IEEE 802.11g-2003

Wi-Fi世代
将軍[ 1 ]IEEE標準 採用する。リンクレート（Mbit/s） 無線周波数（GHz）
2.4 5 6
— 802.111997 1～2 はい
— 802.11b1999 1～11 はい
— 802.11a6～54 はい
— 802.11g2003 はい
Wi-Fi 4802.11n2009 6.5～600 はいはい
Wi-Fi 5802.11ac2013 6.5～6,933[あ]はい
Wi-Fi 6802.11ax2021 0.4 –9,608はいはい
Wi-Fi 6Eはいはいはい
Wi-Fi 7802.11be2024 0.4 –23,059はいはいはい
Wi-Fi 8 [ 2 ] [ 3 ] [ 4 ]8021億1000万未定はいはいはい

IEEE 802.11g-2003（または802.11g）は、 2.4GHzマイクロ波帯域で動作するIEEE 802.11仕様の修正版です。この規格は、 802.11bが11Mbpsを実現するために使用するのと同じ20MHzの帯域幅を使用し、リンクレートを最大54Mbpsまで拡張しました。この規格は、 Wi-Fiというマーケティング名称で世界中で実装されています。802.11gプロトコルは、現在、公開されているIEEE 802.11-2007規格の第19条、および公開されているIEEE 802.11-2012規格の第19条に含まれています。

802.11は、無線ネットワークの伝送方式を規定するIEEE規格です。現在では、 802.11a、802.11b、802.11g、802.11n 、 802.11ac、802.11axの各バージョンが広く利用されており、家庭、オフィス、一部の商業施設で無線接続を提供しています。

802.11g は 802.11b と完全に下位互換性がありますが、2 つの方式を共存させるとパフォーマンスが大幅に低下します。

説明

802.11gは、無線LANの3番目の変調規格です。2.4GHz帯で動作しますが（802.11bと同様）、最大生データ速度は54Mbit/sです​​。CSMA /CA送信方式を使用した場合、 1500バイトのパケットサイズと54Mbit/sの無線速度で可能な最大ネットスループットは31.4Mbit/s [ 5 ]です（下位互換性のための追加のレガシーオーバーヘッドを除き、 802.11aのコアと同一）。実際には、アクセスポイントは理想的な実装ではない可能性があり、そのため1500バイトのパケットで31.4Mbit/sのスループットさえ達成できない可能性があります。1500バイトはインターネット上のパケットの通常の制限であるため、ベンチマークするための適切なサイズです。パケットが小さくなると理論上のスループットはさらに低くなり、54Mbit/sの速度と64バイトのパケットを使用すると3Mbit/sになります。[ 5 ]また、利用可能なスループットはAPを含むすべての送信ステーション間で共有されるため、ダウンストリームとアップストリームの両方のトラフィックは、1500バイトのパケットと54Mbit/sのレートを使用して合計31.4Mbit/sの共有に制限されます。

802.11gハードウェアは802.11bハードウェアと完全な下位互換性を備えています。bとgをうまく連携させるための詳細は、長引く技術開発プロセスの大部分を占めていました。しかしながら、802.11gネットワークでは、従来の802.11b参加者が存在すると、RTS/CTS送信と「バックオフ」メカニズムによってエアタイムを管理する必要があるため、802.11gネットワーク全体の速度が大幅に低下します。[ 6 ]一部の802.11gルーターは、802.11bクライアント向けに54g LRS（Limited Rate Support）と呼ばれる下位互換性モードを採用しています。[ 7 ]

802.11gで使用される変調方式は、802.11aからコピーされた直交周波数分割多重方式（OFDM）で、データレートは6、9、12、18、24、36、48、54 Mbit/sです​​。5.5 Mbit/sおよび11 Mbit/sでは802.11b規格と同様にCCK 、1 Mbit/sおよび2 Mbit/sではDBPSK / DQPSK + DSSSが使用されます。802.11gは802.11bと同じ周波数帯域で動作しますが、802.11aから改良された変調方式を採用しているため、より高いデータレートを実現できます。

