Wi-Fi 6 の機能と効果

wi-fi6 tech

2020年に入り、ようやく無線クライアント側でもWi-Fi6サポートが進みだした。

Wi-Fi6とはWLANの新しい規格である。802.11axと称される場合もあるが同義である。

802.11axはIEEEが定めた名称で、Wi-Fi6はWFA(ワイファイ アライアンス)が新しく定義した名称だ。

 

Wi-Fi6のスループットは差ほど向上していない

過去に802.11n(Wi-Fi4)から802.11ac(Wi-Fi5)へ切り替わる際は600Mbpsから6.9Gbpsと、約10倍の大幅なスループットの向上が見られた。

しかし今回のWi-Fi6では9.6Gbpsと1.3倍程度と少し物足りない。ただし、実行速度は4倍以上と言われている。

 

Wi-Fi6のキートピックス

では、どうして実行速度が4倍に向上しているのかについて解説していきたい。

Wi-Fi6にはいくつかの有効なキートピックスによる機能が含まれている。

「OFDMA」「MU-MIMO」「BSSカラーリング」「シンボル長の拡張」「変調方式」「TWT」などだ。

 

Wi-Fi6の中核となるOFDMA

まずはWi-Fi6の中核となる機能「OFDMA」について解説していく。11ac世代まではOFDMという通信方式が採用されていた。

OFDMは一人のユーザーが与えられた時間のうち帯域を占有し、データの転送を行うやり方だ。この方式は無駄に帯域を余らせてしまうという点が非効率となりネックとなっていた。

Wi-Fi6で採用される「OFDMA」では帯域を複数のユーザーが同時にシェアできるようになる。20MHzで最大9ユーザーが同時にデータの転送が可能となる。

 

OFDMAで利用されるトリガーフレーム

ダウンリンク(APからクライアント)で同時に複数のクライアント宛にデータを転送することは簡単であるが、アップリンク(クライアントからAP)ではコリジョンが発生してしまう可能性がある。

そこで使われる技術がトリガーフレームと呼ばれる機能だ。トリガーフレームは番号が振られた整理券のようなものだ。

これを受け取ったクライアントは番号に従って順番にデータを転送することが出来る。順番にデータが送られるためコリジョンを回避できるようになる。

 

複数のアンテナを利用するMU-MIMO

次にMU-MIMOという技術だ。これは802.11acのwave2から実装された機能である。

複数のアンテナを使って同時に複数のクライアントと通信を可能にする技術だ。802.11ac wave2 ではダウンリンクのみサポートされていた。

Wi-Fi6(802.11ax)ではアップリンクもサポートされる。ここでもアップリンクで起こるコリジョンの回避についてもトリガーフレームが使われる。

ただし、MU-MIMOの技術はクライアント間がある位程度離れている状態でなければ成立しない。

 

BSSカラーリングによる干渉の回避

つぎにBSSカラーリングだ。Wi-Fi6と言えども無線空間は半二重通信のままである。

誰かが通信を開始している間はビジー状態(待ち状態)になる。

BSSカラーリングでは自身が接続しているAPからの電波と、そうでない他のAPからの電波とをタグ付けすることによって可能となる。

他のAPから強い電波を検知した場合は、周りに他のクライアントが居ると想定し、自身の送信電波を弱めるように動作する。

これにより周りのクライアントがビジーになることを回避できる。

BSSカラーリングのもう一つの機能は、トリガーフレームが使われる。

他のAPから送信されるトリガーフレームを検出すると、周りにいるPCがこれからデータを送信しようとすることを推測できる。

このトリガーフレームのパラメータをチェックし、送信出力が弱ければ無視してい良いと判断し自身のデータを開始することができる。

 

Wi-Fi6は高密度クライアント環境で効果を発揮

ここまで解説してきたWi-Fi6のキートピックスでは、複数のクライアントが多く密集するような高密度環境でメリットがあることが解る。

無線LANのお作法であるビジー状態による待ち時間が緩和されるための施策が盛り込まれている。

今後もより一層増加が見込まれるIoTデバイスやスマートデバイスなどの環境下で、Wi-Fi6の果たす役割は大きいといえるだろう。

 

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