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【専門家が解説】知っておきたいWi-Fi6の特徴・メリット3選

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Wi-Fi6とは

Wi-Fi6とは2019年9月からスタートした第6世代のWi-Fi規格のことを指します。以前の規格であるWi-Fi5は2014年にスタートしたものなので実に5年ぶりに登場した新たな規格です。規格が新しくなるにつれて利用する側にとっては通信速度が高速になり、より便利になったといえるでしょう。
 
Wi-Fi6の開発は2013年から始まりました。
スマートフォン、家電製品、IoTデバイスなどWi-Fiに接続する機器が増加したことで干渉やパフォーマンスの低下が起きていました。旧規格の機器と最新の機器を効率的にWi-Fiに接続できるようにすることが目的で開発されました。

特徴について

Wi-Fi6は今までのWi-Fiと比べて「高速」「混雑に強い」「省エネ」という3つの特長が挙げられます。
 
次にそれぞれの特長を見ていきます。

「高速」

Wi-Fi 6は旧規格のWi-Fi5を超えるパフォーマンスで理論上の最大通信速度が9.6Gbpsとなっており、Wi-Fi5の6.9Gbpsと比べると大幅に速度が上がっています。Wi-Fiは2.4GHz・5GHz、2つの周波数帯を利用していますが旧規格のWi-Fi5まではどちらか一方の周波数帯でしか通信の処理ができませんでした。Wi-Fi6では両方の周波数帯を利用できるので2.4GHz・5GHzの電波を状況に応じて使い分けることが可能となり高速化が可能になっています。また両方の周波数帯を利用することで高速化だけでなく通信の安定性が向上しています。

「混雑に強い」

旧規格のWi-Fi5までは同時に多くの機器を接続していると速度が遅いと感じたり、つながりにくいといった問題が起こっていました。これは直交周波数分割多重方式(OFDM)と呼ばれる技術の仕様上、通信処理の順番待ちが発生し、複数機器の接続を同時に処理できないことが原因でした。Wi-Fi6では直交周波数分割多元接続(OFDMA)という技術が使われており、複数機器の接続を同時に処理できるようになりました。
 
Wi-Fi 6は、直交周波数分割多重方式(OFDM)と直交周波数分割多元接続(OFDMA)の2つの変調方式を組み合わせて使用​​します。これはデータの転送用としてOFDMAを利用し、OFDMはレガシーデバイスとの下位互換性を維持するためと管理および制御フレームとしてWi-Fi6で引き続き使用されています。下記のイメージのようにWi-Fiの通信はサブキャリアまたはトーンと呼ばれる小さなチャネルで構成されています。
 
OFDMのイメージ

①
②

「省エネ」

Wi-Fi6には「Target Wake Time」(TWT)という機能が搭載されており以前に比べると省エネ化が可能になりました。アクセスポイントと端末がネゴシエーションをすることで通信を行うタイミングをあらかじめ決めておきそのタイミングで通信します。そうすることで端末はアクセスポイントからの信号を常に受信する必要がなくなり必要な時間だけ通信機能をONにすることで帯域幅の消費と端末のバッテリー消費を抑えることできます。

「その他」

Wi-Fi6では上記に加え高密度環境での利用を可能にするために「MU-MIMO(Multi User MIMO)」や「BSSカラーリング」という技術が使われています。
以下それぞれについて説明していきます。

・MU-MIMO(Multi User MIMO)
一つのチャネル内で1対多数の通信を実現する技術です。通信時に利用するアンテナの数を「ストリーム」と呼びます。例えば、「4×4」や「3×3」などの数字が書かれていることが多いです。この数字が、ストリーム数(アンテナ数)を表しています。Wi-Fi6ではWi-Fi5の4 x 4 MIMOから8 x 8 MIMOにMU-MIMO技術が拡張されています。下図のようにストリームの数だけアクセスポイントと端末間をアップリンクとダウンリンクで通信できるようになります。

③

・BSSカラーリング
Wi-Fi5までは隣接するアクセスポイント同士で利用チャネルが重複している場合に隣のアクセスポイントで通信があった場合に混雑と判断され通信速度の遅延が発生していました。
これを解決した技術がBSSカラーリングです。下図のようにBSSカラーリングの技術によって利用チャネルが重複していても通信の管理フレームに色付けがされ、色ごとの通信と判断されるようになります。

④

まとめ

Wi-Fi6はこれまで説明してきたように様々な機能の実装によってより良い無線環境の構築が可能になりました。しかしアクセスポイントとアクセスポイントに接続する端末がWi-Fi6に対応していないとその恩恵を受けることができませんので注意してください。利用する際は端末側の仕様についても必ず確認するようにすべきです。

今後の展望

2017年から2022年までのインターネットトラフィックの合計量は、過去32年間よりも多くなると予想されており、Wi-Fiはそのトラフィックの半分以上で利用されています。
またスマートフォン1台あたりのデータトラフィックは、2016年から2022年にかけて10倍になると予想されています。Wi-Fiに接続する端末の数、高いスループット値が要件のアプリケーションなどが増加傾向にあります。

帯域幅を大量に消費する4Kビデオは、2017年の全IPトラフィックの3%から2022年には22%に増加すると予想されます。4Kビデオの場合、15〜18 Mbpsの高いスループットを使用します。8Kストリーミングビデオは約1Gbpsのスループットを使用します。
拡張VRアプリケーションの使用も増加しており、600Mbpsから1Gbps使用します。
これらの新しい帯域幅の課題には、世界中のWi-Fi接続の速度改善が更に必要になります。
このような経緯があるので今後Wi-Fiの重要性はますます高まることでしょう。

またWi-Fi6EというWi-Fi6の拡張版のような規格も登場し今後、日本でも承認される見通しは大いにあると思います。Wi-Fiは今後も私たちの生活に関わってくる重要な技術だと思うので最新の情報には常に知っておく必要があるでしょう。

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安部 真浩

安部 真浩

ネットワーク系エンジニアとして案件をこなしつつ、ライターとして執筆活動にもチェレンジ中。株式会社グラントホープ所属のフリーランスエンジニア。趣味は貯金でFIREを目指しています!