IEEE 802.11a-1999

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 802.11a-1999または802.11aは、直交周波数分割多重(OFDM) 通信システムの要件を定義した IEEE 802.11 無線ローカルネットワーク仕様の修正版です。当初は、米国連邦規則集第 47 編第 15.407 条で規定されている、免許不要の国家情報インフラストラクチャ (U-NII) 帯域 (5～6GHz の周波数範囲) での無線通信をサポートするために設計されました。

1999年仕様の第17条として当初記述されていましたが、現在では2012年仕様の第18条で定義され、1.5～54Mbpsの速度でデータの送受信を可能にするプロトコルを提供しています。特に企業のワークスペースにおいて、世界中で広く導入されています。当初の修正は無効となっていますが、「802.11a」という用語は、無線アクセスポイント（カードおよびルーター）メーカーが5.8GHz、54Mbpsでのシステムの相互運用性を表すために、今でも使用されています。

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。

説明

2000年代半ばのD-Link製ワイヤレスCardbusアダプタ。同時代の多くの製品とは異なり、このモデルはより一般的な802.11bと802.11gに加えて、802.11a（5GHz）もサポートしていました。

IEEE802.11aは、ニューウェゲインのルーセント・テクノロジーズのリチャード・ファン・ニー氏[ 5 ]の提案に基づき、パケットベースのOFDMを採用した最初の無線規格である。OFDMは、NTTの提案と統合され、1998年7月に802.11a規格の草案として採択された。そして1999年に批准された。802.11a規格は、元の規格​​と同じコアプロトコルを使用し、5GHz帯で動作し、52サブキャリアの直交周波数分割多重（OFDM）方式を採用し、最大データレートは54Mbit/sで、現実的に達成可能なスループットは20Mbit/s台半ばである。データレートは、必要に応じて48、36、24、18、12、9、そして6Mbit/sへと低減される。 802.11aは当初、重複しない12/13チャネルを備えていました。そのうち12チャネルは屋内で使用でき、12チャネルのうち4/5は屋外のポイントツーポイント構成で使用できます。近年、世界の多くの国が、802.11hから派生した共有方式を用いて、5.47～5.725GHz帯での運用をセカンダリユーザーとして許可しています。これにより、5GHz帯全体に12/13チャネルが追加され、ワイヤレスネットワーク全体の容量が大幅に向上し、一部の国では24チャネル以上を利用できる可能性が高まります。802.11aは802.11bとは別々の帯域で動作するため、相互運用性はありません。ほとんどのエンタープライズクラスのアクセスポイントはデュアルバンド機能を備えています。

2.4GHz帯は混雑するほど頻繁に使用されているため、5GHz帯の使用は802.11aに非常に有利です。このような競合によって生じる劣化は、頻繁に接続が切れたり、サービスが低下したりする原因となります。しかし、この高い搬送周波数には若干の欠点もあります。802.11aの有効範囲は802.11b/gよりわずかに狭く、802.11aの信号は802.11bほど遠くまで到達できません。これは、信号強度のパス損失が信号周波数の2乗に比例するため、パス上にある壁やその他の固体によって信号が吸収されやすいためです。一方、OFDMには、屋内オフィスなどのマルチパスが多い環境における基本的な伝播上の利点があり、高い周波数によって、より高いRFシステムゲインを持つ小型のアンテナを構築できるため、高帯域での動作による欠点を相殺できます。使用可能なチャネル数の増加（FCC 加盟国では 4 ～ 8 倍）と、他の干渉システム（電子レンジ、コードレス電話、ベビーモニター）がほとんど存在しないため、802.11a は 802.11b/g に比べて総合的な帯域幅と信頼性の面で大きな利点があります。

規制上の問題

2003年の世界無線電気通信会議では世界的な標準規格の調整が改善されましたが、各国の規制サポートは異なります。802.11aは米国と日本ですぐに規制により承認されましたが、欧州連合などの他の地域では、承認に長い時間がかかりました。欧州の規制当局は欧州のHIPERLAN規格の使用を検討していましたが、2002年半ばに欧州での802.11aの使用を承認しました。

製品のタイミングと互換性

2000年代のD-Link DI-774ルーター。このモデルは、より広くサポートされている802.11bと802.11g規格に加えて、802.11aもサポートしています。

802.11a製品は、5GHz帯の部品の製造が困難だったため、802.11b製品に比べて遅れて出荷が開始されました。第一世代の製品は性能が低く、多くの問題を抱えていました。第二世代の製品の出荷が開始された当時、802.11aは消費者市場では広く普及していませんでした。主な理由は、より安価な802.11bが既に広く普及していたためです。しかし、802.11aは当初のコスト面での不利にもかかわらず、後にエンタープライズネットワーク環境に大きく浸透しました。特に、802.11b/gのみのネットワークよりも高い容量と信頼性を求める企業において顕著でした。

802.11bとの下位互換性を持つ、より安価な初期の802.11g製品が市場に登場したことで、5GHz帯の802.11aの帯域幅の利点は失われました。802.11a機器メーカーは、市場での成功のなさに対処するため、実装を大幅に改良し（現世代の802.11a技術の範囲特性は802.11bとほぼ同じです）、複数の帯域を利用できる技術を標準化しました。

自動的に a と b/g を処理できるデュアルバンド、またはデュアルモードのアクセス ポイントとネットワーク インターフェイス カード(NIC) は現在すべての市場で一般的になっており、価格も b/g のみのデバイスと非常に近くなっています。

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 20 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 5 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) によって生成されます。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。[ 6 ]

RATEビット 変調方式 コーディング率データレート（Mbit/s）[ b ]
1101 BPSK1/2 6
1111 BPSK3/4 9
0101 QPSK1/2 12
0111 QPSK3/4 18
1001 16- QAM1/2 24
1011 16- QAM3/4 36
0001 64- QAM2/3 48
0011 64- QAM3/4 54
  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。
  2. ^データ レートは 20 MHz チャネル間隔の場合です。

比較

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[ 7 ]周波数帯域 チャネル幅 ストリームデータレート[ 8 ]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 [ 9 ]、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 [ 9 ]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 ] [ 10 ]? ?
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）[ 11 ]
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 [ 12 ]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 [ 13 ]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）[ 14 ]
40 最大600 [ D ]
VHT -OFDM [ 13 ]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）[ 15 ]?
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） ダメージ[ 16 ]802.11ad2012年12月 60 2,160 (2.16  GHz) 最大8,085 [ 17 ] (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）[ 18 ]?
802.11aj2018年4月 60 [ H ]1,080 [ 19 ]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 [ 20 ] (15  Gbit/s) 4 [ 21 ]OFDM、シングル キャリア ? ?
EDMG [ 22 ]802.11ay2021年7月 60 最大8,640 （8.64GHz  ） 最大303,336 [ 23 ] (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 [ 24 ]802.11af2014年2月 0.054～0.796、7、8 最大568.9 [ 25 ]4 MIMO-OFDM? ?
S1G [ 24 ]802.11ah2017年5月 0.7、0.8、0.9​ 1～16 最大8.67 [ 26 ] (@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

参考文献

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一般的な
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