次世代規格「802.11ac」の選定ポイントも先取り
失敗しない、“ギガビット化前夜”の無線LAN製品の選び方
急速に高速化が進む無線LAN製品。ギガビット無線LAN「IEEE 802.11ac」製品の登場が目前に迫った今、無線LAN製品をどう選ぶべきか。選定のポイントと注意点をまとめた。
現時点で最速の無線LAN規格である「IEEE 802.11n」に準拠した無線LAN製品は、企業や一般家庭を問わず普及が進んでいる。一方、2013年初頭には、最大7Gbpsものデータ伝送速度を誇る次世代無線LAN規格「IEEE 802.11ac」に準拠した製品も登場する見込みだ(参考:iPhoneでは使えない? ギガビット無線LAN販売を急ぐCiscoの死角)。
無線LANを取り巻く環境が急速に変化する中、無線LAN製品の選定や導入で失敗しないためには、どういった点に注目すべきか。技術的な背景を基に解説する。
無線LAN製品選定のポイント
無線LAN製品を選ぶ上で注目すべきポイントは、「自動電波制御機能」「Wi-Fi認定取得状況や仕様」「既存規格の端末との通信品質を向上させる機能」の3つだ。以下、それぞれについて詳しく見ていこう。
ポイント1:自動電波制御機能
802.11nでも、今後国内で利用可能となる見込みの802.11acでも、利用が許可された無線LANの周波数帯である2.4GHz帯(802.11nが利用)や5GHz帯(802.11n、802.11acが利用)で通信することに変わりはない。国内で電波を送受信するための認定である「技術基準適合証明(技適)」を取得した無線LANアクセスポイントであれば、特別な手続きをすることなく、誰でも設置することが可能だ。そのため、他の無線LAN機器からの電波干渉や混信を受けるリスクが常に存在する(参考:【Q&A】802.11gと802.11nの無線LAN共存が引き起こす問題は)。
「ISMバンド」と呼ばれる帯域の1つである2.4GHz帯は、ISMバンドを利用する電子レンジやコードレス電話といった電子機器からの電波干渉や混信といった影響を受ける。また、5GHz帯は気象レーダーなどと共用している。無線LANアクセスポイントは、気象レーダー波を検知した場合、利用チャネルを変えて干渉を避ける必要がある。
安定した無線LAN通信のためには、電波干渉や混信が極力少ない“きれい”な周波数帯で通信することが重要だ。そのため、電波環境の変化に応じて自動的に電波の出力を変更したり、無線チャネルを変更したりする「自動電波制御機能」を備える製品を選定することをお勧めしたい。
自動電波制御機能は、複数台の無線LANアクセスポイントの一括設定やファームウェアの一括変更などの機能を備える「無線LANコントローラー」の機能として提供されるのが一般的だ。自動電波制御機能以外にも、無線LANコントローラーは管理者の手間を削減する有用な機能を多数備える。中~大規模の無線LANネットワークではぜひ導入したい製品だ(参考:セキュリティもIP電話もOK――無線LANコントローラーの真価)。
コラム:802.11ac時代の自動電波制御機能
現在、2.4GHz帯は非常に混雑しており、思うようにスループットが得られないことも多い。一方、802.11acの利用が見込まれる5GHz帯は、比較的空いている状況だ。この理由としては、スマートフォンなどの無線LANクライアントに搭載される無線LANモジュールの中に、5Ghz帯を利用するのが少ないことが挙げられる(参考:iPhoneでは使えない? ギガビット無線LAN販売を急ぐCiscoの死角)。このため、自動電波制御機能の出番は少ないだろうと考える人もいるかもしれない。
しかしながら、今後は2.4GHz帯からの混雑回避のニーズ拡大や802.11ac準拠製品の充実により、5GHz帯対応機器が普及すると見込まれる。総務省「無線LANビジネス研究会」の報告書においても、「5GHz帯の利用促進」はポイントであると述べられている。
5GHz帯の利用促進に伴い、5GHz帯においても自動電波制御機能の必要性が今後ますます高まると予想される。
ポイント2:Wi-Fi認定取得状況や仕様
企業向け製品であればまず問題ないが、スマートフォンやノートPCといった無線LANクライアント、無線LANアクセスポイントともに、無線LANの業界団体であるWi-Fi Allianceによる認定(以下、Wi-Fi認定)を受けた製品を導入することが重要だ。Wi-Fi認定を受けていない製品の場合、接続トラブルが発生した際にベンダーのサポートが受けられないことがある。
802.11acにおいても、Wi-Fi Allianceによる認定プログラムが開始される予定である。802.11ac向けのWi-Fi認定が開始されるまで、企業導入は待っておいた方が無難だろう。
また、無線LANアクセスポイントと無線LANクライアントの双方が利用可能なチャネル幅に加え、MIMO(Multiple Input Multiple Output)のアンテナ本数と空間ストリーム数を把握しておきたい(MIMOや空間ストリームについては「【技術動向】モバイルもギガビットの時代へ、「無線LAN」の高速化技術」を参照)。
参考までに、802.11acで規定されたチャネル幅とMIMOのアンテナ数/空間ストリーム数を以下に示す。
- チャネル幅:20MHz、40MHz、80MHz、160MHzのいずれか
- MIMOのアンテナ数(送信アンテナ数×受信アンテナ数):1×1~8×8
- MIMOの空間ストリーム(SS)数:1SS~8SS
また、802.11acでは、最大伝送速度の理論値は約7Gbpsとなっているが、実際の製品における最大伝送速度も確認しておくべきだろう。
この他、トラブル対策として、搭載する無線LANアダプターやOS、アプリケーションを定め、無線LANアクセスポイントとの接続性検証を済ませた標準的な無線LANクライアントを準備しておくことをお勧めする。トラブルが発生した際に、この標準的な無線LANクライアントとの差分を確認することで、原因の切り分けに役立つ。
ポイント3:既存規格の端末との通信品質を向上させる機能