技術的な説明

52 個の OFDM サブキャリアのうち、48 個はデータ用で、4 個はキャリア間隔が 0.3125 MHz (20 MHz/64) のパイロット サブキャリアです。これらのサブキャリアはそれぞれ、 BPSK、QPSK、16 QAM、または 64 QAMにすることができます。合計帯域幅は 22 MHz で、占有帯域幅は 16.6 MHz です。シンボル期間は 4マイクロ秒で、これには0.8 マイクロ秒のガード インターバルが含まれます。直交成分の実際の生成と復号化は、DSP を使用してベースバンドで行われ、その後、送信機で 2.4 GHz にアップコンバートされます。各サブキャリアは複素数として表すことができます。時間領域信号は、逆高速フーリエ変換(IFFT) を行うことで生成されます。それに応じて、受信機はダウンコンバートし、20 MHz でサンプリングし、FFT を実行して元の係数を取得します。OFDMを使用する利点としては、受信時のマルチパス効果の低減とスペクトル効率の向上が挙げられる。[ 8 ]

MCSインデックス（リトルエンディアンとして読みます） レートビットR1-R4 変調方式 コーディング率データレート（Mbit/s）
11 1101 BPSK1/2 6
15 1111 BPSK3/4 9
10 0101 QPSK1/2 12
14 0111 QPSK3/4 18
9 1001 16- QAM1/2 24
13 1011 16- QAM3/4 36
8 0001 64- QAM2/3 48
12 0011 64- QAM3/4 54

採択

WiFi 802.11g無線として使用されるRF CMOSチップであるBroadcom BCM2050KMLGのダイショット[ 9 ]

当時提案されていた802.11g規格は、高速化と製造コストの削減への要望から、2003年1月、つまり批准よりかなり前から消費者に急速に普及しました。2003年半ばまでに、ほとんどのデュアルバンド802.11a/b製品はデュアルバンド/トライモードになり、単一のモバイルアダプタカードまたはアクセスポイントでaとb/gの両方をサポートしました。

802.11gは広く普及しているにもかかわらず、既に混雑している2.4GHz帯において、802.11bと同様に干渉の影響を受けています。この帯域で動作する機器には、電子レンジ、Bluetooth機器、ベビーモニター、デジタルコードレス電話などがあり、干渉の問題を引き起こす可能性があります。さらに、この規格の普及は、都市部における混雑に関連した利用率/密度の問題を引き起こしています。干渉を防ぐため、米国および同様の規制を有する他の国では、重複しない使用可能なチャネルは3つ（チャネル1、6、11、25MHz間隔）、欧州では4つ（チャネル1、5、9、13、20MHz間隔）のみとなっています。このようにチャネルが離れている場合でも、サイドローブによる干渉は多少存在しますが、その程度はかなり弱くなっています。

チャンネルと周波数

2.4GHz帯の無線LANチャネルのグラフ表示。米国ではチャネル12と13は通常使用されません。そのため、通常の20MHzの割り当ては11bと同じ1/6/11になります。
IEEE 802.11gチャネルと周波数のマップ[ 10 ]
チャネル 中心周波数（GHz） スパン（GHz） 重複するチャネル
1 2.412 2.401～2.423 2、3、4、5*
2 2.417 2.406～2.428 1、3、4、5、6*
3 2.422 2.411～2.433 1、2、4、5、6、7*
4 2.427 2.416～2.438 1、2、3、5、6、7、8*
5 2.432 2.421～2.443 1*、2、3、4、6、7、8、9*
6 2.437 2.426～2.448 2*、3、4、5、7、8、9、10*
7 2.442 2.431～2.453 3つ星、4つ星、5つ星、6つ星、8つ星、9つ星、10つ星、11つ星
8 2.447 2.436～2.458 4つ星、5つ星、6つ星、7つ星、9つ星、10つ星、11つ星、12つ星
9 2.452 2.441～2.463 5つ星、6つ星、7つ星、8つ星、10つ星、11つ星、12つ星、13つ星
10 2.457 2.446～2.468 6*、7、8、9、11、12、13*
11 2.462 2.451～2.473 7*、8、9、10、12、13*
12 2.467 2.456～2.478 8*、9、10、11、13、14*
13 2.472 2.461～2.483 9*、10、11、12、14*
14 2.484 2.473～2.495 12、13

