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◆ IEEE802.11 - 無線LAN規格
無線LANの規格を定めているのが IEEE802.11 です。無線LAN規格の詳細として、伝送規格については
IEEE802.11b/11a/11g/11n/11ac/11ax/11beで定義、無線LANのセキュリティ規格は802.11iで定義、
QoS関連の規格は 802.11e で定義しています。今回は伝送規格を定義した 802.11b/11a/11g/11n の
基本を解説します。802.11n の詳細は 802.11n、802.11acの詳細は 802.11ac で解説します。
| IEEE802.11（無線LAN規格）の詳細 |
| IEEE802.11b |
伝送規格 |
2.4GHz帯での最大11Mbpsの無線LANの物理層仕様 |
| IEEE802.11a |
伝送規格 |
5GHz帯での最大54Mbpsの無線LANの物理層仕様 |
| IEEE802.11g |
伝送規格 |
2.4GHz帯での最大54Mbpsの無線LANの物理層仕様 |
| IEEE802.11i |
セキュリティ |
802.11のMAC層を拡張し、セキュリティ機能と認証機構を強化するための仕様 |
| IEEE802.11e |
QoS関連規格 |
802.11のMAC層を拡張し、QoS機能を追加するための仕様 |
| IEEE802.11n |
伝送規格 |
実効速度100Mbps以上の伝送速度を実現するための仕様 |
| IEEE802.11ac |
伝送規格 |
802.11n後継の理論上6.93Gbpsの伝送速度を実現する仕様 |
| IEEE802.11ax |
伝送規格 |
802.11ac後継の理論上9.6Gbpsの伝送速度を実現する仕様 |
| IEEE802.11be |
伝送規格 |
802.11ax後継の理論上30Gbpsの伝送速度を実現する仕様（2024年標準化予定） |
◆ IEEE802.11b/a/g/n - 無線LANの伝送規格
IEEE802.11b、a、g、n の規格により周波数帯域、伝送速度、同時使用チャネル数などが異なります。
| 無線LANの伝送規格 |
IEEE802.11b |
IEEE802.11a |
IEEE802.11g |
IEEE802.11n |
| 周波数帯域 |
2.4GHz帯 |
5GHz帯 |
2.4GHz帯 |
2.4 / 5 GHz帯 |
| 最大伝送速度 |
11Mbps |
54Mbps |
54Mbps |
600Mbps
(40MHzチャネル
ボンディング,
4ストリーム時） |
| 伝送速度※1 |
1Mbps 〜 11Mbps |
6Mbps 〜 54Mbps |
6Mbps 〜 54Mbps |
同時使用チャネル数
|
4 ※2 |
19 ※3 |
4 |
2 / 9 |
| 利用可能チャネル数 |
14 |
19 |
13 |
13 / 19 |
| チャネル幅 |
22 MHz |
20 MHz |
20 MHz |
20MHz or 40MHz |
| データの電波への変換方法 |
DSSS |
OFDM |
DSSS / OFDM |
OFDM |
| 屋外での利用 |
○ |
× |
○ |
△ |
| IEEE802.11bとの互換性 |
- |
× |
○ |
○ |
| 策定時期 |
1999年 |
1999年 |
2003年 |
2009年 |
※1 無線LANの伝送速度は、実際には段階的なものとなります。また、この解説どおり伝送速度は電波強度により異なります。
※2 1〜14chの中の14chは日本国内で802.11bのみの対応となります。つまり1ch, 6ch, 11ch, 14chのチャネル設計は日本のみ。
※3 2007年1月の省令改正で使用可能なチャネル数が8chから19chに増加。11aの場合、同時使用チャネル = 利用可能チャネル。
◆ IEEE802.11b
IEEE802.11bはISMバンドと呼ばれる2.4GHzの周波数帯域を使用します。最大伝送速度は11Mbpsですが
電波の強度によって通信速度が異なります。電波が強い所ほど速度が速くなります。同時使用チャネルが
4ch、利用可能チャネル数が 14ch であるのは日本のみです。海外では 14 というチャネルは使用しません。
変調方式は、DSSSをベースにCCK方式を採用することにより11Mbpsによる高速度化を実現しています。
