【製造業向け】通信速度が遅くなる輻輳とは?発生する原因と対処法

製造業向け通信速度が遅くなる輻輳(ふくそう)とはネットワーク
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こんにちは!IT解決コラム編集部です。

近年、製造業の企業では人手不足を背景に業務のデジタル化を進める動きが加速しており、工場でのIoTデバイスの活用、クラウド連携のCADシステムや生産管理・在庫管理ツールの導入、オンライン会議などを積極的に行うことで、インターネットの重要性がますます増加しています。

一方で、日常的に利用する通信データ量が急増するとともに「Wi-Fiの通信速度が遅く生産性が下がった」というトラブルが重大な問題となり、頭を悩ませている方も多いのではないでしょうか。

そうした問題は「輻輳(ふくそう)」が発生していることが原因かもしれません。

「そもそも輻輳ってなに?」と疑問に思う方も多いでしょう。以下のセクションで詳しく解説いたします。

輻輳(ふくそう)とは?仕組みを解説

輻輳(ふくそう)の仕組み

輻輳(ふくそう)とは「ものごとが1ヶ所に集中し混雑している状態」のことを指し、特にネットワークの分野においては「通信回線にアクセスが集中している状態」を意味します。

実際にXで「輻輳」について検索をしてみると、より分かりやすいポストがあったのでご紹介をさせていただきます。

通信回線の同時に処理できるデータ通信量には限度があり、これは回線の契約内容やルーターなどのネットワーク機器の性能によって決まります。その限度を超えると、通信速度が自動的に制限されるようになっています。

そのため、多くのIoTデバイスを同時に稼働させたり、大人数が大容量のCADデータをクラウド上でアップロード・ダウンロードする場合は、通信速度が低下しやすくなります。

輻輳を防止することで、通信環境を改善し、スタッフの業務効率を大幅に向上させるだけでなく、スムーズなコミュニケーションにもつながり、顧客満足度を大幅に向上させることが期待できます。

今回は、製造業の企業に特化してインターネットの通信速度が遅くなる「輻輳」の発生原因や、改善する方法についてご紹介します。

通信速度が遅くなるメカニズム

「1Gbpsの高速回線を契約していると安心している方も多いですが、実際に使ってみると50Mbpsしかなかったというケースがよくあります。

先述の通り、プロバイダが提示する通信速度は理論値の最大速度であり、実際の数値とは異なるからです。

具体的には、次のような理由により、同時に処理できる通信データ量の上限値(帯域幅)は低くなります。

・周辺住民が大容量のデータ通信を行っている(回線を共有するベストエフォート型の場合)
・光信号をデジタル信号に変換するONU(回線終端装置)の処理性能が低い
・ルーターやアクセスポイントなどのネットワーク機器の処理性能が低い

そして、ネットワークを通過する通信データ量(帯域)がその上限値に達すると、輻輳が発生し、通信速度が遅くなってしまいます。

「なぜ通信速度が遅いのか分からない」とお困りの方は、まずは現状の通信速度がどれくらいなのかを測定するとよいでしょう。

通信速度の測定方法については、別の記事で詳しく解説していますので、そちらを参照してください。

製造業で通信データ量が大きいアプリケーション

製造業では、IoTデバイスやクラウドCADなどの業務のデジタル化を積極的に推進する機運が高まっており、それに合わせて日々のデータ量がますます増加しています。

特に、下記のような利用シーンは通信データ量が大きいため、注意が必要です。

ツール1時間あたり通信量
動画配信サービス(Youtube)約1,100MB/時間
WEB会議ツール(ZOOM)約500MB/時間
リモートデスクトップ約300MB/時間

この数値は、1人(端末1台)が快適にサービスを利用できる帯域(1秒間に送信できるデータ量)を示しており、帯域の使用総量が上限に達すると、通信速度が自動的に遅くなる仕組みとなっています。

そのため、通信速度を最大化する対策としては、同時に利用するアプリケーションの数を制限したり、大容量データ通信をさせないよう各端末の設定で帯域制限することが考えられます。

しかし、それらの設定をするのは高度な知識が必要なほか、何より手間がかかり面倒なため、情報システムの担当者が不足している場合は、対応が難しいでしょう。

そのようなときこそ「Tbridge」がおすすめ!