注:

  • すべてのチャネルがすべての国で合法的に使用できるわけではありません。特に、802.11gでチャネル14の使用を許可している国は世界中どこにもありません。米国では、規制の誤解によりチャネル12と13の使用は避けられています。
  • アスタリスク（*）で示されている重複は、22MHz幅のみの重複を示しています。802.11gでは20MHzしか必要としません（実際の占有帯域幅はさらに低く、16.25MHzです）。そのため、このような重複がパフォーマンスに与える影響は最小限です。

比較

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802.11ネットワーク規格
周波数範囲またはタイプ 物理 プロトコル 発売日[ 11 ]周波数帯域 チャネル幅 ストリームデータレート[ 12 ]最大MIMOストリーム 変調 おおよその範囲
屋内 屋外
（GHz） （MHz） (メガビット/秒)
1～ 7GHz DSSS [ 13 ]、FHSS [ A ]802.11-19971997年6月 2.4 22 1、2 該当なしDSSS、FHSS [ A ]20メートル（66フィート） 100メートル（330フィート）
HR/DSSS [ 13 ]802.11b1999年9月 2.4 22 1、2、5.5、11 該当なしCCK、DSSS 35メートル（115フィート） 140メートル（460フィート）
OFDM 802.11a1999年9月 5 5、10、20 6、9、12、18、24、36、48、54 （20  MHz 帯域幅の場合、10 MHz と 5  MHz の場合は 2 と 4 で割る） 該当なしOFDM35メートル（115フィート） 120メートル（390フィート）
802.11j2004年11月 4.9, 5.0 [ B ] [ 14 ]? ?
802.11y2008年11月 3.7 [ C ]? 5,000メートル（16,000フィート）[ C ]
802.11p2010年7月 5.9 200メートル1,000メートル（3,300フィート）[ 15 ]
802.11bd2022年12月 5.9、60 500メートル1,000メートル（3,300フィート）
ERP -OFDM [ 16 ]802.11g2003年6月 2.4 38メートル（125フィート） 140メートル（460フィート）
HT -OFDM [ 17 ]802.11n（Wi-Fi 4） 2009年10月 2.4、5 20 最大288.8 [ D ]4 MIMO-OFDM（64- QAM） 70メートル（230フィート） 250メートル（820フィート）[ 18 ]
40 最大600 [ D ]
VHT -OFDM [ 17 ]802.11ac（Wi-Fi 5） 2013年12月 5 20 最大693 [ D ]8 DL MU-MIMO OFDM（256- QAM） 35メートル（115フィート）[ 19 ]?
40 最大1,600 [ D ]
80 最大3,467 [ D ]
160 最大6,933 [ D ]
HE -OFDMA 802.11ax ( Wi-Fi 6、Wi-Fi 6E ) 2021年5月 2.4、5、6 20 最大1,147 [ E ]8 UL/DL MU-MIMO OFDMA (1024- QAM ) 30メートル（98フィート） 120メートル（390フィート）[ F ]
40 最大2,294 [ E ]
80 最大5,500 [ E ]
80+80 最大11,000 [ E ]
EHT -OFDMA 802.11be（Wi-Fi 7） 2024年9月 2.4、5、6 80 最大5,764 [ E ]8 UL/DL MU-MIMO OFDMA (4096- QAM ) 30メートル（98フィート） 120メートル（390フィート）[ F ]
160 (80+80) 最大11,500 [ E ]
240 (160+80) 最大14,282 [ E ]
320 (160+160) 最大23,059 [ E ]
午前802.11bn ( Wi-Fi 8 ) 2028年5月 （予定） 2.4、5、6 320 最大23,059 8 マルチリンクMU-MIMO OFDM (4096- QAM ) ? ?
WUR [ G ]802.11ba2021年10月 2.4、5 4、20 0.0625、0.25 （62.5  kbit/s、250  kbit/s） 該当なしOOK（マルチキャリアOOK） ? ?
