この記事の目的は、802.11標準のセットを解釈した、これまでの2つの主要なアーキテクチャの簡単な高レベルの比較を提供することです。 これらのアーキテクチャに基づいて、エンタープライズおよびキャリアクラスのWi-Fiネットワークの大部分が構築されています。
次の一般的な用語を使用します。
-シングルチャネルアーキテクチャ：シングルチャネルアーキテクチャ（SCA）
-マルチチャネルアーキテクチャ：マルチチャネルアーキテクチャ（MCA）
簡単に言えば、シングルチャネルアーキテクチャはカバレッジエリア内のすべてのアクセスポイントで1つの周波数チャネルを使用し、マルチチャネルアーキテクチャはさまざまな非重複周波数チャネルを持つセルラー構造を使用すると言えます。 MCAネットワークを設計する場合、ほとんどの場合、同じまたは隣接する周波数チャネルを持つ隣接セルの場所を避ける必要があります。これは、3次元モデル（異なるフロア）の垂直セルレイアウトにも当てはまります。
マルチチャネルアーキテクチャには多くの明らかな利点があります。 エンタープライズクラスのWi-Fiソリューションの主要ベンダーはこのようなアプローチを使用しており、ほとんどの既存のWi-Fiネットワークはこのアーキテクチャ上に構築されています。 統計によると、ISAは世界中のほとんどのWi-Fiネットワークの基盤として実質的に普及しています。 MCAネットワークについては多くのことが書かれていますが、マルチチャネルアーキテクチャの計画と展開の基本原則についてすばやく学習したい方は、 こちらに連絡してください 。
シングルチャネルアーキテクチャ分野の主要なプレーヤーはMeruとExtricomであり、両者の間で特許の優位性に関して多くの意見の相違が生じました。 アルバなどの大規模なプレーヤーも同様の調査を行いました。 それにもかかわらず、この技術は興味深いものであり、その利点と欠点があります。
そのため、MCAは、地理的に分散したアクセスポイントでさまざまな周波数チャネルを使用して、さまざまなアクセスポイントからの信号をデコードする際のクライアントデバイスの干渉および関連問題の影響を最小限に抑えます。 手動エンジニア（および/またはWLANソリューション自体）は、ネットワーク内のセルのサイズ、周波数計画、および干渉レベルを制御します。 これは、アクセスポイントの放射パワーを変更し、さまざまなアンテナを使用し、特定のポイントで周波数チャネルを変更する静的、動的、または半自動の方法を使用することで発生します。
高品質のカバレッジが達成されると、Wi-Fiネットワークの次に重要なタスクはモビリティを提供することです。 MCAの場合、クライアントは常にどのアクセスポイントに関連付けるかを選択し、モバイルデバイスのメーカーは異なるアルゴリズムを使用します（一般に、異なるチャネルのアクセスポイントから利用可能な信号レベル、フレーム損失レベルなどが考慮されますが、アルゴリズムの仕組み-これはメーカーの秘密のソースであり、このソースは必ずしもおいしいとは限りません。iPhoneが最近のiOSリリースまでアクセスポイントに貼り付いていたことを思い出してください。 そのため、同じWi-Fiネットワーク上でさまざまなスマートフォンをローミングすると、まったく異なる結果がしばしば観察されます。 したがって、WLANを設計し、ローミングタスクの無線調査を行うための非常に深刻な要件です。
MCAとは対照的に、シングルチャネルアーキテクチャのSCAネットワークは通常、単一の周波数チャネル上に設定されたアクセスポイントを使用します。 MCAと同様に、SCAは計画時に重複するネットワークセルを使用します。 干渉を回避するために1つの周波数で送信機の地域ダイバーシティを実行することは実際的に不可能であることを考慮すると、SCAの主なアプローチはダイバーシティを一時的に送信することです。 同じ周波数で同時にフレームを送信しないようにするには、ネットワーク全体を中央デバイスから非常に正確に同期および調整する必要があります。 これは、SCAネットワークの主な欠点の1つです。 ネットワーク上でトラフィックを積極的に送受信する顧客の数が増えると、ネットワーク全体のパフォーマンスが低下します。 特に、古くて遅いクライアントデバイスが混在している場合。 同時に、通常のMCAネットワークでは、各セルでトラフィックを並行して独立して転送することができ（分離チャネル上のセルを使用してネットワークを設計したと仮定）、802.11標準の最初の非対称性を完全に実現します。
