IEEE 802.11ac

読み：あいとりぷるいーはちまるにーてんいちいちえーしー　／　英語表記：IEEE 802.11ac

LAN・無線LAN

5GHz帯を使う無線LANの規格で、Wi-Fi 5に相当する。広いチャネル幅、多値変調、複数の空間ストリームなどによって高速化し、アクセスポイントから端末へのMU-MIMOも規定する。

イマシルちゃんの解説

IEEE 802.11acは、5GHz帯で一度に運べるデータを増やした無線LANの規格だよ。
動画や大きなファイルをやり取りするときに、従来より高い通信速度を使えるようにしたんだ。

通信に使う周波数の幅を広げるほか、信号の状態を細かく区別する256QAMという変調方式で、一つの信号が表せる情報を増やすよ。
複数のアンテナで別々のデータを並行して運ぶMIMOも使うんだ。
アクセスポイントから複数の端末へ同時に別々のデータを送るMU-MIMOにも対応できるよ。
ただし、実際に使える速さは機器の対応や電波の状態によって違うの。
規格で可能な最大値が、そのまま手元の通信速度になるわけではないんだ。

より深い解説

定義

IEEE 802.11acは、2013年に標準化された無線LANの規格で、Wi-Fi Allianceの呼び名ではWi-Fi 5である。使う周波数帯は5GHz帯のみで、2.4GHz帯は使わない。

ただし、市販のアクセスポイントの多くは、2.4GHz帯の通信には802.11nなどを使う「両対応」の製品になっている。802.11acそのものが2.4GHz帯に対応しているわけではない。

高速化の技術

技術	802.11n	802.11ac
チャネル幅	最大40MHz	最大160MHz（80MHz＋80MHzも可）
変調方式	最大64QAM	最大256QAM
空間ストリーム数	最大4	最大8
マルチユーザーMIMO	なし	MU-MIMO（下り）

256QAMは、1回の信号で8ビットを送る（64QAMは6ビット）。チャネル幅を広げることと合わせて、1ストリームあたりの速度が大きく上がった。

チャネル幅と空間ストリーム数から速度を見る

最高の変調・符号化条件と短いガードインターバルを使う場合、PHY速度の代表値は次のようになる。

チャネル幅	空間ストリーム数	理論上のPHY速度
80MHz	1	約433Mbit/s
80MHz	2	約867Mbit/s
80MHz	3	約1,300Mbit/s
160MHz	1	約867Mbit/s

同じ約867Mbit/sでも、広いチャネルを一つのストリームで使う構成と、80MHzで二つを多重する構成がある。80MHzまでの機器なら、後者の条件を満たす必要がある。

空間ストリームは独立して運ぶデータの流れである。APのアンテナが3本でも、相手が2ストリームまでなら一接続で3ストリームは使えない。アンテナ本数だけから速度を比例計算せず、両端の対応ストリーム数を確認する。ここで示した速度は無線の物理層の値であり、待ち時間・制御フレーム・再送などを含むアプリケーションの実効速度とは異なる。

同時に通信する相手の数

802.11nのMIMOは、アクセスポイントと1台の端末の間で複数のストリームを使う（シングルユーザーMIMO）。802.11acでは、アクセスポイントが複数の端末へ同時に別々のデータを送るMU-MIMO（マルチユーザーMIMO）が導入された（下り方向のみ）。端末が多い場所での効率が上がる。

使う周波数帯を絞った理由

2.4GHz帯は、チャネルの数が少なく、電子レンジやBluetoothなどとの干渉も多い。80MHzや160MHzといった広いチャネル幅は、2.4GHz帯ではそもそも確保できない。広い帯域を使える5GHz帯に絞ることで、高速化を実現した。

後継の規格

後継のIEEE 802.11ax（Wi-Fi 6）では、2.4GHz帯も再び使えるようになり、上り方向のMU-MIMOや、1つのチャネルを複数の端末で分け合うOFDMAが加わった。速さだけでなく、多くの端末がつながる環境での効率を重視している。

参考資料

実際の試験ではここに出る！全7問

ネットワークスペシャリスト

午前Ⅱ

午後Ⅱ

H29秋問2