ワイヤレスネットワークの種類

ネットワークにおけるワイヤレスデバイス

上記の3種類の役割(クライアント、アクセスポイント、アドホックノード)は、大規模ネットワークの構成要素として扱われます。 以下は、異なる役割に構成されたデバイスがどのように使用されるかを示すいくつかの例です。

Access Point – Home or Office network

自宅やオフィスで使用するワイヤレス ネットワークは、通常ルーターと無線アクセス ポイント (AP) の組み合わせで構成します。

  • 2 は、IP アドレスを割り当て、ネットワークとインターネットの間にファイアウォールを提供するルーターを表します。
  • 3 は、ルーターとユーザーのデバイス間の無線ブリッジを提供するアクセス ポイントを表します。
  • 多くのホーム ネットワークまたは小規模オフィス ネットワークでは、ルーターと AP が 1 つのデバイスに結合される場合があります。 これは通常、単にワイヤレス ルーターと呼ばれます。 また、インターネットへの接続を提供するために、DSL、ケーブル、3G、または4Gポートを持つ場合があります。

    Point to Point link – Long Distance Connections

    ワイヤレスネットワークは、離れた建物やエリアを接続するために使用することができます。 通常、特定の方向に細いビームを送ることができる、ディッシュ・アンテナのような非常に焦点の合ったアンテナが必要です。

    長距離接続は、しばしば「ポイント・ツー・ポイント」、または「PtP」リンクと呼ばれます。 この名前は、2 つのポイントが一緒に接続され、それ以外には何もないという概念を表しています。 この場合、2つのワイヤレスデバイスが必要です。1つはアクセスポイントとして設定され、もう1つはクライアントとして設定されます。 以下の例では、2つのワイヤレスデバイスがポイントツーポイントリンクを作成するように設定されています。

    Omnidirectional Access Point and Client Link

    • 1はワイヤレスデバイスにEthernetケーブルで接続しているコンピュータを表します。
    • 2はアクセスポイントとして設定されたワイヤレスデバイスを表します。
    • 3はクライアントとして設定され、アクセスポイントに接続されたワイヤレスデバイスを表します。

      長距離指向性アクセス ポイントとクライアント リンク

      ここで、ポイント ツー ポイント リンクの別の例を示しますが、ルーターには、リンク距離を長くするためのアンテナを搭載しています。

      上の図において、

      • 1 は、無線デバイスにイーサネット ケーブルで接続されたコンピュータを表します。
      • 2 はアクセスポイントとして設定されたワイヤレスデバイスを表します。
      • 3 はワイヤレス信号を集中させ、長距離接続を可能にするアンテナを表します。
      • 4 はアクセスポイントに接続するクライアントとして設定されたワイヤレスデバイスを表します。

        これらの例では、2 つのワイヤレス デバイスが一緒にリンクされており、アンテナによって、接続できる範囲が決定されます。 信号の集中度が高いほど、ポイント ツー ポイント リンクはより遠くまで到達できます。 機器間の距離が離れると、接続の両端にあるアンテナで信号を集中させることがより重要になります。

        Point to MultiPoint – Wireless Internet Service Provider model

        上記のネットワークで使用されている 2 つの原理、つまりアクセス ポイントに接続する多数のクライアント デバイスと、より長いリンクを作成するために屋外デバイスで使用する強力なアンテナを組み合わせれば、Point to Multipoint ネットワークを作成することができます。 このタイプのネットワークは、ワイヤレス・インターネット・サービス・プロバイダー(WISP)が、家庭や企業をインターネットに接続するために使用します。 近隣や町中にケーブルを敷設する代わりに、高い建物やタワーに強力なアクセス ポイントを 1 つ以上設置します。 他の屋根にクライアント役の指向性無線デバイスを設置し、高いビルやタワーに向けることで、これらの建物を WISP のネットワークに接続し、インターネットに接続することができます

        下の図は、この仕組みの 1 つのモデルを示しています。 高層ビルに強力なアクセスポイントが設置され、屋上のワイヤレスクライアントデバイスを持つ近隣のビルがいくつかあります。 各クライアント端末には、屋内ルーターまたはアクセスポイントが接続されており、ユーザーは自分のコンピュータ、ラップトップ、タブレット、スマートフォンをWISPネットワークに接続することができます。

      • 2 は、クライアント デバイスに接続するための信号を提供するアクセス ポイントを表します。
      • 3 は、強力な全方向アンテナで、建物の周囲の広いエリアにワイヤレス信号を送信します。
      • 4 は、他の建物の屋上にあるクライアント無線デバイスを表し、強力なアクセス ポイントにリンクし、その AP を介してインターネットに接続できます。

      Mesh – Neighbor-to-neighbor Networks

      Mesh ネットワークでは、ポイント ツー マルチポイントの原理を取り入れ、すべてのノードを範囲内の他のノードすべてに接続するという考えに広げました。 事実上、これは「Multipoint-to-Multipoint」ネットワークを作成します。 このため、すべてのデバイスがアドホックモードである必要があります。すべてのワイヤレスデバイスがAPモードまたはクライアントモードでは、同じ機能を実行できません。 この原理がどのように機能するかについての詳細は、「Introduction to Mesh」ドキュメントを参照してください。 ワイヤレスメッシュノードは、さまざまな建物の屋上に設置され、範囲内にあり、信号をブロックするものがないノードは、接続されます。 これらのノードは、アプリケーションをホストするローカルサーバーやインターネットへの接続など、ノードに接続されているすべてのリソースを共有します。 また、建物内のコンピューター、アクセスポイント、またはルーターに接続し、ユーザーがネットワーク上の任意の場所にあるリソースにアクセスできるようにすることも可能です。

    • 2は、インターネットへの接続を持つメッシュノードで、無指向性(全方向)アンテナを持つメッシュノードを表します。 これらのノードは、メッシュ ノード B からインターネット アクセスを受信しており、建物内の異なるデバイスに接続されている可能性があります。 たとえば、1 つの Point-to-Multipoint ネットワークでは、コミュニティ全体をカバーできない場合があります。 メッシュノードは、クライアントサイトを近くの建物まで拡張するために使用できます。 ポイントツーポイント接続は、より長い距離を橋渡しし、切断された複数のネットワークを結合することができます。

      下の図に、ハイブリッド・ネットワークの例を示します。 ネットワークの可能な用途をすべてカバーする単一の例はありません。 この後のアクティビティでは、シナリオを通じて、ネットワークを構築するさまざまな方法を探ります。

      アクティビティに進む前に、もう 1 つ注意点があります。上記の例とこの後のアクティビティでは、図は屋上全体または建物から建物へのネットワークの構築に焦点を当てています。 これは一般に、近所や町、コミュニティをカバーするネットワークを構築するのに最適な方法です。 図では、人々がこのネットワークに接続する方法は必ずしも示されていません。

      これらの屋上ルーターは、地上や建物内のユーザーへの接続を提供しない可能性があることに留意してください。 これらの接続を提供する良い方法は、アクセス ポイントを屋上ルーターのイーサネット ポートに接続することです。 この屋内アクセスポイントは、屋上ネットワークをインターネットへの接続元として使用するように設定したり、ネットワーク上のアプリケーションやサーバーへのアクセスを提供するように設定することができます。

      図中:

      • 1は屋上の無線デバイスを表します。
      • 2 は、Power over Ethernet アダプタから屋上に引き出されているイーサネット ケーブルを表します。
      • 3 は、Power over Ethernet (PoE) アダプタ(屋外無線デバイスへの電力供給の一般的な方法)を表します。