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アクセス層とは – 物理的な信号の伝送【第4回 ド素人のためのネットワーク講座】

TCP/IP Wi-Fi アクセス層 無線LAN
アクセス層とは – 物理的な信号の伝送【第4回 ド素人のためのネットワーク講座】

 

4回のド素人のためのネットワーク講座は

アクセス層の物理的な役割について

です。

 

実際にデータを送る際にはどのような信号が送られて、どういったことに影響を受けているのかを解説していきます。

 

 

信号を伝達する

 

TCP/IPモデルの第一層(レイヤー1)のアクセス層が担っている役割の一つが信号の伝達です。

※OSI参照モデルに置き換えた際の物理層に該当します

 

機器から機器への伝送を行っているので、多くの人がイメージする「データを送っている」という状態です。

 

コンピュータが扱うデータは0と1のデジタル信号で伝えられます。有線であれば動線ケーブルや光信号、無線であれば電波に乗せて伝送します。

 

そのため、無線であれば電波が悪かったり別の電波が間に入ることで正常にデータを遅れなかったりすることがあります。

もちろん、有線においても外的要因が加わることで同じような接続障害が起きます

 

 

正しく伝わらない原因

 

大きく分けて原因は「減衰」「変形」「衝突」の3つです。

 

 

減衰

 

接続しているポイントが遠い場所にあると、電波は弱くなります。それは有線においても同じで、ケーブルが長くなればなるほど信号に衰えが発生します。

 

 

変形

 

送信時にノイズなどが発生すると、せっかくのデータ信号はが変形してしまいます。

無線LANであれば、色んな電波が飛び交っている所だとノイズが発生して跡切れ跡切れになってしまったりします。

有線の場合でも配線に負荷がかかっていたりするとデータが変形してしまうことがあります。

 

 

衝突

 

また、回線に信号を流している最中に別の信号が流れると、データの衝突(コリジョン)が起こり、前項のようにデータが変形してしまいます。これは有線だけではなく無線においても同じです。

 

これを避けるためには、信号を送るタイミングをずらしたり、回線をわけたりすることで対応します。

 

 

ケーブルで伝える有線LAN

 

使用する機器に有線で接続するのが有線LANです。ノートパソコンやスマートフォン、タブレットが普及する現在、一般家庭での需要は減ってきていますが、デスクトップ型の据え置きを使用している人であれば、有線でつないでいる人が多いです。

 

信号がケーブル内を通るので電波障害が比較的少なく、最近では外的干渉を防ぐSTPケーブルというシールド付きのものが一般的になっています。

大型プリンターなどは有線で接続したり、会社では隣の部屋のデバイスに接続する際、壁による干渉を受けないように屋根を通して有線接続をすることで干渉を少なくしたりして導入されていることもあります。

 

 

電波で伝える無線LAN

 

前項で説明したように、持ち歩きするようなデバイスのほとんどが無線LANを使用しています。

カフェや公共施設で一般向けに開放されているものは、不特定多数が利用するということもあり、ほぼこちらが導入されています。

 

無線LANの接続方法には、「アドホックモード」「インフラストラクチャモード」というモードがあります。

 

 

アドホックモード

 

これは子機同士が1対1で接続するモードです。一般的なLANで使用されることは少なく、携帯ゲーム機など対面でケーブルを必要とせず接続をするときなどに用いられる形式です。

 

 

インフラストラクチャモード

 

これはアクセスポイントを介してつながる方法で、無線LANの場合は基本的にこちらです。有線で接続されている場合は、有線LANから受け取ったデータを無線で子機に伝達したり、子機から無線で受け取ったデータを有線LANへ送ることになります。

また、部屋を跨いでデータのやり取りをする際には中継機という無線のポイントを置くことがあります。

このときには、無線から無線にデータを送り、更にその先で待つデバイスに無線で送るというような流れになります。

 

また、無線LANを使用する際にはデータの衝突や減退を考慮して「チャンネル」「電波強度」2つを押さえておきましょう。

 

チャンネル

 

複数の無線LANが構築されると、それぞれが干渉し合ってデータの衝突が発生してしまいます。

そうならないためにも、周波数の帯域を分ける必要があります。

通常であれば10以上のチャンネルが設けられているので、複数ある場合は干渉しないように離れたチャンネルを選択します。

 

 

電波強度

 

アクセスポイントから離れていくほど、電波強度は弱くなり減衰が起こります。

例えばWi-Fiルーターを設置する際に、それがどれぐらいの範囲まで対応できる電波強度があるかをチェックしていないと、離れた位置にある機器では正しくデータを受信できないことがあります。

広い部屋に設置する場合は、設置を部屋の中心に近い場所を選ぶか、複数台の導入を考えることも視野に入れておきましょう。

 

 

まとめ

 

いかがだったでしょうか。

今回の「第4回 ド素人のためのネットワーク講座」ではアクセス層の役割である信号の伝送を中心に説明しました。

物理的にデータのやり取りをしている部分になるので、ネットワークの中でもみなさんが身近に感じている部分です。

 

もしレイヤーについてがわからなければ、第3回の講座を再読してみると良いでしょう。

OSI参照モデルとTCP/IP 〜ネットワークモデルとは〜【第3回 ド素人のためのネットワーク講座】 OSI参照モデルとTCP/IP 〜ネットワークモデルとは〜【第3回 ド素人のためのネットワーク講座】

  ド素人のためのネットワーク講座! 栄えある第3回は「ネットワークモデル」についてです。   横文字や英字が多くなってきたり、歴史的経緯が関係してきたりとややこしくなってくる部分ですが、ネットワークを理解するためには押さえておきたいポイントです。   プログラミングやシステムエンジニアとし...

 

次回はアクセス層のもう一つの役割である「信号を方向づける」部分についてを説明していきますので、ぜひ参考にしてください。

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