SCAネットワークでは、クライアントデバイスはシングルチャネルアーキテクチャのアクセスポイントを区別できません。 この場合、Wi-Fiネットワーク（コントローラー）は、特定の各アクセスポイントが特定の各クライアントからデータを送受信する必要があるときに決定を下します。 したがって、クライアントデバイス自体は、ハンドオーバーの実行に関する意思決定プロセスに関与せず、Wi-Fiネットワークによって実行されます。 ユーザーはカバレッジエリア内を移動し、アクセスポイントで使用可能なリソースの可用性を考慮して、ネットワークはユーザーに最も近いアクセスポイントを介してこのユーザーにトラフィックをルーティングします。 実際、SCAネットワークの主な利点はここにあります。クライアントハードウェアとソフトウェアを必要とせずにハンドオーバーを提供するため、MCAネットワークと比較して、実際のモビリティのソリューションがはるかに予測可能になります。 このことから、SCAネットワークは、Wi-Fiを介したVoIPなどのタスクに十分に適応可能であると結論付けることができます。この場合、アクセスポイントからアクセスポイントまで途切れることなく、予測可能で非常に厳しいセッション伝送パラメーターを提供することが重要です。
SCAネットワークは、変更されたIEEE 802.11モデルを使用します。これは、クライアントデバイスが常に1つのアクセスポイントとのみ対話すると「考える」ように、クライアントデバイスのビジョンを形成します。 実際には、このようなネットワークには多くのアクセスポイントが存在する可能性があります。 このようなクライアントの「世界のビジョン」は、すべてのポイントがBSSIDとMACの同じ値をbiconsで送信するという事実により実現されます。 このようなモデルは、802.11標準の「アナログではない」性質により可能になりました。 すべての情報はフレームを使用して送信されます。 このため、フレームの送受信を非常に正確に制御することで、同じ周波数チャネルで動作するアクセスポイント間の干渉の問題を回避できます。 制御タスクは通常、WLANの中心的な頭脳であるWi-Fiネットワークコントローラーにあります。 場合によっては、WLANコントローラー機能が統合されたLANスイッチがこのタスクを実行します。
SCAに周波数チャネルがないという問題は、複数の独立した周波数チャネルをアクセスポイントで並行して使用できるチャネルブランケットなどのソリューションの出現につながりました（SCAモデルの拡張）。 これにより、すべてのアクセスポイントでそれぞれが単一の周波数チャネル（ブランケット/ブランケット）で表されるレイヤーが形成されます。 しかし、これらの各並列層には同じ容量の問題があり、さらに、エミッターとレシーバーの分離が最小限であるため、チャネル間干渉の問題が急激に増加し、自動的にフレーム損失が増加し、パフォーマンスが低下します。 そして、利用可能なすべてのレイヤーを考慮に入れて、フレームの送信を一時的に調整するための高度な技術でさえ、ユーザー数の増加に伴い、その有効性の限界にすぐに近づきます。 もちろん、層が多ければ多いほど、ネットワークの総容量は大きくなりますが、明らかに、新しい層が追加されるたびに成長は直線的にはほど遠いでしょう。 さらに、2.4GHzには3つの独立したチャネルしかないため、この帯域で3つ以上のレイヤーを効果的に使用することはできません。 ほとんどのモバイルデバイスが11nであっても5GHzをまだサポートしていないことを考えると、5GHzへの切り替えは近い将来には解決策とはなりません。 同時に、MCAネットワークでは、追加のセル数を追加し、既存のセルの半径を縮小するだけで、インフラストラクチャ全体に大きな影響を与えることなく、ネットワーク全体とその一部の両方の容量をすばやく増やすことができます。
干渉は、カバレッジエリア全体で1つの周波数チャネルを使用するため、MCAネットワークよりもSCAネットワークに大きく影響します。 Wi-Fiに最も適しているのは2.4GHzスペクトル帯域ですが、 干渉源の存在という点でも最も「汚れた」状態です 。 MCAでは、周波数計画をネットワーク全体またはそのローカル部分で動的かつ迅速に再構築できますが、SCAでは、重大な干渉はカバレッジエリア全体に直ちに影響します。
したがって、メディアセッションのサポートを備えた実際のモビリティの提供に主に焦点を当てたタスクでは、主にWi-Fiネットワーク上のVoIPや動いているビデオストリーミングなどのアプリケーション（ただし、この場合はビデオ容量の要件が小さい） SCAネットワークは良い選択です。 考えてみれば、音声専用のネットワークをどのくらいの頻度で構築していますか？ 同時に、帯域幅の要件が厳しく、高いユーザー密度で高いネットワーク容量を確保する必要がある場合は、まずMCAに基づいたソリューションを検討する価値があります。 おそらく、さまざまなタスクに同時にWi-Fiネットワークを使用することになっている場合は、MCAで停止する必要があります。
Wi-Fiネットワーク：シングルチャネルアーキテクチャとマルチチャネルアーキテクチャ
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