無線LANのメリットや運用の注意点、電波や規格などの用語、要件定義や基本設計から
設定・構築・テストにいたるまで、たくさんのことをまとめています。
さらに、Arubaの機器を中心とした無線LANの設計と設定を解かりやすく解説しています。

カテゴリ:3.電波および電波調査 > 3-1 電波について

電波については、中学校で少し習ったかもしれない。周波数(f)、速度(v)、波長(λ)として、v=fλで習ったような記憶がある。この周波数がfが、2.4GHzや5GHzの周波数である。
 CPUのクロックもそうであるように、周波数が高いほうが、速度が速い(傾向にある)。その反面、直進性が強くて障害物に弱い。
 最近ソフトバンクが900MHz帯のプラチナバンドでのサービスを開始したことがニュースになった。音声の場合は、周波数が高ければいいというわけではなく、障害物に対する強さや音声品質の差があり、900MHz帯が理想と言われている。

 まず、2.4GHz帯と5GHz帯の違いを簡単に理解しておくとよい。 

2.4GHz帯 
・障害物に比較的強く、障害物をまわりこんだり反射して進む。
・ISMバンドであり、他の機器との干渉がある。 

5GHz帯
・赤外線のように直進性が強く、障害物を通しにくい
・総務省により無線LAN専用に割り当てられた周波数帯。他の電波との干渉が少ない。

以下に、電波と規格について記載しているので、参考にしていただきたい。
2-2(3) 無線LAN規格の検討

無線の電波は、基本的に、障害物がなければ電波はどこまででも届くらしい。
たとえ地球の裏側だろうが・・・
以下に暗号解読(新潮文庫)より引用する。
無線通信に批判的な人たちは、電波は地球の表面に沿ってカーブするわけにはいかないから、無線による通信はたかだか百キロメートルほどの距離でしか使えないと論じていたのだった。(中略)電離層は地上60キロメートル付近からはじまる大気の層で、これが鏡のような働きをして電波を跳ね返していたのである。電波は地表でも跳ね返されるため、電離層と地表の間で何度も反射される。そのおかげで無線通信は、事実上、世界中のどこにでも届くのである。
ただ、距離が遠くなると電波は確実に弱くなる。
e

距離が遠くなると速度も遅くなるのですか?




無線LANにおいても、距離が遠くなると、電波も弱くなる。それにしたがって、通信レートが遅くなる。
ちなみに、通信レートはArubaの無線APのTransmit Rates(伝送速度)の項目にて設定が可能である。例えば、12M以下のスピードでは通信しないや、逆に伝送する速度を1M~18Mbpsまでに絞るなど。

参考
以下は、ArubaのWLC(無線LANコントローラ)における設定画面
Configuration > AP Group > Edit "default" > SSID Profile > Advanced
ssid







i



電波の強さはRSSI(Received Signal Strength Indicator)で表すことが多いと思いますが、どれくらいの値ならいいのでしょう。



目安としては、-60よりいい値(0~-60)であれば概ね良好であろう。80は弱い。100より悪い値の電波は無視していいだろう。
 ちなみに、inSSIDerの場合、-60までは緑色であるが、それ以降は黄色、赤と変化する。ということから、60dbmまでは良好と考えているのであろう。
参考までに、以下はinSSIDerの画面である。
denpa

2.4GHz帯は2階で、5GHz帯は5階で通信しているようなものだから、11bと11aは互換性が無いし、干渉しない。

c
でも、これって、なぜ?
だって、実際には2階と5階じゃなくて、同じ1階で同時に使う場合もあるでしょ。



 これは、周波数そのものの理論になる。理科でやったかな?同じ周波数の波をくっつけると、2倍になったり、なくなったりする。これが干渉である。
 ところが、周波数が違うと、ぶつかっても違いは分かる。人間の声も人によって周波数が若干異なる。なので、2人が同時にしゃべっても、ある程度の聞き分けができる。
 TVのチャンネルも干渉するので、4、6、8と間を空けている。

■理科で習ったことを思い出しながら書くとこんなイメージ ※違うかも
周波数が同じ波を重ね合わせる
1





周波数が異なる波を重ね合わせる
2

f 

距離によってどれくらい減衰しますか?
また、無線APの届く範囲は何mで設計すればいいですか?




APの真横(20㎝)などであれば-20dbmなどの強い電波にになるが、実際にはそんな距離はありえない。天井にAPをつけたとして2mくらい離れるのは
当然だろう。その距離で40-50dbmくらいである。
見通しにもよるが、10mごとに5-10dbmくらい下がる。
分かりやすくシンプルにするため、かなりざっくりいうと
~10m 50dbm
~20m 60dbm
~30m 70dbm
これに遮蔽物や他の電波、人間などで減衰するから30m離れていると高スループットの通信は厳しい。11bによる1Mの通信も視野に入れるべきかと思う。
基本的には20mを無線APが届く電波の距離として設計する。

電波強度が弱くなると、伝送速度も落ちる。
APは設定された伝送速度の中で、最も高いもの(たとえば54Mbps)で通信を開始し、通信ができなければ、順に伝送速度を下げて通信をする。
距離が遠くなって、電波が弱くなると、当然ながら伝送速度も遅くなる。
以下の3ページ目にそれらの値が載っている。http://www.arubanetworks.com/pdf/products/DS_AP130Series.pdf

伝送速度受信感度
(Receive sensitivity)
54Mbps(11g) -81dBm
11Mbps(11b)-92dBm
 6Mbps(11g)-94dBm
 1Mbps(11b)-97dBM
g 
54Mbpsを出すのに、たった-81dBmでいいのですか?
もっと強い電波が必要な気がします。



これはあくまでも受信感度です。
実際にはノイズが入るので、RSSIが-81dbmでよいというわけではない。SNRの考え方が必要。

電波を特定の方向に向けて飛ばすのが指向性のアンテナである。無指向性は方向を特定せず、まんべんなく電波を飛ばす。

Arubaの場合、偶数型番(AP104やAP134)がアンテナ外付けで、アンテナは指向性(と無指向性がある?)。
奇数型番(AP135やAP105)がアンテナ内蔵で、無指向性のアンテナである。

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