アクセスポイントと無線カバレッジ

ワイヤレスアクセスポイント（AP）は、Wi-Fi対応デバイスを有線ネットワークに接続できるようにする機器です。Wi-Fiの電波と有線LANのケーブルの橋渡しをします。スマートフォン、ノートパソコン、タブレットは無線でAPに接続し、APがそれらの通信を有線ネットワークへ転送します。APを使うことで、すべてのデバイスにケーブルを配線しなくてもネットワークを拡張できます。

アクセスポイントには、Wi-Fi信号を送受信する無線と、スイッチに接続する有線ポートがあります。デバイスから受け取った無線フレームを有線LANへ転送し、有線LANからのフレームはその逆方向に転送します。つまりAPは無線のスイッチポートのように動作し、無線クライアントを有線デバイスと同じネットワークに接続します。

APはSSID（Service Set Identifier）をブロードキャストします。これはWi-Fiネットワークを選択するときに表示されるネットワーク名です。SSIDによって無線ネットワークが識別されるため、クライアントは接続先を把握できます。複数のAPで同じSSIDを共有すると、建物内を移動してもデバイスがAP間をシームレスにローミングでき、1つの連続したネットワークとして見えるようになります。

次の2つの機器は混同されがちです。

• アクセスポイント — 既存のネットワークにWi-Fiを追加するだけで、ルーティングは行いません。
• ワイヤレスルーター — APにルーター、スイッチ、NAT、DHCPを組み合わせた一体型の機器です。

家庭で使う「Wi-Fiルーター」は、この一体型の機器です。企業では、柔軟性を高めるため、単体のAPを別々のスイッチやルーターに接続します。

アクセスポイントは、電源コンセントのない天井に設置されることがよくあります。PoE（Power over Ethernet）を使うと、PoE対応スイッチから1本のEthernetケーブルで電力とデータの両方を送信できます。つまり、1本のケーブルでAPを接続しながら給電できるため、天井など便利な場所への設置が簡単になります。PoEは、APと関連して試験で頻繁に問われるテーマです。

各APがカバーできる範囲は限られており、セルまたは通信範囲と呼ばれます。電波の強度は距離や壁の影響で弱くなるため、1台のAPで大きな建物全体をカバーすることはできません。空間全体をカバーするには、セルが重なるように複数のAPを配置し、デバイスが接続を切断せずに次のAPへ移動できるようにします。APの配置を計画する作業をサイトサーベイと呼びます。

ローミングを使うと、デバイスは接続を維持したまま、あるAPのセルから別のAPのセルへ移動できます。すべてのAPで同じSSIDを使用し、連携するように設定すると、歩いて移動するユーザーの接続は、携帯電話の通話が基地局間で引き継がれるようにシームレスに切り替わります。セルが十分に重なっていれば、サービスが目立って途切れることなくスムーズにローミングできます。

APは、周波数帯の中にある無線のチャネルを使って通信します。近くのAPが同じチャネルを使うと、互いに干渉して通信速度が低下します。適切な設計では、隣接するAPに重ならないチャネルを割り当て、セル同士が干渉しないようにします。2.4 GHz帯では、チャネル1、6、11が、干渉を避けるために使われる代表的な非重複チャネルの組み合わせです。

企業では、主に2つの方法で複数のAPを管理します。単体（自律型）APはそれぞれ個別に設定します。少数なら問題ありませんが、多数になると手間がかかります。コントローラー型（軽量型）APは、無線LANコントローラーが一元管理し、設定の配布、ローミングの処理、すべてのAP間での負荷分散を行います。大規模な環境では、一貫性があり拡張しやすい管理のためにコントローラーがよく使われます。

APは異なる無線の周波数帯で動作し、周波数帯によって通信範囲が変わります。2.4 GHz帯は遠くまで届き、壁も通り抜けやすい一方、速度が遅く、多くのデバイスによる干渉で混雑しています。5 GHz帯はより高速で多くのチャネルを利用できますが、遠くまでは届きません。多くのAPは両方の周波数帯を同時に提供し、デバイスが距離や速度の要件に応じて最適な周波数帯を選べるようにします。

試験対策として、アクセスポイントはWi-Fiと有線LANを橋渡しし、SSIDをブロードキャストし、PoEで給電されることが多いと覚えておきましょう。アクセスポイントは、ルーティング機能を追加するワイヤレスルーターとは異なります。通信範囲は、重なり合う複数のセルによって確保され、ローミングが可能になります。また、干渉を避けるためにチャネルは重ならないようにします。大規模な環境では、コントローラーによって多数の軽量型APを一元管理します。

アクセスポイントに関する知識を確認しましょう。

ワイヤレスアクセスポイントはWi-Fiクライアントを有線LANに接続し、ネットワーク名としてSSIDをブロードキャストすることを学びました。ワイヤレスルーターは、ルーティング、NAT、DHCPをまとめて提供する点で異なります。PoEを使うとEthernetケーブル経由でAPに給電できるため、天井への設置が簡単になります。通信範囲は、シームレスなローミングを可能にする、重なり合う複数のセルで構成します。干渉を避けるには、重ならないチャネルを使用します。大規模なネットワークでは、無線LANコントローラーで多数の軽量型APを管理します。