ホームネットワーク(家庭内LAN)の構成機器

ホームネットワーク(家庭内LAN)は、 通信信号を伝送する媒体として何を利用するかによって大きく2つに分類することができ、

  • ケーブルを用いて機器間の通信を行う有線LAN
  • 無線電波を利用して機器間の通信を行う無線LAN

があります。(LAN:Local Area Network)

有線LANを構成するLAN装置(ネットワーク機器)としては、
 ・有線LANルーター(有線ルータ)
 ・HUB(ハブ)
などがあり、パソコン・周辺機器・デジタル家電などの端末機器をLANケーブルを用いてこれらに接続して使用します。
また、有線ルータやHUBの製品はどのような有線LAN規格(IEEE802.3、イーサネット)に対応しているかによって次のように2タイプに分けられます。

  • 通信速度が100Mpbsと10Mbpsの両者の規格に対応
  • 通信速度が1000Mbps、100Mpbs、10Mbpsの3種の規格に対応(ギガビット対応)

一方、無線LANを構成するネットワーク機器としては、

などがあり、これらの製品はどのような無線LAN規格(IEEE802.11)を採用しているかによって次のように分類できます。
 @ IEEE802.11b/g対応機器
 A IEEE802.11a/b/g対応機器
 B IEEE802.11b/g/n対応機器
 C IEEE802.11a/b/g/n対応機器
最近の無線LAN機器は高速な規格であるIEEE802.11nに対応している製品が増えており、BあるいはCのタイプが多くなっています。

また、有線LANの中には、LANケーブルの代わりに100V電力線や同軸ケーブルを利用して通信信号を送受信する次のような方式もあります。
 ・高速PLC
 ・同軸ホームネットワーク
高速PLCは、LANケーブルを延長する配線として既存の電力線を利用するようにしており、変換するためのアダプタ装置が発売されています。

以下では、上記しましたホームネットワークを構成するためのLAN装置(ネットワーク機器)の概要や使い方について紹介します。
なお、LAN装置を使用してホームネットワーク(家庭内LAN)を構築する方法については、
 「ホームネットワーク(家庭内LAN)の構築
 「ホームネットワークの改良
のページをご覧ください。
また、ホームネットワーク機器を用いたネットワークシステムの構成実例(Aさんの自宅システム)については、 「ホームネットワークの構築例」のページをご覧ください。





有線LANによるホームネットワークの構成機器

ホームネットワークを有線LANで構成する場合は、以下の図のように、端末機器を有線ルータあるいはHUB(ハブ)にLANケーブルで接続します。 HUB装置は端末機器が多い時に追加することで接続ポート(LANポート)数を増やすことができます。

有線LANの構成例と有線ルータ・HUBの使われ方

有線LANの構成例と有線ルータ・HUBの使われ方


有線ルータ(有線LANルーター)
有線ルータは有線LANを構成するための中心機器であり、主な機能としてルータ機能、DHCP機能、HUB機能などを備えています。
ルータ機能は有線ルータに接続されている端末機器を外部のインターネット回線に接続したり、 端末機器間でお互いに通信できるようにする機能です。
DHCPは接続されている端末機器を区別するためのIPアドレスを各機器に割り振る機能です。 通常はルータが自動で割り振りますが、自分で各機器にIPアドレスを割り振ることもできます。 IPアドレスについては、「ホームネットワークの解析ツール(1)」のページを参照してください。

HUB機能は端末機器を集線して各機器からの通信信号を他の機器にスイッチングして配信する機能です。 有線ルータには機器を接続するためのLANポート(接続端子)が複数(4ポート程度)設けられていますが、 このポートの数が足りない場合は、HUB装置を追加接続してポート数を増やすことができます。
また、インターネットに接続するためのモデムやブロードバンドルータなどに有線ルータをつなぐには、 有線ルータに備えられているWANポートを使ってLANケーブルで接続します。

更に、有線ルータはリモートアクセス、ダイナミックDNSサービスなどのインターネットを介して外部から接続する機能も備えています。
また、インターネット回線からの不正アクセスを検出・防止するファイアウォール機能を持っていますので、 ホームネットワーク(家庭内LAN)のセキュリティを向上することができます。

