IEEE 802.11n - 通信用語の基礎知識

IEEE 802.11の作業部会の一つで、2.4GHz帯と5GHz帯を用いた次世代無線LAN規格の開発を目的とする。

概要

具体的にはIEEE 802.11a/b/gの後継規格となる、更に高速な無線LANの標準化の準備を行なう。

目標は100Mbps以上で、最大600Mbpsの広帯域を実現する。

長く、草案仕様(ドラフト仕様)に基づいた製品間の相互運用性の確認が続き、正式承認は延期が続いたが、2009(平成21)年9月12日にIEEEが802.11nを正式に承認した。仕様書は2009(平成21)年10月中旬から公開と発表された。

既存規格(IEEE 802.11b/g)と上位互換を持っている。

特徴

コンセプト

従来、2.4GHz帯最速だったIEEE 802.11gは、カタログスペックでは最大54Mbpsを謳っているが、現実には20Mbps程度しか出ない。

その後、SpeedBoosterというヘッダー最適化技術により、互換性を維持しながら若干のパフォーマンス改善が図られた。公称、最大で35%高速化とされるが、いずれにしても最大54Mbpsは理論値であり、実現されることはまずない。

これに対してIEEE 802.11nは、最初から100Mbps以上を実現すべく開発が始まり、最終的には500Mbps以上の効率を実現した。無線LANは遅い、という固定概念を崩す、画期的な技術革新である。

MIMO

IEEE 802.11nでは、MIMO(Multiple Input Multiple Output)という、多入出力技術を採用した。

これは無線系において、送受信に使うアンテナを双方共に多重化する技術で、通信速度の向上に寄与する。MIMOにはいくつか方法があるが、IEEE 802.11nではOFDM(直交周波数分割多重)、俗にマルチキャリアと呼ばれる方法でデータを空間多重化し、並列伝送する。これをMIMO-OFDMという。

改良

また、IEEE 802.11a/gではGI(ガードインターバル)は常に800nsだが、IEEE 802.11nでは400nsと狭くすることも可能となり、効率化が図られた。

更に、1チャンネル20MHzに加え、オプション仕様で1チャンネル40MHzも可能となった。サブキャリア分を含めると2倍よりやや多くの帯域を消費するが、理論最大速度は二倍になる。但し、日本では法律上の問題から利用できない。

マルチチャンネル

MIMO-OFDMは1チャンネルあたり複数のストリームを同時伝送する。そしてストリーム数が増えれば、その分だけ高速伝送が可能となる。

IEEE 802.11nでは1ストリームから4ストリームまでが規定されており、最大理論値は1ストリームの逓倍となる。

1ストリームあたりの速度は、次のようになる。

理論最大は、40MHz/ch(GI=400ns)を4ストリーム用いた600Mbpsということになる。

また、装置のアンテナも1本とは限らず、複数本立てられることもある。親機と子機でアンテナの数が違ったり、ストリーム数が違うことも想定されるがIEEE 802.11nではどのような場合でも接続が保証され、低速側の最速に合わせられる。

製品

草案仕様1.0(ドラフト1.0)

IEEE 802.11n draft 1.0準拠の日本初の製品は、2006(平成18)年11月初旬出荷開始の、NECアクセステクニカのアクセスポイント内蔵ルーター「WR8200N」および子機「AtermWL130NC」である。

この製品は3本の送受信アンテナにより、2.4GHz帯で最大130Mbpsを実現した。

草案仕様2.0(ドラフト2.0)

正式版が遅れることが決定したため、2007(平成19)年5月17日、Wi-Fi Allianceは草案仕様2.0の認定の開始を2007(平成19)年6月にも開始する旨を発表した。

この版とほぼ同等の仕様が、正式仕様として採用された。

ドラフト2.0認定機器は正式版802.11nと互換性を持っているため、802.11n認定機器として扱うことができる。

リンク

用語の所属

5GHz帯
関連する用語