Wi-fi-quick-guide

Wi-Fiとは何ですか？

WiFiは[。underline] #Wi＃* reless * [。underline] #Fi＃ delityの略です。 WiFiItはIEEE 802.11ファミリーの標準に基づいており、主に建物内のブロードバンドカバレッジを提供するように設計されたローカルエリアネットワーク（LAN）テクノロジです。

現在のWiFiシステムは、54 Mbpsのピーク物理層データレートをサポートし、通常は100フィートの距離で屋内カバレッジを提供します。

WiFiは、家庭、オフィス、公共のホットスポットの場所での_最後のマイル_ブロードバンド接続の_事実上の標準になっています。 システムは通常、アクセスポイントから約1,000フィートの範囲しかカバーできません。

ワイヤレス

WiFiは、主に20 MHzの広い帯域幅で動作するため、3Gシステムよりも著しく高いピークデータレートを提供しますが、WiFiWiFiシステムは高速モビリティをサポートするようには設計されていません。

WiMAXおよび3Gに対するWiFiの重要な利点の1つは、端末デバイスの幅広い可用性です。 現在出荷されているラップトップの大半は、組み込みのWiFiインターフェイスを備えています。 WiFiインターフェイスは、個人データアシスタント（PDA）、コードレス電話、携帯電話、カメラ、メディアプレーヤーなど、さまざまなデバイスにも組み込まれています。

WiFiは半二重です

すべてのWiFiネットワークは競合ベースのTDDシステムであり、アクセスポイントとモバイルステーションはすべて同じチャネルの使用をめぐって競合します。 共有メディア操作のため、すべてのWiFiネットワークは半二重です。

WiFiメッシュ構成を販売する機器ベンダーがありますが、それらの実装には、標準で定義されていないテクノロジーが組み込まれています。

チャネル帯域幅

WiFi規格では、802.11bネットワークでは25 MHz、802.11aまたはgネットワークでは20 MHzの固定チャネル帯域幅が定義されています。

Wi-Fi-ワーキングコンセプト

無線信号

無線信号は、WiFiネットワークを可能にするキーです。 WiFiアンテナから送信されるこれらの無線信号は、WiFiカードを搭載したコンピューターや携帯電話などのWiFiレシーバーで受信されます。 WiFiネットワークの範囲（通常はアンテナで300〜500フィート）内の信号をコンピューターが受信すると、WiFiカードが信号を読み取り、ユーザーとネットワーク間のインターネット接続を作成します。コード。

無線信号

アンテナとルーターで構成されるアクセスポイントは、電波を送受信する主なソースです。 アンテナはより強力に機能し、半径300〜500フィートの無線伝送が公共エリアで使用されますが、より弱く効果​​的なルーターは100〜150フィートの無線伝送の家庭に適しています。

WiFiカード

WiFiカードは、インターネットに直接接続するためにコンピューターをアンテナに接続する目に見えないコードであると考えることができます。

WiFiカード

WiFiカードには、 external または internal を使用できます。 WiFiカードがコンピューターにインストールされていない場合は、USBアンテナアタッチメントを購入して外部でUSBポートに接続するか、アンテナ装備の拡張カードをコンピューターに直接インストールします（上記の図を参照） ）。 ラップトップの場合、このカードはラップトップのPCMCIAスロットに挿入するPCMCIAカードになります。

WiFiホットスポット

WiFiホットスポットは、インターネット接続にアクセスポイントをインストールすることで作成されます。 アクセスポイントは、短距離で無線信号を送信します。 通常、約300フィートをカバーします。 Pocket PCなどのWiFi対応デバイスがホットスポットに遭遇すると、デバイスはそのネットワークにワイヤレスで接続できます。

ほとんどのホットスポットは、空港、コーヒーショップ、ホテル、書店、キャンパス環境など、一般の人々が簡単にアクセスできる場所にあります。 802.11bは、世界中のホットスポットで最も一般的な仕様です。 802.11g規格は.11bと下位互換性がありますが、.11aは異なる周波数範囲を使用し、a、a/g、a/b/gアダプタなどの個別のハードウェアを必要とします。 最大のパブリックWiFiネットワークは、プライベートインターネットサービスプロバイダー（ISP）によって提供されます。インターネットにアクセスしたいユーザーに料金を請求します。

WiFiホットスポット

ホットスポットは世界中でますます発展しています。 実際、T-Mobile USAは、スターバックス、ボーダーズ、キンコーズ、デルタ航空、ユナイテッド航空、USエアウェイズの航空会社などの公共の場所にある4,100以上のホットスポットを管理しています。 一部のマクドナルドのレストランでさえ、WiFiホットスポットアクセスを備えています。