有線ルータ(有線LANルーター)の詳細については、下記のページをご覧ください。
有線LANルーターとは −使い方と製品例−


HUB(ハブ)
HUBは端末機器をLANケーブルで接続して有線LANを構成するための集線装置です。 HUBにはスイッチングHUBとリピータHUB(又は、共有HUB)の2種類があり、 スイッチングHUBは接続端子(ポート)に接続された機器からの信号を目的の機器が接続されたポートに直接送信しますが、 リピータHUBは全てのポートに信号を送信します。従って、100MbpsのHUBの場合、 スイッチングHUBでは機器間通信速度は100Mbpsですが、 リピータHUBでは100Mbpsを接続機器で分配して使うことになるため、速度は遅くなってしまいます。
現在市販されているHUBはほとんどがスイッチングHUBになっています。

HUBは通信機器メーカーや周辺機器メーカーから各種の製品が発売されています。 HUB製品は、通信速度が100Mbpsの100Mイーサネット(100BASE-TX)と10Mbpsの10Mイーサネット(10BASE-T) の両方に対応している製品と、通信速度が1Gbpsのギガビットイーサネット(1000BASE-TX)にも対応している高速HUBがあります。

動画や音楽を視聴する場合は、低価格な100M/10MイーサネットHUBで十分ですが、 大容量のファイルをより短時間で転送する場合は、1000M/100M/10M対応のHUBが便利です。
なお、ギガビット対応のHUBを用いる場合は、パソコンや各機器の通信インターフェースもギガビット対応でなければ効果はありません。

家庭用のHUBとしては、ポート数が5、8、12、24のスイッチングHUB製品が一般的です。 比較的に使い易いHUBはポート数が8のスイッチングHUB製品です。 電源を内蔵しているタイプや電源アダプタを使用するタイプがあり、 筐体(ボディー)はメタルで、ファンレスの静音設計、壁掛け可能、マグネット固定可能な製品が使いやすいです。 また、LANケーブルにはストレートとクロスの2タイプがありますが、 ほとんどのHUB製品は両者とも利用できるAUTO MDIXに対応しています。

HUBの詳細については、下記のページをご覧ください。
HUB(ハブ)の使い方と製品例




無線LANによるホームネットワークの構成機器

ホームネットワークを無線LANで構成する場合は、以下の図のように、無線ルータ(無線LAN親機)が中心となり、 無線LAN子機機能を持っている端末機器が通信できるようにしています。

無線LANの構成例と無線ルータ・子機・コンバータの使われ方

無線LANの構成例と無線ルータ・子機・コンバータの使われ方


無線ルータ(無線LAN親機)
無線ルータは無線LANを構成するための中心装置であり、無線LAN親機とも呼ばれています。 有線ルータと同様にルータ機能やIPアドレスを割り振るDHCP機能を備えており、 無線LAN対応機器(子機)を外部のインターネット回線に接続したり、機器間でお互いに通信できるようにします。
但し、インターネットに接続するためのモデム(あるいは、ブロードバンドルータ)がルータ機能を持っている場合や、 有線ルータに接続して有線ルータのルータ機能を使用する場合は、 無線ルータのルータ機能をオフにして、無線LAN子機をつなげるためのアクセスポイントとして使用します。

無線ルータと無線LAN子機の間は無線電波を利用して通信を行うので、 関係のない機器が接続できないように無線ルータは固有の識別ID(SSID)を持っており、更に暗号化通信を行うようになっています。 これらの設定が簡単に行えるように接続設定の方式が工夫されており、 WPS、AOSS、らくらく無線などの方式があります。
WPSはWi-FIで採用されている接続設定方式であり、AOSSはBuffalo社が、らくらく無線はNECが中心になって策定された方式です。 通常の無線LAN機器は、「AOSSとWPS」、あるいは、「らくらく無線とWPS」のいずれかに対応していますので、 無線ルータと無線LAN端末(子機)は同じ接続方式の製品を選べば、接続設定のためのボタンを押すだけで簡単に設定が行えるようになっています。

