないため、干渉が少なく安定した通信が望めます。帯域も2.4GHz帯と比べてかなり広く、4チャンネルごとに利用します。
しかし、壁などの障害物に対しては、2.4GHz帯に比べると透過性が劣り、壁に遮蔽された場所などでは不安定になることもあります。また5GHz帯は、気象レーダーや航空機のレーダーも利用しているため、これらのレーダーに影響を与えない機能の搭載が法律上義務づけられています。
| タイプ | 屋外利用 | 気象レーダー | 備考 |
|---|---|---|---|
| W52 （36～48ch） |
× | 影響なし | 屋内利用ではもっとも有効 |
| W53 （52～64ch） |
× | 検知時停波 | 気象レーダがない場所では有効 |
| W56 （100～140ch） |
○ | 検知時停波 | 屋外利用可能／気象レーダがない場所では有効 |
6GHz帯は、Wi-Fi 6E(IEEE802.11ax)およびWi-Fi7(IEEE802.11be)といった次世代の規格で利用される新しい周波数帯です。日本国内では、5945MHzから6425MHzまでの範囲が利用可能です。これにより、20MHz幅のチャネルを最大24個利用できます。この広帯域のおかげで、集合住宅やオフィスビルなど、APが密集する環境でも各APが干渉を避けた最適なチャネルを自由に選択できるようになり、高速で安定した通信が可能です。
一方で、5GHz帯と同様に壁などの障害物には弱く、電波の透過性は低いです。
マルチリンクオペレーション（MLO）は、Wi-Fi 7で導入された新しい技術です。これは、複数の周波数帯（2.4GHz、5GHz、6GHz）を同時に使用して、通信の速度と安定性を高めるものです。従来のWi-Fiが単一の周波数帯で通信していたのに対し、MLOは複数の帯域をまとめて使うことで、まるで一本の太い通信経路を確保するような効果があります。これにより、通信の遅延が減り、混雑した環境でもよりスムーズな通信が可能になります。高画質な動画やAR/VRなど、大容量の通信が必要な用途で特に有効です。
320MHzチャネルボンディングは、Wi-Fi 7で導入された技術で、特に6GHz帯の広い帯域を利用します。これは、従来のWi-Fi規格が使用していた最大160MHz幅のチャネルを2つ束ねて、320MHzという広大なチャネル幅を一度に使うことを可能にします。 この技術により、データの転送速度が飛躍的に向上し、8K動画のストリーミングや、クラウドゲーミング、そして大量のデータを扱うアプリケーションの利用がよりスムーズになります。
各Wi-Fiの利用シーン例
少人数で限られた通信量でよい。
小規模オフィス等。
一人暮らしやそれほどネットワークを
利用しない家庭等。
同時に接続する環境。
中規模オフィス等。
動画視聴。
比較的通信量が多い家庭向け等。
複数拠点間での通信を必要とする。
企業の大規模ネットワーク等。
可能性のある環境。
教育機関や会議室等。
リアルタイム性が求められる環境。
イベント会場など。
求められる通信が必要。
VR/eスポーツ/8K映像
ストリーミング等。
無線LANアクセスポイント
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無線LANの知識 - 応用編 -
無線LANの電波干渉
電波干渉
電波干渉とは、同一チャンネル内に多数の無線が飛び込むことで、それぞれの無線がぶつかり合ってしまい、通信速度が低下することをいいます。無線LANの電波干渉の場合、近くにある他の無線機器が同じ（または近い）チャネルで使用されていると、お互いの電波が干渉して、無線の通信速度が低下することがあります。
電波干渉のおもな原因
- 同一チャンネルの電波が届いている場合
既設アクセスポイントのチャンネル設定ミスや配置が近い場合や、
隣接する施設からの外来波がある場合は、電波干渉を起こすことがあります。 - 同一周波数帯の電波が届いている場合
2.4GHzの無線LAN機器を、電子レンジやコードレス電話などが隣接しているところで
使用すると、電子レンジの電波干渉により、接続が切れてしまうことがあります。
2.4GHzはISMバンド（医療用装置、アマチュア無線、電子レンジなどに割り当てられた周波数帯）と重なるため、様々な機器の影響（ノイズ）を受けやすいのです。
