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 無線LANは、1997年に最初の標準規格が登場してからちょうど20年がたちました。今では、ノートパソコンやスマートフォン、タブレットなどの端末をネットワークに接続する手段として広く普及しています。

 無線LANの最初の標準規格がIEEE 802.11です。規格上の最大通信速度はわずか2Mビット/秒でした(PICT1)。その後、IEEE 802.11bでは11Mビット/秒、IEEE 802.11aや11gでは54Mビット/秒に向上しました。無線LANが通信手段として広く利用されるようになったのはこのあたりからです。その後、IEEE 802.11nの登場で最大通信速度は100Mビット/秒の壁を大きく超え、600Mビット/秒まで拡張されています。

PICT1 無線LANの規格の変化による通信速度の向上
PICT1 無線LANの規格の変化による通信速度の向上
規格が新しくなるごとに、最大通信速度は向上してきた。現在は、最大通信速度が約10Gビット/秒に達する「IEEE 802.11ax」という新しい規格の標準化が進められている。 イラスト:なかがわ みさこ
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 現在の最新の規格がIEEE 802.11acです。11acの規格上の最大通信速度は6.93Gビット/秒に達しており、無線LANの「ギガビット化」を実現しています。今ではスマートフォンやタブレットといったスマートデバイスの業務利用が当たり前になり、一人の社員が業務用のパソコン以外に複数の端末を使う時代になりました。無線LANでは1台のアクセスポイントに複数の端末が接続して通信をシェアします。このため、同時に接続できる端末の台数をできるだけ増やすためにも高速化は必要になっています。

 今後の規格にも触れておきましょう。複数の無線LAN規格の標準化が進められる中で、従来の2.4GHz/5GHz帯を利用する次世代の規格がIEEE 802.11axです。11axは最大通信速度が9.6Gビット/秒、つまり約10Gビット/秒にまで向上する予定です。多数のユーザーが存在する高密度の環境でも、ユーザー当たりの平均通信速度を現行の4倍以上に高めることを目標にしています。

道路の車線を増やす

 こうした高速化はどのようにして実現しているのでしょうか。無線LANで採用する高速化の技術の一つに「チャネルボンディング」があります(PICT2)。

PICT2 複数のチャネルを束ねて高速化するチャネルボンディング
PICT2 複数のチャネルを束ねて高速化するチャネルボンディング
ここでは例として5GHz帯のW52のチャネルとW53のチャネルを示している。20MHz幅のチャネルを2本束ねると40MHz幅、4本束ねると80MHz幅になる。さらに、8本束ねて160MHz幅にすることもできる。イラスト:なかがわ みさこ
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 無線LANでは、決められたチャネルでアクセスポイントと端末が通信します。チャネルの幅は、2.4GHz帯では22MHz幅、5GHz帯では20MHz幅に決められています。

 チャネルボンディングは、複数のチャネルを束ねて通信速度を高める技術です。道路をイメージするとわかりやすいでしょう。道路の車線数を増やすことでスムーズにクルマが流れるようになり、同時に多くのクルマが通れるようになります。

 11nでは20MHz幅の2本のチャネルを束ねて40MHz幅で通信できるようになりました。さらに11acでは、4本のチャネルを束ねて80MHz幅にしたり、8本のチャネルを束ねて160MHz幅にしたりして利用できます。連続する8本のチャネルを確保できない場合は、4本のチャネルをまとめた80MHz幅を二つ組み合わせて利用することもできます。チャネルボンディングはアクセスポイントで設定します。

 別の高速化の技術としては「MIMO」(Multiple-Input and Multiple-Output)があります。アクセスポイントと端末のそれぞれに複数のアンテナを用意し、複数の通信経路を同時に使って通信を高速化します。

 11nでは4本のアンテナまで、11acでは8本のアンテナまでを使うMIMOに対応しています。ただし、現在はまだ4本のアンテナを持つ製品しか実用化されていません。