なぜ速度が落ちるのか？

無線LANアンテナを理解する　PART1

普段意識せずに使っている無線LANのアンテナについて、3回にわたって解説する。アンテナをアップグレードすることで、パフォーマンス、通信距離、セキュリティを改善できる。

[Lisa Phifer，TechTarget]

　無線LANユーザーの多くは、アンテナの存在を意識したりはしない。802.11ベースのPCカードやルータに付属するアンテナをその存在も知らぬまま利用し、速度が落ちたり信号が弱くなったりするとメーカーを呪う。だが、アンテナをアップグレードすることによって、パフォーマンス、通信距離、セキュリティを改善できるのだ。まずはアンテナの仕組みを理解しよう。

アンテナの種類

　無線装置は特定の周波数で信号を生成する。アンテナは特定のパターンでこの信号を空中に拡散（波及）させる。

　802.11製品に含まれるアンテナの多くは無指向性アンテナであり、アンテナの軸を中心にすべての方向に信号を放射する。別売部品として提供されている指向性アンテナは、特定の方向に放射することによって送信電波を狭い範囲に集中させる。

指向性アンテナの利点

　水がいっぱい入った直径15センチの風船を思い浮かべていただきたい。この風船を机の上に置く。風船の底部は平らになり、周囲が少し広がるはずだ。この風船を上から手でギュッと押さえてみよう。一定の容積の水を水平方向に集めることにより、この風船は20センチ離れた物体に接触できるようになる。今度は風船を10×25センチの靴箱に押し込んでみる。球形が崩れ、1方向（箱の幅方向）に収縮することにより、この風船はもう一方の方向（箱の長さ方向）にさらに伸びることができる。

　これと同じ原理がアンテナにも当てはまる。指向性アンテナは、所与の出力に対して信号が放射される方向を狭めることによって、信号の到達距離を伸ばす。この方法が効果的なのは、ビルが球形ではなく、靴箱のような形をしているからだ。信号を社内に集中すれば、AP（アクセスポイント）の出力をより効率的に利用できるのだ。社内のステーションが受信する信号の強度が高まり、結果的に速度が向上する。必要な場所に信号を向けることは、不要な場所では信号が弱くなることも意味する。つまり、会社の外にあるステーションには信号が届きにくくなるのだ。

あなたの会社のアンテナのタイプは？

　無指向性のモノポールアンテナは均一な球の形に信号を放射する。しかし一般的な802.11 APのアンテナはこのタイプではない。

　ほとんどのAPは無指向性のダイポールアンテナを備えている。柔軟性のある黒い樹脂製の棒のようなアンテナだ。ダイポールアンテナの受信領域は、押しつぶしたドーナツのような形で、その中心をアンテナが通っている格好になる。出力はアンテナの頂部（あるいは底部）から放射するのではなく、水平方向に放射する。

　ダイポールアンテナを搭載したAPを2階の中央の机の上に置けば、その階のステーションは最も強い信号を受信できる。APの出力およびアンテナのゲイン（ドーナツの平べったさ）によっては、1階と3階でもある程度の信号を受信できる。APの位置を調整することによって受信品質を改善できることも多い。例えば2階建ての家の場合、APを1階の天井に設置するのもいいだろう。

　上から見ると、ダイポールアンテナの受信領域は円形だ。APが部屋の中央に位置する場合、部屋の四隅のステーションが受信する信号が最も弱くなる。このため、フロア全体に十分な受信領域を提供するには複数のAPが必要になる。言い換えれば、それぞれの受信領域の円が重なるようにAPを配置すればいいのだ。ステーションがAPに近いほど通信速度が高くなるため、パフォーマンスを改善するためにAPを追加したくなる（重なり合う円を追加する）かもしれない。しかし、APを外壁の近くに配置すると外部に信号が漏れやすくなるので注意が必要だ。

　指向性アンテナは、リスクや無駄を増やさずにパフォーマンスを改善できる。本連載のPART2では指向性アンテナについて説明するとともに、パッチアンテナ、パネルアンテナ、八木アンテナ、パラボラアンテナおよびその用途についても解説する。

本稿筆者のライザ・ファイファー氏は、ネットワークセキュリティおよび管理技術を専門とするコンサルティング会社、Core Competenceの副社長を務める。同氏は20年余りにわたり、データ通信、インターネットワーキング、セキュリティ、ネットワーク管理製品の設計、導入、評価に携わってきた。