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LANの仕組み:短距離無線通信(Wi-Fi)の基礎知識3

短距離無線通信(Wi-Fi)の基礎知識

更新日:2021年2月25日(初回投稿)
著者:若井テクノロジオフィス代表 第一工業大学 元教授 若井 一顕

前回は、無線通信の仕組みとその変遷、身近な通信方式を紹介しました。今回は、LANの仕組みとWi-Fiについて解説します。

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1. イーサネットとは

LANは、イーサネット(Ethernet)によって構築されます。イーサネットは、アメリカの企業によって1980年に開発されたLAN規格で、1983年に標準化されました。接続形態には、基本的に1本の回線を複数の機器で共有するバス型が用いられます(第1回図2参照)。

理論物理学の世界では、20世紀初頭まで、エーテル(Ether)という光を伝える媒体の存在が信じられていました。宇宙空間を電波などが伝搬するには、空間がエーテルで満たされている必要があると考えられていたのです。イーサネットの語源は、このエーテルだといわれています。

20世紀になり、アインシュタインが相対性理論を発見する一つのきっかけになった有名な実験(マイケルソン・モーリーの実験)により、エーテルの存在は疑問視されました。その後、相対性理論の完成によって、エーテルの存在は完全に否定されます。現代ではもちろん、電波の伝搬はエーテルなしでも説明できます。

2. LANとWAN

LAN(Local Area Network、構内通信網)は、工場や会社、学校など、同一建物の比較的狭いエリアに分散した多数のコンピュータや端末、補助記憶装置を、私設回線で接続して通信を行うネットワークタイプです。LANの接続形態(トポロジ:Topology)には、スター型、バス型、リング型があります(第1回図2参照)。また、LANの種類には、有線LANと無線LANがあります。

WAN(Wide Area Network、広域通信網)は、LANとLANを結び、電話回線などを利用して広域で通信を行うネットワークタイプです。インターネットもWANの一つです(図1)。

図1:LANとWAN

図1:LANとWAN

LANとLANを接続する装置には、ハブ、リピータ、スイッチングハブ、ルータ、ゲートウェイなど、さまざまな種類があります。

・ハブ(Hub)
ハブはLANの伝送路を延長する集線装置です(図2)。4~12個のポートを持つものが多く、スター型に接続します。ハブという言葉を聞いて、ハブ空港を思い浮かべた人もいるのではないでしょうか。海外の各所に発進するための中心となる空港です。例えば、韓国の仁川空港は、アジアでも指折りのハブ空港です。仁川空港へ乗り入れているフライトの就航都市は、全世界で60か国、214都市に上ります。参考までに、日本の成田国際空港は39か国、111都市です。仁川空港は、日本の約2倍の都市をつないでいることになります。このように、ハブという言葉には、通信や交通が集中する場所という意味があります。

図2:ハブ

図2:ハブ

・リピータ(Repeater)
リピータもLANの伝送路を延長するために用いられます(図3)。伝送路の途中でデータの信号を増幅・整形します。

図3:リピータ

図3:リピータ

・スイッチングハブ(Switching Hub)
スイッチングハブは、LAN同士を接続する装置です(図4)。宛先となるポートを判断して、データを転送する機能を持ちます。

図4:スイッチングハブ

図4:スイッチングハブ

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3. 無線LAN

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