Wi-Fi 6

802.11ax Wi-Fi とは

Wi-Fi は約 5 年おきに大きな変化に直面します。Wi-Fi 6/ 802.11ax は Wi-Fi の最新世代であり、10 ギガビットの速度へのパフォーマンスのギャップを埋めるものです。新たな Wi-Fi 規格では、より高速なネットワークのパフォーマンスを実現し、同時接続台数が増え、Wi-Fi を「ベスト エフォート」の努力から、インターネット接続の事実上の媒体となった決定的な無線技術へと変革させます。前世代の 802.11ac Wave 2 より 4 倍のキャパシティ増加が期待される Wi-Fi 6 / 802.11ax では、高密度な環境に展開され、より高いサービス レベル アグリーメント (SLA) をサポートし、より幅広い使用方法のもと、同時接続可能なユーザーとデバイスを増加させることができます。

詳細

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。また、802.11ax AP は 2 つの独立したネットワーク割り当てベクトル (NAV) を維持し、不正行為や衝突を防止します。最後に、 802.11ax は 1024-QAM コンステレーション (11ac の 256-QAM とは対比的) を特長としており、25% の物理データ レートの向上を実現し、他の 802.11ax 技術と組み合わせることで 4 倍のキャパシティを提供できます。

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。

802.11ax の基盤: 直交周波数分割多元接続

IDC のアナリストによると、802.11ax の展開は 2019 年に大幅に増加し、2021 年までには有力な企業 Wi-Fi の基準となります。高密度な接続性向けに設計された、新たな IEEE 802.11ax 標準は、前世代の 802.11ac Wave 2 と比較して最大 4 倍のキャパシティを提供します。802.11ax によって、高密度なデバイス環境に展開された複数の AP すべてが、より幅広い使用方法のもとで、要求されるサービス品質 (QoS) をより多くのクライアントに対して実現できます。

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