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IEEE 802.11ac-2013または802.11acは、 IEEE 802.11プロトコル セット ( Wi-Fiネットワーク ファミリの一部)の無線ネットワーク標準であり、 5 GHz 帯域で高スループットの無線ローカル エリア ネットワーク(WLAN)を提供します。[d]この標準は、Wi-Fi Allianceによって遡及的にWi-Fi 5としてラベル付けされました。[9] [10]
この仕様では、マルチステーションスループットが少なくとも1.1ギガビット/秒（1.1 Gbit/s）で、シングルリンクスループットが少なくとも500メガビット/秒（0.5 Gbit/s）となっています。[11]これは、 802.11nで採用されている無線インターフェースの概念を拡張することで実現されています。より広いRF帯域幅（最大160 MHz）、より多くのMIMO 空間ストリーム（最大8つ）、ダウンリンクマルチユーザーMIMO（最大4つのクライアント）、高密度変調（最大256-QAM）です。[12] [13]
Wi-Fi Allianceは、802.11acワイヤレス製品の導入を「Wave 1」と「Wave 2」という2つのフェーズ（「ウェーブ」）に分けました。[14] [15] 2013年半ばから、同アライアンスは、IEEE 802.11acドラフト3.0（IEEE標準はその年の後半まで最終決定されませんでした）に基づいて、メーカーが出荷したWave 1 802.11ac製品の認証を開始しました。 [16]その後、2016年に、Wi-Fi Allianceは、MU-MIMO（ダウンリンクのみ）、160 MHzチャネル幅のサポート、より多くの5GHzチャネルのサポート、4つの空間ストリーム（4つのアンテナを使用。Wave 1と802.11nでは3つ、IEEEの802.11ax仕様では8つ）などの追加機能を含むWave 2認証を導入しました。[17]これは、Wave 2製品の帯域幅と容量がWave 1製品よりも高いことを意味しました。[18]
新しい技術
802.11acで導入された新しい技術には以下のものがある: [13] [19]
- 拡張チャネルバインディング
- ステーションのオプションの 160 MHz および必須の 80 MHz チャネル帯域幅。802.11n の最大 40 MHz を参照。
- より多くのMIMO空間ストリーム
- 最大 8 つの空間ストリームをサポート (802.11n では 4 つ)
- ダウンリンク マルチユーザー MIMO (MU-MIMO、最大 4 つのダウンリンク MU-MIMO クライアントを同時にサポート)
- それぞれ 1 つ以上のアンテナを備えた複数のSTA が、独立したデータ ストリームを同時に送信または受信します。
- 空間分割多重アクセス(SDMA): ストリームは周波数によって分離されるのではなく、11n スタイルの MIMO と同様に空間的に解決されます。
- オプションモードとして、ダウンリンクMU-MIMO（送信デバイス1台、受信デバイス複数）を搭載。
- それぞれ 1 つ以上のアンテナを備えた複数のSTA が、独立したデータ ストリームを同時に送信または受信します。
- 変調
- 256- QAM、レート 3/4 および 5/6 がオプション モードとして追加されました (802.11n では 64-QAM、レート最大 5/6 と比較)。
- 一部のベンダーは、256-QAMと比較して25％高いデータレートを提供する非標準の1024-QAMモードを提供しています。
- その他の要素/機能
- ベンダー間の互換性のために標準化されたサウンディングとフィードバックを備えたビームフォーミング（802.11n では非標準であるため、異なるベンダー製品間でビームフォーミングを効果的に動作させることは困難でした）
- MAC の変更 (主に上記の変更をサポートするため)
- 20、40、80、160 MHz チャネル、11ac、11a/n デバイスの共存メカニズム
- PPDU ヘッダーに 4 つの新しいフィールドを追加し、802.11n の高スループット (HT) またはそれ以前のフレームではなく、非常に高いスループット (VHT) フレームとしてフレームを識別します。ヘッダーの最初の 3 つのフィールドは、共存を可能にするために、従来のデバイスで読み取り可能です。
- 同じ周波数帯域を使用する気象レーダーシステムとの干渉を減らすために、5 GHz のチャネル 52 と 144 の間でDFSが義務付けられました。
特徴
必須
オプション
- 802.11n仕様から引用:
- 2～4 個の空間ストリーム
- 低密度パリティ検査符号(LDPC)
- 空間時間ブロック符号化(STBC)
- 送信ビームフォーミング（TxBF）
- 400 ns ショートガードインターバル (SGI)
- 802.11ac 仕様で新たに導入されたもの:
- 5～8 個の空間ストリーム
- 160 MHz チャネル帯域幅 (連続 80+80)
- 80+80 MHz チャネル ボンディング (不連続 80+80)
- MCS 8/9 (256-QAM)
新しいシナリオと構成
802.11acがサポートするシングルリンクとマルチステーションの機能強化により、家庭内の複数のクライアントへのHDビデオの同時ストリーミング、大容量データファイルの高速同期とバックアップ、ワイヤレスディスプレイ、大規模なキャンパス/講堂の展開、製造現場の自動化など、いくつかの新しいWLAN使用シナリオが可能になります。[20]
802.11acアクセスポイントとルーターは、WLANの能力を最大限に活用するために、ビデオストリーミング、FTPサーバー、パーソナルクラウドサービスなどのさまざまなサービスを提供するためにUSB 3.0インターフェイスを組み込む必要があるほどのスループットを備えています。 [21] USB 2.0を介してローカルに接続されたストレージでは、802.11acによって利用可能な帯域幅を埋めることは容易ではありませんでした。
構成例
すべてのレートは 256-QAM、レート 5/6 を想定しています。
波 1 対 波 2