IEEE802.11bで干渉することなく利用できるチャネルは1ch、6ch、11ch、14ch (日本のみ) の4つです。
※ 無線LAN機器と同じ2.4GHz帯域を使用する電子レンジ、Bluetooth、コードレス電話が近くにあると電波干渉が発生します。
◆ IEEE802.11a
IEEE802.11aはU-NIIバンドの5GHzの周波数帯域を使用します。変調方式をOFDMにすることによって
最大伝送速度は54Mbpsへと飛躍的に伸びました。ただし、この5GHzの周波数帯域は電波法により屋外
での利用が禁止されているので、802.11aを使用する場合は屋内である必要があります。※ 屋外で使用
可能な周波数もあります。IEEE802.11b/g に比べて干渉を受けにくいのでスループットが出やすいです。
2005年5月の省令改正によりIEEE802.11aの周波数帯域が変更になりました。以前から日本国内で使用
されてきた周波数5.15GHz〜5.25GHz（J52）から、国際標準の5.15GHz〜5.35GHz（W52, W53）に
変更となり、改正前に使用できるチャネル数は4つでしたが改正後に8つに増えました。そして、さらに
2007年1月の省令改正によりIEEE802.11aの周波数帯域に 5.47GHz〜5.725GHz（W56）も使用可能に
なりました。この改正により、改正前に使用できるチャネル数は8つでしたが改正後に19つに増えました。
◆ IEEE802.11g
IEEE802.11gは 802.11bと同様に2.4GHzの周波数帯域を使用します。また、11aと同じように変調方式に
OFDM（Orthogonal Frequency Division Multiple）を使用することによって、最大伝送速度が 54Mbps と
なりました。しかし、電子レンジやBluetoothなども2.4GHzを使用している混雑した周波数であることから
IEEE802.11bと同様に干渉の影響を受けやすい。また、802.11gで干渉することなく利用できるチャネルは
基本的に5チャネル以上あけた組み合わせでよいが、推奨としては 1ch、7ch、13ch を使用することです。
IEEE802.11gはIEEE802.11bとの互換性があるため、既存の無線LAN環境が802.11bである場合、802.11g
の機器を新たに導入しても既存資産（ 802.11bのアクセスポイントや無線LANカード ）を有効活用できます。
ただし802.11bの機器と混在した場合、802.11bモードにて動作するため最大伝送速度も11Mbpsとなります。
※ 現在では、11bによる無線LAN通信がほとんど行われないので、速度低下を回避するために11bは無効化することが推奨です。
◆ 無線LAN - 変調方式の詳細
| IEEE規格 |
帯域幅 |
変調方式 / 伝送速度 |
| IEEE802.11b |
22MHz |
DSSS |
|
| DBPSK |
DQPSK |
CCK |
CCK |
| 1Mbps |
2Mbps |
5.5Mbps |
11Mbps |
| IEEE802.11a |
20MHz |
OFDM |
| BPSK 1/2 |
BPSK 3/4 |
QPSK 1/2 |
QPSK 3/4 |
16QAM 1/2 |
16QAM 3/4 |
64QAM 2/3 |
64QAM 3/4 |
| 6Mbps |
9Mbps |
12Mbps |
18Mbps |
24Mbps |
36Mbps |
48Mbps |
54Mbps |
| IEEE802.11g |
20MHz |
DSSS |
|
| DBPSK |
DQPSK |
CCK |
CCK |
| 1Mbps |
2Mbps |
5.5Mbps |
11Mbps |
| OFDM |
| BPSK 1/2 |
BPSK 3/4 |
QPSK 1/2 |
QPSK 3/4 |
16QAM 1/2 |
16QAM 3/4 |
64QAM 2/3 |
64QAM 3/4 |
| 6Mbps |
9Mbps |
12Mbps |
18Mbps |
24Mbps |
36Mbps |
48Mbps |
54Mbps |
※ IEEE802.11g規格ではIEEE802.11bクライアントとの通信に互換性を持たせるためDSSSも実装しています。
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