今だからこそのWiMAX基礎知識
WiMAXとは何か――技術とアプリケーション
WiMAX業界の成長に伴い、WiMAXにまつわる誇大宣伝と混乱も大きくなった。本稿ではまずWiMAX技術とアプリケーションについて解説する。
「（WiMAXは）インターネット以来最大の可能性を秘めている」と、米IntelのWorldwide Interoperability for Microwave Access（WiMAX）プログラムオフィス担当ジェネラルマネジャー、スリラム・ビスワナサン氏はかつて言った。これはかなり大胆な発言であり、多くのWiMAX推進者の見解を言い表していた。しかしWiMAX業界の成長に伴い、WiMAXにまつわる誇大宣伝と混乱も大きくなった。
本稿は、WiMAXについて解説する連載の第1回目となる。まずはWiMAX技術とアプリケーション、用語解説から始めよう。
固定WiMAX
IEEEは1998年、無線メトロポリタンエリアネットワーク（MAN）の標準仕様を確立する目的で、IEEE 802.16作業部会を設置した。まず意図したのは、高周波数のLOS（見通し内）固定無線接続を使った高速ファイバーアクセスソリューション用途だった。最初の仕様は802.16と呼ばれ、低周波数のNLOS（見通し外）無線接続を介した固定無線ブロードバンドアクセスに対応するものへと進化した。進化した仕様の802.16-2004は、「固定WiMAX」とも呼ばれる。
モバイルWiMAX
802.16-2004仕様が完成すると、IEEEの作業部会はさらに仕様を進化させてモバイルアプリケーションに対応させる作業に着手した。モバイル通信は固定通信に比べて複雑度が増す。ユーザーが移動しても、接続が途切れることなく1つの基地局から別の基地局へと無線接続を引き継ぐことができなければならない。新仕様の802.16e-2005は2005年12月に完成し、モバイルアプリケーションだけでなくノマディック（公衆無線LAN）と固定アプリケーションにも対応した。802.16e-2005は「モバイルWiMAX」とも呼ばれる。
PHYレイヤー
固定／モバイルWiMAX PHYレイヤー（物理層）はOFDM（直交波周波数分割多重）という技術を使っている。OFDMの技術は十数年も前から存在していた。この技術は現在、Wi-Fiなどの無線システムで多用されている。OFDMは初期の単一搬送波変調システムおよび周波数分割多重システムから進化した。OFDMは基盤となる副搬送波同士がすべて直交となるため、優れたチャンネルスループットを提供する周波数分割多重システムだ。
MACレイヤー
MAC（メディアアクセスコントロール）レイヤーの一義的な役割は、物理層と上層プロトコルのインタフェースを提供することだ。固定／モバイルWiMAX基地局ではMACレイヤーの各インスタンスそれぞれが、IEEE Std 802の定義に従って48ビットのアドレスを持っている。分散型でコネクションレスの802.11 MACと違い、WiMAX MACは集中型で接続指向だ。16ビットの接続識別子（CID）によりそれぞれのWiMAX接続を認識する。各WiMAX MACレイヤーPDU（プロトコルデータユニット：プロトコルで扱うデータの単位）はMACアドレスの代わりにCIDを使い、発信源と目的地を認識する。WiMAXはData Over Cable Service Interface Specifications（DOCSIS）に基づく高品質のサービスメカニズムを備えている。
WiMAXアプリケーション
WiMAXは最も基本的なレベルでモバイル／固定／ノマディックの無線アプリケーションをサポートする。モバイルアプリケーションはユーザーが移動中でも通信できる。例として、出張中の列車内での通信が挙げられる。2008年春にサービス開始のSprint XohmはWiMAX技術を使い、高速移動中でもインターネット接続を提供する。これはEV-DO（Verizon提供）やHSDPA（AT&T提供）などの3G技術と競合する。
固定アプリケーションは、DSLやHFC（CATV網）といったラストマイルの有線インフラがない地方や未開発地域において、そのネットワーク接続にも利用される。企業が固定WiMAX技術を購入して社内ネットワーク（例えばビル2棟間のポイント・ツー・ポイント無線接続など）に利用したり、無線インターネットサービスプロバイダー（WISP）の固定WiMAXサービスを利用することもできる。
ノマディックアプリケーションは、ユーザーが場所を移動するが通信は静止中にのみ行うものだ。例としては、修理作業員が顧客の所に出向いた先で高速ネットワークアクセスを必要とするが、運転中は必要ないといったケースが挙げられる。ClearwireのWiMAXサービスは、ノマディック（および固定無線）アプリケーションに利用できる。
まとめ：モバイルWiMAXが主流に
表1ではWiMAX技術とWiMAXアプリケーションの関係についてまとめた。802.16e-2005はいずれ固定／ノマディック／モバイルアプリケーションの標準として主流になる公算が大きく、802.16-2004の利用は限られるだろう。
| 技術 | 固定 | ノマディック | モバイル |
|---|---|---|---|
| IEEE 802.16-2004（固定WiMAX） | ○ | ○ | × |
| IEEE 802.16e-2005（モバイルWiMAX） | ○ | ○ | ○ |
本稿から分かる通り、専門用語は大切だ。WiMAX解説シリーズの今後の連載でも、明確を期すため以下の用語を使う予定だ。
- 固定WiMAX（Fixed WiMAX）：802.16-2004仕様に準拠した技術
- モバイルWiMAX（Mobile WiMAX）：802.16e-2005仕様に準拠した技術
- 固定WiMAXアプリケーション（Fixed WiMAX application）：基盤となる技術仕様を問わないラストマイルの無線アプリケーション
次回はWiMAXのパフォーマンスを取り上げる。
本稿筆者のポール・デビーシ氏は、Burton Groupの上級アナリストで、ネットワーキング業界で25年余りの経験を持つ。ネットワーキングシステム開発者としてのキャリアは、Bell Laboratories、Prime Computer、Chipcomでの上級エンジニアとしてスタートした。ボストン大学でシステムエンジニアリングの理学士およびコーネル大学で電気工学の工学修士の学位を取得。
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