「Tbridge」は、LANケーブルをつなぐだけで自動的に輻輳を防止することができ、面倒な手続や専門知識、運用の手間が必要ないのでとても便利です。

「Tbridge」の詳細については、こちらをご参照ください。

無線LANを自動最適化するソリューション「Tbridge」
Tbridge専用ページ「https://tbridge-mje.jp/」

とくに無線LAN環境で輻輳が起きやすい

また、この現象は無線LAN(Wi-Fi)のネットワークで起きやすいという特徴があります。
主な理由として、2つ挙げられます。

理由1.通信量の予測が難しい
有線LANの場合は、各LANケーブルには特定の利用ユーザーが接続されているため、通信量をある程度予測可能ができ、ネットワーク機器を適切に配置することで通信の集中を回避できます。一方で、無線LAN(Wi-Fi)の場合は、不特定多数のユーザーがアクセスするため、時間帯によって通信量が変動し、その予測が難しく、一時的に通信量が超過する可能性が高くなります。

理由2.パケットロスが発生しやすい
無線LAN(Wi-Fi)の場合、障害物やアクセスポイントとの距離等によって、通信データが適切に受信されず途中で消失する「パケットロス」という現象が発生しやすくなります。

一般的にWEBサイトの閲覧などで使われる「TCP」という通信規格では、パケットロスが発生するとデータが適切に受信されるまでサーバからデータを再送し続けるという特性があるため、再送されるデータが多くなることで、回線が混雑し、通信速度が低下するリスクがあります。

関連記事:TCP/IPの違いとは?階層別に図付きで分かりやすく解説!

以上の理由から、スタッフや利用者が無線LAN(Wi-Fi)を使うことが多い施設では、特に輻輳対策が重要です。

しかし、これまで無線LAN環境での輻輳対策製品は存在していませんでした。
電波強度の強いアクセスポイントや処理性能の高いルーターを配置することが最善策でしたが、パケットロス時のデータ再送を軽減する根本的な解決は困難でした。

「Tbridge」は、通信データを一時保存し、パケットロスが発生した際にサーバを介さず即座に端末側へ再送データを提供するため、再送データによる回線の混雑を防ぐことができます。

無線LANを自動最適化するソリューション「Tbridge」
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Tbridge(ティーブリッジ)のご紹介

「Tbridge」は、無線LANの状況を自動的に「把握→改善→安定化」のサイクルで繰り返し最適化することで、「速度の低下」「接続の断絶」「接続不能」といった問題を解決し、安定的な無線LANの運用管理を可能にする無線LAN最適化ソリューションです。

機能1: 無線LANの問題点の可視化

Tbridgeは、無線LANの状況をリアルタイムで数値やグラフとして表示することで、現在ネットワーク内でどのような問題が発生しているかを瞬時に把握することができます。

Tbridgeの管理画面イメージ
Tbridgeの管理画面イメージ

機能2:独自アルゴリズムでデータ転送を高速化

Tbridgeは、無線通信専用の独自のTCPアルゴリズムを採用しており、このアルゴリズムによって通信データ(パケット)の送信量を自動で調整し、ネットワーク輻輳を効果的に回避します。

これにより、パケットロス、再転送、遅延を改善し、最大約350%のデータ転送速度を実現します。

Tbridgeの効果検証データ

機能3:トラフィック制御

Tbridgeは、データ通信を自動調整することにより、容量の大きなデータ通信を行う端末による帯域幅の独占を防止し、安定した通信トラフィックを実現します。

以上の3つの機能で、Tbridgeはこれまでになかったアプローチでネットワーク輻輳の根本的な問題解決に貢献します。

また、Tbridgeはルーターとスイッチングハブ・アクセスポイントの間に接続するだけで利用でき、ネットワーク構成の変更が不要なので、スピーディに導入することができます。

この革新的な機能は特許取得済み(第6145190号)ですので、他社にはない強みがTbridgeにはあります。

Tbridgeは2024年でリリース10周年を迎えました

オフィスでの効果も十分に発揮しますが、学校などの教育機関でも大きくサポートをしてくれます。

1人1台環境に対応した校内LANを実現し、授業運営を円滑にすることから、学校や自治体などのユーザーにも評価されており、これまでの累計出荷台数は2000台以上、国内の約10%の自治体の教育委員会(約170自治体、約2000校)で利用されています。

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