Wireless LAN - 802.11b / 11a / 11g / 11n



 ◆ 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で定義、無線LANのセキュリティ規格は802.11iで定義、無線LANの
 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IEEE802.11b/11a/11g/11n
 を解説します。802.11n の詳細は 802.11n で解説、次世代規格の802.11ac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(2009年9月標準化)
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(2014年2月標準化)




 ◆ IEEE802.11b/a/g/n - 無線LANの伝送規格

 IEEE802.11b、a、g、n の規格により変調方式、伝送速度、周波数、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
変調方式
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
1ch7ch13ch 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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