ミリ波（WiGig） DM [ 20 ]802.11ad2012年12月 60 2,160 (2.16  GHz) 最大8,085 [ 21 ] (8  Gbit/s) 該当なしOFDM、[ A ]シングル キャリア、低電力シングルキャリア[ A ]3.3メートル（11フィート）[ 22 ]?
802.11aj2018年4月 60 [ H ]1,080 [ 23 ]最大3,754 （3.75  Gbit/s） 該当なしシングル キャリア、低電力シングルキャリア[ A ]? ?
CMMG802.11aj2018年4月 45 [ H ]540, 1,080 最大15,015 [ 24 ] (15  Gbit/s) 4 [ 25 ]OFDM、シングル キャリア ? ?
EDMG [ 26 ]802.11ay2021年7月 60 最大8,640 （8.64GHz  ） 最大303,336 [ 27 ] (303  Gbit/s) 8 OFDM、シングル キャリア 10 メートル（33 フィート） 100 メートル（328 フィート）
サブ1GHz（IoT） TVHT [ 28 ]802.11af2014年2月 0.054～0.796、7、8 最大568.9 [ 29 ]4 MIMO-OFDM? ?
S1G [ 28 ]802.11ah2017年5月 0.7、0.8、0.9​ 1～16 最大8.67 [ 30 ] (@2  MHz) 4 ? ?
ライト（Li-Fi） LC ( VLC / OWC ) 802.11bb2023年11月 800～1000 nm 20 最大9.6  Gbit/s 該当なしO- OFDM? ?
IR [ A ] ( IrDA ) 802.11-19971997年6月 850～900 nm ? 1、2 該当なしPPM [ A ]? ?
802.11 標準ロールアップ
  802.11-2007（802.11ma） 2007年3月 2.4、5 最大54 DSSS、OFDM
802.11-2012 (802.11mb) 2012年3月 2.4、5 最大150 [ D ]DSSS、OFDM
802.11-2016（802.11mc） 2016年12月 2.4、5、60 最大866.7または6,757 [ D ]DSSS、OFDM
802.11-2020（802.11md） 2020年12月 2.4、5、60 最大866.7または6,757 [ D ]DSSS、OFDM
802.11-2024（802.11me） 2024年9月 2.4、5、6、60 最大9,608または303,336 DSSS、OFDM
  1. ^ a b c d e f gこれは廃止されており、将来の標準改訂でサポートが削除される可能性があります。
  2. ^日本の規制について。
  3. ^ a b IEEE 802.11y-2008は、 802.11aの運用を認可された3.7GHz帯まで拡張しました。電力制限の引き上げにより、最大5,000mまでの範囲が利用可能になりました。2009年現在、米国ではFCCによってのみ認可されています。
  4. ^ a b c d e f g h iショートガードインターバルに基づいています。標準ガードインターバルは約10%遅くなります。速度は距離、障害物、干渉などによって大きく異なります。
  5. ^ a b c d e f g hシングルユーザーの場合のみ、デフォルトのガードインターバル（0.8マイクロ秒）に基づいています。802.11axではOFDMAによるマルチユーザー通信が利用可能になったため、これらの値は減少する可能性があります。また、これらの理論値は、リンク距離、リンクが見通し内かどうか、干渉、および環境内のマルチパス成分に依存します。
  6. ^ a bデフォルトのガードインターバルは0.8マイクロ秒です。しかし、802.11axでは、屋内環境に比べて最大伝播遅延が大きい屋外通信に対応するため、最大ガードインターバルを3.2マイクロ秒まで拡張しました。
  7. ^目覚ましラジオ（WUR）の運用。
  8. ^ a b中国の規制について。

参照

注記

  1. ^ 802.11acは5GHz帯での動作のみを規定しています。2.4GHz帯での動作は802.11nで規定されています。

参考文献

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