802.11ax

802.11ax Wi-Fi とは

Wi-Fi には、約 5 年ごとに重大な進化が訪れます。802.11ax は Wi-Fi の最新世代であり、10 ギガビット速度への橋渡しとなります。この新しい Wi-Fi 規格では、ネットワークのパフォーマンス速度が向上し、より多くのデバイスを同時接続でき、Wi-Fi が「ベストエフォート」型から、今やインターネットのデファクトメディアとなっている決定性ワイヤレス技術へと進化します。 802.11ax は、キャパシティが既存の802.11ac Wave 2 の 4 倍となることが見込まれており、デバイス密度の高い環境に設置されると、幅広い用途で同時接続するより多くのユーザーとデバイスに対し、より高いサービス レベル アグリーメント (SLA) のサポートが可能となります。

IDC Technology Spotlight資料

新しい 802.11ax Wi-Fi 規格の評価と企業環境におけるメリット 詳しくはこちらをお読みください (英語)。.

802.11ax では、スペクトル効率を最適化し、スループットを向上させ、消費電力を削減するために、幅広い技術上の改善がなされています。これらには、以下のようなものがあります。

OFDMA および MU-MIMO

直交周波数分割多元接続 (OFDMA) およびマルチユーザー MIMO (MU-MIMO) は、未認可 Wi-Fi スペクトルにおける信頼性と効率性を向上させる技術です。従来のWi-Fi とは異なり、OFDMA によってデバイスが一様に最小のコンテンションでより多くの注意を引けるため、Wi-Fi は決定性になります。これにより、特に密度が高い環境で Wi-Fi のパフォーマンスが安定します。

各 Wi-Fi チャンネルは、小さなサブチャンネル (リソースユニット、RU) に分割されます。各 RU (サブチャンネル) は、同時にサービスが提供される異なる複数のクライアントに対応できるため、AP によってサブチャンネルの割り当て方法が決定されます。この技術により、幅は狭いけれどもそのユーザーに専用のサブチャンネルが作成されるため、ユーザーあたりの平均スループットが向上します。さらに、OFDMA が、ユーザーによる多種多様な操作 (IM、メール、軽量ウェブブラウジング、大量ダウンロードなど) をサポートしながら、スペクトル効率を向上させ遅延を低減します。

重要な点は、複数ユーザーを同時サポートするにあたり、OFDMA と MU-MIMO は互いに補い合う技術であるということです。具体的には、OFDMA の真価が生かされるのは、複数の接続においてごく限られた量のデータが転送される場合です。すべての距離 (近距離、中距離、遠距離) で効果的である ODFMA により、低遅延が実現し、OBSS 干渉の問題を軽減できます。一方、MU-MIMO はフルバッファ トラフィックを使用する複数ユーザーに特に有効であり、近距離から中距離で最も効果的です。

アップリンク MU-MIMO

802.11ax では、OFDMA および MU-MIMO は、ダウンリンク (AP からステーション) およびアップリンク (ステーションから AP) でサポートされます。AP は両方向で送信をスケジュールします。これは、特にアップリンク方向では、802.11ax 以前のネットワークとは対照的です。従来は、リソースの割り当てはコンテンションを基本としており、個々のステーションがメディアの割り当てとデータの送信を決定していました。ステーションの増加に伴う競合の増加

サブキャリアのスペーシングと MAC/PHY の改善

802.11ax では、サブキャリアのスペーシングが軽減されるため、使用可能なデータトーン数が 4 倍になり、最大 PHY レートが大幅に増加します。さらに、データトーンが増えたことで、OFDMA との連携により複数ユーザーが効率よくサポートされます。802.11ax では、トーン/チャンネルの増加によりスペクトル効率が最適化され、オーバーヘッドが軽減されて屋外操作がサポートされ、最大 PHY レートが何倍も向上します。加えて、802.11ax AP は 2 つの別々の送信禁止期間 (NAV) を維持し、誤動作とコリジョンを防止します。最後に、802.11ax は 1024-QAM コンスタレーション (11ac では 256-QAM) を特長としており、物理データのレートが 25% 向上し、他の 802.11ax 技術と組み合わさって最大 4 倍のキャパシティを提供します。

ターゲット起動時間 (TWT)

IEEE 802.11ah 規格で初めて導入されたターゲット起動時間 (TWT) により、スリープ時間と起動時間をスケジュールできます。併せて、AP とクライアントの間で起動時間を事前ネゴシエートすることで、クライアントデバイス間の電波競合を回避できます。これにより、電波をより効率的に使用し、クライアントデバイスのバッテリー寿命を向上させることができます。

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802.11ax 

一般的なワイヤレス技術

概要:

802.11ax は最新の Wi-Fi IEEE ワイヤレス規格です。この新規規格は、さまざまな点で非常に進化しています。  マルチ入出力 (MU-MIMO) 技法を拡大し、802.11ac Wave 2 の 4 ストリームから、最大 8 ストリーム まで同時送信できるようになっています。さらに、MU-MIMO をベースに直交周波数分割多元接続 (OFDMA) 技術を採用し、MU-MIMO の各ストリームを 4 つの追加ストリームに分割して、ユーザーごとの有効平均スループットを 4 倍に増やします。

1024-QAM によるモジュレーションとコーディングの新規セットを採用することで、パケットごとの送信データを増やし、スループットを向上させます。また、物理的および MAC レイヤーの全体的な効率を高め、バッテリー電力管理を改善します。

旧規格を 1 つしかないスーパーのレジに長い列を作って並ぶ買い物客に例えるとすれば、802.11ac の MU-MIMO はそれを 4 つのレジに増やして 4 列の買い物客に対応できるようになったようなものでした。802.11ax ではそれをさらに 8 つのレジに増やして 8 列の買い物客に対応できるようになりました。さらに OFDMA では、手が空いているときに 1 つのレジで複数の買い物客に対応できるようになっています。最初の買い物客が何かを取りにレジをちょっと離れている間に、次の買い物客に対応できるといったことを想像してみてください。

利点:

Wi-Fi は現在、何十万ものデバイスが帯域幅を奪い合ってる満員のスタジアムや混雑した空港に導入されており、現在の 802.11ac 規格による対応は苦戦を強いられています。802.11ax は、高密度環境でユーザーごとの平均スループットを 4 倍に増加させます。

この最新規格をラッカスの超高密度テクノロジー スイートと組み合わせることで、最高のエンドユーザー体験を提供できます。