無線LANのすべて 第2回

記号に隠された意味とは

数ある無線LAN規格を総ざらいしよう

無線LANには、さまざまな規格があり、それらはIEEE802.11の後に付けられたアルファベットで識別される。このパートでは、それぞれの規格に割り当てられた代表的なアルファベットと、具体的な規格の中身を見ていこう。

実は同期のaとb

　802.11WG（ワークグループ）に所属するTG（タスクグループ）には、現在a～z（l/o/q/xを除く）の識別子が与えられている。それぞれのTGの大まかな位置付けは図1のようになる。おもな規格をaから順に見ていこう。

図1　IEEE802.11WGを構成する、各TGの位置付け。大まかに「高速化」と「高機能化」の2つに分類できる

　IEEE802.11a（以下11a）は、5.2/5.3/5.6GHz帯の周波数帯域を使う無線LAN規格である。伝送方式に「直交周波数分割多重（OFDM）」を採用し、規格上の最大伝送速度は54Mbpsとなっている。実測では25～30Mbps程度だが、100BASE-TXで構築された有線LAN環境で利用するぶんには、それほどストレスを感じることはないだろう。

　次にIEEE802.11b（以下11b）は、2.4GHz帯の周波数帯域を使う規格だ。最大伝送速度は11Mbpsで、伝送方式は「直接シーケンススペクトラム拡散（DSSS）」を採用する。伝送速度は実測で4～5Mbpsで、携帯ゲーム機のように流れるデータ量が少なければ支障ないが、現状の一般的なLAN環境で使うには力不足である。

　これら11aと11bは、製品の普及速度こそ後者が圧倒的に早かったが、規格が標準化されたのは、ほぼ同じ時期（1999年）である。ではなぜ、ここまで普及速度に差が出たのだろうか。

　まず挙げられるのは、11bが屋外でも自由に使えたという点だ。11bが利用する2.4GHz帯は「ISMバンド」と呼ばれており、Industrial（工業）、Science（科学）、Medical（医療）の各分野で利用するならば、無線基地局の免許が不要で利用できる周波数帯として開放されている。

　一方の、当初の11aが利用できた5.2GHz帯は、日本国内では気象レーダーなどで使われており、世界レベルで見てもすでに別の用途に割り当てられている地域が多かった。そのため11bと違って、屋内専用にならざるを得なかった。加えて欧州では、IEEE802.11h^※1の実装が求められたが、そちらの標準化が遅れていた。その結果、11a対応製品の出荷が遅れ、普及に時間がかかることになったのである。

※1　電波の利用を検知して、動的に利用チャネルを変更する「DFS（Dynamic Frequency Selection）」と、不必要に強い電波を放出して周りのアクセスポイントなどと混信することを防ぐ電波出力調整機能の「TPC（Transmit Power Control）」の仕組みを規定。11hの標準化作業は2003年に終わった。

無線にQoSを提供する11e

　おもにデータ通信での利用を想定して標準化が進められたIEEE802.11シリーズの規格だが、ネットワークの用途の広がりを受け、音声や動画、音楽といったマルチメディアデータにも対応する必要性が出てきた。そこで標準化されたのがQoS（Quality of Service）の仕組みであるIEEE802.11e（以下11e）だ。

　11eではHCF（Hybrid Coordination Function）というアクセス制御方式が採り入れられた。このHCFにはEDCA（Enhanced Distributed Channel Access）と、HCCA（HCF Controlled Channel Access）という2つのアクセス方式がある（図2）。

図2　EDCAとHCCA

　EDCAは、複数のアクセスカテゴリを設けて、それぞれに優先順位を付けるQoSの方式だ。具体的には、優先順位の高いカテゴリに対して、無線フレームの送信待ち時間が短くなるように設定する。こうすることで、データの種別ごとにフレーム送信頻度の差が付けられ、その結果QoSを実現するというわけだ。

　一方のHCCAは、クライアントの優先度を考慮したスケジューリングを行ない、フレーム送信を許可したクライアントに対して、チャネルの使用許可時間を書いたフレームを送る。そして、フレーム送信の許可を得ていないほかのクライアントのアクセスを抑制することでQoSを実現する。優先したいデータの待ち時間を短かくするのがEDCA、優先したいデータの送信中、ほかの通信を待機させるのがHCCAである。

（次ページ、「アクセスポイント間で情報交換するF」に続く）