Wave 2は2016年に導入された製品を指し、2013年以降に導入された従来のWave 1製品よりも高いスループットを提供します。Wave 1の物理層理論上の最大速度は1.3 Gbit/sですが、Wave 2は2.34 Gbit/sに達します。したがって、実際のスループットが理論速度の50%に過ぎない場合でも、Wave 2は1 Gbit/sを達成できます。Wave 2は、より多くの接続デバイスもサポートします。[18]
データレートと速度
現在、いくつかの企業が、Quantenna と Broadcom がサポートする、より高い変調レートの MCS-10 および MCS-11 (1024-QAM) を備えた 802.11ac チップセットを提供しています。技術的には 802.11ac の一部ではありませんが、これらの新しい MCS インデックスは、2021 年に承認された 802.11ax 標準で公式になりました。
一部の周波数が他の目的に割り当てられた規制上の問題により、160 MHz チャネルは一部の国では利用できません。
宣伝されている速度
802.11ac クラスのデバイスのワイヤレス速度は、多くの場合、AC の後に数字が続く形で宣伝されます。この数字は、デバイスで同時に使用できるすべての無線の最高リンク レート (Mbit/s) を合計したものです。たとえば、AC1900 アクセス ポイントは、2.4 GHz 無線で 600 Mbit/s の機能があり、5 GHz 無線で 1300 Mbit/s の機能がある場合があります。単一のクライアント デバイスが接続して 1900 Mbit/s のスループットを達成することはできませんが、2.4 GHz 無線と 5 GHz 無線にそれぞれ接続する個別のデバイスは、1900 Mbit/s に近い合計スループットを達成できます。さまざまなストリーム構成が考えられますが、AC の数字の合計は同じになる場合があります。
製品
商用ルーターとアクセスポイント
Quantenna は、2011 年 11 月 15 日に小売 Wi-Fi ルーターおよび消費者向け電子機器向けの最初の802.11ac チップセットをリリースしました。[29] Redpine Signals は、2011 年 12 月 14 日にスマートフォン アプリケーション プロセッサ向けの最初の低電力 802.11ac テクノロジをリリースしました。[30] 2012 年 1 月 5 日、Broadcom は最初の 802.11ac Wi-Fi チップとパートナーを発表し[ 31 ]、2012年4月27日、Netgear は最初の Broadcom 対応ルーターを発表しました。[32] 2012 年 5 月 14 日、Buffalo Technology は世界初の 802.11ac 製品を市場に投入し、ワイヤレス ルーターとクライアント ブリッジ アダプターをリリースしました。[33] 2012 年 12 月 6 日、Huawei は業界初のエンタープライズ レベルの 802.11ac アクセス ポイントの商用提供を発表しました。[34]
モトローラソリューションズは、AP 8232を含む802.11acアクセスポイントを販売しています。[35 ] 2014年4月、ヒューレットパッカードは、コントローラベースのWLANエンタープライズ市場セグメントでHP 560アクセスポイントの販売を開始しました。[36]
商用ノートパソコン
2012年6月7日、 ASUSがROG G75VXゲーミングノートPCを発表したと報じられた。これは、802.11acに完全準拠した初の消費者向けノートPCとなる予定である[37]（ただし、バージョンは「ドラフト2.0」）。
Appleは2013年6月にMacBook Airから802.11acの実装を開始し、[38] [39]同年後半にはMacBook ProとMac Proにも導入した。 [40] [41]
2013年12月現在、ヒューレット・パッカードはノートパソコンに802.11ac準拠を組み込んでいます。[42][アップデート]
市販端末（一部リスト）
市販のタブレット
チップセット
注記
- ^ 802.11ac は 5 GHz 帯域での動作のみを規定しています。2.4 GHz 帯域での動作は 802.11n で規定されています。
- ^ Wi-Fi 6E は、6 GHz で動作する Wi-Fi デバイスを識別する業界名です。Wi-Fi 6E は、Wi-Fi 6 の機能と機能を 6 GHz 帯域に拡張したものです。
- ^ Wi-Fiアライアンスは2024年にWi-Fi 7デバイスの認証を開始しましたが、2024年12月時点でIEEE標準802.11beはまだ批准されていません。
- ^ ab 802.11ac は 5 GHz 帯域での動作のみを規定しています。2.4 GHz 帯域での動作は 802.11n によって規定されています。
- ^ MCS 9 は、すべてのチャネル幅/空間ストリームの組み合わせに適用できるわけではありません。
- ^ abc 802.11nでは、2.4GHz帯で600Mbit/sを実現するには、それぞれ150Mbit/sの空間ストリームを4つ使用する必要がある。2014年12月現在[アップデート]、2.4GHz帯で600Mbit/sを実現する市販のデバイスは、それぞれ200Mbit/sの空間ストリームを3つ使用している。[26] [27]これには256QAM変調を使用する必要があるが、これは802.11nに準拠しておらず、独自の拡張と見なすことができる。[27]
- ^ abc 802.11n への独自の拡張機能を備え、2.4GHz で 40MHz チャネル、400ns ガード間隔、1024-QAM、および 4 つの空間ストリームを使用します。
- ^ 2014 年 12 月現在[アップデート]、市販の AC3200 デバイスは、それぞれ 1,300 Mbit/s の 2 つの独立した無線を使用して、5 GHz 帯域で合計 2,600 Mbit/s を実現しています。
比較
参照
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外部リンク
- 802.11ac テクノロジー紹介ホワイトペーパー 2016-03-14 にWayback Machineでアーカイブ
- MIMO 802.11ac テストアーキテクチャ
- 802.11ac: 第 5 世代 Wi-Fi 技術論文
- 802.11ac 入門
- Intel ワイヤレス製品選択ガイド