ワイヤレスネットワークプロトコルのリスト

多種多様なワイヤレス データ テクノロジが存在し、互いに直接競合するものもあれば、特定のアプリケーション向けに設計されたものもあります。ワイヤレステクノロジはさまざまな基準で評価できますが、このエントリではそのいくつかについて説明します。

標準は、範囲の昇順で次のようにグループ化できます。

パーソナル エリア ネットワーク(PAN) システムは、通常 1 人の人間によって制御されるデバイス間の短距離通信を目的としています。例としては、携帯電話用のワイヤレス ヘッドセットや、腕時計と通信するワイヤレス心拍数センサーなどがあります。これらのテクノロジには、ANT UWB、Bluetooth、Zigbee、ワイヤレス USBなどの標準が含まれます。

ワイヤレス センサー ネットワーク(WSN / WSAN) は、一般的に、低電力で低コストのデバイスがワイヤレスで相互接続し、物理環境から収集されたデータを収集、交換し、場合によってはそれに基づいて動作するネットワークです (「センサー ネットワーク」)。ノードは通常、スター トポロジまたはメッシュ トポロジで接続します。WSAN 内の個々のノードのほとんどは範囲が限られていると予想されますが ( Bluetooth、Zigbee、6LoWPANなど)、特定のノードはより広範な通信 ( Wi-Fi、セルラー ネットワークなど)が可能であり、個々の WSAN は広い地理的範囲にまたがることができます。WSAN の例としては、農業施設全体に配置されたセンサーのコレクションが挙げられます。このセンサーは土壌の水分レベルを監視し、そのデータを本社のコンピューターに報告して分析と傾向のモデリングを行い、水位が低すぎる場合は自動散水栓をオンにします。

より広範囲の通信には、ワイヤレス ローカル エリア ネットワーク(WLAN) が使用されます。WLAN は、多くの場合、商用製品名Wi-Fiで知られています。これらのシステムは、他のコンピューター、共有プリンター、その他のデバイス、さらにはインターネットなど、ローカル ネットワーク上の他のシステムへのワイヤレス アクセスを提供するために使用されます。通常、WLAN は、平均的な消費者のインターネット アクセスよりも、ローカル ネットワーク内ではるかに優れた速度と遅延を提供します。WLAN 機能を提供する古いシステムには、DECTやHIPERLAN などがあります。ただし、これらは現在では広く使用されていません。WLAN の一般的な特徴の 1 つは、ほとんどが非常にローカルであり、ネットワーク間をシームレスに移動できないことです。

セルラー ネットワークまたはWANは、市全体/国内/世界規模のカバレッジ エリアと、1 つのアクセス ポイント (多くの場合、ベース ステーションと定義されます) から別のアクセス ポイントへのシームレスなモビリティのために設計されており、非常に広いエリアでシームレスなカバレッジを可能にします。セルラー ネットワーク テクノロジーは、多くの場合、第 2 世代の2G、3G、および4Gネットワークに分割されます。元々 2G ネットワークは、音声中心、または音声専用のデジタル セルラー システムでした (アナログ 1G ネットワークとは対照的)。一般的な 2G 標準には、 GPRS、EDGE、および1xRTTによる拡張機能を備えたGSMおよびIS-95が含まれ、元々音声中心の 2G ネットワークのユーザーにインターネット アクセスを提供しています。EDGEと1xRTT はどちらもITUによって定義された 3G 標準ですが、真の 3G テクノロジーと比較すると比較的低速で遅延が大きいため、通常は 2.9G として販売されています。

EV-DO、W-CDMA（HSPAおよびHSPA+を含む）などの真の 3G システムは、最初から回線交換とパケット交換を組み合わせたデータおよび音声サービスを提供しており、通常、その拡張版である 2G ネットワークよりもはるかに優れたデータ レートを実現しています。これらのサービスはすべて、遠隔地でモバイル音声アクセスとインターネット アクセスを組み合わせたサービスを提供するために使用できます。

4G ネットワークは、さらに高いビットレートと多くのアーキテクチャ上の改善を提供しますが、これらは必ずしも消費者の目には見えません。現在広く導入されている 4G システムは、WIMAXとLTEです。これら 2 つは、従来の音声回線機能のない純粋なパケット ベースのネットワークです。これらのネットワークは、 VoIPまたはVoLTEを介して音声サービスを提供します。

