第55回 無線LANの基礎と100M超の「MIMO」


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  掲載日:2005/02/09
 無線LANの基礎と100M超の「MIMO」

 今回は、現在広く普及している無線LANについて学んでいこう。まずは、無線通信に不可欠な電波の種類を知っておきたい。そのうえで、無線通信の用途や、情報をやり取りする際必要なデジタル変調・復調について解説する。またIEEEによる無線LAN規格や、セキュリティ向上を図るデータ暗号化規格WEP、WPAを説明するとともに、OFDM方式やMIMOなどの伝送方式についても理解していこう。 無線LANの基礎と100M超の「MIMO」


無線ってなんだろう?

通信を実現する電波
 無線通信に不可欠なもの、それは電波や赤外線である。この電波や赤外線が伝送媒体となって、通信が実現することになる。でも、そもそも電波の正体は何だろうか。
 電波とは300万MHz(3THz)以下の周波数の電磁波を指す。電波は周波数によって長波、中波、短波、超短波、極超短波、マイクロ波に大別されている。それぞれの電波は伝達特性が異なるため、その特性別にさまざまな通信で用いられている。例えば、長波という3KHzから300KHzまでの電波は、少ない出力でも長距離間の通信が可能であるため、船舶無線や長距離固定通信(長距離間に設置された固定局間の通信)に使用されている。また中波(300KHzから3000KHzまでの電波)は、中波放送や船舶、航空通信に、短波(3MHzから30MHz)は、電離層に反射する特性から短波放送や国際通信、アマチュア無線に、超短波(30MHzから300MHz)は、長距離の通信には向かないが、テレビ放送やFM放送などに用いられる。そして、これらの周波数よりも高い周波数の極超短波(300MHzから3000MHz)やマイクロ波(3GHzから30GHz)などを、地上固定局間や衛星通信、ビル間通信、携帯電話やPHS、無線LANなどに活用しているわけである。

広く普及する無線通信
 現在は、数多くの無線通信が実用化されている。その種類は、膨大な情報量をやり取りする通信から、個人的なデバイス間でやり取りするための通信までさまざまだ。例えば、公衆電話網やデジタル回線網の基幹部は、現在その多くが光ファイバ網へと置き換えられているが、かつてはマイクロウエーブによる無線通信が多用されていた。また、私たちが日常的に利用するBS放送やCS放送、地上波デジタル放送なども、データのやり取りを行うという点で、無線通信に属したものといえそうだ。現在では、携帯電話を用いることで、遍在的なネットワーク利用が可能となっている。また、HotSpotやFWA(Fixed Wireless Access)などをはじめとした、モバイル端末をインターネットに接続する無線インターネットサービスや無線による高速ネットワークも普及している。これもまた、モバイル端末やPCをインターネットと相互的に接続するための無線通信サービスだといえる。さらにオフィスでは、無線LANが急速に普及したが、無線LANの構成要素である各々のPCは、Bluetoothを用いることで、デジタルカメラや携帯電話、PDAなどの各種端末との無線通信を行うことが可能となっている。このように、かつてはケーブルなどの伝送媒体が不可欠だった通信も、その多くに無線通信が使用されはじめている。

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