802.11nや802.11ac準拠の最新無線LANアクセスポイントを導入したとしても、ノートPCのリプレース時期の都合などで、802.11aや802.11g準拠の無線LANクライアントがたくさん残っていることもある。無線LANアクセスポイントは、こうした従来の無線LANクライアントに対してもメリットをもたらす機能を備えていることが望ましい。
例えば、シスコシステムズが販売する802.11n準拠の無線LANアクセスポイント「Cisco Aironet 3600シリーズ」が備える送信ビームフォーミング機能「Cisco ClientLink 2.0」は、802.11nだけでなく、802.11a/g準拠の無線LANクライアントにとってもメリットがある(ビームフォーミングについては「無線LANアンテナを理解する PART3」も参照)。
ClientLink 2.0は、通信相手となる無線LANクライアントに電波が強く届くように、複数のアンテナから電波を調整して発射する。電波の届きにくい場所に無線LANクライアントが存在する状況でも、通信品質の向上が見込める有用な機能だ。ClientLink 2.0は、802.11a/g/nの通信で利用できる(注)。無線LANクライアントに特別な機能の実装は不要だ。
注:802.11nの場合、1~3空間ストリームの無線LANクライアントに対してのみ効果がある。
802.11ac準拠の無線LANアクセスポイントにおいても、既存規格の無線LANクライアントとの通信品質の向上を図る機能に注目したい。
導入・運用での注意点
無線LAN製品の効果を引き出すために、導入時や運用時に注意すべき点がある。以下、特に802.11nや802.11acにおける主要な3つの注意点である、「チャネル幅」「有線ネットワーク」「Power over Ethernet(PoE)」について説明する。
注意点1:チャネル幅
802.11acは、802.11nと比べて使用するチャネル幅が拡張されており、20MHz、40MHzに加えて80MHzのチャネル幅の確保が必須となる。802.11acが使用する5GHz帯では、80MHzのチャネル幅だと最大4チャネルの確保が可能だ。チャネル幅が小さくなればなるほど、確保できるチャネル数は増える。
無線LANの企業導入では、1フロアに複数台の無線LANアクセスポイントを設置し、フロア全体をすき間なく無線LANサービスエリアとしてカバーするのが一般的だ。1フロアに無線LANアクセスポイントを10台以上設置することも多い。
無線LANアクセスポイントの置局設計をする際は、同一チャネルを利用する無線LANアクセスポイントをなるべく離し、電波干渉の影響を少なくすることを想定して設計する(参考:フリーアドレスを超えるワークスタイルを実現した「放牧型」無線LAN)。この場合、チャネル数を多く確保しておいた方が設計しやすい。確保するチャネル数が多いことは、他の無線LAN機器からの干渉対策としても有効だ。自動電波制御機能で干渉の影響が大きいチャネルを避けやすくなるからだ。
チャネル幅やチャネル数は、求めるスループットや無線LANアクセスポイント設置数などを考慮して検討する必要がある。802.11acと802.11nの混在環境を見据え、チャネル幅を80MHzだけでなく20MHzや40MHzにして、チャネル数を多く確保することも考慮しておきたい。
注意点2:有線ネットワーク
802.11aや802.11gのスループットは20Mbps前後であり、無線LANアクセスポイントと有線ネットワークの接続は100メガビットイーサネットでも十分であった。しかし、802.11n製品の普及により、無線LANで100Mbps超えのスループットが得られることも珍しくなくなった。802.11ac製品が普及すれば、高速化は一層進むことになる。
802.11nや802.11acの高速性を十分に生かすため、無線LANアクセスポイントと有線ネットワークの接続はギガビットイーサネットとするように準備しておきたい。なお、802.11n準拠の無線LANアクセスポイントは、有線ポートがギガネットイーサネット対応となっているのが主流である。
注意点3:Power over Ethernet(PoE)
無線LANアクセスポイントへPower over Ethernet(PoE:イーサネットケーブルで電源供給する仕組み)で電力供給する際にも考慮しておきたい点がある。一部の802.11n無線LANアクセスポイントは、1ポート当たり最大15.4Wを供給できる「IEEE 802.3af」準拠のPoEを使って電力供給すると、性能を最大限に発揮できない場合がある。具体的には、802.11nの空間ストリーム数が減少する動作モードとなり、最大伝送速度が大幅に低下してしまったりする。
802.11acの無線LANアクセスポイントにおいても、802.3af準拠のPoEでは電力が不足することが考えられる。こうした状況に備え、1ポート当たり最大30Wを供給できる「IEEE 802.3at」準拠のPoEスイッチの導入を検討しておくと安心だ(802.11acにおけるPoE給電の課題については「ギガビット無線LANへ投資する価値はあるのか?」も参照)。
802.11acでも既存クライアントは接続可能
802.11acは、5GHz帯を利用する既存規格である802.11a/nとのバックワードコンパチビリティ(後方互換性)が必須要件となっている。このため、802.11ac世代の無線LANアクセスポイントを導入しても、既存の無線LANクライアントの接続は可能である。上述したClientLink 2.0のような機能があれば、既存の無線LANクライアントの接続においても新たなメリットが得られる。
以上、802.11ac準拠製品の導入を見据えた無線LAN製品の選定ポイントを解説した。802.11ac準拠製品が市場に出てきた際には、本稿を参考にして802.11nなどの既存製品と比較しつつ、導入を検討していただきたい。
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