ワイヤレスが統合されたノートブックコンピューター、メーカーがマザーボードに接続したワイヤレスアダプター、またはPCMCIAカードなどのワイヤレスアダプターは、ワイヤレスネットワークにアクセスできます。 さらに、コンパクトフラッシュ、SD I/Oサポート、または内蔵WiFiを備えたすべてのPocket PCまたはPalmユニットは、ホットスポットにアクセスできます。

一部のホットスポットでは、接続にWEPキーが必要です。これはプライベートで安全と見なされます。 オープン接続に関しては、WiFiカードを持っている人は誰でもそのホットスポットにアクセスできます。 そのため、WEPでインターネットにアクセスするには、ユーザーはWEPキーコードを入力する必要があります。

Wi-Fi-IEEE規格

802.11標準は、WLANのいくつかの仕様を通じて定義されています。 ワイヤレスクライアントとベースステーション間、または2つのワイヤレスクライアント間の無線インターフェイスを定義します。

• 802.11ファミリにはいくつかの仕様があります-*
• 802.11 -これは無線LANに関連し、周波数ホッピングスペクトラム拡散（FHSS）またはダイレクトシーケンススペクトラム拡散（DSSS）のいずれかを使用して、2.4 GHz帯域で1または2 Mbpsの伝送を提供します。
• 802.11a -これは802.11の拡張であり、無線LANに関連し、5 GHz帯域で54 Mbpsの速度で動作します。 802.11aは、FHSSまたはDSSSではなく、直交周波数分割多重（OFDM）エンコード方式を採用しています。
• 802.11b -802.11高速WiFiは、無線LANに関連する802.11の拡張機能であり、11 Mbpsの伝送速度（信号強度に応じて5.5、2、1 Mbpsにフォールバック）で接続を生成します。 2.4 GHz帯域。 802.11b仕様はDSSSのみを使用します。 802.11bは、実際に1999年に追加された元の802.11規格の修正であり、ワイヤレス機能を有線イーサネット接続に類似させることができることに注意してください。
• 802.11g -これは無線LANに関連し、2.4 GHz帯域で20 Mbps以上を提供します。

3つの主要なWiFi標準の技術的な比較を次に示します。

Feature	WiFi (802.11b)	WiFi (802.11a/g)
PrimaryApplication	Wireless LAN	Wireless LAN
Frequency Band	2.4 GHz ISM	2.4 GHz ISM (g) 5 GHz U-NII（a）
Channel Bandwidth	25 MHz	20 MHz
Half/Full Duplex	Half	Half
Radio Technology	Direct Sequence スペクトラム拡散 a	OFDM （64チャンネル）
Bandwidth	⇐0.44 bps/Hz	≤=2.7 bps/Hz
Efficiency
Modulation	QPSK	BPSK, QPSK, 16-, 64-QAM
FEC	None	Convolutional Code
Encryption	Optional- RC4m (AES in 802.11i)	Optional- RC4(AES in 802.11i)
Mobility	In development	In development
Mesh	Vendor Proprietary	Vendor Proprietary
Access Protocol	CSMA/CA	CSMA/CA

Wi-Fi-アクセスプロトコル

IEEE 802.11ワイヤレスLANは、衝突回避を備えたキャリアセンスマルチアクセス（CSMA/CA）と呼ばれるメディアアクセス制御プロトコルを使用します。 名前はイーサネットの衝突検知付きキャリアセンス多重アクセス（CSMA/CD）に似ていますが、動作コンセプトはまったく異なります。

WiFiシステムは半二重の共有メディア構成で、すべてのステーションが同じ無線チャネルで送受信します。 無線システムの基本的な問題は、送信中にステーションが「聞こえる」ことができないため、衝突を検出できないことです。 このため、802.11仕様の開発者は、 Distributed Control Function （DCF）と呼ばれる衝突回避メカニズムを考案しました。

DCFによると、WiFiステーションは、チャネルがクリアな場合にのみ送信します。 すべての送信は確認応答されるため、ステーションが確認応答を受信しない場合、衝突が発生したと見なし、ランダムな待機間隔後に再試行します。

衝突の発生率は、トラフィックが増加するにつれて、またはモバイルステーションが互いを聞くことができない状況で増加します。

Wi-Fi-サービス品質（QoS）

IEEE 802.11e規格の採用により、WiFiテクノロジーにサービス品質（QoS）機能を組み込む計画があります。 802.11e規格には、2つの動作モードが含まれます。どちらも音声サービスの改善に使用できます-

