フレーム集約は、共有リンクまたはチャネル(通常はTDM共有チャネル)上で通信を可能にする機能で、効率上の理由から、タイムスロットをデータで埋める、つまり1回の送信で2つ以上のデータフレームを送信することが推奨されます。この機能は、フレーム集約によってスループットを向上させるIEEE 802.11e、802.11n、および802.11ac無線LAN規格の重要な部分です。同軸ネットワークでの通信に使用されるMoCAプロトコルも、同じ理由でフレーム集約を実装しています。プロトコル規格および実装では、フレーム集約は通常、フレームの分割と再構成と組み合わせて使用され、タイムスロットを100%活用できるようにします。たとえば、集約MAC PDUは3.5フレームで埋めることができ、タイムスロットが100%利用されるようにします。次のタイムスロットでは、断片化されたフレームの残りが、追加の完全なフレームとともに送信されます。
この記事では、おそらく最も広く普及し、一般的に知られている共有チャネル通信ソリューションであるIEEE 802.11を説明の基礎として使用していますが、フレーム集約のプロトコル機能は、共有通信チャネルを利用する他の多くの通信プロトコルにも共通しています。たとえば、MACサービスデータユニット(MSDU、イーサネットフレームなど)集約とMACプロトコルデータユニット(MPDU、IEEE 802.11nフレームなど)の命名もMoCAで使用されています。
802.11 デバイスによって送信されるすべてのフレームには、無線レベルのヘッダー、メディア アクセス コントロール(MAC) フレーム フィールド、フレーム間の間隔、送信されたフレームの確認応答など、かなりのオーバーヘッドがあります。最高のデータ レートでは、このオーバーヘッドがペイロード データ フレームよりも多くの帯域幅を消費する可能性があります。 [ 1 ] この問題を解決するために、802.11n 規格では、MAC サービス データ ユニット (MSDU) 集約とMAC プロトコル データ ユニット(MPDU) 集約という 2 種類のフレーム集約が定義されています。どちらのタイプも、複数のデータ フレームを 1 つの大きなフレームにグループ化します。管理情報はフレームごとに 1 回だけ指定する必要があるため、ペイロード データとデータの総量の比率が高くなり、スループットが向上します。
MACサービスデータユニット(MSDU集約は、ほとんどのモバイルアクセスポイントとほとんどのモバイルクライアントプロトコルスタックがイーサネットを「ネイティブ」フレームフォーマットとして使用しているという事実に基づいています。イーサネットフレームを収集して、1つまたは複数の宛先に送信し、それらを単一の 802.11n フレームにラップします。イーサネットヘッダーは 802.11 ヘッダーよりもはるかに短いため、これは効率的です。 [ 1 ]
集約型MSDU(A-MSDU)には、宛先アドレス(DA)と送信元アドレス(SA)のパラメータ値が同じ受信アドレス(RA)と送信アドレス(TA)の値に対応するMSDUのみが含まれます。つまり、すべてのMSDUは単一の受信機で受信されることを想定しており、必然的にすべて同じ送信機によって送信されます。
注:同一のA-MSDUのサブフレームヘッダーでは、DAおよびSAパラメータ値が異なっていても構いません。ただし、それらはすべて同じアドレス1およびアドレス2パラメータ値にマッピングされる必要があります。(参照:IEEE std 802_11-2012)
MACプロトコルデータユニット(MPDU集約もイーサネット フレームを収集して単一の宛先に送信しますが、各フレームを 802.11n MAC ヘッダーでラップします。通常、これは MSDU 集約よりも効率が劣りますが、選択的ブロック確認と呼ばれるメカニズムのおかげで、エラー率が高い環境では実際にはより効率的です。このメカニズムにより、集約された各データ フレームは、エラーの影響を受けた場合に個別に確認または再送信できます。 [ 1 ]