また、無線LANを利用する場合は、高速な通信ができること、端末機器が離れた場所にあっても安定した通信ができること等が要求されます。 そのために、無線ルータはIEEE802.11nに対応した高速無線LANが構成でき、 出力がハイパワーな製品が増えています。

無線ルータも有線ルータと同様にファイアウォール機能を持っており、 外部のインターネット回線からの不正アクセスを検出・防止することができます。 また、無線LANの電波は家庭の外にも出て行ってしまうので、 無線LAN内の通信に対しては各種の暗号化方式を用いてセキュリティを確保しています。

無線ルータ(無線LANルーター)の詳細については、下記のページをご覧ください。
無線LANルーターとは −使い方と製品例−


無線LAN子機
無線ルータ(あるいは、アクセスポイント)と通信する端末機器側には、同じ無線LAN方式(IEEE802.11a/b/g/nなど) の無線LAN子機(無線LANアダプタ)が必要となります。 無線LAN子機には、USBタイプやPCカードタイプなどの外付けデバイスがありますが、 最近のパソコンやネットワーク家電には、無線LAN子機の機能が標準で装備されている場合が多いです。
また、スマートフォンやタブレット、ゲーム機などは無線LAN子機機能が内蔵されているので、 そのまま無線ルータに接続することができます。

無線LAN子機が無線ルータと通信できるようにするには、無線LAN規格や接続設定方式(AOSS、らくらく無線、WPSなど) が同じものを選ぶ必要があります。
Wi-Fi」に対応している製品であれば、 無線LAN規格や接続設定方式(WPS)が同じなので簡単な手順で通信できるようになります。

無線LAN子機(無線LANアダプタ)の詳細については、下記のページをご覧ください。
無線LAN子機(無線LANアダプタ)とは −使い方と製品例−


無線LANイーサネットコンバータ
無線LANイーサネットコンバータは無線LAN子機の一形態であり、 有線LANの接続ポートしか備えていない端末機器をLANケーブルでこのコンバータに接続すると、 無線LANで通信できるようになる無線/有線の変換装置です。
有線LANのLANポート(接続端子)を1つ、あるいは複数持っているので、 デジタルTVやBD・DVD・HDDレコーダなど有線LANのポートしか持っていない機器やHUBをLANポートに接続すると、 無線ルータと通信できるようになります。

無線LANイーサネットコンバータの詳細については、下記のページをご覧ください。
無線LANイーサネットコンバータ −使い方と製品例−




その他のホームネットワーク構成機器

高速PLCアダプタ
高速PLCは、LANケーブルを延長する配線として既存の100V電力線を利用する技術であり、 有線LANの通信信号を電力線で送受信するためのアダプタ装置が発売されています。
詳細は、高速PLCのページをご覧ください。

USBデバイスサーバ/USB-LANコンバータ
USBデバイス(USBメモリ、USB−HDD、デジカメ、光学ドライブ、TVキャプチャ、プリンタ、他) をホームネットワーク(家庭内LAN)に接続できるアダプタ装置です。製品は有線LANタイプと無線LANタイプが発売されています。
有線LANタイプは、有線LANポート(1個)とUSB接続端子(1個以上)を備えているので、有線ルータやHUBにLANケーブルで接続すると、 USB機器をネットワーク化することができます。 また、無線LANタイプは、無線LAN規格に対応しているのでUSB機器をどこにでも好きな場所において使用することができます。
USB端子が複数ある製品を使用すれば、複数のUSB機器を複数の端末機器で同時に利用できるようになりますので、 プリンタやUSBメモリ、USB-HDDなどを共有利用したり、 USB機器に保存されている動画・静止画・音楽などのコンテンツをパソコンやネットワークメディアプレーヤで利用できるようになります。


高速PLCアダプタの使い方

高速PLCアダプタの使い方


USBデバイスサーバの使い方
(Webカメラをパソコンから離れた場所に設置してパソコンで見る)

USBデバイスサーバの使い方(Webカメラのネットワーク化)