• WiFiマルチメディア拡張（WME）-必須
• WiFiスケジュールされたマルチメディア（WSM）-オプション

WiFiマルチメディア拡張（WME）

WiFiマルチメディア拡張機能は、拡張マルチメディア分散制御アクセス（EDCA）と呼ばれるプロトコルを使用します。これは、元の802.11 MACで定義された分散制御機能（DCF）の拡張バージョンの拡張です。

_enhanced_の部分は、EDCAが共有ワイヤレスチャネルへの8レベルのアクセス優先度を定義することです。 元のDCFと同様に、EDCAアクセスは競合ベースのプロトコルであり、衝突を回避するために設計された待機間隔とバックオフタイマーのセットを使用します。 ただし、DCFでは、すべてのステーションが同じ値を使用するため、チャネルでの送信の優先順位は同じです。

EDCAを使用すると、さまざまなアクセス優先度のそれぞれに、さまざまな範囲の待機間隔とバックオフカウンターが割り当てられます。 アクセスの優先度が高い送信には、短い間隔が割り当てられます。 この規格には、アクセスポイントまたはモバイルステーションがチャネルを予約し、3〜5個のパケットを順番に送信できるパケットバーストモードも含まれています。

WiFiスケジュールされたマルチメディア（WSM）

オプションのWiFi Scheduled Multimedia（WSM）を使用して、真の一貫した遅延サービスを提供できます。 WSMは、元の802.11 MACで定義された、ほとんど使用されていないポイント制御機能（PCF）のように動作します。

WSMでは、アクセスポイントは定期的に制御メッセージをブロードキャストします。これにより、すべてのステーションがチャネルをビジーとして扱い、送信を試行しなくなります。 その期間中、アクセスポイントは時間依存サービス用に定義された各ステーションをポーリングします。

WSMオプションを使用するには、デバイスは帯域幅、遅延、およびジッター要件を説明するトラフィックプロファイルを送信する必要があります。 アクセスポイントにトラフィックプロファイルを満たすのに十分なリソースがない場合、_busy signal_を返します。

Wi-Fi-セキュリティ

セキュリティはWiFiの主要な欠陥の1つですが、より優れた暗号化システムが利用できるようになりました。 WiFiでは暗号化はオプションであり、3つの異なる手法が定義されています。 これらの技術はここに与えられています-

Wired Equivalent Privacy（WEP）

静的キーを使用したRC4ベースの40または104ビット暗号化。

WiFi保護されたアクセス（WPA）

これは、40または104ビットのWEPキーを使用するWiFi Allianceの新しい標準ですが、各パケットのキーを変更します。 そのキー機能の変更は、Temporal Key Integrity Protocol（TKIP）と呼ばれます。

IEEE 802.11i/WPA2

IEEEは802.11i規格を完成させ、Advanced Encryption Standardと呼ばれるはるかに堅牢な暗号化技術に基づいています。 WiFi Allianceは、802.11i標準に準拠する製品をWPA2として指定しています。

ただし、802.11iの実装にはハードウェアのアップグレードが必要です。

Wi-Fi-ネットワークサービス

サービスプロバイダーがWiFiを使用して、当初は設計されていなかったサービスを提供し始めたため、状況はやや混乱しています。 この主な2つの例は、ワイヤレスISPと市全体のWiFiメッシュネットワークです。

ワイヤレスISP（WISP）

WiFiから発展した1つのビジネスは、ワイヤレスISP（WISP）でした。 これは、ホットスポットとして指定された公共の場所で、無線LANテクノロジーと共有インターネット接続を使用したインターネットアクセスサービスを販売するという考えです。

技術的な観点から、サービスへのアクセスは、WLANテクノロジーの伝送範囲に基づいて制限されます。 ホットスポットにいる必要があります（つまり、 アクセスポイントから100m以内）を使用します。 ビジネスの観点からは、ユーザーは特定のキャリアのサービスに月額料金で加入するか、1時間あたりの料金でオンデマンドでサービスにアクセスします。 月額料金は最も費用対効果が高いですが、キャリア間アクセスの手配はほとんどないため、サービスにアクセスするには、キャリアが運営するホットスポットにいる必要があります。

市全体のメッシュネットワーク

限定された範囲に対処するために、Mesh NetworksやTropos Networksなどのベンダーは、WiFiの無線技術を使用してメッシュネットワーク機能を開発しました。

無線メッシュネットワークの概念は、多数のアクセスポイントを介して中央ネットワーク制御ステーションにメッセージを中継できるということです。 これらのネットワークは、通常、モバイルステーションの移動に応じてアクセスポイントからアクセスポイントに接続が渡されるため、モビリティをサポートできます。

一部の自治体では、公共の安全アプリケーションをサポートするためにWiFiメッシュネットワークを使用しています（つまり、 警察巡洋艦の端末）およびコミュニティへのインターネットアクセスを提供します（つまり、 市全体のホットスポット）。

