無線LANの欠点についての問題

質問

「無線通信では、物理レイヤの通信速度が同一であったとしても、有線通信に比べて十分な通信速度が得られないことがある。
その理由を２つ以上挙げて説明せよ」

上記のような問題について教えてください。

まず、「物理レイヤの通信速度が同一」というのはパケット誤りや他の通信を考慮しない通信速度と考えればいいのでしょうか？
例えば、同じ規格、周波数で通信をしている他の機器が同一の空間に2つあった場合、それぞれの通信速度は単純に言えば半分になるかと思います。「物理レイヤの通信速度」というのは規格上の通信速度を差すのでしょうか。それとも半分になった通信速度のことをいうのでしょうか

また、

１．ノイズが多い場合
２．同一の空間に同じ周波数帯を利用する複数の機器が接続している場合

という理由を思いついたのですが、合っていますでしょうか？
特に２は有線の場合であっても、同じことが起こる気もするのですが・・・。

また、他に考えられる理由がありましたら教えてください。

回答No.1

ok-kaneto · ベストアンサー

例えばIEEE802.11bの通信速度は規格上11Mbpsですが、有線の10BASE-T(規格上10Mbps)に比べると実効速度ではるかに劣ります。

>例えば、同じ規格、周波数で通信をしている他の機器が同一の空間に2つあった場合、
>それぞれの通信速度は単純に言えば半分になるかと思います。
近いですが、半分という所だと思います。有線でも同じような状況はありえます。

物理層での速度が同じなのであれば、物理的な原因ではなくOSI基本参照モデルでいう所の物理層の上の階層ですね。例えばデータリンク層でいうと、アクセス制御方式が無線と有線で異なります。ネットワーク層以上は有線でも無線でも同じなので考えなくてよいでしょう。

有線の場合のアクセス制御方式(CSMA/CD)と無線の場合のアクセス制御方式(CSMA/CA)を比較すると、無線の方がある理由により効率が悪い事が解るはずです。この事を書けば良いと思います。
もう一つは、複数台同時のネットワークのことかな。全二重、半二重等で考えてみてください。

>パケット誤りや他の通信を考慮しない通信速度
そうです。再送制御は基本的にデータリンク層以上で行います。物理層では関係ないです。

お礼

アクセス制御方式の効率も関係するのですね。これは物理層に含まれると思っていました。
ありがとうございます。

回答No.2

Gotthold

物理レイヤやその上位のレイヤ（有線無線の違いということになると差異が出るのはデータリンク層になりますが）で
何をやっているのかちゃんと調べましたか？
分かっていれば疑問は解決するはず（というか疑問自体が発生しない）なのですが。

というより、学校等でこんな問題を与えられるような状況にあるなら、
既に学習ずみなはずだと思うのですが一体どんな状況なんでしょ？

> まず、「物理レイヤの通信速度が同一」というのはパケット誤りや
> 他の通信を考慮しない通信速度と考えればいいのでしょうか？
誤り時の再送や、多重アクセスの制御は物理層の仕事ではありません。
なので物理層ではそもそもそれらを考慮しようがないです。
（考慮しようとすると必然的に物理レイヤ以外のデータリンクレイヤなどの挙動を想定する必要が出てきてしまいます。）

なお、無線は有線に比べてノイズが桁違いに多いので
IEEE802.11では物理層にも畳み込み符号化などの誤り訂正の機能は入っています。
それにより物理レイヤの転送速度が落ちることはありますが、
問題は「物理レイヤの通信速度が同一であったとしても」という前提になっているので
物理レイヤの転送速度が落ちる理由を挙げるのは題意に沿わないですね。

> 例えば、同じ規格、周波数で通信をしている他の機器が同一の空間に2つあった場合、それぞれの通信速度は単純に言えば半分になるかと思います。
何故半分になるのかという理由が重要です。
半分になるのはどのレイヤのどのような働きによる物ですか？

> ２．同一の空間に同じ周波数帯を利用する複数の機器が接続している場合
多重アクセスの制御（通信の衝突対策）は、有線(Ethernet)ではCSMA/CDが、無線(IEEE 802.11系)ではCSMA/CAが使われます。
（どちらもデータリンクレイヤの副層であるMAC副層で使われる方式。）
CSMA/CAの方がオーバーヘッドが大きいので無線の方が遅いです。
もし仮に、他に邪魔が入らない完全な1対1通信が出来たとして
CSMA/CDならほぼ100%の通信速度が出せますが、
CSMA/CAは（条件にもよりますが）半分強くらいの通信速度です。
採用している方式からして無線の方が遅いです。

さらに有線の場合はスイッチングハブで通信制御が行えるので
最近は通信の衝突対策としてCSMA/CDを使う必要性さえなくなっています。
無線でスイッチングハブみたいな物は実現できないので無線はさらに不利になりますね。

お礼

他大学の大学院の入試問題を勉強しています。
学部の授業ではアナログ／デジタル変調や誤り訂正については学習したのですが、通信制御や無線工学については授業では取り扱っておらず、OSI参照モデルについてもこの問題で初耳でした。

物理層とデータリンク層の違いについてイメージがつかめそうです。
ありがとうございます。