- ＜混雑しやすい2.4GHz帯＞
-
電波干渉を防ぐには
- アクセスポイントの電波が互いに届かない場合は、同じチャンネルを設定します。
- アクセスポイントの電波が互いに届く場合は、重複しないチャンネルを設定します。
- アクセスポイントを密に配置する必要がある場合は、電波出力を弱くしたり、チャンネルの重複を認識した上で設定します。
- ＜設計イメージ＞
-
暗号化（セキュリティ）
認証と暗号化
有線LANでは「ケーブルを接続する」というアクションが、ある意味でセキュリティの一つになっています。無線LANでこれに相当するセキュリティを確保するために「認証」が必要です。
有線LANで通信の傍受は困難ですが、無線LANではだれでも容易に行うことができます。傍受を防ぐためには、通信を暗号化する必要があります。
| セキュリティの種類 | 暗号化 | 認証 | キー | MFP* |
|---|---|---|---|---|
| スタティックWEP | WEP | 64bit or 128bit | - | |
| ダイナミックWEP（IEEE802.1X） | WEP | RADIUS | - | |
| WPA-パーソナル | TKIP（AES） | ○ | 半角英数記号（8-63） | - |
| WPA2-パーソナル | AES（TKIP） | ○ | 半角英数記号（8-63） | ○ |
| WPA3-パーソナル | AES（TKIP） | ○ | 半角英数記号（8-63） | ○（必須） |
| WPA-エンタープライズ | TKIP（AES） | RADIUS | - | |
| WPA2-エンタープライズ | AES（TKIP） | RADIUS | ○ | |
| WPA3-エンタープライズ | AES（CNSA） | RADIUS | ○（必須） |
11ac対応製品のみ）
- 【暗号の強度について】
- CNSA＞AES＞＞TKIP＞WEPとなります。
WEPには脆弱性があります。利用は推奨できません。
セキュリティ構築
サービスの提供形態や規模によってセキュリティの種類を選択します。
WPA2-PSKやWPA3-SAEとも呼ばれます。
接続を許可したいクライアントに対しては、WPA2では事前共有キー（PSK）で、WPA3では同等性同時認証（SAE）により鍵交換をします。
無線アクセスポイントの設定のみで認証と暗号化を行えますので、手軽にセキュリティを確保できます。
認証用にRADIUSサーバーを使用します。
例えば、RADIUSサーバーに登録されているユーザーのみをLANへ接続できるように設定可能です。
無線アクセスポイントの設定にはRADIUSサーバー情報を設定するだけで詳細なユーザー管理を行うことができます。
WPA3では192ビットの暗号強度を実現しています。
通信方式（CSMA/CA）
CSMA/CA*方式
無線LAN通信において、各端末からのデータ同士の衝突を防ぐため、同一のチャネルに複数のユーザーがアクセスする際の競合を回避する、媒体アクセス制御方式のことをいいます。
誰かがデータを送信している間は待機するほか、データ同士の衝突を防ぐため、データ送信前も待機時間があり、スループット低下要因のひとつとなっています。
* CSMA/CA（搬送波感知多重アクセス/衝突回避）
- Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance
無線LANは1対1の通信
無線LANは複数の通信を同時に行うことはできません。端末台数が多くなると通信占有時間を確保しにくく、再送が多発すると全体のパフォーマンスが低下します。
一番の理想は、ひとつのアクセスポイントにつき数台の接続端末とし、至近距離で利用のがよいです。
無線LANについて、また無線LANに関係する商品のご不明点はもちろん、
「要件・要望に合わせた商品提案をしてほしい」「商品を購入する前に、まずは相談したい」など、
商品の選定・納期の遅延にお困りの皆様、ぜひ一度ご相談ください！
お問い合わせの際は、弊社営業担当 または
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