一部のシステムは、ポイントツーポイントの見通し内通信用に設計されており、2 つのノードが離れすぎると通信できなくなります。その他のシステムは、さまざまなルーティング プロトコルのいずれかを使用してワイヤレス メッシュ ネットワークを形成するように設計されています。メッシュ ネットワークでは、ノードが離れすぎて直接通信できない場合でも、中間ノードを介して間接的に通信できます。

この比較には以下の基準が含まれます。

• 角
• EV-DO x1 Rev 0、Rev A、Rev B、および x3 規格。
• Flash-OFDM : FLASH (シームレス ハンドオフによる高速低遅延アクセス)-OFDM (直交周波数分割多重)
• GPRS
• HSPA D および U 規格。
• ロラワン
• LTE
• RTTT
• UMTS経由W-CDMA
• UMTS-TDD
• WiMAX : 802.16 規格
• ナローバンドIoT
• NR

• Wi-Fi : 802.11a、802.11b、802.11g、802.11n、802.11ac、802.11ax 規格。

• 6LoWPAN
• 標準プロトコルと低エネルギープロトコルを備えたBluetooth V4.0
• IEEE 802.15.4-2006 ( OSI モデルの物理層とリンク層に対応する低レベルのプロトコル定義。Zigbee、6LoWPAN などはプロトコル スタックの上位に構築され、ネットワーク層とトランスポート層に対応します。)
• スレッド（ネットワーク プロトコル）
• 超広帯域
• ワイヤレスUSB
• ジグビー
• ANT+
• LumenRadio のワイヤレス メッシュ ネットワーク MiraOS

注: すべての速度は理論上の最大値であり、外部アンテナの使用、塔からの距離、地上速度など、さまざまな要因によって変わります (たとえば、電車内での通信は、静止しているときよりも悪くなる可能性があります)。通常、帯域幅は複数の端末間で共有されます。各テクノロジのパフォーマンスは、テクノロジのスペクトル効率、使用されるセル サイズ、使用可能なスペクトルの量など、さまざまな制約によって決まります。

その他の比較表については、ビットレートの進歩傾向、携帯電話規格の比較、スペクトル効率の比較表、OFDM システムの比較表を参照してください。

スループットについて議論する場合、物理層のピーク データ レート、理論上の最大データ スループット、および標準スループットを区別することがよくあります。

標準のピーク ビット レートは、最速の伝送モード (最速の変調方式とエラー コードを使用) で物理層によって提供される正味のビット レートであり、前方誤り訂正符号化やその他の物理層のオーバーヘッドは除きます。

エンド ユーザーの理論上の最大スループットは、レイヤーのオーバーヘッドが高いため、ピーク データ レートよりも明らかに低くなります。テストが完璧な実験室環境で行われない限り、これを達成することは不可能です。

標準的なスループットとは、基地局の使用可能範囲内にいる場合に、ユーザーがほとんどの場合に経験するスループットです。標準的なスループットは測定が難しく、送信方式 (冗長性を高めるため、アクセス ポイントからの距離が長いほど低速の方式が使用されます)、パケットの再送信、パケット サイズなど、多くのプロトコルの問題に依存します。標準的なスループットは、同じネットワークまたはセルを共有する他のトラフィック、干渉、または基地局以降の固定回線容量が制限されているために、さらに低くなることがよくあります。

これらの数値は、特定の環境における特定の標準のパフォーマンスを予測するために使用することはできず、実際の経験と比較するためのベンチマークとして使用されることに留意してください。

• ダウンリンクは、基地局からユーザーの端末またはコンピュータまでのスループットです。
• アップリンクは、ユーザーの端末またはコンピューターから基地局までのスループットです。
• 範囲は、通常の速度の 25% でデータを受信できる最大範囲です。

• 携帯電話規格の比較
• コンピュータ標準
• デバイス帯域幅のリスト
• OFDMシステム比較表
• スペクトル効率比較表
• NFC（近距離無線通信）
• RFID（無線周波数識別）
• CIR（消費者赤外線）

• モバイル WiMAX - パート I: 技術概要とパフォーマンス評価
• モバイル WiMAX – パート II: 比較分析
• Bluetooth と IEEE 802.11 の比較
• さまざまな速度のWLANトレーナー
• IEEE 802.11 規格の概要