2021年03月11日 05時00分 公開
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「Wi-Fi 6」への期待に疑義 無線LANが抜け出せない「半二重」問題とは「Wi-Fi 6」への期待と現実【前編】

「Wi-Fi 6」(IEEE 802.11ax)は高速なデータ伝送やクライアントデバイスのバッテリー駆動の長時間化などさまざまなメリットをもたらし得る。ただし規格上の理論値を達成することはまずない。それはなぜなのか。

[Lee Badman,TechTarget]

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 新しい無線LAN規格「IEEE 802.11ax」(業界団体Wi-Fi Allianceが定める名称は「Wi-Fi 6」)が注目を集めているのは、数々の魅力的なメリットがうたわれているからだ。こうした宣伝文句の中には、そのまま受け取ってはならないものもある。

 IEEE 802.11axは下記のような技術を採用することで、データ伝送速度やセキュリティを向上させている。これらがIEEE 802.11axへの注目度を高めているロジックの構成要素だ。

  • OFDMA(直交周波数分割多重接続)
  • マルチユーザーMIMO(MU-MIMO。MIMOはMultiple Input, Multiple Outputの略)
  • TWT(Target Wake Time)
  • WPA3(Wi-Fi Protected Access 3)

 無線LANは、ちょっとした通信環境の変化がデータ伝送の速度や安定性といった性能に影響を与える。そのためIEEE 802.11axベースの製品認定プログラム「Wi-Fi CERTIFIED 6」を提供する業界団体Wi-Fi Allianceや、IEEE 802.11axを策定するIEEE(米国電気電子技術者協会)が言う通りの性能を発揮できるとは限らない。無線LANの新規格を使うのあれば、まずはその点に注意が必要だ。

無線LANが抱える「半二重」の問題

 IEEE 802.11axはIEEEの802.11ワーキンググループによる標準化のプロセスで最終段階に入っている。仕様としては間違いなく過去最速のデータ伝送速度を誇る無線LAN規格になる。仕様ではデータ伝送速度は最大9.6Gbpsが期待できるはずだ。実際にこの速度は出るのだろうか。

 この理論値を達成するには、IEEE 802.11axが搭載する機能の全てを有効に発揮させる必要がある。これはあらゆる通信環境で実現できることではない。事実上「不可能だ」と言ってもいい。無線LANベンダーが消費者に宣伝している通りの性能が、必ず出ると考えてはいけない。

 想像力に富んだマーケティングのメッセージとは異なり、IEEE 802.11axを導入したとしてもイーサネットスイッチのような効率的な通信ができるとは限らない。IEEE 802.11axは、MU-MIMOやOFDMAなどの技術を採用し、複数のストリーム(通信経路)とリソースユニット(データ伝送に使う帯域幅である「チャネル」を分割した単位)を使って複数のクライアントデバイスに同時にデータ伝送ができる。だが接続の仕組みは以前の無線LAN規格と変わらない。無線LANアクセスポイントはクライアントデバイスのデータ送信時にリッスン(接続待ち)状態になり、クライアントデバイスもアクセスポイントからのデータ送信時にリッスン状態になる。

 データの送受信が同時にできないこうした「半二重」の仕組みは、無線LANが規格上の最大データ伝送速度を実現するのを妨げる。これは無線LANの永続的な問題の一つだ。スイッチは通信同士が互いに干渉することを回避するために衝突検出の機能を採用し、効率的にネットワーク内のデータをさばく仕組みを採用している。これに対し、無線LANは一度に1台のクライアントデバイスにデータを送信させる際でさえ、通信同士が衝突しないように願うことしかできない。この仕組みの大本は、1997年に最初の無線LAN規格「IEEE 802.11」が標準化した当初までさかのぼる。

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