Wi-Fi-無線変調

WiFiシステムは、2つの主要な無線伝送技術を使用します。

• * 802.11b（⇐ 11 Mbps）-802.11b無線リンクは、*相補コード化キーイング（CCK）と呼ばれる直接シーケンススペクトラム拡散技術を使用します。 ビットストリームは特別なコーディングで処理され、Quadrature Phase Shift Keying（QPSK）を使用して変調されます。
• * 802.11aおよびg（⇐ 54 Mbps）*-802.11aおよびgシステムは、64チャネルの直交周波数分割多重化（OFDM）を使用します。 OFDM変調システムでは、利用可能な無線帯域が複数のサブチャネルに分割され、いくつかのビットがそれぞれに送信されます。 トランスミッターは、バイナリ位相シフトキーイング（BPSK）、直交位相シフトキーイング（QPSK）、または2レベルの直交振幅変調（16、64-QAM）のいずれかを使用して、64個のサブキャリアでビットストリームをエンコードします。 送信された情報の一部は冗長であるため、受信機は情報を再構築するためにすべてのサブキャリアを受信する必要はありません。

元の802.11仕様には、周波数*ホッピングスペクトラム拡散（FHSS）のオプションも含まれていましたが、これはほとんど廃止されました。

適応変調

WiFiは、適応変調とさまざまなレベルの順方向エラー訂正を使用して、伝送レートとエラーパフォーマンスを最適化します。

無線信号の電力が失われるか、干渉が発生すると、エラー率が増加します。 適応変調とは、送信機がこれらの悪条件でより効率的ではありませんが、より堅牢な変調技術に自動的に移行することを意味します。

Wi-Fi-主な問題

WiFiテクノロジーの採用の低迷の背後にある原因であると想定されるいくつかの問題があります-

• セキュリティの問題-セキュリティの問題により、企業の世界でWiFiの採用が妨げられています。 ハッカーとセキュリティコンサルタントは、ほとんどのWiFi接続で使用されているWired Equivalent Privacy（WEP）として知られる現在のセキュリティテクノロジーを簡単に破ることができることを実証しています。 ハッカーは、入手しやすい資料とソフトウェアを使用してWiFiネットワークに侵入できます。
• 互換性と相互運用性-WiFiの主な問題の1つは、互換性と相互運用性です。 たとえば、802.11a製品は802.11b製品と互換性がありません。 動作周波数が異なるため、802.11aホットスポットは802.11bクライアントには役立ちません。 標準化、調和、および認証の欠如により、異なるベンダーは互いに機能しない製品を開発しています。
• 課金の問題-WiFiベンダーは、バックエンドの統合と課金の問題を解決する方法も探しています。 1日あたり、1時間あたり、月額無制限の接続料金など、WiFiの請求について検討中のアイデアの一部。

Wi-Fi-概要

WiFiは、無線周波数を利用してデータを転送するユニバーサルワイヤレスネットワーキングテクノロジーです。 WiFiは、ケーブルを使用せずに高速インターネット接続を可能にします。

WiFiという用語は「ワイヤレス忠実度」の縮約であり、ワイヤレスネットワーキングテクノロジーを指すために一般的に使用されます。 WiFi Allianceは、802.11x規格に認証された機器の認証マークとしての使用権を主張しています。

WiFiは自由です–配線から自由です。 コーヒーショップ、ホテルの部屋、職場の会議室など、ほぼどこからでもインターネットに接続できます。 さらに、通常のダイヤルアップ接続よりもほぼ10倍高速です。 WiFiネットワークは、それぞれ11 Mbps（802.11b）または54 Mbps（802.11a）のデータレートで、ライセンスのない2.4無線帯域で動作します。

WiFiにアクセスするには、WiFi対応デバイス（ラップトップまたはPDA）が必要です。 これらのデバイスは、WiFiアクセスを備えた任意の場所でワイヤレスでデータを送受信できます。

次は何ですか？

現在、ワイヤレスの焦点は広域、つまりWiMaxに移行しています。 WiMaxは、Microwave AccessのWorldwide Interoperabilityの略で、IEEE 802.16標準で定義されています。 メトロエリアブロードバンドワイヤレスアクセス（BWA）サービスを提供するように設計されており、WiMaxフォーラムによって推進されています。

WiMAXはWiFiに非常に似ていますが、より大規模で高速です。 遊牧民版では、今日の携帯電話のように、WiMAX対応デバイスを広い領域に接続したままにします。

WiMAXの詳細については、リンク：/wimax/index [WiMAXチュートリアル]をご覧ください。