「Wi-Fi 6」の本領【前編】
「Wi-Fi 6」無線LANルーターの速度が宣伝通りにならない“納得の理由”
無線LANのデータ伝送速度は仕様通りには実現しないことがほとんどだ。これは製品認証プログラム「Wi-Fi 6」と共に知られる新規格の「IEEE 802.11ax」にも当てはまる。その原因は何だろうか。
新たな無線LAN規格が登場するたびに、市場で注目されてきたのはスループット（実環境におけるデータ伝送速度）が向上するという点だった。無線LANの新規格「IEEE 802.11ax」（無線LANの業界団体であるWi-Fi Allianceの製品認証プログラム名称は「Wi-Fi 6」。以下、Wi-Fi 6）の性能について考察してみよう。
Wi-Fi 6に準拠したある無線LANルーターの広告には、「合計で最大10.8Gbpsの通信速度」といったメッセージが記されている。これは文字通り捉えれば素晴らしい数値だ。この広告メッセージが本当に実現するかどうかは別として、このメッセージの根拠になっている要素とは何だろうか。本稿はこうした数値が導き出される理由を明らかにする。
例に出した無線LANルーターは、同時に3つの周波数帯を利用できる。データ伝送速度が「1.2Gbps」の2.4GHz帯が1つ、「4.8Gbps」の5GHz帯が2つだ。ここで念頭に置きたいことがある。こうしたデータ伝送速度の数値は、理論上実現可能な最大値を表すことだ。つまり、その製品がそれ以上のデータ伝送速度を達成できないことをベンダーが保証している数値だと考えることができる。
無線LANルーターの仕様が文字通りには実現しない理由
この無線LANルーターの場合、4.8Gbpsという数値は「4×4 MIMO」による接続を想定している。MIMOは「Multiple Input Multiple Output」（複数入力、複数出力）の略で、同時に複数の送受信アンテナを利用することでスループットを高める技術だ。4×4は4本のアンテナを使って同時に4つの空間ストリーム（通信経路）を利用できることを意味する。注意が必要なのは、無線LANルーターとそれに接続する無線LANクライアントの双方が、同じ無線LAN規格に準拠した4つのアンテナを備えるケースは、あまり考えられないということだ。
この無線LANルーターは、無線LANのチャネル（データの送受信に用いる周波数帯）を複数束ねることでスループットを向上させる「チャネルボンディング」の技術を採用している。8つのチャネルを束ねることで160MHzの帯域幅を利用できる。これはOSI参照モデルのレイヤー7（アプリケーション層）のパフォーマンスに直接的に影響するのではなく、レイヤー1（物理層）のスループット向上に関わる。つまり、この無線LANルーターの広告が示す数値は最大速度であり、理論値であり、理想値だ。事実上、実現不可能な数値であり、ユーザーが期待すべき数値ではない。
無線LANのスループットを制限するその他の要因
企業の無線LAN環境では、チャネルに80MHz以上の帯域幅を使用することは一般的に推奨されない。現時点では40MHzが一般的だ。接続数が多い環境では、帯域幅を広げるよりもチャネル数を増やす方が適切な選択肢になるためだ。Wi-Fi 6の規格で40MHzのチャネルを使用した場合、データ伝送速度は1つの空間ストリーム当たり287Mbpsに達する可能性がある。標準的なユーザーならこれで十分だ。
無線LANルーターの広告が示している数値は、あまり調べないで製品に飛び付くユーザーに対しては効果があるだろう。だが、そのような魅力的な広告で抱く期待が、導入後の運用において実現するとは考えにくい。むしろ不可能と言ってもいい。では、こうした数値はどのように扱えばいいのだろう。
原則として、運用環境におけるデータ伝送速度が、理論的な最大値の半分や3分の1しか期待できなくても、その無線LANルーターのパフォーマンスを最大化する設計にすることが大事だ。期待値を適切に設定し、ユーザーの満足度を確実に得られるように設計するのが最善の策だ。
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「Wi-Fi 6」の本領
無線LANの進化はスループットの向上ばかりが注目されてきた。しかし「Wi-Fi 6」が注目される本当の理由はスループットではない。Wi-Fi 6の真価はどこにあるのだろうか。
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