ＬＡＮ技術研究室（ＬＡＮに関心がある人のために情報を提供しているサイト）

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ＬＡＮの初歩

無線ＬＡＮ規格（IEEE802.11b）の仕様

IEEE802.11bは、今では非常に古い無線ＬＡＮ規格で、１９９９年に登場し、周波数が２.４ＧＨｚ帯です。
通信速度の理論値は、１１Ｍｂｐｓです。
１９９７年に最初に誕生したIEEE802.11以前にも、無線ＬＡＮはありましたが、この当時の無線ＬＡＮはせいぜい２Ｍｂｐｓという通信速度でした。
無線ＬＡＮをプロトコルとして分析するとどうなっているのでしょうか。
ＯＳＩ参照モデルの物理層は、当然イーサーネットとは異なります。
異なる部分は、データリンク層の下位層まで食い込みます。
以下の表では、ＯＳＩ参照モデルの階層を大きく分類して下位３階層のみ示しました。上位階層は省略しました。
背景が薄い桃色の部分が無線ＬＡＮ固有の仕様となります。

ＯＳＩ参照モデルにおけるデータリンク層の構造
レイヤ３ ネットワーク層

レイヤ２

データリンク層

ＬＬＣ副層（論理リンク制御副層）

ＭＡＣ副層（メディアアクセス制御副層）

レイヤ１ 物理層

御覧のように、レイヤ２のデータリンク層には、２つのサブレイヤ（副層）があります。
下の階層から解説します。
まず、ＭＡＣ副層（Media Access Control SubLayer）です。
ＭＡＣ副層の任務は、実際に６オクテットのＭＡＣアドレス（Media Access Control Address）を使用して、無線ＬＡＮ対応機器間の送受信を行うことです。
そのすぐ下の物理層とは違い、ちょっとソフトウェアらしいところがあります。
ＭＡＣアドレスには、宛先と送信元の２つがあるので、お互いを識別できるようになっています。
次は、ＬＬＣ副層（Logical Link Control SubLayer）です。
物理層には、イーサーネット以外にも、トークンリング（ＩＥＥＥ８０２.５）、トークンバス（ＩＥＥＥ８０２.４）、無線ＬＡＮ（IEEE802.11）、ＦＤＤＩなどがあります。
ＬＬＣ副層では、このような物理層の違いや通信機器の違いも区別しなくても済むように、物理的な媒体を扱えるような仕組みを提供しています。
ＬＡＮの標準化を行っているＩＥＥＥ８０２委員会という組織には、１６のワーキンググループがあり、この内、ＬＬＣ副層はＩＥＥＥ８０２.２というグループで策定されたものです。
この組織では、データリンク層をその中で上位の階層に位置するＬＬＣ副層と、下位の階層に位置するＭＡＣ副層を別々に標準化しています。
無線ＬＡＮでは、一番下の２つの階層が関係します。
物理層から説明します。
IEEE802.11の物理層は、赤外線、スペクトル拡散方式の電波の２つに大きく分かれます。
赤外線では指向性なので、一定の方向に受信機を向けないと通信できませんが、電波では無指向性なのでアンテナをどこへ向けても通信できますし、通信機器の移動も容易です。
スペクトル拡散方式は、大きく分けてＤＳＳＳとＦＨＳＳの２つのタイプがあります。
IEEE802.11では、ＤＳＳＳかＦＨＳＳのタイプの何れかが利用されます。
IEEE802.11bでは、ＤＳＳＳのタイプが利用されます。
ＤＳＳＳはDirect Sequence Spread Spectrumの略で、日本語で直接シーケンススペクトル拡散方式のことで、広い周波数帯域に信号を拡散させる方式です。
この場合は通信路を一本とみなします。
ＦＨＳＳはFrequency Hopping Spread Spectrumの略で、日本語で周波数ホッピングスペクトル拡散方式のことで、周波数を１ＭＨｚごとに複数のチャンネルに分ける方式です。
この場合は通信路を複数とみなし、一つ一つの通信路をチャンネルで区別します。
次は、データリンク層の内部の下位階層に当たるＭＡＣ副層です。
IEEE802.11やIEEE802.11bの無線ＬＡＮでは、ＣＳＭＡ／ＣＡと呼ばれるアクセス制御方式が採用されています。
ＣＳＭＡ／ＣＡは、Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidanceの略称で、日本語で搬送波感知多重アクセス／衝突回避方式と言います。
似たような方式でＣＳＭＡ／ＣＤというアクセス制御方式がイーサーネットでもありましたが、無線ＬＡＮの場合は、電波を使用しているのでこれとは少し異なり、コリジョン（衝突）検出ができません。
そこで、送信する前に他に送信している無線ＬＡＮ機器がないか確認します。
衝突の可能性がない場合に限り送信します。
もし通信中の機器があった場合は待機します。
つまり、コリジョン（衝突）の回避を行います。
また、無線ＬＡＮには、２つの運用形態（インフラストラクチャー・モードとアドホック・モード）がありますが、これらはＭＡＣ副層で規定されています。
ちなみに、ＣＳＭＡ／ＣＤに関する詳細は、ＣＳＭＡ／ＣＤとは？をクリックして参照できます。

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