Works by

Ren's blog

@rennnosuke_rk 技術ブログです

【NW】無線LAN規格IEEE802.11

IEEE802.11

IEEE802.11は、IEEEが定義した無線LANプロトコルにおける物理層データリンク層(の一部)の規格の総称です(元祖IEEE802.11の規格名でもあります)。

IEEE802.11には規格内容によって無印/a/b/g/nなどの種類があり、それぞれ最大速度や周波などの特徴が異なります。基本的に後者ほど新しい規格となり、通信速度も向上しています。

近年無線通信の通信向上とともに、オフィスや一般家庭、店舗などでも利用されるようになり、ネットワーク技術の中でも特に注目を浴びている規格です。

CSMA/CA

IEEE802.11では、通信品質を向上するために CSMA/CA(Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance)と呼ばれるアクセス制御方式を用いています。CSMA/CDは、無線LAN上で他の通信が行われていた場合に、自身の通信と衝突しないよう通信タイミングを調節するアクセス制御を行います。

  1. 通信開始前に、無線上の受信を試みます。他のホストが通信しているかどうかを確認します。

  2. 他のホストが通信をしていなければ、自身の通信を開始します。

  3. 他のホストが通信をしているのであれば、ランダムな時間待機し、待機後再び1.を試みます(永遠に待ち続けるのを防ぐため、待ち時間は徐々に短くなっていきます)。

似たようなアクセス制御にCSMA/CDという方式がありますが、こちらはすぐさま通信を開始し、衝突を検知したときに初めて通信を中断し、ランダム時間待機後に再送を行います。CSMA/CDは有線LAN規格など衝突検出可能な環境下で採用されますが、無線LANでは衝突検出が難しいため、衝突検出を必要としないCSMA/CA方式を採用しています。

IEE802.11(無印)

元祖IEEE802.11規格です。
物理層において電波・赤外線を用い、1~2Mbpsの通信速度を実現します。現在では後述するIEE802.11b/g/a/nの通信速度が優れているためあまり使われません。

IEE802.11a

元祖IEEE802.11と比較すると、飛躍的な通信速度(54Mbps)の進歩を遂げた企画です。
周波数帯が5GHzとなっているため、他の家電等による電波干渉の影響が少ないものの、障害物に弱いという特徴があります。

IEEE802.11b

こちらも元祖IEEE802.11と比較すると通信速度は向上していますが、11MbpsとIEEE802.11aには劣ります。 周波数帯が2.4GHzのため、5GHzと比較して他の無線機器・電磁波の影響を受けやすいですが、障害物に強いという特徴があります。

IEEE802.11g

IEEE802.11bの上位互換です。周波数帯は2.4GHzとかわらぬまま、通信速度が54MbpsとIEEE802.11aと同等になっています。多くの無線LANルーターではIEEE802.11aとgのどちらかが選択できるようになっています。

IEEE802.11n

IEEE802.11gとaの技術をベースにして、アンテナの本数を増やし各通信処理を同期させる技術を採用しています。これをMIMO(Multi-Input Multi-Output)といいます。周波数帯は5GHz帯、2.4GHz帯のどちらかを選べます。他の周波数帯を利用するシステムがない場合には、40GHz帯を利用しての最大150Mbps通信を利用できます。

IEEE802.11ng

IEEE802.11nをさらにグレードアップさせた規格です。帯域幅を最大160GHzにまで拡大できるようになり、理想値で最大速度6.93Gbpsを叩き出します。ただし現在利用できる周波数帯が5GHzのみとなります。

参照

https://ja.wikipedia.org/wiki/CSMA/CA

buffalo.jp