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ネットワークやインターネットに自分が接続するときに、有線と無線があります。
無線LANについてここで説明いたします。
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☆内容概要
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1.無線LANとは |
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”無線”と”LAN”が”無線LAN”です。 但し、有線LANと線が有るか無いかというだけの違いですが、線があると無いでは大違いです。
1999年11月にIEEEによって標準化された、2.4GHzのマイクロ波（電波）を用いる無線LANの規格「IEEE802.11b」で本格的に無線LAN市場が開けたました。 その後周波数の異なる11a,11gという仕様も標準化され、さまざまな製品が既に安価に市場に出回っております。
さて無線LANの基本的な技術は、OSIでいうところの物理層とデータリンク層のMAC層を定義している（だけ）上位層はEthernetと同じです。 しかし、上記の11a,b,gだけで無線LANは分かった、とういうのは問題です。 どうしてもMAC層も理解してこその無線LANであるのでここが注意点です。
■OSIと無線LANの規格
| LLC副層 (Logical Link Layer)
<802.02> |
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データリンク層 |
| SDE副層 (Secure Data Exchnage
<802/10> |
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| MAC副層(Media
Access Control)
<802.11> |
MLME (MAC Layer Management Entity) |
イーサネットLAN
<802.3> |
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PLCP副層(Physical Layer Convergence
Protocol)<802.11>
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PLME (PHY Layer Management Entity) |
物理層 |
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PMD副層(Physical Medium
Dependent) <802.11>
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2.
電波とは何か |
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電波とは電磁波のことであり、電気のあるところに電波ありといえるものです。 こう言うと分かりにくいですが、大雑把に言うと、電気の基礎である電流の揺らぎ（変化）が何種類課の現象を経て、放出されエネルギーのことです。 光や放射線と呼ばれるものも仲間です。
電波の本質はマックスウェルとアンベールと言う人が発見した公式で表わされます。
さて、無線LANでの電波は送ろう、受けようとする信号の”乗り物”です。 （海面の波の上をサーフィンするような感じと言ってよいでしょう。） TVやラジオといった放送でも携帯電話でも電波を使うものとの共存するために使用の規制もありますので注意が必要です。（自分で勝手に作ってはいけないと言う事です。）
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3． 物理層の技術 |
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電波はそのままですと綺麗な波を形状を作りますが、この波を信号の内容によって”変調”という技術でうまくのせます。 この変調と受けるほうの復調にさまざまな工夫があります。 これは短時間に大きな信号、情報を送る為の工夫です。 以下が変調の例です。
AM: Amplitude
Modulation （振幅変調）
FM:
Frequency Modulation （周波数変調）
PM: Phase Modulation （位相変調）
CCK: Contemporary Code
Keying(相補符号変調)
PCM:
Pulse code modulation （パルスコード変調）
QAM: Quadrature amplitude
modulation（直交振幅変調）
BPSK: Binary Phase Shift Keying
（2位相偏移偏重）
DPSK:
Differential Phase Shift Keying （差動2値位相変調）
QPSK: Quadrature Phase Shift
Keying （4位相偏移変調）
16-QSM: 16-Quadrature Amplitude
Modulation （16値交振幅変調）
変調波の方式はこのように多いですが、いずれもAM（振幅変調）かFM（周波数変調）またはPM（位相変調）のいずれかの仲間です。 電波の振幅を変えるか周波数を変えるかまたは位相というものを変えるのか組み合わせです。
電波を送受信するには、送信機と受信機のほかにアンテナが大切です。 無線LANのカードなどは内蔵されていますので分かりにくいですが、アンテナの性能はかなり電波利用機器としては差がでます。
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4．MAC層の技術と管理技術 |
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CSMA/CDという技術を聞かれたことがあると思います。
これに対してCSMA/CAという技術を無線LANでは使います。 このように似ていますが少し違うので無線では有線の場合とことなります。
ここではMAC層での無線LANの技術の説明です。 MAC層の取り決めには二つの基本機能があり、
① CSMA/CA方式による無線チャンネルアクセス制御機能
② APとSTA間のマネージメント機能
がそれらです。 CSMA/CDとの違いは電波なので途中で送受信する信号(パケット）がぶつかったかどうか分からないという制限が無線LANにはあります。
よって信号のエラー訂正や上手な電波の使い方という工夫が必要となります。
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5．無線LAN機器 |
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無線LANは小電力データ通信装置です。 またネットワーク機器でもあります。
無線LANを構成するには、その無線LANの規模によって異なりますが、基本的にはアクセスポイントと無線LANカードとアンテナです。 利用する機器で通信できる範囲や速度、機能の差がでます。
ネットワークですので、特に大きな規模の無線LANでは、冗長化したり、管理機能を集中したりするものもありますのでこれらも無線LAN機器と呼ぶことも出来るかも知れません。
アクセスポイントはまさしくLANやWANにアクセスするための出入り口の機器であり、無線システムでは親機になります。 また無線LANカードが子機となり、親機一台に対して子機が複数台ある構成が最小構成単位といえます。 （子機同士でも通信は可能です。）
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6．セキュリティー技術 |
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無線LANは電波というある意味誰でも受信できる可能性のある媒体を使っていますので、セキュリティーは有線LANより更に注意が必要です。
セキュリティについては、当初、Wi-Fi規格での無線LANのセキュリティーに関する規格としては、WEPという共有キーによる暗号化通信を実現する技術が利用されていましたが不具合があったので当たらしい技術であるIEEE
802.11iが規格化されつつあり、その一部を先出ししたWAPという技術があります。 さらにAESという技術やTKIPという認証技術との両方の採用で現在暗号化を進めていくとが多いです。
最近（平成17年7月）には最新のセキュリティ技術として日本のメーカーの技術も発表されました。
さて、無線LANのセキュリティーでは、盗聴への対応、通信すべき本人であるか、その人間はそもそもAPと通信してよいかといった課題があり、技術的には、
●認証
●暗号化
●鍵の受け渡し
が基礎的な内容です。 さらに、以下の項目も重要です。
●改竄検出
●暗号鍵の種類
●認証鍵の種類
●鍵配送鍵の種類
●チャレンジレスポンス方式
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7．無線LANの構築 |
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無線LANの構築は無線セルと呼ばれる一つのアクセスポイントからカバーできる範囲や混信しないような設計が必要です。 これには、図面上の設計と、現場での無線測定が必須といえましょう。 これは外部からの電波の影響と内部での電波の伝達する特徴を捉えることが必要であるからです。
無線測定には電波専門の機器を使う方法と、専用ソフトウェアと無線カード若しくは無線測定器と組合わせて利用する方法の二つがあります。
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8.その他のデジタル無線 |
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無線LANを含んだ無線ネットワークを形態により分類をすると以下のようになります。
(1)WPAN(Wireless Personal Area
Network)
(2)WLAN(Wireless Local Area
Network)
(3)WMAN(Wireless Metro Area
Network)
(4)WWAN(Wireless Wide Area
Network)
無線ネットワークの技術とは、有線ネットワークと同じ事が求められるが、無線ネットワーク自体は物理層とデータリンクのMAC層をきめているものです。 このために、技術の具体的な内容としては、
－1. 高速伝送
－2. 通信距離の延長
－3. セキュリティー
－4. スループット向上
があります。
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