無線配信システム

無線分散システム（WDS ）は、 IEEE 802.11ネットワーク内のアクセスポイントを無線で相互接続できるシステムです。これにより、従来のように有線バックボーンで接続する必要なく、複数のアクセスポイントを使用して無線ネットワークを拡張できます。WDSの他のソリューションに対する顕著な利点は、アクセスポイント間のリンク全体でクライアントフレームのMACアドレスが保持されることです。^{[ 1 ]}

アクセスポイントは、メイン基地局、リレー基地局、またはリモート基地局のいずれかである。

• メイン基地局は通常、（有線）イーサネットに接続されます。
• 中継基地局は、遠隔地の基地局、無線クライアント、または他の中継基地局間でデータを中継し、メイン基地局または別の中継基地局に送信します。
• 遠隔基地局は無線クライアントからの接続を受け付け、それを中継局またはメイン局に転送します。クライアント間の接続はMACアドレスを使用して行われます。

無線配信システム（WDS）内のすべての基地局は、同じ無線チャネル、暗号化方式（なし、WEP、WPA 、またはWPA2）、および同じ暗号化キーを使用するように構成する必要があります。サービスセット識別子（SSID）は、異なるものに設定できます。また、WDSでは、すべての基地局がシステム内の他の基地局に転送するように構成する必要があります。

WDSは、ブリッジングとワイヤレスクライアントの受け入れを同時に行うように見えるため（従来のブリッジングとは異なり）、リピーターモードとみなすこともできます。ただし、リピーター方式では、ワイヤレスで接続されているすべてのクライアントのスループットが半減します。これは、Wi-Fiが本質的に半二重通信媒体であるため、リピーターとして機能するWi-Fiデバイスは、ストアアンドフォワード方式の通信を使用する必要があるためです。

WDSは、IEEE 802.11-1999規格ではそのような実装の構築方法や、ステーションがこの形式のフレームを交換するためにどのように相互作用するかが定義されていないため、異なる製品間（場合によっては同じベンダーの製品間）で互換性がない可能性があります。IEEE 802.11-1999規格は、それを可能にする4アドレスフレーム形式を定義しているだけです。^{[ 2 ]}

WDSは、アクセスポイント間（AP間）接続において、2つのモードを提供する可能性があります。

• 無線ブリッジングでは、WDS AP（ローカルルーター上のAP間接続）は相互にのみ通信し、無線ステーション（STA、無線クライアントとも呼ばれる）からのアクセスを許可しません。
• 無線中継とは、アクセスポイント（ローカルルーター上のWDS）が相互に、また無線STAと通信する方式である。

WDSを使用する際の2つの欠点は以下のとおりです。

• 最初の再送信（ホップ）が行われると、無線通信の最大実効スループットが半減する可能性があります。たとえば、WDSで接続された2台のAPがあり、AP Aのイーサネットポートに接続されたコンピュータと、AP Bに無線で接続されたラップトップとの間で通信が行われる場合、AP Bは通信中に情報を再送信する必要があるため、スループットは半減します。しかし、AP Aのイーサネットポートに接続されたコンピュータとAP Bのイーサネットポートに接続されたコンピュータとの間で通信が行われる場合は、情報を再送信する必要がないため、スループットは半減しません。デュアルバンド/無線APは、一方のバンド/無線でクライアントに接続し、もう一方のバンド/無線とWDSネットワークリンクを確立することで、この問題を回避できます。
• 動的に割り当てられ、ローテーションされる暗号化キーは、通常、WDS接続ではサポートされていません。つまり、ほとんどの場合、動的なWi-Fi Protected Access（WPA）やその他の動的キー割り当て技術は使用できませんが、事前共有キーを使用したWPAは可能です。これは、この分野における標準化の欠如によるものであり、今後登場する802.11s規格で解決される可能性があります。そのため、WDS接続では、WDSリピーターAPに接続するSTAを含め、静的なWEPまたはWPAキーのみを使用できます。

汎用的なサードパーティ製ルーターファームウェアであるOpenWRTは、 WPA-PSK、WPA2-PSK、WPA-PSK/WPA2-PSK混合モード暗号化モードによるWDSをサポートしています。最近のApple製ベースステーションはWPAによるWDSをサポートしていますが、場合によってはファームウェアのアップデートが必要です。Renasis SAP36gスーパーアクセスポイントのファームウェアと、Linksys WRT54G(S)/GLのほとんどのサードパーティ製ファームウェアは、WDSモードで動作中に、WPA2-PSK混合モードセキュリティを使用したAES暗号化と、WPA-PSKを使用したTKIP暗号化をサポートしています。ただし、このモードは、標準ファームウェアまたは代替ファームウェアを実行している他のユニットと互換性がない場合があります。

Wi-Fi対応のゲーム機があるとします。このデバイスはWANホストに1つのパケットを送信し、応答として1つのパケットを受信する必要があります。

• ネットワーク 1: シンプルな (WDS 非対応)無線ルーターとして機能する無線基地局。パケットはゲーム機から出て、無線でルーターに送られ、ルーターはそれを WAN 経由で送信します。1 つのパケットがルーターを経由して戻ってきて、ルーターはそれを無線でゲーム機に送信します。無線で送信されるパケットの総数: 2。
• ネットワーク 2: WDS を使用する 2 つのワイヤレス基地局: WAN はマスター基地局に接続します。マスター基地局は無線でリモート基地局に接続します。リモート基地局は無線でゲームコンソールに接続します。ゲームコンソールは 1 つのパケットを無線でリモート基地局に送信し、リモート基地局はそれを無線でマスター基地局に転送し、マスター基地局はそれを WAN に転送します。応答パケットは WAN からマスター基地局に、無線でリモート基地局に、そして再び無線でゲームコンソールに届きます。無線で送信されるパケットの総数: 4。
• ネットワーク 3: WDS を使用する 2 つの無線基地局がありますが、今回はゲームコンソールがイーサネット ケーブルでリモート基地局に接続されます。1 つのパケットがゲームコンソールからイーサネット ケーブル経由でリモートに送信され、そこから無線でマスターに送信され、WAN に送信されます。応答は WAN からマスターに送信され、無線でリモートに送信され、ケーブルでゲームコンソールに送信されます。無線で送信されるパケットの総数: 2。

ネットワーク1（非WDS）とネットワーク3（WDS）は、同じ数のパケットを無線で送信していることに注目してください。唯一の速度低下は、 Wi-Fiの半二重通信の性質による潜在的な半減です。^{[ 3 ]}

ネットワーク2では、遠隔基地局が無線で受信したパケットを再送信するため、無線時間が2倍になり、さらに半減します。これは通常WDSに起因する半減現象ですが、基地局を経由する経路の両側で無線リンクが使用されている場合にのみ発生します。これはWDSでは常に発生するとは限らず、WDS以外の環境でも発生する可能性があります。

重要な注意点：この「ダブルホップ」（メインステーションからリモートステーションへの無線ホップ1回と、リモートステーションから無線クライアント（ゲーム機）へのホップ2回）は、必ずしも2倍の速度低下を意味するわけではありません。ここで発生するエンドツーエンドの遅延は、リモートステーションがパケットを転送する際の「ストアアンドフォワード」遅延によるものです。無線リモートステーションを経由した中継と、メインステーションのブロードキャスト出力を単純に増加させた場合の真の遅延への影響を正確に特定するには、環境に特化したより包括的なテストが必要となります。

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